制药工程专业生物化学教学方法研究与实践

邱 婷，陈 重，杨俊杰

（信阳农林学院生物与制药工程学院，河南 信阳 464000）

生物化学是我校制药工程专业学生的一门核心基础专业课，它从分子水平研究了与生命活动密切相关的各种生物大分子的化学组成、结构、性质、功能特点以及这些物质在生命体内新陈代谢的过程、变化规律及相互关系[1]。生物化学课程涉及的知识为后续专业课程的学习奠定了基础，而且也是医卫、农学、林学、生命科学等各专业考研的必考课程，对学生以后从事新药研究与开发、药物生产使用与销售、药政管理等相关工作或者进一步学习深造都起着重要的作用[2]。

制药工程本科专业的学生需要掌握药物的结构与合成工艺、药物分析方法、药物作用机理等相关知识[3]，尤其是药物作用机理。药物只有被摄入生命体内才能发挥它应有的作用，因此要理解药物机理，必须要理解生命体的物质组成、结构特点和代谢变化规律，这同时也是进行药物设计和研发的落脚点。生物化学知识点多，内容复杂深奥、不易理解，信息量大但课时数有限。根据现实情况，如何结合专业特点，在有限的时间内提高学生的学习效率，培养合格的制药专业人才，以适应我国医药产业高速发展的势头，笔者结合教学经验，从教学思想、教学内容和教学方法3个方面进行了研究与实践。

1 教学思想的改革

1.1 激发学生的兴趣，从传授型向研究型转变

生物化学研究的是生命体，是跟我们日常生活、人体自身密切相关的一门学科，由于其内容复杂深奥不易理解，会使学生认识不到学习生物化学的重要性，从而失去学习兴趣和动力。因此，我们在平时的课程讲授中，要结合相关的知识点，进行一些案例分析或介绍学生比较感兴趣的话题。比如在讲到核酸这章时，可以结合大家都熟悉的电影《我不是药神》里面涉及的一个明星药物——格列卫，讲解格列卫靶向治疗慢性粒细胞白血病的作用机理、药物的研发过程、涉及的靶向癌基因的发现过程，这些都可以作为一个个生动有趣的小故事，不仅集中了学生的课堂注意力，而且激发了学生学习相关知识的兴趣。另外，还可以在每章节开始的时候，结合一些具体病例或者药物提出相关的问题，让学生自己搜集材料进行PBL式教学[4]，增强学生的好奇心，提高课堂学习的效率。课堂讲授中注意相关知识的着重讲解，每章课程结束时，再应用所学知识，针对课前提出的PBL案例进行专题研究。例如，在讲糖代谢的时候，课前通过微信、QQ等方式先给学生提出问题：“糖尿病患者有什么症状？为什么会出现这种症状？”“胰岛素和胰高血糖素对糖代谢的影响是什么？”“目前临床上治疗糖尿病的药物有哪些？分别是通过什么途径发挥作用？”“地震遇险的人在没有食物供给的情况下长时间等待救援所需的能量来源有哪些？”让学生课前自主查阅资料并进行分析。课上先进行信息汇总，再讲授相关知识点，等这章节讲完后再通过一次专题讨论进行相关问题的总结与思考。这样不仅巩固了所学知识，加深了印象，而且激发了学生的科研热情。

1.2 灌输科学精神和科研思维

制药专业的学生毕业后大多数要进入科研单位进行药物研发与生产工作，因此教师在平时的课程讲授过程中就要注重塑造学生的科研精神，灌输正确的科研思维。为此可以在课程中穿插着介绍一些科学家获得诺贝尔奖的科研经历。

比如澳大利亚科学家J．Robin Warren 和 Barry J．Marshall由于发现了导致胃炎或消化性溃疡的元凶——幽门螺杆菌而获得了2005年诺贝尔生理学及医学奖。1979年，在澳大利亚珀斯皇家医院实习的年轻医生沃伦在观察胃黏膜样本时发现了一些弯弯曲曲的长得像细菌的东西，然而做胃黏膜标本的病理切片是用福尔马林溶液处理过的，不会有活的细菌存在。细心的他继而发现这种类似细菌的物质只在胃溃疡患者的样本中才能找到，而在非胃溃疡标本中都没有。虽然在那时医学界普遍认为胃溃疡是由于不良饮食习惯或者生活压力引起胃酸过多造成的，而且胃里面是一个高酸性的环境，细菌在胃里都会被消化掉，不可能有细菌存活甚至定植在胃里。然而细心胆大的他依然提出了一个新的假说，这就是一种细菌，是胃溃疡的真正元凶。为了证明他的设想，他邀请另一个在消化科做培训的医师马歇尔一起来进行研究。他们首先要做的事情就是在体外培养出这种细菌。为此，马歇尔做了大量的工作，他先后做了34次培养，结果都失败了，可是他仍没有放弃。在做第35次培养的时候，正好赶上西方的感恩节，他陪家人一起出去度假，冷落了培养箱里的细菌。结果度假回来的时候，培养皿里长出了他们日思夜想的细菌。那为什么前面那么多次都没有培养成功呢，原来幽门螺杆菌是微需氧的细菌，平时培养时培养箱里氧供给充足，抑制了细菌生长，外出度假时培养箱里没有供氧，造成了相对氧气不足的情况。虽然说这个偶然的巧合加速了幽门螺杆菌的发现，但是幸运女神也总是眷顾有准备的人。再后来，为了证明这个幽门螺杆菌可以导致胃炎和胃溃疡，马歇尔甚至拿自己当“小白鼠”，喝下了菌液，让自己得了严重的胃病，更厉害的是他又通过抗生素治好了自己的胃病。他们的发现，让消化性溃疡不再是顽固难以治愈的疾病。通过这个生动有趣的例子，不仅能让学生明白做科学研究需要认真细致，培养他们认真踏实的工作态度[5]，并且在科研工作中不能墨守成规，要敢于创新、积极思考，敢于提出不同的观点和想法。同时也需要胆大心细，平时注意观察，大胆设想，细心求证，不轻言放弃，相信自己的选择，相信付出总有回报。马歇尔拿自己当“小白鼠”，为科学献身的精神值得我们敬佩，如果不是他们的付出，全球还有无数的人会遭受着幽门螺杆菌的侵害。

另外，还有获2015年诺贝尔生理学及医学奖的我国科学家屠呦呦，她的科研团队在寻找抗疟疾药的时候，进行了大量的药物筛选实验，发现青蒿提取物对疟疾的抑制率很差，甚至还不及胡椒有效。因此，在相当长的一段时间里，青蒿并没有引起重视，甚至将要被放弃继续研究。幸运的是，屠呦呦查阅了大量的医学典籍，发现唯一一个对青蒿使用正确的《肘后备急方》，她从中受到启发，提出用乙醚提取青蒿素，实验发现提取物抗疟作用率达95%到100%，因此被誉为“拯救2亿人口”的发现。屠呦呦成为第一位获得诺贝尔自然学奖的中国人。从这些诺贝尔奖获得者的科研经历，教导了学生要有不轻言放弃的科研精神和开拓创新的科研思维，只有扎扎实实地学好了基础知识，才能做好相关科研工作，有了量的积累才会有质的飞跃，传输给学生正能量，使他们认识到学习生物化学的重要性，以此激发学生学习的热情和做科学研究的激情。

2 教学内容的整合优化

2.1 注重知识的逻辑性，详略得当

结合学科特点，重点讲授与制药工程专业密切相关的章节[6]，比如蛋白质、核酸、酶、激素、糖代谢、脂代谢等，其他非重点章节可以整合到重点章节里穿插着讲解。比如讲酶的时候可以穿插着讲解与能量代谢密切相关的一些酶以及构成这些酶的活性中心的维生素；可以将脂质的结构功能性质放到脂代谢前面讲解；将糖的结构性质分类放到糖代谢前面讲解，这样不仅增强了相关知识的逻辑性，也增强了学生的接受度，不至于学到后面忘了前面。另外，能量代谢是动态生化的基础，要放在糖代谢、脂代谢前面着重讲解，以便于学生能更好地理解后续内容。

2.2 知行合一，融会贯通

在教授知识的过程中，不能仅局限于书本上的知识，我们要活学活用、融会贯通，结合知识点进行PBL式教学、专题讨论教学，让学生把所学到的知识切实应用到相关案例或者实际生活中去。比如讲到蛋白质一级结构决定高级结构的时候，我们以镰刀型贫血病为例，仅仅因为一个氨基酸残基的改变，导致了血红蛋白结构的破坏，再联系核酸这章，分析导致血红蛋白肽链中氨基酸残基改变的原因，使学生开动脑筋积极思考，充分发挥他们的主观能动性，凸显知识的重要性。另外，我们要重视实验操作，不仅让学生会基本的教学实验，还可以自由发挥，在保证人身安全的情况下，运用所学知识进行实验设计[7]。

2.3 介绍学科前沿动态，引入学术报告

在生物科技、医药产业高速发展的今天，新技术、新产品层出不穷，作为当代的大学生，必须对这些新生事物有一定的了解，才能发展成为合格的医药事业接班人。作为教师，应该密切关注这些科学动态，配合教授的知识，适时地将科研动态介绍给学生，这同时也能开拓学生的眼界、增强学生学习课程的兴趣。比如现在世界范围对癌症疗效最好的药物就是癌症基因靶向抗体，这也是目前抗癌药研究的热点方向，其中涉及的最多的就是酪氨酸激酶抑制剂类的药物，比如阿法替尼、吉非替尼、甲磺酸依马替尼、达沙替尼等[8]，可以为学生讲解这些抗癌药的主要治疗方向、药物机理、研发过程等，对制药工程专业的学生都是比较有指导意义的。同时，还可以通过多媒体让学生观看一些学术报告，让他们尽早接触科学前沿。

2.4 引入专业英语

英语水平决定着学生以后的业务水平或者学习深造的机会，尤其对于高科技的医药行业，几乎所有的学术报告都是全程英语。所以在平时的课程当中，我们要有意识地让学生接触专业英语。限于学生的英语水平，直接用英语授课是不现实的，还会影响专业知识的理解，因此我们可以在一些重要词汇后面注释英语，并同时让学生有目的地进行记忆，稍简单的知识，可以穿插着一两句英文讲解，逐步让学生接受英语授课，为以后阅读专业文献、听学术报告打好基础。

3 教学方式的转变

3.1 教授学习方法

生物化学知识点多，概念抽象复杂，可以在每章开始前，介绍哪些知识需要重点学习，教给学生学习这章节的方法。比如蛋白质这章节，对于二十种氨基酸和八种必需氨基酸，教学生进行口诀式记忆；对于氨基酸的性质进行联想式记忆；对氨基酸、肽和蛋白质的性质进行对比式记忆；对于糖代谢中产生的能量进行数字式记忆；对于糖代谢的各种途径和糖异生过程，进行提纲式或者画图记忆，通过传授这些学习方法，可以显著提高学生的学习效率。同时在每次上课之前，对上节课的重点内容进行回顾；讲完一部分知识后，都用板书的方式进行思维导图提纲式总结；讲授知识的过程中，也适时地对涉及的知识进行提问。通过一次次的回顾总结，使学生脑海中的知识主线逐渐明晰[5]。

3.2 复杂过程简单化

生物化学的学习中，有很多知识是很抽象的。比如蛋白质的结构、酶的活性中心、DNA的复制和转录过程等，我们可以借助多媒体，利用视频、短片，还有一些制图工具、蛋白结构数据库等使抽象的内容形象化，帮助学生理解。同时，我们还可以建立微信群或者QQ群，来推送一些视频短片、最新科学前沿、布置后续课程的PBL问题或者进行课后答疑，这都可以充分利用片段时间，解决课时数不够的问题[9]。

3.3 表达方式幽默化

生物化学需要记忆的知识点很多，不免让学生感觉枯燥。在课堂上教师可以适时穿插些形象的比喻或者幽默的表达方式[10]。或者联系学生感兴趣的话题，把学生的思想集中到课堂上来，比如在讲氨基酸之间连接的肽键时，强调“大家注意了哦，这里的肽键跟宫里的太监是不一样的”虽然只是个笑话，但增强了学生的兴趣，加深了知识的记忆。同时，课堂上教师的一言一行甚至一个肯定的眼神，都会对学生起到积极的作用，帮助并鼓励他们完成这门课程的学习。

4 结语

通过上述教学方法的实施，极大地提高了学生学习生物化学的兴趣，每堂课每个专题研究都积极参加，主动表达自己的观点、想法，同时课后积极思考，有理解模糊的知识点主动询问教师或者相互探讨，使教学过程充分发挥了学生的主观能动性。但对于开放性实验的设计，学生的自信心还有待提高，在平时的课程中要多穿插些科研技术的讲解和应用。