理论联系实际在生物化学教学中的实践与思考

张 伟，袁 栎，陈园园，陈 芳，张亚琴，吴倜珺

(南京医科大学基础医学院生物化学与分子生物学系， 南京 211166； △通讯作者)

生物化学是生命科学的重要基础学科，是医学院校几乎所有专业都开设的一门必修课[1]。21世纪以来，生物化学的理论和技术已渗透至基础医学和临床医学各个领域，是现代生命科学的共同语言；同时，也给课程教学带来一些难题，主要表现为授课内容广深、结构复杂、逻辑关系不显著等，加之学时有限，致使生物化学课程教学难度进一步提高，学生不易真正理解与掌握[2，3]。“理论联系实际”是一切实践活动的指导方针[4]。生物学、化学知识均源自自然和生活，因此，只要教师在生物化学课堂传授中贯彻理论联系实际的原则，紧扣临床与生活实际，合理地将生物化学知识的学习与日常事物紧密联系，就可帮助学生透彻理解重要知识点，引导学生借助于生物化学知识处理常见的健康问题，让学生学以致用，有效提高学生的学习兴趣，增加课堂参与度，摒除考试前“死记硬背”“临时抱佛脚”等陋习，进而促进生物化学教学质量大幅提升。笔者以酮体的代谢为例，阐述借助于理论联系实际的教学方法革新生物化学教学模式的思路与实践。

1 教学背景

1.1 教学内容分析

酮体是脂肪酸在肝脏线粒体内氧化分解为乙酰CoA后转变而成的重要中间产物，包括乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮(微量)。生理情况下，肝细胞持续合成低水平的酮体，但在禁食期间酮体生成增多。乙酰乙酸和β-羟丁酸可经血液运输到肝外组织，重新转变为乙酰CoA，经由三羧酸循环被氧化，为外周组织提供能源。酮体的生成与利用是脂肪酸氧化分解中的教学重点，亦是难点。临床医学专业的学生应该掌握酮体的类型、来源、去路以及作用特点，熟悉酮体异常增高时(如重症糖尿病患者)发生酮症酸中毒的机制。

1.2 学情分析

本课程的授课对象为大一、大二年级的医科院校本科学生。学生此时正在学习基础化学、细胞生物学、人体解剖学、生理学等医学基础课程，具有一定程度的知识储备，对临床疾病有浓厚的兴趣。在本次课程前，学生已经完成糖代谢和甘油三酯分解的学习，对糖、脂代谢过程有了较为系统的理解。酮体是脂肪酸在肝脏中分解代谢产生的重要中间产物，其生成受到饮食状态、激素等多种因素的调节。在糖供应不足时，酮体能够代替糖，成为大脑、骨骼肌、心肌的重要能量来源；反之，当糖代谢减弱或发生障碍时，脂肪酸氧化及酮体的生成均会增强，容易导致血液中酮体升高，造成酮症酸中毒。因此，掌握酮体代谢过程及调节等相关基础知识，有利于学生对糖、脂代谢相关生理、病理临床意义的理解。本节课主要讲授酮体的类型、酮体生成及利用的场所及关键步骤、酮体代谢的调节及代谢异常所致疾病，并且借助于案例讨论引导学生从生物化学的角度开展临床疾病病因的分析。教师最后需要强调理性看待体内酮体水平，明白合理膳食、健康生活的重要性。

1.3 教学目标

1.3.1 思想政治与情感目标 ①教师借助于针对不当使用生酮减肥法引发疾病的真实案例分析，引导学生在日常生活中建立膳食均衡并结合运动的健康减重方式，关注生命健康。②教师培养学生建立具体问题、具体分析的马克思主义哲学辩证思维，在生活和学业中都要根据事情的不同情况采取不同措施，切勿盲目跟风、一概而论。

1.3.2 知识目标 ①掌握酮体的定义、来源、去路以及作用特点。②熟悉酮症酸中毒的病因。③了解糖尿病患者发生酮症酸中毒的原因。

1.3.3 能力发展目标与要求 ①教师通过介绍生酮减肥的理论依据，运用问题导向式、启发式和讲授式相结合的教学法，培养学生自主总结和独立思维能力。②教师通过将酮体比作火柴，脂肪比作蜡烛，培养学生联想记忆的能力。③教师通过列举1-2个现实生活中利用生酮减肥却获得不同效果的案例，引导学生展开分析与讨论，培养学生知识迁移和沟通表达能力，加强学生运用相关生物化学知识综合分析、理解、探讨具体临床疾病问题的能力。

1.3.4 教学重、难点 ①酮体的生成(结合糖代谢知识解释为何酮体仅在禁食期间生成增多)。②酮体的利用(强调酮体肝内生成、肝外利用的特性)。③酮体代谢的生理意义(生酮减肥的主要理论依据)。④酮体代谢失调的致病机制(酮症酸中毒；课程思政：科学选择减肥方法)。

2 教学策略

2.1 充分联系社会实际，增强学习过程的趣味性

教师以时下风靡的“网红”减肥手段生酮饮食为切入点，借助于脍炙人口的明星事例，勾起学生浓厚的学习兴趣；结合真人真事，用生动易懂的语言向学生描述生酮减肥原理，在阐明酮体来源的同时，引导学生独立思考及总结酮体的作用特点，增加其课堂参与度。

2.2 借助于多媒体技术，助力教学内容的形象化

教师结合动画、图表等可视性强的多媒体元素，向学生详细介绍酮体的具体类型、酮体生成与利用的生物化学过程，并借由将酮体比作火柴、脂肪比作蜡烛形象比喻，进一步帮助学生加深对该部分知识点的理解与记忆。

2.3 温故知新，促进基础与临床学科知识的融合

教师结合学生已学习过的酮体代谢和糖代谢知识，介绍重症糖尿病患者易发酮症酸中毒的原因，既帮助学生巩固了生物化学知识，又可为学生日后的临床疾病专业课学习打下基础，实现医学临床与基础学科间的融合。

2.4 借由真实案例，推进医学生的人文教育

教师借由错误使用生酮饮食法进而导致酮尿症的真实病例，引导学生关注生命健康，选择恰当的生活方式，切勿盲目跟风，做到具体问题具体分析。

3 教学过程

3.1 课程导入

首先，生酮饮食是时下流行的一种号称既不用运动，又不用饿肚子的“零付出”减肥法。教师告知学生，生酮饮食中的“酮”即代表酮体，正式引出本节课的教学内容酮体；随后，借助青年演员尹正利用生酮饮食法减肥瘦身的事例，展示尹正在其社交平台上发布的“就是玩儿生酮日记”，引导学生思索酮体的来源。此处，教师借助超星APP等进行课堂互动设计，根据“就是玩儿生酮日记”中食物类型(脂肪、蛋白质、碳水化合物)占比提出问题：生酮饮食中的酮体主要来自于哪一种类型的食物？

3.2 酮体的重要特征

在大部分学生已经得出“酮体的来源是高脂肪食物”这一初步结论的基础上，教师展示标准生酮食谱的配比和组成；之后，借助动画，简要介绍生酮减肥的理论依据，即机体在缺乏碳水化合物摄入的前提下，通过大量摄入高脂肪食物，迫使机体切换供能模式，主要利用脂肪酸在肝脏中分解产生大量乙酰辅酶A(即乙酰CoA)后，生成酮体这一小分子中间产物用于供能。

教师通过启发式教学方法帮助学生总结酮体的四大特征(脂肪酸的分解产物；能源物质；小分子；可经由血液循环为肝外组织，如重要器官大脑供能)，此处进行课堂互动设计，提问：为什么生成了酮体，就能够达到减肥的效果呢？肝脏中的脂肪酸通过什么途径产生乙酰CoA？学生根据刚刚了解到的生酮减肥原理，并进一步独立思考：酮体作为碳水化合物缺乏时的机体替代能源的关键原因是什么？酮体的主要特征是什么？

3.3 酮体的来源、类型、生成途径、去路

首先，教师结合动画，讲授酮体的生物化学定义，介绍酮体的三种类型及占比(乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮)，此处进行课堂互动设计，提问：酮体的具体生成途径是什么？然后，教师借助动画等详细介绍酮体生成以及重新转变为乙酰CoA的代谢途径，向学生提出肝脏本身缺乏利用酮体的酶系，因此无法利用肝内产生的酮体供能，只能释放出酮体为肝外组织供能，由此引出酮体作用的重要特点：肝内生成，肝外利用。最后，教师借由将酮体比作小火柴，将脂肪比作蜡烛的比喻，形象地总结酮体生成与利用的生理意义，回答课堂伊始的问题，做到前后呼应。

3.4 酮血症、酮症酸中毒的发病机制

教师引入来自公众号“齐鲁壹点”的报道：39岁女高管不当使用生酮减肥法引发酮尿症的事例，让学生知晓滥用生酮法减肥会导致酮体代谢紊乱，造成疾病，并思考其中的原因；此处进行课堂互动设计，借助于乙酰乙酸和β-羟丁酸的化学分子式，结合学生已经掌握的化学、生理学知识，提出问题：酮体主要由哪种性质的化学物质构成？酮体大量产生或及利用障碍导致的酮体蓄积会对人体内环境产生什么样的作用？

在学生独立思考的基础上，教师与其共同总结：酮体中乙酰乙酸和β-羟丁酸均为有机酸，这两者在人体的大量蓄积会导致酸碱失衡，严重时会造成代谢性酸中毒，由此，引入酮血症和酮症酸中毒这一疾病，介绍其危害性；此处进行课堂互动设计：酮症酸中毒是一种严重的内分泌代谢性疾病，除了不当使用生酮饮食以外，什么样的内分泌疾病会导致酮体蓄积进而造成酮血症或酮症酸中毒？

在回顾已经学习过的糖代谢、脂肪动员等知识的基础上，教师揭示重症糖尿病患者由于脂肪动员异常增加，产生大量酮体，因而易发酮血症甚至酮症酸中毒；此处进行课堂互动设计，提出问题：糖尿病患者血糖那么高，机体为什么还要大量分解脂肪酸并产生酮体来维持能量供应？我们引导学生意识到重症糖尿病患者如果不恰当地使用生酮饮食法进行减肥，是非常危险的，启发学生具体问题具体分析，在生活和学业中都要根据事情的不同情况采取不同措施，不能一概而论。

教师结合来自美国责任医师协会(PCRM)、纽约大学、宾夕法尼亚大学等全球知名生物医学研究机构的最新研究，进一步列举不当使用生酮饮食可能导致的其他危害，如心血管疾病、营养不良、痛风、女性月经不调、肾结石、癌症等，让学生充分了解到生酮饮食一定要在专业医生的评估和指导下进行，切勿草率尝试，引导学生理性对待生酮饮食这一“网红”减肥手段，在日常生活中建立合理饮食并结合运动的健康减重方式，关注生命健康，切勿盲目跟风。

4 教学效果与反思

本节课的教学设计以学生为出发点，在学生已有的知识模块基础上，以社会舆论热点为导线引出教学的主要内容。课程遵循理论联系实际、探索研究式的教学原则，采用整体设计、突出重点、直观分析、注重理解的教学方式，借助于直观的多媒体动画和流程图，完成了酮体生成与利用过程及其生理意义的讲授。这种以问题为线索、以任务为驱动、层层递进的讲授方式，符合学生的认知规律和学习习惯，也能在教学过程中有效培养学生独立思考、归纳、总结的能力。同时，教师结合现实生活中的健康卫生问题讲授生物化学知识，可以令学生充分认识到生物化学中的许多知识往往与人体身心健康息息相关。学生学习酮体代谢及糖脂代谢的相关途径后，教师与学生一起分析生酮减肥的原理及机制，引导学生应用所学知识辩证分析问题，使其建立合理饮食并结合运动的健康生活方式，关注生命健康。但由于课时限制，生酮减肥法除酮症酸中毒以外可能导致其他危害的机制探讨不够透彻，我们可以作为课后讨论议题在超星学习通APP中发布，鼓励学生利用课余之间与任课教师继续交流。

生物化学的课程学习是21世纪高级医学人才培养中重要的一环。在生物化学教学中，除了理论教学之外，结合社会生活情境进行课堂拓展，是保证教学质量的关键。这种教学方法既帮助学生培养了学生应用理论知识理解、分析甚至解决实际问题的能力，并且促进了思政教育与专业教育充分融合，实现“智育”与“德育”彼此促进[5，6]，达到知识传授、能力培养和价值引领“三位一体”的教学目标。