呼吸链的教学策略探索与实践

武林芝，郝秀萍，郭婷婷，张秀玲

（太原学院 材料与化学工程系，山西太原 030032）

生物化学是一门在分子水平上研究生命现象及其规律的科学。“生物化学”课程是太原学院化学工程与工业生物工程专业的专业基础课程，对后续发酵类课程的学习在知识联系、学习方法、专业体系的构建等方面都有很重要的作用[1]。但是“生物化学”课程知识点多，知识点之间的逻辑性不是很强，加之这门课程是在分子水平揭示生命现象，学生在学习的时候看不见、摸不着，觉得内容比较抽象、难懂，知识复杂、凌乱，严重打击了学生学习的积极性，教学效果不佳，影响到学生对后续专业课程的学习。因此，寻找适合每一个知识点的合适的教学方法是每一位授课教师的职责[2]。本文以呼吸链的教学为例，探索“生物化学”课堂教学策略，提高本课程的教学效果。

在实际教学中，太原学院化学工程与工业生物工程专业的生物化学课程以魏民、张丽萍等主编，高等教育出版社出版的《生物化学简明教程》（第6 版）为主要参考教材。由于学生入学时层次较低，还有好多学生是调剂到该专业的，学生的基础层次不齐，虽然大一已经学习了“无机化学”“有机化学”等基础课程，鉴于“生物化学”课程特点，主要采用线上线下结合的方式，相关教学策略和实践总结如下。

1 授课内容和教学策略

呼吸链在生物氧化过程中与能量的转化有很重要的关系。之后在动态生物化学部分学习糖、蛋白质、脂、核苷酸等物质代谢的时候，研究能量变化都会回归到呼吸链的知识点上，因此呼吸链这部分的知识非常重要，是动态生物化学从能量代谢的角度研究生命现象的重点，也是难点。呼吸链的内容是“生物氧化与氧化磷酸化”的第二节内容，本节内容比较抽象，是“生物化学”课程的教学难点和教学重点，是学好代谢生物化学的最重要的知识点。

在系统学习了新陈代谢与生物氧化知识的基础上，通过分析生物氧化过程中的氧化方式，引出电子的流动，从而找到电子流动的载体——呼吸链，进一步以问题引导，层层递进，学习呼吸链的定义、定位、组成、排列顺序、递氢和递电子的机制以及呼吸链阻断等知识[3-4]。

2 教学设计

依据“现象—问题—理论—方法—创新意识”的创新教学设计（图1），以学生为中心，将教学过程分为三个阶段——课前、课中、课后。

图1 教学过程设计

2.1 课前“动”起来

（1）根据学习通软件发布的知识清单学习呼吸链相关的PPT 和教学视频，视频使用的是中国大学慕课南京大学杨荣武教授团队主讲的代谢生物化学。（2）通过呼吸链相关的知识点，找出生活、生产、社会热点等与之有关的现象，提出一些问题。比如：人为什么做剧烈运动的时候，要大口大口呼吸？有的减肥药吃了以后为什么会一直出汗？氰化物为什么能引起细胞窒息死亡？

2.2 课中“活”起来

学生根据课前发布的学习资料对知识已经有了一定的了解，因此课堂教学一开始以问题引入的方法，从为什么形成复合体、为什么这些物质可以充当电子传递体、在膜上的位置是否固定、按照什么顺序进行排列、能量发生怎样的变化等问题出发带领学生进行分组讨论，然后由小组间配合进行角色扮演，对呼吸链的两条工作途径进行演示，更深一步理解呼吸链的相关知识，最后由小组进行总结、分析，授课教师对需要注意的地方进行复述，加深记忆，并对整堂课学生的表现进行点评。

2.3 课后“升”起来

学生要对照呼吸链的任务清单在学习通软件的题库做相应的测试题巩固知识，对照知识清单进行自我检测，还可以用粘土动手制作呼吸链的模型。授课教师课后进行反思，持续改进。

学生下课后围在老师跟前，咨询下节课需要提前准备什么，都争着当老师的小助手，说明学生对生物化学这门课有了浓厚的兴趣，愿意在课堂上进行表现。

3 授课技巧

3.1 问题启发，点燃兴趣

兴趣是最好的老师，从生活中与自己息息相关的问题开始学习，学生的注意力会更加集中，学习的主动性会大大提高，课堂气氛及抬头率都有很大的变化。由于增加了知识的应用实践层面，彻底改变教师难教、学生难学这一局面，使学生不再觉得生物化学高深莫测，而是与自己息息相关。

3.2 问题设置，层层深入

从课堂一开始的生活问题导入，到学生角色扮演，最后小组总结，随着提出的问题越来越专业，学生对知识的掌握也经历了“了解—深入—巩固”的过程，学生知识框架越来越完善。

3.3 巧用类比，微观变宏观

呼吸链整体的知识框架可以类比为发电站，呼吸链在细胞内的区域定位就像发电站的地址，两条呼吸链传递电子类似发电站将电传输到用电终端，中间需要高压转化站，每一个高压站形成需要很多要素，但是主要导电的还是电线，而两条呼吸链就如同电路中的并联，到后面复合物Ⅲ、复合物Ⅳ形成串联，同时在传输的过程中还有能量变化。这样，学生用一个高中物理非常熟悉的主要知识点，将微观的呼吸链转化为一个宏观的发电站（表1），更容易理解，方便记忆。

表1 呼吸链知识类比

3.4 角色扮演，深入体会

在学生对知识有一定深入了解以后，挑选4 个小组，每个小组分别代表一个复合物，对两条呼吸链进行角色扮演，学生根据已经掌握的知识，说出复合物的位置、复合物的组成、传递电子体及传递电子的数量。在整个教学过程中，师生之间双主体互动，师生轮流作为课堂的主体，对学生的学习效果进行客观评价，真正体现了以学生为中心，离学生最近的教学理念[5]。

4 教学效果反馈

每上完一次课，授课教师都要进行深刻的教学反思。对待学生提出的问题能解决的一定当堂解决，如果问题是和其他的知识点相关，可以引导学生提前学习，或者进行当场解释，等到学到这个知识点的时候再深入学习，如果是关联性很大的问题，让学生进行知识框架的架构，形成网络。在学生角色扮演后，教师作为观察者与协助者，要对学生进行及时、有效的评价，教师要保持中立，切记不可夸张地表扬或是没有目的地批评，可以通过学习通软件相关功能进行记录，并通过表演了解个人和小组的学习情况，有针对性地进行提高。

根据“生物化学”各部分知识内容的特点采用不同的教学方式，让学生都有机会真正参与进来，授课教师只是学生学习过程中的组织者、引领者、推动者，真正做到了以学生为中心，以价值养成与能力导向为目标的教学改革。改革后的教学方式在实际应用中受到了学生的一致好评，连续几年未出现不及格现象，相关课题在学校创新大赛中还取得了二等奖的佳绩。