緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇生物化學論文范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
2采用大班案例討論課考核分析、解決問題的能力
對于一個患病的機體來講,同時存在著機能、形態和代謝方面的改變。案例分析是生物化學教學過程中經常使用的方法,也是學生應當具備的學習能力[8]。如女性較為注意自己的形體,關注自己身體各部位的比例正常,有些女性刻意減少飲食量以保持身材苗條,有的女性由于過度減少進食量而出現低血糖的現象。教師授課時首先提出日常生活中可以見到的這個現象,引起學生的強烈好奇心,再分析糖代謝的內容,最后回到案例本身,使學生既學到了糖代謝的相關基礎知識,又能將這些知識運用到生活及臨床實踐中,為將來的臨床課程學習打下基礎[9]。在案例的選擇中我們特別注重案例與生化知識點的相關性及相互聯系。例如:我們選擇糖尿病的病例,講解了糖代謝中血糖的來源及去路,與學生一起分析糖尿病患者為什么會出現“三多一少”的癥狀,糖尿病患者為什么容易出現酮癥酸中毒?通過這個案例的學習,不僅講解了糖代謝,同時還與脂代謝途徑聯系在一起,有利于學生對生化各章節內容從縱向到橫向結合起來。在討論的過程中,請學生先分析,教師參與討論,及時引導,調動了學生的學習積極性、活躍課堂氣氛,是一種有效的、主動的學習方式。同時建立起案例討論成績評定方法以考核學生分析、解決問題的能力。即大班病例討論成績由病例討論課現場討論各班成績(70%)和個人成績(30%)組成。其中討論課現場討論成績由教師及學委組織的答辯委員會評出;而個人成績則根據每人準備工作多少、答辯參加狀況、任務完成情況等內容,由學委組織學生評分。案例式教學考核提高了學生的綜合能力和團隊精神[10]。
論文摘要:結合生物化學教學實際,通過改革教學內容、雙語教學和創新性實驗等,提高學生素質,培養學生創新思維和能力。
生物化學是介于生物與化學之間重要的邊緣學科,是物理、化學等理論與技術應用于生命科學研究領域所產生的交叉學科,是一門集理論與實驗為一體的專業基礎課程,在相關學科的發展中占據非常重要的位置。具有知識密集、信息量大、內容復雜、記憶性強、實驗技術更新快等特點。面對激烈競爭的市場經濟和生物專業學生分配就業時所遇到的困難,本文針對傳統生物化學教學中存在的問題,進行了生物化學創新教學模式的探索,為提高大學生社會適應能力奠定基礎。
1豐富教學內容,提高學生學習興趣
“興趣是最好的老師”。根據大學生的心理特點和學習興趣的發展規律,教師應在教學內容、教學手段和教學形式等方面培養學生對生物化學的學習興趣。
1.1結合學科發展前沿,激發學生學習熱情
現代生物化學是一門飛速發展的學科,教師在教學過程中適當地介紹本學科的最新科研成果,實時更新內容。講到基因表達時,可介紹我校主持的家蠶基因組“框架圖”的研究進展,讓學生了解我國在家蠶基因組研究方面已居世界領先地位,這是建立21世紀“絲綢之路”的起點和里程碑。并把有關基因組草圖的基本知識介紹給學生,豐富教學內容,開闊學生的視野。
1.2理論聯系實際,拓寬學生知識面
生物化學知識與生活密切相關,幾乎滲透到生活的每一個領域。講授理論課時,可通過聯系周圍的生命現象和生活常識了解生化問題,激發對生物化學的學習興趣。如脂類代謝部分,可以介紹目前世界肥胖人數已超過16億,肥胖易引發心腦血管類疾病,已成為全球第一死因,再結合脂代謝機理讓學生懂得如何通過飲食平衡營養控制肥胖。另外,可以通過設問方式聯系實際生活中的問題。如為什么短跑后人會感到小腿酸痛?為什么不能常吃生雞蛋?為什么加鹵水可以制豆腐?為什么多吃糖會發胖等等。用理論解釋實際問題,既使學生掌握了所學的基本概念和原理,拓寬了學生在生物化學領域的知識面,又促進了學生學習生物化學的興趣。
1.3靈活運用多媒體,提高教學效果
隨著生物化學技術的迅速發展,信息量成倍遞增,涉及的許多概念及反應過程非常抽象,盡管教師在講授過程中花費了大量的時間和精力,學生仍然感到概念模糊和難以理解。多媒體是以計算機為載體,集聲、像、動畫、音樂為一體的現代化教學手段,具有信息容量大、視覺效果好、簡明生動、條理清晰、重點突出等優點。
根據教材內容,采用多種軟件制作多媒體課件,如用ChemOfficeUltra8.03繪制氨基酸或核酸的三維立體結構,錄制視頻介紹幾種層析法等實驗性強的理論知識,運用Flash動態畫面模擬體內物質代謝過程。制作的多媒體課件應以基礎知識為主線,遵循內容精簡、版面簡潔、色調清晰,動畫科學,切忌將它制成電子黑板。在圖文并茂、視聽一體化效果的渲染下,配合教師的講解,可使抽象概念形象化,微觀圖像宏觀化,充分調動學生的積極性,提高課堂效果和質量。
1.4采取多樣化的教學形式,調動學生積極性
課堂上以學生為主體,以問題為中心,培養學生的創新思維,實施引導式教學,把傳授知識與培養能力結合起來。對重點和難點,教師可以有目的地組織學生討論,然后以答辯的方式來回答問題;或者教師指導學生查閱相關的文獻開展課堂交流。
在課外,學生可根據自己的實際情況,利用教參閱覽室、視聽閱覽室、網絡圖書館等設施以及學校提供的教學資源進行自學,或通過網絡與同學、教師相互交流。
2開展雙語教學,培養復合型科技人才
根據國家教育部《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》(4號文件)的精神,逐步推廣和實行本科生教育中公共基礎課和專業必修課的雙語教學,已成為培養新時期我國高素質復合型創新人才和實現高等教育可持續發展的重要基礎工作。開展生物化學雙語教學是現階段我國高等高等院校教學改革的一項重要內容,是培養具有創新意識和能力的復合型人才的重要條件。在生物化學的雙語過程中,首先處理好現階段雙語教學和英語教學的關系,其次提高教師的雙語執教能力。我校為了提高教師的口語,組織教師到英語國家培訓。另外要選擇合適的生物化學雙語教學教材,采用循序漸近的教學方式,實現雙語教學目的。
3開展創新實驗,鍛煉學生的科研能力
當今世界科技的競爭實質上是人才的競爭,誰具有一流的人才,誰就可站在科技的制高點。開展創新性實驗,是培養學生科研能力有效手段之一。
3.1加強實驗教學過程中的師生互動、提高學生的積極性
學生參與到實驗中,是提高學生積極性的有效措施之一。如安排學生參加實驗準備工作,使學生熟悉整個實驗環節,從試劑配制到實驗的預試及分析均由學生完成。學生動手又動腦,充分發揮了學生的主體作用。
3.2開展綜合型實驗,培養學生創新意識
由于課時和經費限制,很多學校主要開設驗證性或演示性的實驗,阻礙了學生創新意識的發揮。為了激發學生的創新能力,開設探索性和綜合性的實驗至關重要。如設計“雞蛋清SOD酶的分離純化及性質鑒定”實驗,可以讓學生進一步掌握酶的性質、酶的分離及純化關鍵技術、酶的鑒定方法等知識。
2檢驗中的質量控制
要求臨床生物化學檢驗工作室要制定相應的質量管理措施并嚴格執行。可以設置生化室組長對生物化學實驗室的全面工作進行管理。同時組長也是該室質量管理責任人。建立生物化學實驗室的質量管理標準操作程序。
2.1人員
中醫院的輔助科室人員很多是臨床醫護人員轉行過來的,沒有接受系統的臨床檢驗專業學科的培訓,缺乏臨床檢驗及質量控制方面的相關知識。所以對臨床生物化學實驗室的工作人員必須進行上崗前培訓,一定要取得相應資格持證上崗,有相應的理論知識,對質量控制的程序、質控的規則、失控時應采取的措施都必須掌握;掌握生物化學室所有檢驗項目的原理、操作步驟、參考值、注意事項并能操作;能熟練掌握全自動生化分析儀的正確操作,還要掌握實驗室生物安全管理的相關知識,并且在工作中要不斷學習更新相關知識,合理應用到工作中去。
2.2儀器
儀器的狀態是否正常,直接影響臨床生物化學檢驗的結果。如儀器冰箱溫度不穩定,導致試劑失效或結冰,可以使檢驗出現錯誤的結果;離心機出現故障導致標本不能及時分離血清或溶血導致結果不準確;純水系統所制純水質量不好可直接影響某些項目如鎂離子測定的結果。而全自動生化分析儀的儀器狀態更是直接影響檢驗結果。因為生化分析儀狀態不佳導致結果不穩或錯誤的的幾個方面是:1)吸樣針:因標本分離不好或未凝固的標本(如腎病科病人應用小分子肝素使血長時間不凝固,但不仔細就容易將未凝固的血清上機進行測定)導致吸樣針完全或不完全堵塞,可出現結果一大批都低得離譜。2)光源(鹵素燈泡):現在很多實驗室都是用日立的儀器,日立儀器所用的光源就是鹵素燈泡,它的使用壽命只有750個小時,隨著時間的延長,光源的衰減會影響讀數;3)比色杯:全自動生化儀的比色杯是自動清洗的,如果清洗不干凈,也會導致結果的不準確,重復性差。4)管道:吸樣針、燈泡、比色杯大家可能經常會換,但是管道就不一定了。其實,隨著儀器使用時間的延長,管道會被污染,尤其是用了幾年的儀器,又用了苦味酸等染色性強的試劑,污染的管道會造成結果的穩定性極差。還有就是儀器的維護是一個很重要的問題,一定要有對儀器很熟悉并掌握了相關知識的專人對儀器進行認真、細致的維護保養,并記錄在冊,以保證儀器的穩定性和準確性。
2.3試劑
當前臨床生物化學實驗室基本上都是選用各廠家提供的試劑盒,我們在選擇試劑的時候除了要考慮準確度和靈敏度,試劑的穩定性、線性和方法學的問題,要選擇準確度高,靈敏度高,穩定性好,線性寬,在本實驗室當前條件下能開展的試劑。選定試劑后,還要注意試劑的保存。因為生化試劑進貨,一次可能要進幾個月工作量的試劑,一般試劑保存,溫度要求在4~8℃,放冰箱保存要避免放得太擠,要留出空隙,避免冰箱內空氣不流通致箱內溫度不均勻,而致試劑結冰而失效。全自動生化儀儀器上都帶了冰箱,要注意試劑的開瓶穩定期,如在穩定期中未用完,應更換試劑,且新舊試劑不得混裝。
2.4室內質量控制
臨床生物化學實驗室一定要做好室內質量控制工作。首先,大型的全自動生化分析必須備至少兩個不同濃度的質控品。并且最少要備一年的用量。實驗室首先要做出這兩個質控品的最佳室內質控的X和SD、CV值作為暫定的X和SD、CV值,然后再每天跟常規標本一起做質控,求出其常規室內質量控制的X和SD、CV值,每月的X和SD、CV值相加求均值作為下個月的X和SD、CV值進行室內質量控制[2]。其次,要選好質控規則。現在實驗室一般都選用Lev-ey_Jennings質控圖,并和Westgard多規則一起來進行室內質控。一般選12S為警告規則,提示偶然誤差的13S、22S,提示系統誤差的41S、5X、10X[1],提示趨勢性誤差的7T等規則為一般實驗室所選用。現在一臺狀態良好的全自動生化分析儀其重復性是相當好,在每天的質控結果未超過1SD時5X規則可酌情采用或不用。在做好這些準備工作后,每天堅持做好室內質控。如中途更換試劑或更換燈泡、比色杯等,應重新做質控,結果在控才能進行患者標本的檢測。如出現警告、失控,應立即執行失控的處理措施,首先回顧一下整個操作過程,是否存在失誤,并立即重新復查原質控物,如在控提示為偶然誤差,如不在控則換一支質控物復查,在控說明原質控物失效,不在控再換一瓶新的質控物[1],如不在控,是否失控項目定了標,或換了試劑,一個個步驟直到找到失控原因并解決,做好記錄。在做好室內質控的前提下參加室間質量評價。
2.5操作進程中要注意的事情
為確保檢驗結果的準確可靠,必須建立完善的質量保證體系。1)建立組內質量控制體系,以保證檢驗結果達到預期的質量標準。重要的是,控制體系應為工作人員提供清楚易懂的信息,使工作人員能根據此信息做出技術和醫療決定。2)實施檢驗結果不確定度的評估,并應考慮到重要的不確定度分量。3)實驗室設計并實施測量系統校準和真實性驗證的計劃,確保檢驗結果可溯源到SI單位,或可參比到其它規定的參考值。4)質量技術負責人負責組織參加實驗室間比對活動,并監控評審結果。實驗室應參加實驗室間比對活動,并應監控外部質量評審結果,如果不能達到控制標準,則應實施糾正措施。同樣檢驗用不同的程序或設備,或在不同地點進行,或以上各項均不同時,應有明確的機制來判斷在整個臨床適用區間內檢驗結果的可比性,并記錄這些比對活動的結果并形成文件。在做好上述工作以后,就是我們工作中要注意的事情了。現在很多醫院都已經有LIS系統了,但中醫院在這方面相對落后,所以編號、加樣、選工作表、病人信息的錄入都存在出錯的可能。要求工作人員在進行上述操作時不得接打電話、不得聊天,對標本進行仔細核對,避免人為差錯。
2.6危急值的管理
建立危急值管理制度的目的是為了及時告知臨床醫生病人危急情況,為臨床醫生搶救病人生命爭取時間。危急值的確立應檢驗科與臨床醫生一起討論商定,與歷史比較未達到或超過危急界限,其變化的差異已表示出病情的危重,也屬危急值。凡屬于危急值的實驗,一律按照急診標本的規定處理。危急值的工作每年進行總結,與臨床聯系,共同修正危急值的項目和界值。如以前鉀離子的危急值高值為7.0mmol/L,經與腎內科醫生討論后,腎內科病人的鉀離子的危急值高值修改為6.5mmol/L。
1.生物化學實驗教學投入不夠:
湖南理工學院生物工程專業為2005年新設專業,一切從零開始,實驗設備不夠,無法滿足現代生物化學實驗教學要求。實驗設備臺套數不夠,限制了學生單獨操作實驗設備的可能,例如層析系統、常壓色譜儀和高效液相色譜儀各一臺,很難讓每位學生單獨操作。
2.生物化學實驗教學內容陳舊:
由于生物化學實驗教學經費投入有限,生物化學實驗設備單一,導致生物化學實驗內容設置只能以驗證性實驗為主。比如運用分光光度計測定物質的含量,設置的內容太多,幾乎一半實驗均需要使用分光光度計。這樣的實驗內容設置,根本無法滿足學生對生物化學基本理論、基本概念的理解,更談不上能力的培養。
3.教學過程中學生參與性不強:
實驗前預備室教師做好一切準備工作。課堂上實驗教師先召集學生講解操作步驟等等。然后學生按照實驗教師的講解一步一步完成實驗內容。實驗完成后,教師指導學生處理實驗結果,分析實驗問題。一切均由實驗指導教師包辦。學生不用思考,只需要機械地完成一切,久而久之,學生不再思考,更談不上在實驗過程中發現問題和解決問題。如此教學方式,必將影響學生對實驗課的興趣,不利于學生能力的培養。
二、生物化學實驗教學改革內容。
針對上述問題,湖南理工學院在多方面采取對策,對生物化學實驗教學進行了改革,具體改革內容如下:
1.加大生物化學實驗教學投入。
加強實驗室基本建設,首先從實驗場地建設入手,學校加大實驗場地建設,為生物工程專業建設了大量實驗室,保證了實驗教學場地,目前建立了包括生物化學實驗分室在內的大量實驗分室。在進行場地建設的同時,連續多年對生物化學實驗教學儀器進行投入,購置了包括5臺液相色譜儀在內的大量實驗教學儀器,使生物化學實驗教學內容改革成為可能。近幾年來,湖南理工學院不僅在實驗室硬件建設方面增加了財力投入,同時在實驗室人員配置上也投入人力,把教學能力強的教師配置到實驗教學上,把實驗教學放在一個前所沒有的高度進行建設。
2.改革生物化學實驗教學內容。
生物工程專業在改革前生物化學實驗40學時,實驗內容主要以驗證性實驗為主。通過改革,把生物化學實驗從40學時調整為96學時,把實驗教學內容將生物化學實驗調整為以驗證性實驗為基礎,以綜合性實驗和設計性實驗為主要教學內容,重點突出綜合性實驗和設計性實驗的實驗教學內容設置,以此為基礎進行生物化學實驗教學。結合教師專業方向特點,我們在生物化學綜合性和設計性實驗設置上主要以生物大分子的分離提純與活性測定為主。事實證明,綜合性和設計性實驗的開設,激發了學生的學習與研究熱情,越來越多的學生主動申請進入教師課題組從事科學研究工作。考慮到學生的學習熱情,我們在改革生物化學實驗教學內容的同時,結合學院每位教師的科研工作,開設了生物化學創新性實驗,以期學生獲得進一步提高。比如2011級生物工程專業生物活性鎮痛肽的合成與活性研究課題小組,在該文作者的指導下,通過Fmoc固相多肽合成、高效液相色譜純化、復性體系二硫鍵形成等方式合成生物活性多肽,將活性多肽在動物模型上進行鎮痛活性研究,發現合成的鎮痛多肽在動物模型中具有良好的鎮痛活性,該實驗結果通過該文作者整理,發表在SCI雜志“Protein&PeptideLetter”雜志上。通過創新性實驗開設,學生解決問題的能力越來越強。為本科生將來進入實驗室從事研究工作實現無縫對接打下了堅實基礎。
3.改革生物化學實驗教學方式。
傳統生物化學實驗教學由教師主導,學生被動接受,學生缺乏主觀能動性,缺乏參與性。目前我們通過改革,將教師從主導地位改為從屬地位,而學生則從從屬地位變為主導地位,教師只安排實驗項目,也就是出題。學生則從實驗設計、實驗準備、實驗過程到實驗結果分析全部自己解決,并且每次實驗完成后學生均應該能夠提出問題,教師則和學生探討實驗問題,學生的實驗操作技能和實驗成功率得到了極大提高。同時也使學生了解了一個實驗的全部內容,為學生研究性學習,為學生將來進入社會參與工作或者將來從事研究工作打下堅實基礎。
4.改革生物化學實驗考核方式。
針對傳統生物化學實驗只注重實驗理論考試和期末實驗考試的做法,湖南理工學院采用全程考核的方式對生物化學實驗進行全程考核,也就是實驗的全過程都是考核過程。對每位學生生物化學實驗成績的評定,采用平時實驗成績、實驗報告和實驗考試成績相結合的辦法。平時實驗成績占比50%,平時實驗成績根據每位學生每次實驗的準備情況,實驗過程中各種儀器設備操作規范性,實驗結果的準確性,甚至包括實驗過程中試劑稱量、溶液配制等實驗習慣性動作進行綜合評定,每次實驗完成現場給出平時成績;實驗報告占比20%,實驗報告的撰寫是學生對自己實驗過程以及實驗結果的重要總結,體現學生分析歸納總結能力,同時也是對學生將來從事研究工作,撰寫研究論文和研究報告的重要訓練,故有必要將實驗報告的撰寫考核單獨列出,予以評分,使學生重視實驗報告的撰寫;實驗考試成績占比30%,實驗考試成績和傳統實驗考核一致,但比重顯著下降,實驗筆試成績占實驗考試成績的20%;實驗操作考試占實驗考試成績的80%。通過實驗考核方式的改變,督促學生在生物化學實驗過程中全身心投入,認真對待每一次生物化學實驗,認真對待每一個實驗的全部細節,認真做好每一個生物化學實驗。由于考核方式的改變,只有那些從頭至尾認真對待生物化學實驗的學生才有可能獲得高分,大大調動了學生對生物化學實驗的積極性和主動性。
增加對實驗預習的考核
新的評價體系要求學生進實驗室前做好預習報告,課堂上隨機抽查幾名學生對實驗原理、實驗步驟進行講解,指出實驗中的注意事項,實驗中涉及到的基本操作也請同學進行演示,最后由指導教師有針對性總結。通過這種透明的檢查方式有利于指導教師掌握學生的預習情況,做出公正的評價,使學生變被動學習為主動學習。
采用多樣化的考核方式
在實驗教學過程中,根據不同的實驗類型,采用不同的考核方式。在驗證性實驗教學中,要求學生僅僅是把實驗目的、原理、實驗現象與結果采用常規實驗報告的形式書寫,同時對獲得的結果進行簡單的分析與討論;綜合性實驗的考核主要是對實驗過程當中所出現的現象進行逐一分解與分析,對結果進行詳細的闡述;對于創新設計型實驗的考核,要求學生必須采用科研論文的方式,包括題目、作者、中文摘要、關鍵詞、引言、實驗方法、實驗結果、討論及參考文獻等內容[7]。
量化考核評分標準
2通過有機化學的觀點和理論解決生物化學
問題,促使兩者的有機融合生物化學課程知識覆蓋面廣,物質代謝復雜,涉及反應多,知識體系和化學學科有很大的區別,學習方法和思維方式也有別于化學學科知識體系的學習,基于此,化學專業的學生在學習生物化學時往往感到不適應。我們認為在教學過程應在保證學生對生物化學整體知識框架的系統認識的前提下,充分發揮化學專業學生系統、扎實的有機化學知識,通過有機化學的理論和觀點來討論生命過程中的化學問題,對緩解學生的這種現狀有很大的幫助。如有機化學的學習主線“結構決定性質,性質反應結構”在學生的腦海中根深蒂固,所以學生很容易理解蛋白質結構和功能之間的關系。從化學的觀點出發,學生很容易理解人造奶油反式脂肪酸為什么給我們帶來了巨大的災難,其原因就在于比起反式構型的雙鍵結構,順式不飽和脂肪酸有較低的熔點,能夠保證在生理溫度油脂的液體狀態。曬太陽能補鈣的這個生活小常識用化學的理論解釋是:鈣的吸收需要維生素D的參與,而人的皮膚中含有維生素D原,在光照條件下,會發生周環反應生成維生素D,所以才有了曬太陽能補鈣這一說法。類似的例子在生化內容比比皆是。通過有機化學的理論和觀點來解決生化問題,可以讓學生自然而然的融入生化課程的學習,發揮學生扎實的有機理論和知識的優勢,降低學習生化的難度,變死記硬背為邏輯推理,在潛移默化中將兩者進行了有機的融合,激起學生學習生化的興趣。
3結合生活實例,促使兩者的有機融合
眾多的教學研究表明,在教學過程中生活實例的結合能夠促使學生“學”和“用”的有機結合,讓學生感受到學習的重要意義,激發學生學習興趣的產生,促進學生書本知識向實踐能力的轉化和創新思維的發展。生物化學是一門基礎的自然科學,是通過化學的理論和方法來研究生命體內的化學變化,所以在實際生活和生產中的廣泛用既以生化原理為基礎,又和化學知識密不可分。因此在教學的過程中,結合具體的應用事例,以此為橋梁,促進有機化學和生物化學的有機融合,提高學生學習生物化學的興趣。如日常生活中的燙發,其原理是以生物化學為基礎,頭發是角蛋白,角蛋白的螺旋多肽鏈間有很多的二硫鍵交聯,二硫鍵的生成的位置是決定著頭發的形狀,二硫鍵是巰基通過氧化反應生成的[6]。燙發的過程實際就是通過還原劑破壞頭發原有的二硫鍵,通過還原劑使二硫鍵在新的位置生成,從而達到了改變發型的目的。其中涉及到的還原劑就是一種小分子有機物,燙發質量的好壞和還原劑有很大的關系,了解到這一點,思維活躍的學生就會考慮,在學習過的類似結構的有機化合物中,有沒有可以充當改良的還原劑,從而達到降低燙發的副作用,改善燙發的效果。通過類似實例的引入,作為學生會深刻的感受到,要使自己已有的有機化學理論和知識發揮更大的作用,為人類造福,學習和掌握一定的生化知識是非常必要。顯而易見,結合生活實例的教學過程,進一步將有機化學和生物化學進行了融合,使學生學習生化的興趣進一步得到提升,亦有助于培養學生的創新思維。
4通過有機化學的前沿科學研究成果的學習,促使兩者的有機融合
在教材中并不能體現,為了讓學生對這些前沿的研究成果有一定的了解和認識,使學生更深刻的認識和體會到有機化學與生物化學的緊密聯系,激發學生學習生化的熱情,提高生物化學的教學質量,我們將利用豐富方便的網絡資源,查找相關的文獻資料,利用4課時左右的時間,與學生一起討論有機化學領域的最新研究成果在生物化學領域的應用,同時,給學生指定內容,利用業余時間進行相關小論文的撰寫。在教學實踐中,我們查閱了小分子有機化合、藥物等與蛋白質、DNA的之間相互作用的文獻,讓學生了解這些前沿的研究成果。通過這樣的學習方式,一方面可以彌補傳統生物化學內容更新慢的缺點,有助于學生了解有機化學與生物化學交叉發展的最新研究成果,有助于學生的科研素質水平的提高,知識視野的開闊;另一方面,使學生認識到有機化學和生物化學的發展是相互依存,相互促進,兩者的最終的目標是一致的—即從分子水平研究生物學問題。
教師是教學的主導,合適的教師是進行有效教學的重要環節;語言是教師與學生相互溝通的重要工具,本校留學生授課為全英語授課,這就要求授課教師有較高的英語水平。客觀地講,目前真正能在課堂上流利地使用英語教學的非英語專業教師并不多,因為大多數教師接受的是中國式英語教育,英語讀寫沒有問題,但是缺乏海外學習背景,聽力和口語功底不深。這就要求任課教師需采取積極有效的應對策略。一方面教師要利用一切可能接觸英語的機會(如網絡、學術活動、媒體等)主動學習,提高自身的英語水平;另一方面學校要加大對青年教師的培養,通過培訓、互訪、交流的形式每年選派一定數量的教師到國外高校進行學習、交流,以此提高師資隊伍整體水平。
2理論教材和實驗教材的準備
教材是教師傳授教學內容的主要工具,是學生預習、學習知識、復習的基本工具。生物化學與分子生物學是重要的基礎課,掌握好生物化學與分子生物學會為今后的臨床各學科學習打好堅實的理論基礎。本教研室全體教師在理論課的教材選用上經過多次討論,決定以賈弘褆教授編寫的《Biochemistry》為基準,結合數本英文原版教材作補充,并且根據教學需要和留學生的知識背景,對內容進行了取舍,學生使用后對《Biochemistry》教材的選擇還比較滿意。目前,國內還無成熟、統一的生物化學與分子生物學實驗教材供留學生使用。結合本教研室的教學實踐,借鑒多所知名院校的相關實驗教材,自行編寫了《Biochemistryexperiments》一書。這樣既符合本校的教學大綱的要求,又保質保量完成教學任務,同時也利于學生學習理解實驗內容,避免操作中的失誤,受到了留學生的歡迎。
3教學方法多樣化
3.1使用多種教學手段,強化教學效果
醫學生物化學與分子生物學內容系統性強,蛋白質和核酸結構抽象,多種代謝途徑相互作用,錯綜復雜,僅靠教師講解非常抽象,學生不容易理解,而多媒體課件、彩色掛圖、膠片投影、立體模型等形象而直觀,這些輔助工具的使用能使學生對各種知識有一個感性、直觀的認識,使教學內容生動活潑,更加容易被學生接受,方便學生快速理解和掌握教學內容,教學效果明顯提高。
3.2融合多種教學方法,提高教學質量
留學生思想活躍,不懂的問題會隨時打斷教師的授課,喜歡即時提問,對教師授課效果要求高。針對這一特點,要求教師在授課的過程中必須靈活地采用多種教學方法,提高教學質量及效果,使留學生更加容易接受。
3.2.1采用啟發式教學法
生化內容晦澀難懂,如果教師不注重授課技巧,用“填鴨式”的教育模式照本宣科很容易使學生感覺枯燥乏味,喪失學習的興趣和信心。啟發式教學法側重于引導而不是由教師一味地“滿堂灌”,目的是激發學生學習興趣,幫助學生理解和記憶所學知識。留學生性格活潑,喜歡即時提問,課堂氣氛比較活躍,因此在教學中更容易開展啟發式教學。如在講“DNA復制”一節內容時,可有針對性提出問題“為什么龍生龍,鳳生鳳,老鼠生兒打地洞?”,讓學生自由討論10min,自己尋找答案,然后教師引出DNA復制的半保留特性,留學生通過這種方法既掌握了知識點,也將枯燥的理論知識與平時的生活常識聯系起來,增加了學生學習生化的興趣。
3.2.2應用歸納對比法
生物化學這門課程具有抽象難懂、系統性、聯系性強等特點,學生普遍反映難以記憶。教師在授課過程中應不斷地應用歸納對比教學法對所學知識進行歸納對比。這樣使學生對所學知識融會貫通,強化記憶,理解知識要點。
3.3提問式教學
留學生課堂紀律比較差,自由散漫,上課愛互相討論。為使學生集中注意力,并使他們感到壓力,本校在教學紀律開始變差時,隨機點名提問,要求學生回答教師剛講過的問題。因為所有學生都有可能被提問,因此課堂紀律好轉,學生又能繼續認真聽講,教學效果也顯著提高。
3.4復習式教學
在每章課講完后,給出一定數量的“quiz”,要求學生在課堂上定時做題,教師糾正錯誤,用上習題課的形式復習,這種方法加強了學生對各章節知識點的理解、記憶和掌握,可以幫助教師準確把握學生的學習效果,及時查漏補缺鞏固學習效果。
4改革考勤制度與考核標準
2始終重視提高教學能力
教師的首要任務是教學,教學能力的提高是對教師的基本要求。近年來,隨著大學招生規模的擴大和師資的新老更替,大批年輕教師被引進。由于缺乏教學經驗,知識儲備不足,難以厚積薄發,使得教學捉襟見肘,學生感到索然無味,存在青年教師的教學能力不足的現象。例如,本人所在教研室共17名在崗人員,其中35歲以下教師高達70%,因此,對于青年教師教學能力的培養應格外重視。看法如下:第一,現有培訓結束后每個人都會頒發一個證書,無關乎你培訓表現、出勤等,純屬“走過場”。因此,建議加強培訓制度法律化,通過立法的形式,把參加在職培訓作為醫學教師終身在職教育。第二,由年資高、經驗豐富的教師對青年教師進行“一對一”帶教,要從最基本的做起,如,針對實驗課的“基本操作及標準曲線法測定未知硫酸銅濃度”,不僅要指導青年教師的教學過程,還要“手把手”完成整個實驗。課后,青年教師要積極進行教育教學反思,如,寫反思日記、觀摩教學、討論教學等,再與帶教老師溝通,以便提高自己的教學能力。第三,青年醫學教師要努力提高專業水平,做好專業知識積累,保持與專業前沿同步。
2優化生物化學實驗教學內容的策略
2.1定性與定量實驗相結合
作為一門實驗性學科,生物化學應該包含定性與定量實驗才是完整的研究方法。定性分析就是運用物理、化學的手段,對生物活性分子進行“質”的分析,再通過歸納和演繹、抽象與概括、分析與綜合等方法,對獲得的各種信息進行思維加工,由表及里、去偽存真,以了解生物大分子的存在形式。定量實驗是以定性實驗為基礎的研究活動,研究生物大分子的性質、組成和影響因素之間的數量關系,收集精確的數據,然后進行統計分析。定性和定量結合研究有助于學生對生物大分子賦予意義的基礎上產生正確的認知和準確的定位,認識生物分子運行、變化的本質規律,揭示其結構與功能的內在聯系。生物化學實驗內容包括對糖、脂質、氨基酸、蛋白質、酶、維生素、核酸、激素等生命分子的研究,還包括物質代謝與生物氧化實驗,實驗方法涵蓋滴定、蒸餾、離心、分光光度比色、各種層析技術(薄層、凝膠、離子交換、親和層析)、色譜技術(氣相、高效液相色譜)、電泳、熒光、旋光法等。顯然,相比于大學一年級開設的無機及分析化學實驗已稍顯復雜,是一門從基礎實驗過渡到專業實驗的專業基礎課。憑借這門課程學生初次認識到上述生物分子,依據循序漸進的原則,在有限的課時內選擇有代表性的實驗內容。例如我們在實際教學中,關乎生物分子的提取、分離、純化、鑒定等內容選作定性實驗,這些多為經典實驗,一般占25%;而定量測定多為綜合性實驗,內容涉及基本知識在解決實際問題中的應用,一般占65%;另有10%的實驗為定性與定量相結合的實驗,內容多為探究性實驗。學生通過實驗,從特定的性質洞察這些物質的存在,從精確的數據了解它們在生物體內相互制約、相互轉化的過程,根據質和量的統一促進學生對生物分子的全面認識,培養學生嚴謹的科學態度。
2.2驗證性與探究性實驗相結合
人們曾一度廣泛提倡要摒棄驗證性實驗,認為只有大量開設綜合性和創新性的探究實驗才能培養出社會需要的人才。這種做法是違背教學規律的。探究性生物化學實驗是探索生物大分子的未知性質,了解它們的組成、生物轉化和變化特征,以及在機體內與其他分子的聯系等的一種實驗,受學生已知知識和技能的限制。驗證性生物化學實驗是指為了驗證生物分子已被廣泛認識的性質、概念、理論,通過演示再現其事實,強調其科學性。驗證性實驗可以把學生從懵懂狀態引入生化知識的殿堂,有利于在較短的時間內獲得更多的知識,繼承研究方法,規范化、程序化的訓練學生的實驗技能,起到承上啟下的作用。一些經典的驗證性實驗甚至可以激發學生的學習興趣,有的驗證性實驗還可以發揮潛在的作用,例如利用前人的研究成果應用到一個確定的問題上比探究如何獲得新成果要重要得多。所以在大力提倡探究性實驗教學的同時不可隨意摒棄驗證性實驗。我們需要做的是正確處理好繼承和發揚的關系,把內容單一、彼此孤立的實驗有機的結合起來,設立系列實驗,實施層次化教學。例如,利用“3,5-二硝基水楊酸定糖法”測定馬鈴薯中還原糖含量是一個經典的驗證性實驗,如果利用該法測定馬鈴薯中總糖含量就在原來基礎上增加了一個非還原糖的水解過程,再依據其還原性測定總糖,這就成為一個綜合性實驗;如果利用該法比較幾個同學的唾液淀粉酶活力,這就需要定義一個“酶活力單位”,掌握底物與酶專一性、溫度和pH對酶活性影響等知識的基礎上,將糖和酶的作用加以拓展。顯然,這個驗證性實驗很自然地過度到了探究性實驗,提高了學生的學習興趣。探究性實驗就像這樣通過具體實驗來回答一個感興趣的問題,激發學生的好奇心,培養科學探究能力。再如根據三聚氰胺事件、艾滋病、地溝油等時事關注熱點,探討相關的研究工作、提出解決方案、設計創新實驗,引導學生跳出課本的局限,拓展學生的思維和知識面,并利用所學知識解決實際問題。如果說驗證性實驗是傳授知識和方法,那么創新性探究實驗是傳播一種科研思想,甚至是一種科研精神和社會責任。
2.3“靜態”和“動態”實驗相結合
《生物化學》教科書由“靜態”和“動態”兩部分知識構成,所謂“動態”就是新陳代謝,簡稱代謝,是生物體表現其生命活動的重要特征。作為實踐環節的生物化學實驗,往往偏重于靜態部分內容,即對生物大分子的定性定量研究方面的訓練比較重視,而忽視了代謝調控部分的研究。這也許是因為實驗課時不好掌握,實驗所需的環境條件不易控制造成的。然而,從知識完整性來考慮,這是片面的,因為生物大分子在生命體內都不是孤立存在的,彼此之間有著錯綜復雜的關系,它們也不是靜止不變的,不停地發生著化學變化,不斷得到自我更新。所以,在生物化學實驗內容中應該包含一定比例的“動態”實驗,通過實驗使學生明白生物大分子是生命的物質基礎,其特殊運動體現著生命現象,生命是生物大分子的存在形式,而且代謝使生物大分子以一定的有序性處于穩定的狀態中,一旦代謝紊亂,穩定的生物分子體系就要向無序發展,機體就會病變。按照物質轉化的方向,“動態”知識應該掌握兩對重要的概念,即物質的分解和合成代謝過程,能量的釋放和供給過程。鑒于此,生物化學實驗要有的放矢涉及這方面的內容,以引導學生學會綜合思考問題。例如,以“肌糖原的酵解作用”實驗為代表了解在缺氧條件下經過一系列的酶促反應,最后轉變成乳酸,并供給組織能量;利用瓊脂糖凝膠電泳分離檢測乳酸脫氫酶同功酶,可以作為某些代謝紊亂或炎癥疾病診斷的依據之一。
2.4實驗的“正結果”與“負結果”
傳統的教學模式總是希望學生得到正確的實驗結果,于是,實驗前總是給學生設計好各種操作流程,學生完全“照單抓藥”,無需多加思索就能夠獲得預計的結果,毫無懸念,以至于學生提不起精神做實驗,也無以挖掘學生的創新潛質。為了改變這種狀況,我們在實際教學過程中通過創設問題情境,甚至適當設置“陷阱”,使學生明確探究發現的主題,然后設計實驗實施方案,在實驗過程中通過自己的思考和實踐解決疑難問題,以提高學習興趣,促進知識的融會貫通。例如在“2,6-二氯酚靛酚法測定維生素C含量”實驗中,故意選擇紫葡萄、沙棘、西紅柿等作為實驗材料,在它們的提取液中含有色素類物質,給滴定終點的觀察造成困難,這就要求學生自己去尋找方法解決問題。有的同學選用陶土或活性炭脫色,有的同學選擇脂溶性溶劑(加1mL氯仿)萃取色素,這就很好地排除了對水相滴定終點的干擾。為了解決由于白陶土或活性炭吸附,或者氯仿萃取對維生素C造成的誤差,同學們進一步測定已知標準維生素C樣品的回收率來校正未知樣品的結果。一個普通的驗證性實驗通過更換實驗材料調動起學生探究的積極性,使得一個“負結果”的實驗方法得以延伸和完善。此外,在實驗操作步驟中有意設置漏洞,留下一塊空白,在學生現有知識的基礎上給予一定的提示,同學們為了規避潛在的風險,自覺地認真預習實驗項目,甚至查閱文獻資料,這種效果遠勝于硬性強調預習的重要性。例如在“血清蛋白醋酸纖維素薄膜電泳”實驗中,血清是一個混合的蛋白質樣品,其中各種蛋白質的等電點大多在pH4.0~7.3之間,在pH8.6的緩沖液中均帶負電荷,在電場中都向正極移動。因此,點樣端應該置于電泳槽的負極端。在以往的教學中反復強調這一點,總有學生放反薄膜。現在我們只把原理講清楚,不強調具體怎么操作,那些放反薄膜的同學勢必得不到實驗結果,這種失敗他將會牢牢記住,再給一次重做的機會,獲得成功之后的喜悅不言而喻。實踐表明,得到一個“負結果”所起的作用遠大于順利地得到“正結果”,至少學生可以在失敗中引起警覺和反思,進而主動探求解決方案。
二、生物化學實驗課的道德教育和安全教育
臨床醫學專業學生對自己將來所從事的職業往往充滿向往和好奇,他們渴望盡早了解將來所從事的職業,盡受醫院臨床一線的氣氛,同時卻對將來所從事職業的素質和技能懵懂無知。在這個時候,他們接觸到的生物化學課程,是一門連接著基礎醫學和臨床醫學的重要基礎醫學課程,它既為學生學習臨床檢驗分析推開了大門,也為他們將來醫學研究打下了基礎,所以此時對學生進行系統嚴謹的生物化學實驗課的道德教育和安全教育,能為他們建立起最初的臨床認識和醫德素質。
1.實驗課道德教育。
道德教育是一項實踐性很強的社會活動,學生的道德品質不是從書本上學會的,而是在實際生活中養成的。道德教育,只能通過人與人之間溝通交流和模范示范作用才能實現,在課堂中適時合情地融入道德教育內容,能在學生操作實驗和溝通交流中自然地實現道德教育。例如,在學生依次使用儀器和試劑時,提醒他們使用完畢物歸原位,便于下一位使用者使用,培養學生為他人著想、換位思考的習慣;在涉及有關核酸性質的知識點時,會提到沃森和克里克共同在實驗室辛勤工作和互相支持的故事,讓學生明白合作、互助和團結的重要性;在實驗涉及到有毒試劑時,向學生反復強調使用方法及禁忌,并引入近期發生的試劑投毒事件,利用事件造成的惡劣影響給學生敲響警鐘;在實驗中必須使用實驗動物時,給學生講解動物福利相關知識,培養學生的同情心、并建立起尊重生命的概念。在實驗課的內容上,為學生詳細講解實驗目的方法和設計思路;在學生實驗操作過程中,提醒學生操作順序和細節,使學生認識到不論是思路還是操作,都必須經過認真科學的思考和細心的操作,從而培養學生實驗態度和操作的嚴謹性,進而樹立起他們在今后工作中的嚴謹態度,也為他們將來的科學思維打下基礎。學生在實驗課開放、師生對等的環境下聽課,能快速掌握知識,積極參加討論交流,主動地認同道德教育、接受道德教育。我們的生物化學實驗課,不僅講授了生化實驗的知識和操作技能,而且在避免傳統說教的老套形式下,傳遞了正確的社會價值觀并培養學生的道德判斷力,這兩項共同構成了道德教育的兩個核心。
2.實驗課安全教育。
除了實驗課中穿插的道德教育,安全教育也是實驗課的重要內容。近年來,學生實驗操作不當引發的危險事故頻發,不規范操作和欠缺安全意識都是事故原因。因此,我們特別重視實驗安全教育。在第一堂生物化學實驗課上,我們向學生仔細講解了實驗室安全知識、安全操作規范、實驗室守則等規定,對實驗試劑和藥品的使用特別做出說明,并強調實驗試劑和藥品嚴禁帶出實驗室、嚴禁用于除實驗外的用途等規定。當課程中使用有毒試劑時,每次都反復強調安全操作的知識。課程中涉及的特殊儀器(如高壓滅菌鍋、水浴鍋等),在首次教授示范使用時都規范操作,為學生仔細講解使用程序和養護要點,為學生樹立正確的使用操作規范,避免不規范操作引起的安全事故。
三、實驗教材的準備和創新
實驗教材是實驗課程的重點。本教研室認真研究國內外優秀教材,借鑒其經驗,同時結合本學院學生的臨床需求,精心編寫自己的教材,建設與生物化學基礎課程配套的實驗系列教材;同時也精心準備合適課程的道德教育素材穿插到教學過程中。實驗教材的內容,包括三部分:第一部分為精心挑選的實驗,主要包括實驗原理與方法技術的介紹,讓學生了解和掌握即將要操作的實驗的基本原理。我們要求學生在實驗課前必須認真預習,通過實驗教材掌握實驗原理和操作注意事項,并將經典的實驗設計原理和思維在課堂中側重地介紹給學生,使其初步獲得實驗的概念及目的。例如,我們使用醫院生化化驗單的幻燈片來引入堿性磷酸酶的生化和臨床意義,即病例引導型教學(CaseBasedStudy,CBS),讓學生有種身臨其境的氛圍,想象自己已是醫生,進入到看到化驗單要進行診斷的角色中,在營造出生動的虛擬氛圍后,開始講解堿性磷酸酶比活性測定的實驗。在這樣一個引導過程中,學生對這些知識的好奇感伴隨探究欲被充分調動起來,在解決問題的時候有強烈的成就感,繼而升華為身為醫生的自豪感,從而明確了學生自身的職業定位。再例如,我們采用p53野生型小鼠和p53突變型小鼠胚胎成纖維細胞(mouseembryofibroblasts,MEF)作為實驗材料,讓學生對這兩種不同來源的小鼠胚胎成纖維細胞進行β-半乳糖苷酶衰老染色的實驗。從這個實驗中,學生能夠直接在鏡下觀察正常細胞與癌化細胞的形態,并通過β-半乳糖苷酶衰老染色操作來觀察不同細胞的衰老程度。實驗結果是,p53野生型小鼠的細胞在體外培養7代后,衰老染色有明顯的陽性現象;而p53突變型小鼠的胚胎成纖維細胞,在同樣的7代時,經過衰老染色卻沒有出現明顯的陽性現象。觀察到實驗結果,并結合染色原理分析結果,可使學生對正常細胞核腫瘤細胞的特性上有直觀的認識,在基礎實驗的過程中,使學生提前接觸到臨床相關的腫瘤知識,極大地提起了學生的興趣。第二部分為基本實驗操作,主要目的是通過學生自己動手,培養扎實的基本操作技能。在訓練基本實驗操作中,涉及到儀器使用方法步驟和個人動手操作鍛煉,這些基礎知識在學習的時候大多是枯燥乏味的,學生在操作過程中連續幾次不能獲得良好的效果,就會產生厭煩心理。因此,在儀器和操作要點的講解上,要尤為耐心和細致,在第一次,即樹立良好正確的操作規范,預估到學生易犯的錯誤并提前告知并講解,降低實際操作訓練中的犯錯率,讓學生練習幾次即可獲得良好的訓練效果,克服學習中的枯燥感和失敗帶來的厭煩感。在培養學生良好的實驗操作技能的同時,灌輸儀器藥品使用完畢放回原位、貴重儀器細心操作及共享物品正確使用等為他人考慮的實驗素質;另外,在操作訓練過程中,強調并重復性地為學生樹立實驗室藥品正確使用的觀念。第三部分為設計性問題。就實驗原理、實驗材料或實驗思路等方面提出思考題,要求學生在課后利用課堂上觀察到的現象、收集到的結果等有用的實驗記錄,結合簡明的語言和圖解在實驗報告中進行解答,訓練學生正規書寫實驗報告的能力。同時,我們要求實驗報告盡量不要和實驗教材已有的內容相重復,鼓勵學生用自己理解的方法(例如畫流程圖等形式)重新講述實驗原理及流程,促使學生自己能把實驗原理和實驗技術吃透,將學到的理論、技術與實際操作融會貫通。
(二)樹立以學生為主體的教學理念
教師在實驗講授過程中應摒棄傳統“程式化”教學方式,鼓勵學生在實驗課堂上充分發表自己的見解,大膽的提出質疑,積極進行各種探索,激發和培養學生的創新能力和創造潛能[4]。
(三)為提高學生的創新能力創造有利條件
設立綜合性實驗:通過優化整合將生物化學所包含的各類基本實驗方法和技術,全部貫穿在某個綜合性實驗教學中,全面培養學生的實驗技能、提高學生的主觀能動性與創造性。例如,在進行“質粒DNA的提取、純化和鑒定”實驗時,融合了吸量管、移液器、振蕩機、分光光度計、電泳儀、離心機、搖床、超凈工作臺等儀器設備的操作和使用;同時綜合了混勻溶液、配制培養基、無菌操作、破碎細胞,蛋白質與核酸的沉淀,離心技術,DNA的酶切,瓊脂糖凝膠電泳等實驗技術。運用多媒體進行教學:制作一套應用于本校生物化學實驗的多媒體教學課件,應用Flash做為主創軟件[5],融合其他電腦技術,將實驗操作過程以及注意事項通過動畫形式進行演示和模擬操作,加深學生對所學知識的理解和掌握,保證實驗安全有效的進行。
(四)優化考核制度
筆者采用的是綜合評定的實驗考核方法,將實驗成績分為平時成績60%和實驗考核40%相結合。平時成績評分標準包括:實驗用品的準備、實驗的操作過程、結論的得出和報告的完成。這樣的實驗考核方法可以直觀有效地反映學生對整個實驗原理的理解和實驗操作的掌握程度。