化工类《生物化学》选修课教学改革和实践

摘要：针对化工类不同专业学生的知识结构、生物化学课程内容普遍枯燥抽象、理论深奥难懂、不同专业的学生学习生物化学的目的、兴趣和要求不尽相同的特点，从培养和激发学生的学习兴趣、优化和更新教学内容、教学方法和手段的灵活应用、加强与学生的交流互动等方面进行了教学改革探讨，以达到拓宽学生专业视野、提升学生的综合素质及创新能力、培养跨学科综合性人才的目的。
关键词：生物化学；选修课；教学改革
1674-9324（2012）08-0134-03
生物化学是与生物技术相关专业（生物工程、生物制药、环境工程等）的一门重要基础课。但随着科学技术的发展，生物化学已经广泛渗透到化工、医药卫生、食品营养、材料、环境保护等多种学科及领域。因此，与国内许多高校一样，我院在上世纪末也为化工类工科不同专业及方向的本科生开设了《生物化学》课程作为选修课，以拓宽学生的专业视野，提升学生的综合素质及创新能力，培养跨学科综合性人才。
生物化学属于一门交叉学科，学习者需要具有有机化学、生物学等方面的基础知识，才能较好地理解生物化学中的复杂概念及理论。而我院化工类选修生物化学课的学生来自化工工艺、精细化工、生物化工、制药工程、能源化工和林产化工等专业方向，这些学生在选修该门课前已修无机、有机及分析化学课程，相关化学知识特别是有机化学等已有一定基础，但生物学等相关领域的基础知识仍然停留在高中阶段，且不同专业方向的学生学习生物化学的目的、兴趣和要求也不相同。因此，学生对这门课程的反映普遍是枯燥、抽象、深奥，难点很多，针对性不强，开课的教学效果及质量也难以保证。如何针对化工类不同专业学生的特点及课程要求，将枯燥、抽象的内容、深奥难懂的理论、错综复杂的代谢反应转变成浅显易懂、形象化、具体化的知识传授给学生，同时又能达到拓宽学生专业视野，提升学生的综合素质、激发学生创新能力，培养跨学科综合性人才，笔者结合近几年的教学实践谈谈几点做法。

一、培养和激发学生的学习兴趣

培养学生对课程的学习兴趣，是学生能否学好这门课的关键，也是培养学生学习能力和创新能力的有效途径。为此在教学中要把激发学生的学习兴趣放在突出的位置来抓，尤其是对选修《生物化学》的化工类不同专业学生来说更显重要。学生由于生物学等相关领域的基础知识不足，再加上课程内容普遍枯燥抽象、理论深奥难懂，易使学生产生学习上的困难及畏惧，对课程也就逐渐失去兴趣，甚至出现大面积缺课的现象。要激发学生的学习兴趣，笔者认为可从以下几方面着手：
首先要认真备好、上好课程的第一课——绪论，尤其是有关生物化学的发展史及在现代工业领域的应用等内容的介绍，对学生认识学习生物化学的重要性、激发好奇心和求知欲甚为关键。如通过介绍生化领域中一些重大发现如：Eduard Buchner（毕希纳）发现的“无细胞发酵现象”，从而发现了酒化酶，并把酵母细胞的生命活力与酶的化学作用联系起来并建立了酶化学；J B Sumner（萨姆纳）首次得到了脲酶结晶并证实其蛋白质本质，推动了蛋白质的结构与功能的研究等，使学生对科学祟爱。还有如“人类基因组计划”的实施、“克隆羊Dolly”的诞生等，使学生认识到生化知识对人类的重大贡献，从而调动起学生学好本课程的积极性和自觉性。但在授课时要将这些事例所涉及的概念和技术通俗、简单化，避免出现大量的专业名词及抽象的概念，以求初次接触本课程的学生容易听懂，而把这些重要的概念和技术留至相关章节再详细讲述。
其次可结合课程具体的章节内容介绍科学家生平、科学实验、研究趣事，特别是获得诺贝尔奖的名人故事等。例如，在开始学习比较枯燥、抽象的DNA双螺旋结构前，先讲一段有关Crike和Wason在1953年发现DNA双螺旋的有趣故事，然后介绍由此而产生的分子生物学领域的重要研究成果。学生由对科学家的敬佩、对科学的追求，转为对生物化学内容充满兴趣。
此外还应注意结合生活实际，用生物化学的知识来解释和指导人们的日常生活。将教学内容与生活中熟悉的事物相联系，将学到的知识应用到实际之中去，不仅能提高学生的学习兴趣，加深对枯燥、抽象的生化知识的理解，还能培养学生多思考的好习惯，更有利于学生的学习能力和创新能力的培养。如从剧烈运动后的肌肉酸痛、烫发的原理、白化病、糖吃多了也会发胖等日常现象到“地沟油”、“三聚氰胺”等重大社会食品安全问题都可以和生化课内容联系起来。
最后还应结合学生的专业特点，用生物化学的知识和原理来解释相关产品生产过程。化工类学生将来大多的是要从事化工类产品的研制与开发工作，他们大多对相关的产品生产的生化原理更感兴趣。因此，在教学过程中应注意引入与产品生产有关的事例。如在讲授淀粉多糖的性质时，不应只是说明在不同物理、化学或生物条件下淀粉性质会发生哪些变化，更应说明由此形成不同产物（产品）在工业生产上的重要性。如淀粉在环糊精糖基转移酶作用下分子量变小并形成具有环状结构的环糊精（广泛应用的精化产品）、淀粉在酸、碱或氧化剂作用下形成的变性淀粉（广泛应用的精化产品）、淀粉在酸或酶作用下彻底水解为葡萄糖（医药产品）等。这不仅拉近了生物化学与相关化工专业的关系，同时还拓宽学生专业视野，提升学生的综合素质。

二、优化和更新教学内容（整合教学内容，优化知识体系）

21世纪人才的知识结构需要有系统性又有开拓性，具有扎实的理论基础又有一定的实践技能。
就目前绝大多数优秀的基础生物化学教材来看，其内容在体现系统性、基础性、科学性方面已很不错，但在体现开拓性（学科交叉）、实用性（应用实践技能）和针对性方面却有明显不足，特别是考虑到教材出版的滞后性，一些最新相关研究成果和技术无

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法在教材中体现。因此，在选定教材的基础上还需对教材内容进行优化和更新。
首先要针对应用型人材的培养目标要求并结合地方经济发展、资源及产业优势，对教材内容进行优化和更新。如结合广西的资源优势，增加了淀粉、蔗糖等加工行业相关产品，如燃料乙醇、变性淀粉、活性低聚糖等生产的生化原理内容，提高学生解决实际问题的能力以适应地方经济的发展和就业需求。这些内容主要涉及糖类化学、酶化学及糖代谢等章节的内容。其次针对创新型人材的培养并结合大学生创新性实验计划项目的开展，将国内外的最新相关研究成果和技术及时的介绍给学生，激发学生的科技创新意识。还可结合任课教师及本专业教研室教师目前正在开展的相关科研课题及已取得的研究成果向学生介绍技术发展的新动态，与学生进行学术交流。近年来的开课证明，此举措不仅可激发学生参与科研的，也有利于倡导学生积极参与大学生创新性实验计划项目的申报。每年都有不少学生通过《生物化学》课程作为媒介，参与到了相关教师的科研工作中来，都有学生获得了大学生创新性实验计划项目的立项。
由于增加了上述部分内容，且授课课时有限，教材的内容就不可能面面俱到。为此减少了除蛋白质、核酸外生物基本物质的结构、性质等化学基本知识的课堂讲解内容。由于化工类的学生已掌握了相关的化学基础，对于糖类、脂类等生物基本物质的结构、性质等已有所了解，课堂上不需系统讲解。另将基本是叙述性的内容如维生素与微量元素等列为自学内容，给出学生自学大纲，借此培养学生的自学能力，并为课程所需添加的内容提供时间的保证。

三、教学法方法和手段的灵活应用

俗话说：“方法正确，事半功倍”，学内容，教学法不同，往往教学效果大不一样。此外教学法的运用还必须与课堂教学目的、教学内容、学生特点及课堂实际相结合。
如生物化学中有许多重要的基本概念直接叙述起来会较枯燥，不易掌握。但通过先提问题来提高学生的注意力、引导学生思维，然后再解释概念，这样学生理解会更深刻。如在讲糖类概念之前，针对日常人们觉得“糖是甜的”，可向学生提出“是不是糖类都具甜味？”的简单问题，其实答案本身并不重要，重要的是通过问题引起学生的注意及思考，为随后糖类的概念讲解创造良好的学习氛围。
如一些需通过感性认识才好掌握的抽象复杂内容如蛋白质、核酸等大分子的空间结构、酶催化作用过程、蛋白质盐析、生物合成及分解代谢等可采用模型、图片、动画及实验演示等方法，可使其简单、清晰、明朗化，大大提高了学生理解复杂过程的能力。
有些要培养学生分析、综合逻辑思维能力的内容，还可以用启发、讨论法等。如蛋白质含量测定方法有凯氏定氮法、双缩脲法、福林—酚试剂法、考马斯亮蓝、紫外吸收法，在讲解时除了要使学生掌握其原理外，更重要的是使学生通过对这些方法分析比较而掌握这些方法的优缺点，以便在实际工作中能正确选用合适的方法来解决蛋白质含量分析问题。为达到后者的教学目的，在讲解完原理后，可将“不良商贩为何敢在奶粉中添加三聚氰胺”这样的问题让学生进行3-5分钟的简单讨论。通过讨论得出凯氏定氮法的优点和缺点，以及目前的改进方法。这既活跃了课堂气氛，又达到了培养学生分析、综合思维能力。
与此同时，还须注意到，一堂课如果教法单一，容易造成课堂教学枯燥乏味，使学生产生厌倦感。因此，备课过程中，应尽可能将各种教法互相配合，交叉渗透，以创造活跃的课堂气氛。
此外，在教学手段的利用上，应注意多媒体教学和传统教学优势的互补。目前高校的大部分课程都采用了多媒体教学，多媒体教学的优势毋庸质疑。但也要注意到多媒体教学课件存在着既定性、程序化、交流少等不足。如学生在课堂上提出的问题不少是教师课前无法预想到的，在多媒体课件中是无法找到系统答案的，这就要通过传统的板书来达到解答的目的。还有当学生的观点与教师讲授的观点不统一时（特别是涉及到公式推导、物质结构变化和代谢过程变化等内容），更需要通过传统的板书方式来清楚表达各自的观点及意见以求达到共识。

四、加强与学生的交流互动

在教学过程中与学生的交流互动是保证教学效果的重要条件，在教学过程的各个环节应注意与与学生的交流互动。
1.注意课堂上的交流。没有情感交流的教学，就会变成“填鸭式”的机械灌输，家长式教育。这样学生就会觉得学习氛围压抑、不同的学术观点得不到表述，久而久之，学生就会对你这门课失去兴趣，教学质量就难以保证。此外使用多媒体教学节奏较快，容量忽视与学生思维沟通和情感交流

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，造成严重消化不良，因此除应灵活应用如提问式、启发式和讨论式这些具有很强交流互动的教学法方法外，课堂上还应鼓励学生多提问，多发表不同的观点和意见，就不同观点和答案进行辩论，让学生上讲台在黑板前讲解，真正体现学生在教学中的主体作用。
2.课间交流。对于选修课，学生普遍投入的时间有限，平时即使有问题想与教师交流也觉得找不出时间来。因此课间十分钟就成了师生进行交流互动的大好时光。且由于是课间休息，学生更容易以放松的心情与教师交流，让学生充分表达对课程教学的意见、建议，也让学生了解教师的教学改革理念、方法。因此，此时教师应积极走进学生中去，多听多问，即使是与课程无关的闲谈，也是一种建立良好师生关系的有效方式。
3.课外交流。课堂及课间交流时间毕竟有限，为此，教师应充分利用课后答疑时间与学生交流，及时了解和解决学生学习上遇到的问题和困难。此外也应利用现代信息传递手段向学生公开教师的邮箱、手机号码等，更广泛地及时收集学生对教学情况的反馈意见。只有知道学生在想什么，要求什么，才能制定出适于学生实际情况的教学内容及方法。
本文从培养和激发学生的学习兴趣、优化和更新教学内容、教学法方法和手段的灵活应用、加强与学生的交流互动等方面对我院化工类专业《生物化学》选修课进行了教学改革探讨，将对拓宽学生专业视野、提升学生的综合素质及创新能力及培养跨学科综合性人才起到积极作用。