生物化学课程中糖酵解教学改革的思考与探索
来源:用户上传
作者:
摘 要
生物化学内容繁杂而抽象，前后联系非常紧密。其中糖酵解的学习对于学生后续动态生物化学的学习至关重要。本文针对生物化学课程中糖酵解提出了教学改革的方法，希望笔者对于生物化学课程中糖酵解的思考和探索有助于提高学生的学习兴趣、提升课程的教学效果。
关键词
生物化学;糖酵解;教学改革;桌游
中图分类号： Q5-4;G642.0 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 18 . 47
生物化学的定义最初常是以化学与生命科学的角度进行阐述的，而随着学科的发展，目前分子也已被加入到了生物化学的定义之中。与此相对生物化学教材的内容通常涵盖的是：（1）生物大分子的结构与组成（常被称为静态生物化学）;（2）生物大分子在体内的合成、代谢及动态变化（常被称为动态生物化学）;（3）遗传信息的复制和传递。其中遗传信息的复制和传递是与分子生物学教材的内容有重叠的。
生物化学是一门至关重要的基础课程。生物化学的相关知识直接与多学科的生产、科研密切相关，同时又是众多专业的后续课程的基础。这些学科不仅包括了生物学、医学、农学、林学，还包括一些轻工类的学科，比如对于食品类、材料类等专业生物化学也是非常重要的[1-2]。
1 生物化学教学难点分析
与生物化学的重要性相对应的是，生物化学学习上的难度。首先学好生物化学需要一定的基础。生物化学是从生理学分支而来，需要学生在学习的过程中掌握一定的生理学知识;另外从学科名字—生物化学即可知道，化学在这一学科中具有十分重要的地位。因此想要学好生物化学，离不开较好的普通生物学以及有机、无机化学基础。同时，相对于普通生物学等课程，生物化学是非常抽象的，学习过程中对于学生的理解能力有一定的要求。
除此之外，生物化学还有一个重要的特点就是前后联系非常紧密。这里的所说的前后包括了章节内的前后联系（比如蛋白质的结构一级到四级之间的前后联系、蛋白质的表达中翻译、加工与转运之间的前后联系），章节之间的联系（比如生物大分子代谢之间的联系），动态生物化学与静态生物化学之间的联系（比如新陈代谢中几乎每一步反应都需要酶的参与）。所以生物化学需要学生不断的结合前后内容进行学习。
因该课程学习难度比较高，部分学生在学习生物化学的过程中存在困难，使得该课程成了学生不及格率较高的课程之一[3]，也给后续课程的学习埋下了隐患。如何能让学生顺利地完成生物化学的学习呢，已经有很多的教师从不同的角度对这一问题进行了探讨，比如在教学方法上的革新，利用专题式教学法[4]、问题式教学法[5]、文献为导向的自我学习法[1]、“互联网+”的教学方式[3]或者是将多种教学方式联合使用[6-7]。也有针对具体某一些章节的教学方法进行细致讨论的，比如说刘洪艳等对酶的教学进行的教学改革[8]。
2 糖酵解教学方法的改革
实际上无论使用什么方法，提高学生的兴趣始终是关键性问题。对于生物化学而言，无论是视频平台还是学习平台，都有众多的名师网课。在这样一个获取知识的方式非常多的时代，可以说学生想要学好这门课，是前所未有之容易。但实际上能在课堂上高效的学习已经实属不易，极少的学生能认真的完成网络上课程的学习。再好的课程学生没有兴趣也是枉然，所以提高学生的学习兴趣是非常必要的。同时在进行教学的过程中，还要考虑到学生的课业负担，因为对于一个大学二年级的学生而言，课程还是相对较多的。
笔者以糖酵解为例来说明在教学过程中我们对于教学方法的改革。糖酵解是动态生物化学中的第一部分内容，在后续的有氧氧化、糖异生、磷酸戊糖途径的学习过程当中都会涉及糖酵解的过程。该章节正如我们前面所论述的，前后联系非常紧密。所以如果没能学好这一部分的内容，在后续课程的学习过程中只能是懵懵懂懂，很难跟上老师课堂的节奏。而学好这一过程，则会在后续的学习过程中极大地增加学生的信心和兴趣。那么如何破解这一难点呢？
糖酵解过程中从葡萄糖转变为丙酮酸可以分为十个步骤。其中第一步、第三步和第十步的反应为限速反应，相应的催化这几步反应的酶是限制整个反应速度的限速酶，其中催化第三步反应的酶是最重要的限速酶。在传统教学中是通过顺口溜来记忆整个过程的，但是顺口溜的缺点很明显。利用顺口溜记忆后，当需要应用相应的内容时，需要先回忆顺口溜;然后对应顺口溜去回忆相对应的细节。使用顺口溜可以应对该部分内容的考试，但是无法在后续的有氧氧化、糖异生、磷酸戊糖途径的学习过程当中跟上教师课堂节奏，快速地回忆起相应知识点。那么如何让学生记住这些代谢中间物的顺序呢？
我们思考能不能把这十个步骤中的十一个连续的分子制作成糖酵解扑克牌呢？根据以上的思路我们制作了如下的扑克牌（图1）。该 “扑克牌”由葡萄糖到丙酮酸十一个分子组成，四种花色由ATGC四种核苷酸所替代。并且依据反应过程的特点，我们设计了基本的游戏规则。那么“扑克牌”是否有助于学习呢？我们对该“扑克牌”进行了调研。调研所得到的反馈是该“扑克牌”太难、可玩性差。对于一般的学生来说要完成这个游戏，身边需要放置一本教材，并且要不断地前后翻看。虽然如此进行游戏确实有助于记忆，但是由于游戏性差，可能更多的同学并不会参与进来。如此通过扑克牌的方式进行学习也就失去了最初的设计本意。
尽管在课堂上学生对于该过程进行了学习，也要求课后复习并布置了相关的作业，但实際情况是能做到熟悉反应过程及相应分子的学生非常少。所以降低难度、增加可玩性势在必行。基于以上的分析，我们对扑克牌进行了改进。由图2可见，我们去除了分子式，同时在每一张牌上标注了糖酵解的过程，并标注了相应的分子所处位置。从而即使是没有生物化学基础的人，也能开始游戏。调研结果显示，入手容易，可以有效地增强对于知识的记忆。但是趣味性有待提高。 通过图2的糖酵解“扑克牌”，已经可以达到我们最初的目的。经过几轮游戏，学生能够记忆并掌握糖酵解过程中的代谢中间物的顺序。但是否还能进一步的增加趣味性呢。常规的扑克牌是有很多种玩法的，而我们设计之初限制了糖酵解“扑克牌”的玩法，那么能否放开规则让学生自行设计呢？调研发现，学生自己制定规则可以增加参与感，扩展了糖酵解“扑克牌”玩法的同时提高了学生的兴趣。
当学生基本掌握了糖酵解过程中的代谢中间物的顺序后，我们还可以在原有扑克牌的基础上增加额外的附加牌，也就是如图3所示的酶。通过酶可以将已有的中间产物转变为另一种产物，从而可以改变已有的手牌。糖酵解的十步反应除了第一步、第三步和第十步的反应外其他的反应是可逆的，也就是同一种酶可以将上游的中间产物转变为下游的中间产物，同样的也可以将下游的中间产物转变为上游的中間产物。并且还可以通过连续的几个酶使某一个分子进行连续的转变。因此极大地丰富了游戏的方法，增加了可学内容，使糖酵解“扑克牌”转变为了“糖酵解桌游”。
3 结语
作为教师我们常常是手里拿着考试的戒尺，面对着雷同的作业，苦口婆心地讲着人生哲理，尝试着不同的教学方式，想方设法地使课堂更活跃、讲解更幽默，从而希望学生能学有所成。实际上每个学生有每个学生的特色，不同的学生应该是有不同的教学方案。但最终的目的无外乎提高学生的学习兴趣，让每一个学生自觉的、主动的学习。但在这样一个“低头”时代，把相对较为自由的大学生从游戏、从影视剧中引导到学业中并不容易。希望“糖酵解桌游”能得到学生的喜爱，提升其兴趣的同时也能使同学们参与进该方法的进一步改革。
参考文献
[1]何华伟，王叶菁.生物化学创新型教学模式的改革和实践，蚕学通讯，2015，35（01）：51-54.
[2]王艳君，陈盛.生物化学教学改革的实践探索，生物学杂志，2012， 29（05）：100-103+99.
[3]李科友，徐全乐，罗鑫娟，张新梅，陈鹏.基于“云班课”混合式《生物化学》教学的实践与思考，生命的化学，2020，40（01）：102-107.
[4]张运新.中职生物化学“健康之路”式专题教学法结合微课的应用研究，经贸实践，2018（09）：305.
[5]王涵多，蔡翠霞，高媛.PBL教学法在生物化学课堂中的运用，科技风，2020（06）：92.
[6]王露，卞永刚，李鹏，李凯，张云龙.PBL-STBL联合教学法在生物化学教学中的探索与实践，广东化工，2020，47（02）：176-177.
[7]杨静，吴刚，庞一强，丁海麦.在医学生物化学教学中应用LBL+PBL+CBL三轨教学模式的体会，包头医学院学报，2013，29（05）：98-99.
[8]刘洪艳，徐仰仓.生物化学课程中“酶”教学内容探讨与实践，生命的化学：1-4.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15282863.htm
