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從2002年開始,我們結合我校人才培養目標及具體情況,制定了本科生《分子生物學實踐》及《基因工程實踐》的教學大綱,開設了相應獨立的實踐課程,設計了質粒提取、PCR技術、DNA電泳、限制性內切酶技術、DN段的膠回收、外源基因的連接及重組DNA的轉化、篩選和鑒定等最基本需要掌握的實踐。同時,我們還自編了內容詳細、操作具體的實踐教材。從2002年第一次開課至今已經過去了十多年,實踐課取得了一定的成績,根據課上學生上課情況和完成的實踐報告上看,學生反應良好,能積極動手動腦并提出問題,實踐報告也完成得認真、仔細。學生掌握了這些基本實踐的原理和操作,對將來從事中藥相關領域的研究工作有一定的幫助。但是在這十多年的教學實踐中,我們也發現了問題,由于該課程的實踐內容全都是驗證性實踐,實踐設計為“教師包辦型”,從試劑配制到操作步驟教師都已經準備好,學生只是按照規定的步驟按部就班地做實踐就行了,在這樣的教學模式下學生的行為受到限制,對教師和教材依賴性強,限制了發揮學生主動思維的空間。
二、改革實踐教學內容,強調綜合性和連貫性
由于驗證性實踐限制了學生發揮主動思維的空間,因此,必須建立分子生物學實踐教學創新培養新模式,從驗證性實踐過渡到以設計性、綜合性實踐為主,重點培養學生在科研中的綜合思維能力及實際動手操作能力,變被動灌輸為主動思考,為學生今后進實踐室從事相關領域的科學研究做準備。我們在改革中強調實踐的綜合性和連貫性,如學習重組DNA技術時,我們安排了5個實踐:重組質粒的提取,DNA的酶切,DNA凝膠電泳及片斷的膠回收,外源基因的連接,重組DNA的轉化、篩選及鑒定。這五個實踐包括了重組DNA技術的五個核心內容“分、切、接、轉、篩”。我們把這5個實踐串聯成一個綜合實踐,使其具有連貫性。每次實踐結束時的樣品正好是下次實踐的材料,這些實踐將變成一整套前后關聯的有機整體,一環扣一環,只有這5個實踐全部操作成功了,才能最后得到自己需要的克隆。這種綜合性實踐使學生在整個過程中面臨著挑戰,也使最終成功得到產物的學生有成就感;不僅能培養學生綜合實踐操作能力,還能培養學生團結協作的精神和對科學研究的興趣。
三、開放型教學模式,提高教學質量
在傳統的實踐課教學中,學生除了在規定的上課時間,機械地完成規定的實踐任務外,幾乎沒有機會進入實踐室,學生的主觀能動性得不到發揮。開放實踐室,為學有余力的學生提供更多時間和空間顯得很有必要的。但對于多數中醫院校來說,由于實踐室資源緊張,在開放方面一直實行得不夠。這次,我們嘗試對學生開放實踐室,鼓勵學有余力的學生進入實踐室,開展相關的分子生物學實踐研究,取得了一些成績。我們首先在課堂上向學生介紹本課程組教師在課題研究中所用到分子生物學實踐技術。有不少學生對教師的科研課題感興趣,我們組織感興趣的學生,在業余時間來課題組和教師一起進行了相關分子生物學的實踐研究。通過和研究生共同實踐,加強了理論課的知識。其次,我們組織學生利用所學到的分子生物學知識,以小組為單位,通過課下查閱資料,完成了科研小課題的實踐設計。學生在課堂上討論了他們設計的小課題,通過教師評價并與教師一起討論,調動了學生的學習興趣,激發了學生活躍的思維,通過討論進一步修正方案,使其更加完善。同時,教師利用業余時間,組織感興趣的學生進行了正式實踐。最后,在課堂中,我們抽出15分鐘,讓做實踐的學生講了具體實踐的體會和出現的問題,與大家分享成功的快樂和失敗的經驗。學生聽得都非常認真,討論得也很熱烈,大家都覺得這種實踐教學模式非常好,增長了很多知識,如果時間允許,希望能多些這種實踐教學模式。
針對不同特點的學生采用不同的教育手段,這有助于學生能力的培養和學生特長的形成。因材施教首先要求老師要正視學生的差異且根據差異制定不同的教學內容和側重點,堅持“差的扶著走、中等的領著走、好的放開走”的教學思想。教師是學生的指導者、領路人,教師的義務是幫助學生學習,但最終學習的中心還是學生,教師的教學指導必須建立在堅持以學生為中心的前提下,才能更好地幫助學生獲取知識,培養學生獨立思考、自主完成學習任務的能力。
二、激發學生對生物的熱情
1.改進教學方法
老師可以充分結合生物學的理論內容,聯系生活中相關的生物現象,多多開展戶外課堂,將學生從苦悶的課堂帶出去,走進大自然,真正認識生命的本質與活力。如生物的進化過程往往是以化蛹成蝶為例來講解的,但單單是在課本上講蝴蝶經過卵期、幼蟲期、蛹期到成蟲期的過程,學生僅憑自己的想象去理解這樣的過程,很難明白進化的真諦,而化蛹成蝶的過程在自然界又是極其常見的,如果老師能夠帶著學生到大自然里尋找蝴蝶破蛹而出的足跡,不僅能夠加深學生對這一現象的認識,還能讓學生體會到進化的真正意義,更能激發學生對生物的興趣和熱情。
2.重視學生的情感教育
中職學生多數是些活潑好動的青少年,生活態度散漫,漠視紀律是他們的常態,針對學生違紀現象,傳統的處理手段是通告批評、勞力處罰,這對于處于叛逆期的青少年來說,只會激發其逆反心理,教育效果不明顯。所以,在新型的教育方案中,針對這一現象,老師應該多注重學生情感方面的教育,打情感牌,找出學生心理脆弱的防線,與學生進行深入的真心的交談,和學生做朋友,亦師亦友,才能真正為學生解除困惑,幫助學生走向正道。
三、開展實驗課堂,培養學生動手操作能力
1資料和方法
1.1一般資料
本研究選取本校2014級中醫八年制專業的138名學生作為PBL教學研究對象,授課教材使用中醫藥出版社《生物化學》第7版唐炳華主編教材,
1.2教學方法
目前我校針對中醫專業特點,將中醫專業生物化學授課內容整體優化后劃分為三大版塊,即物質化學、物質代謝和肝膽生化與疾病。物質代謝版塊包括生物氧化、糖代謝、脂類代謝、氨基酸代謝四個部分。肝膽生化與疾病是第三版塊。在有限的學時內,全程展開PBL教學有一定的困難。因此,我們結合中醫專業特點,精選適合PBL教學的物質代謝版塊和肝膽生化與疾病版塊內容,選擇合適的臨床病例,在課堂中以微視頻形式播放并講解相關的具體臨床病例情況并提供患者資料,要求學生針對此患者基本情況,利用網絡查閱相關資料,分組討論疾病的可能發病機制、目前中、西醫臨床治療方案,并比較不同臨床治療方案之間的優劣,以促進學生從分析解決臨床問題的角度理解生物化學物質代謝和肝膽生化版塊授課內容,激發學生學習積極性,提高教學效果。例如:采用微課小視頻在課堂展示以物質代謝紊亂引起的疾病如脂肪肝、多并發癥糖尿病、動脈粥樣硬化、膽結石和黃疸等疾病相關的臨床病例,要求學生針對上述疾病從生物化學知識角度討論疾病發生的機制及目前中、西醫臨床治療方案,促進中醫八年制學生從物質代謝角度理解并討論疾病發生的具體機制以及中西醫治療差異,培養他們分析、解決臨床問題的能力。
2評價和分析
PBL教學效果學生以小組為單位在固定的時間內對課堂中提到的問題,每組出一名學生代表回答問題。學生通過多種途徑如電子版教材、網絡精品課程視頻、網絡微課、慕課教學平臺、手機移動百度搜索等搜集資料,進行分組討論并在課堂中搶答積極討論。鑒于課時的關系,有些復雜問題留給學生放在課后討論。授課老師針對學生在討論過程中出現的帶有共性的問題進行講解,并結合授課內容強調重點、難點。在整個過程中,教師應把控課堂討論氣氛,引導學生積極思考。在學生回答問題方面,結合目前我校實施的形成性評價考核進行評價。學生的形成性評價考核成分由期末考試成績(70%)、平時成績(20%)和實驗成績(10%)三部分構成。平時成績占20分(由課堂討論回答問題情況構成)。在PBL教學模式中,每組學生在回答問題方面的表現是平時成績的組成部分。對于回答問題較好的每組同學給予更高的平時成績。同時,教師對學生回答問題情況(問題回答的正確性,問題回答的深度和廣度)進行點評,引導學生反思在解決和分析問題的過程中存在的不足。通過反思做出總結,鞏固自己學到的知識。同時,也可讓學生在課后整理自己以及本組在討論過程中出現的問題、錯誤。教師根據學生在討論中的表現做出客觀的評定。當然,在PBL教學過程中,教師也可根據學生的反饋發現自己的不足,從而進一步拓寬自己的知識面,作出及時而有效的調整,使教和學雙方面同時得到提高。采用PBL教學方法實施教學后,筆者對參加PBL教學的中醫班學生發放問卷調查進行效果評價。調查內容包括臨床問題分析能力、自主學習能力,對生物化學授課內容的理解能力,對本課程的學習興趣、師生互動、課堂氣氛、學習的積極性和主動性、學習思路開拓、知識的記憶能力等方面。此問卷主要評測中醫八年制學生對生物化學課程物質代謝相關知識的掌握及對PBL教學方法在中醫八年制生物化學課堂教學中實施的合適度等,共發放調查問卷138份,回收138份,應答率100%。調查的具體結果見表1。從以上問卷調查結果看出,在中醫八年制生物化學教學中實施PBL教學法,82.60%學生認為提高了他們對生物化學課程的學習興趣,85.50%學生認為PBL教學增強了他們對生物化學授課內容的理解,80.43%學生認為PBL教學提高了他們對生物化學授課內容的記憶能力。此外,調查結果還顯示PBL教學活躍了中醫班生物化學課堂氣氛,在結合臨床疾病發病機制和治療方案基礎上提高了中醫八年制學生分析和解決臨床問題能力。PBL教學開拓了學生思維,使學生在分析主觀題時思路更廣闊,能夠引用其他學科知識,體現出較強的綜合能力,尤其是在培養中醫學生臨床思維能力、綜合分析能力和探索創新精神方面。
3討論
PBL教學法的特色是以問題為基礎,以學生為中心,以具體病例為切入點提出問題,以討論這些問題為手段來激發和啟迪學生的思維,培養學生臨床思維能力[3-4]。在中醫八年制生物化學PBL教學模式中,教師在課堂中采用微視頻展示相關病例情況,介紹患者的具體情況并提出問題,學生圍繞教師提出的問題,利用當今發達的網絡資源進行深入思考并展開討論。針對學生回答問題的積極程度和準確度,以給予平時成績的形式對學生回答問題的表現情況進行形成性評價。通過結合PBL教學方式,在中醫八年制班級中以討論形式講授物質代謝與疾病相關內容,充分調動學生積極性,在中醫班形成了輕松愉悅的生物化學學習氛圍。調查報告結果還顯示,PBL教學促進中醫專業學生對物質代謝中復雜代謝途徑知識的理解和掌握,提高了學生臨床思維和綜合分析能力,有利于培養適應新時代的創新性的卓越中醫人才。例如:教師通過以臨床真實病例為出發點引導中醫八年制學生對“不同類型糖尿病發病機制和中醫臨床治療策略”和“肝性腦病的發病機制和中醫臨床治療策略”等問題進行思考和分析,從分析臨床問題角度充分挖掘中醫八年制學生臨床思維潛能。盡管PBL教學提高了中醫八年制學生臨床思維和生物化學教學效果,但是在順利開展需要解決以下問題。首先,教師應結合理論知識精選臨床病例,學生應對物質代謝授課內容十分熟練,并配合老師積極查閱相關資料熟悉臨床疾病發病機制和臨床治療方案,才具備解決和分析臨床問題能力。其次,在中醫八年制班級生物化學中實施PBL教學,要求教師掌握豐富的中醫中藥理論知識和臨床經驗,具備一定的中醫中藥知識背景,憑臨床和教學經驗來分析教學內容,密切聯系臨床病例。再次,教師還應掌握醫學最新發展動態,密切關注臨床疾病發病動態和各種臨床治療方案,將生物化學代謝知識領域的最新研究成果與中醫臨床疾病防治緊密結合,才能對學生給予正確引導,保證教學活動順利進行。
作者:陶懷 張波 周賽男 宋嵐 胡梅 單位:湖南中醫藥大學醫學院生物化學與分子生物學教研室
參考文獻
[1]宋嵐,胡梅,張波,等.在中醫學臨床拔尖班生物化學教學中培養學生科研素質的探討[J].科教文匯,2016(19):73-74.
[2]張麗娜,金國琴,張學禮,等.提高中醫藥院校生物化學教學質量有效途徑的探索[J].上海中醫藥大學學報,2015,29(2):8-10.
生物化學的教學內容十分豐富,許多知識點都與生活生產實踐緊密相關,在教學過程中,如果能夠結合一些學生感興趣的話題進行講解,可以有效提高學生學習興趣。
1.1結合醫學病例講解生物化學是在分子水平上研究生命現象的一門學科,很多常見病癥的致病機理都可以用所學的生物化學知識給與解答,在課堂教學中將這些知識點與病例結合起來講授,可有效激發學生求知欲和學習的興趣,讓學生感受到學了不僅有趣而且有用[5]。比如講授糖代謝章節時結合低血糖、糖尿病的致病原因及治療、保健方法進行講解;在脂代謝一章中,通過投影病例圖片講解肥胖癥、脂肪肝、酮血酮尿癥、結石癥、動脈粥樣硬化等與脂代謝反常的關系;講授核苷酸代謝時則可增加痛風病的致病機理及飲食注意事項;講授蛋白質、核酸結構和性質時可結合鐮刀型貧血病、DNA突變導致的病例進行講解,提醒學生注意預防日常生活中的一些致癌因素,通過每章一例典型病例,讓學生認識到知識的學以致用,由此激發學生學習興趣。
1.2結合飲食保健知識講解在生物化學各章節教學內容中,除了與病例相關的知識外,還有大量跟日常飲食保健密切相關的基礎知識,在教學中如果能夠充分利用這些素材,適當增加一些生活保健常識,也是激發學生學習興趣,提高其學習主動性的有效方法。例如,在學習維生素章節時,就可結合維生素缺乏癥如口角炎、腳氣病、佝僂病等進行講解,用實例提醒學生不可過于挑食偏食,要注重飲食平衡;在脂類的學習中可引入必需脂肪酸、不飽和脂肪酸、腦磷脂、卵磷脂、DHA、EPA等保健知識的講解;而核酸章節的學習中則可結合導致DNA結構變化的因素如亞硝酸鹽、烷基化試劑、堿基類似物等,告誡學生不可過多實用油炸食品和腌制食品;此外還有必需氨基酸、生物活性肽、膳食纖維、功能性寡聚糖等保健食品也可以在相應教學章節適當加以介紹,通過這些與身體健康密切相關的飲食保健知識的講解,極大的活躍了課堂氣氛,學生也不再覺得生物化學枯燥難學。
1.3結合日常生活現象中的生化知識講解生物化學教學內容豐富,其中有許多知識點都可以解釋一些日常生活現象,例如酒精消毒、豆腐制作、煮熟的雞蛋更容易消化、高蛋白飲品能夠緩解重金屬中毒等生活現象可以結合蛋白質變性講解;加酶洗衣粉、發燒或酸中毒對人類的影響等機理可以結合酶催化作用講解;而在核酸章節的授課過程當中,結合“種瓜得瓜,種豆得豆”、“龍生龍,鳳生鳳”、“一母生九子,九子各不同”等俗語開展教學,學生更能理解核酸的結構特點、功能及遺傳信息傳遞表達的機理。總而言之,通過結合日常生活現象進行相關知識的講解,解答了以往學生“知其然,不知其所以然”的問題,而這正是大多數學生最感興趣的內容,激發學生學習興趣的同時,也有效的促進了學生進一步學習探究的欲望。
1.4結合本校教師科研課題講解教師的科研課題多具有前瞻性和實用性,將教師的科研工作與教學相結合,將學科發展的前沿動態或是與地方經濟發展緊密相關科研課題融入到教學內容當中,這無疑也是激發學生學習探究欲望的有效法寶,比如學院有的教師開展的是纖維素酶、土壤脲酶、淀粉酶、果膠酶的專項研究,在酶化學一章中就可以適當結合這些內容進行引導;有的教師開展的是有絲素肽、蠶蛹蛋白、飼料蛋白的研究,這些內容可以結合蛋白質化學章節進行介紹;還有的教師開展的是中草藥活性物質黃酮苷、皂苷、多糖等的提取方法研究,在講授“生物膜的氧化損傷與保護”以及“呼吸鏈的電子傳遞與自由基的產生”等教學內容時可結合抗氧化劑的類型和功能進行講解。通過教師科研課題的引入,讓學生真正領會到學以致用的重要意義。此外,因為介紹的都是學生可以參與的科研課題,不僅提高了學習興趣,也是鞭策學生努力學好本課程的重要動力因素之一。
2實用檢測技術及先進分子生化技術的學習
生物化學是一門實踐性很強的學科,在教學內容中除了大量與生活、生產緊密相關的基礎知識外,有關生化技術的學習也不容忽視,而這些具有實用性的檢測技術,或是對生活生產正造成日新月異變化的先進的生化技術,才是學生最感興趣的,很多之前認為“生物化學學了沒用、反正對專業沒有影響、對就業也沒什么幫助“等等之類的學生,但凡講到有關生化技術的內容時都會集中注意力,因此可以通過在教學過程中結合實例強調學習生物化學的實用性與重要性來激發學生的學習興趣和學習動力。
2.1實用檢測技術的講解生化技術在日常生產生活領域應用范圍非常廣,特別是一些跟產物分析相關的檢測技術實用性更強,在教學中如果能夠結合一些實例講解這些技術的重要性,不僅可以加深學生對理論知識的理解,也無形中活躍了課堂,提高了教學效果。典型的例子是在學習蛋白質含量的測定方法時結合三鹿奶粉三聚氰胺事件進行對比講解,讓學生更能理解不同的測定方法之間的差別;又比如可以通過刑偵案例講解PCR的原理及重要性;在學習油脂自動氧化與酸敗作用的衡量值(酸值)的測定時引入對地溝油的思考;再其次可以通過維生素C含量測定讓學生分析對比不同蔬果的營養價值;此外,還可以結合學生畢業論文實驗講解大分子物質如蛋白質、酶、核酸的純化分離方法。所有這些生化技術的實用性,學生看得到、體會得到,不用再過多的強調,他們也能自覺加強對生物化學的學習。
2.2先進分子生化技術的講解生物化學是生命科學領域中最活躍的分支學科之一,生化技術是發展生命科學各分支學科重要基礎。新的實驗技術方法的創建極大的影響了人類的生活,在教學中結合研究前沿介紹一些相關的技術方法,讓學生通過實際的例子認識到學好本門課程的意義,從而激發他們的學習興趣。具體做法是通過對“轉基因食品、克隆人、物種雜交”等有爭議的話題讓學生探討先進生化技術的利與弊,再展望如基因治療、單克隆抗體、生物芯片、基因定點突變、定向分子進化等新技術新方法對人類未來生活的影響,鼓勵學生熱愛生物化學、學好生物化學。
3結束語
案例教學法,其最初的起源是在美國,而最初的應用領域,則是在法律、醫學以及商業等學科的教學當中,并且也取得了明顯成功。從那時開始,案例教學法就開始逐漸向世界各地傳播,并且在多個教學領域當中都有著廣泛運用。其被引入我國是在上個世紀八十年代中后期,現今案例教學法已經被認為是一種面向未來、代表未來的成功教學方法。首先,案例教學法是在教師的引導之下,根據相關課程,對教學大綱中的主要教學目標、實際要求等,有針對性地研究和調查,并且進行深入分析和思考,鼓勵學生多多進行相關交流、合作、討論等。通過這樣的方式,再加上教師的正確引導,使得學生可以更加深刻地了解和領悟相關課程的知識重點,針對課程內容當中的難點,也可以有更加明晰的掌握,同時還可以提升學生分析問題以及解決問題的能力和技巧。生物化學主要研究對象是生物大分子結構、相關功能、代謝過程、基因表達以及變化、生物分子等。所以,針對現今的生物化學課程,很好地運用案例教學手段和方式,進行合理的提高,對于教學來講是極為重要的。
案例教學法,其本質就是運用實際的案例進行教學,培養學生學習知識、運用知識的能力,改變了傳統教學模式,使學習和技能的提升、合作研究等,形成一個整體。案例教學法的特點,主要有三個方面的內容:①其是一種討論式、開放式以及啟發式的教學手段,可以更加直觀地將鮮活的案例資料引入到課堂當中,代替抽象并且枯燥的講授,增強了學生的學習熱情以及積極性。②其可以使學習環境發生質的變化,集合了教師以及學生的集體智慧,將知識單向傳輸有效地轉變成為了每一個學生在學習過程中的多元化獲取。③其體現出了以學生為主體的教學理念,更好地培養學生分析以及思維能力。
2案例教學法在生物化學教學當中的應用
2.1案例的設計以及選擇案例選擇需要保證其符合大綱教學內容和教學目標的要求,同時,在其設計的過程當中,還需要很好地遵循教學的目標和原則,達到借助案例來提升和培養學生能力的目的,并且在相關案例的學習過程當中,使學生能夠更加清晰地了解到課程學習的重點和難點。此外,還需要注意案例的選擇來源。首先,我們可以選擇生物化學學科中典型的研究成果作為案例,不僅可以幫助學生掌握研究結果,更重要的是通過還原研究過程,使學生真正了解學科特點,提高學生分析解決問題的能力,如DNA雙螺旋結構的構建、尿素生成的鳥氨酸循環等。其次,可以從臨床或者文獻報道中找尋案例,如通過糖尿病案例,可以幫助學生理解激素在糖代謝中的作用,了解糖、脂肪和酮體代謝的相互聯系;通過肝性腦病案例,幫助學生了解氨的代謝過程和肝在氨代謝中的作用;還有胰腺炎和酶原的激活等。通過這些案例提高學生的學習興趣,培養其綜合運用知識的能力。
2.2案例教學的課前準備課前準備是案例教學法實施過程當中的重要內容,對于相關教學手段實施來講,有著關鍵性意義。首先,在教學過程當中,使學生能夠了解到案例教學法,針對教學的是實際內容以及教學的目標等,進行明確,并且提前將相關案例布置給學生,進而使學生能夠圍繞著案例展開探討,并且有效預習相關內容,查閱相關資料,形成一個初始觀點。在其中,教師要充分發揮自身的引導作用,很好地對學生進行指導。
2.3案例教學的課堂實施案例教學法的實施,可以借助多媒體等手段來對案例進行更加全面、直觀以及充分的表達和展示,同時,可以將學生劃分為多個組,利用相關案例來進行系列性工作。具體實施中有以下幾個方面的重點內容:①初始討論階段,需要很好地引導學生進行案例分析和資料文獻查閱,使其能夠獨立解決相關問題。再進一步形成初始觀點,針對生物化學當中的相關問題,形成自己的見解。②疑難解答,需要很好地集中觀點,各抒己見,進行綜合性討論和分析,教師在其中還需要注意進行充分引導。③具體問題的解決,針對一些重要難點,教師可以鼓勵學生結合相關書本知識以及生物化學相關資料,來發表自己的見解;同時,教師還需要做總結性的論述,使學生更加鞏固基礎知識,并且培養和提升了分析問題、思考問題、解決問題的能力。