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生物化学课堂教学论文

摘要为了加强学生对《生物化学》课程中糖类一章的学习效果,在课堂中恰当的引入演示实验,同时教师加以引导学生进行试验设计,不但可直观的展现糖类基本的化学性质,还可启发学生思考,进而加深学生对糖类大分子的学习兴趣,使枯燥乏味的生物化学学习变得形象生动,提高教学效果。

关键词:生物化学;糖类;实验教学

生物化学的教学工作一般从糖类、蛋白质、核酸等物质的结构和理化性质开始讲授,随后再介绍这些生物大分子的物质代谢和能量代谢,同时,理论教学和实验教学分开,不但使教学工作相对枯燥难懂,而且学生也不易掌握生物化学的知识结构和重点内容。许多专家学者在课堂教学方法和理念上对生物化学的教学方面做了很多改革和创新[1-4],也有许多教学工作者在实验教学方面进行了探讨[5-7],为生物化学的教学提供了很多值得借鉴的地方,但如何将生物化学的部分实验合理的融入教学课堂,将理论教学和实验教学恰当的融为一体,此类教改文献较少。本文以糖类教学过程为案例。

一构建糖类的知识结构体系

学习生物化学之前,学生已经学习过《有机化学》课程中关于糖类的章节,对重要的单糖、二糖及多糖并不陌生。但《有机化学》和《生物化学》中的糖类讲授侧重点并不完全相同,后者的讲述要为糖代谢的章节做好铺垫,而糖代谢则是糖的化学的延伸。虽然课程设计上是先讲完糖类、蛋白质、脂类、核酸、酶等物质的结构和理化性质后,再讲述糖代谢、脂代谢、蛋白质代谢。但教师不能按照教材孤立糖的化学和糖代谢的关系。因此,围绕糖类一章要为糖代谢章节服务的思路,重新构建《生物化学》中糖类的知识体系,做到重点突出、逻辑清晰。在讲完糖的概念和分类后,由“最简单的糖是什么”的问题导入,通过介绍甘油醛过渡到同分异构的讲解,重点介绍D/L构型。在此基础上,让学生思考,如果每延长一个碳,会增加多少同分异构体的同时,引出重要的单糖,如葡萄糖、核糖等。针对性的介绍单糖的化学性质,为糖代谢做铺垫。如葡萄糖半缩醛羟基上可发生酯化反应,形成葡萄糖的磷酸酯,而葡萄糖的磷酸酯是生物体内糖代谢的重要中间产物。在从α-D-葡萄糖如何形成糖苷键转变为学生所熟知的麦芽糖开始,讲述二糖及多糖,最后介绍多糖的化学性质。

二课堂教学中加入演示实验

生物化学实验教学和理论教学相结合可加深理解专业知识,通过课堂演示实验可将抽象的生物化学理论以可视化的方式展现出来,使学生产生兴趣,引发学生思考这些化学现象背后的本质,从而产生认知冲突,增强学生的主观能动性,有助于学生对理论知识的掌握和理解。而在常规的教学过程中,往往理论和实验分离,教师普遍认为演示实验简单,培养不了学生动手操作的能力,从而忽视演示实验在教学过程中的作用。然而,演示实验在课堂教学中的实际效果在提高学生兴趣方面起到了至关重要的作用。以在课堂教学中引入糖的演示实验为例,课堂气氛明显活跃,学生对糖的一些化学性质比传统的讲授记忆更为深刻。如在讲糖类的还原作用方面,教师在上课前可提前准备好斐林试剂和本尼迪特试剂、葡萄糖溶液、果糖溶液、蔗糖溶液、麦芽糖溶液和淀粉溶液、试管、加热设备等。通过实验,向5支试管中加入菲林试剂,再分别加入上述五种糖溶液(10g/L),置沸水中加热数分钟,取出冷却后观察颜色变化[8]。这样可直观的观察不同的糖类颜色有何不同,让学生思考造成这种颜色差异的原因。引出还原糖和非还原糖的概念。即加深了概念的理解,又对糖官能团进行了直观的讲解。学生课堂反馈积极,可明显感觉到老师与学生间的沟通和互动是有效的。

三启发学生设计综合性试验

化学实验通常分为演示性实验、验证性实验和综合性实验。然而本科生教学过程中,很少涉及到综合性实验,由于教师培养学生创造精神方面缺乏主动性,加上学生自身知识水平所限,综合性实验在实施方面存在诸多困难。综合性实验带有一定的综合应用性质或部分设计性任务。它要求学生在充分理解生物化学基本原理的基础上,综合运用所掌握的基础理论、实验技能以及各种检测手和实验方法,自行设计实验方案、确定实验方法、选用配套仪器设备、独立进行实验、记录实验数据并进行数据的整理和分析、最后写出比较完整的实验报告或学术论文[9]。为了进一步使学生熟悉和掌握糖的化学,在演示实验的基础上,详细讲解糖的化学性质及这些化学性质和什么官能团相关后,尝试让学生自己设计实验并加以完成。如还原糖因含有自由的醛基或酮基,在碱性条件下,还原糖可与黄色的3,5-二硝基水杨酸(DNS)共热,被氧化成糖酸和其他物质,3,5-二硝基水杨酸则被还原成棕红色的3-氨基-5-硝基水杨酸。棕红色的深浅和糖的含量成正比,用分光光度计在540nm波长下测定溶液的吸光度并查标准曲线,可求出样品中还原糖的含量。由此,让学生自己查找资料,结合糖类的化学性质,思考并设计其它的测定还原糖的实验方案,并在实验室中完成。不管实验方案是否可行,实验是否进行顺利,鼓励学生大胆尝试,这样的引导和启发不但培养了学生独立思考和设计实验的能力,也使学生对糖的化学有了更深刻的理解和认识。

四总结

以实验为导向,结合课堂教学的教学方法,不但使抽象的生物化学学习变得具象化,也容易引发学生兴趣,通过自己设计实验,增强学生成就感的同时,也锻炼培养了学生一定的独立学习和思考的能力。

作者:吴震洋 邱岚 李丽 单位:铜仁学院

参考文献

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[2]杨志伟,张玮玮,陈志玲,等.生物化学探究式教学的设计和实施[J].生命的化学.2013,33(01):105-108.

[3]李科友,朱海兰.创新理念,培养能力—生物化学教学之体会[J].微生物学通报.2011,38(02):250-255.

[4]朱素琴,季本华.生物化学教学改革的实践与探索[J].微生物学通报.2010,37(08),1238-1242.

[5]舒乐新,苗戎,杨琳,等.改革生物化学实验教学,提高实验教学质量[J].实验室科学.2013,16(05):53-55.

[6]程驰.生物化学综合设计性实验教学模式探讨[J].教育教学论坛.2012,(24):242-244.

[7]史锋,周楠迪,田亚平.浅谈生物化学实验教学在高校生物化学教学中的作用[J].教育教学论坛.2011,(21):247-248.

[8]魏群.基础生物化学实验[M].3版.北京:高等教育出版社,2009.

[9]朱立成,邹小明,曾建忠,等.综合性生物化学实验教学改革初探[J].基础医学教育.2011,13(03):263-265.

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