浅谈化工学科生物化学教学三部曲

　　生物化学是生命科学的重要基础和前沿学科，是利用化学的理论和方法从分子水平探讨生命现象的本质，揭示生命物质的化学组成、结构、性质及其变化规律的科学。生物化学的发展不仅对生命科学的发展起到了巨大的引领和促进作用，而且随着学科交义的不断深入，在化工等领域占有越来越重要的地位。
　　为适应新的学科特点和社会需求，生物化学逐渐成为化工学科人才培养体系的重要课程。早在1993年，全国化学工程专业教学指导委员会就决定化学工程专业必须开设生物化学课程，教育部而向21世纪化工类专业人才培养方案及课程内容体系改革研究与实践重点研究课题组也将生物化学内容列入化工类专业必修课内容之一。
　　经过近20年的教学和实践，生物化学为培养具有坚实生物化工理论基础和广博学术视野的交义型化工专业人才做出了重要贡献。在教学过程中，广大生物化学教师从教学理念、教学内容、教学方法、教材建设等方而进行了积极的探索，不断提高教学水平。本文结合我校10多年的化工学科生物化学教学过程中存在的主要问题，进行分析和讨论。
　　1存在的主要问题
　　1. 1学生学习生物化学的目的不明确
　　我校生物化学而向化学工程、化学工艺、精细化工、轻化工程等多个工科专业，多年来在教学工作中遇到的一个普遍的现象是这些专业的学生学习积极性不高，表现在前几次课出勤率都很高，但随着课程的进行，出勤率开始下滑;即使是坚持下来的同学，许多也是身在曹营心在汉，究其原因，很多同学反映对课程缺乏兴趣。而缺乏兴趣的根本原因是许多同学不知道为什么要学这门课程。首先，化工学科的学生在入学接受专业教育时，大多数教育专题以化工科核心课程为例进行相关前沿介绍，而未涉及或很少涉及生物技术或方法在化工领域的应用。其次，由于生物化学课程一般在二年级开设，化工科学生的知识结构还是以传统化工知识为主，学生从潜意识上就将该课程列为异类。因此不清楚为什么要开设这门不相关的课程，不清楚学习的口的也就失去了学习的动力。
　　1.2课程内容的专业特色不突出
　　生物化学讲授的内容微观、抽象、繁杂，具有一杂、二多、三性的特点口。从物质化学组成的角度，主要包括糖、脂、蛋白质、核酸等四大类，每类根据分子大小不同有不同的类别。从生物分子功能的角度，有作为结构成分的，有作为能源的，有参与催化反应的，有作为遗传物质的，有发挥调节作用的，并且不同类别之间又有重叠。从代谢角度看，有物质代谢，有能量代谢，有三大物质代谢，有合成代谢，有分解代谢。遗传物质核酸的信息传递规律更是复杂，不胜其繁。教学信息量大，知识点分散，内在联系少，涉及的理论与技术多，即便是生物学科的学生在有充分的学时保障的情况下，要想完全掌握也绝非易事，而化工科生物化学仅有32学时，在如此短的时间内讲完这些内容几乎不可能，再说也没有必要，毕竞化工学科培养口标不同于生物专业，因此对教学内容必须进行优化配置，凸显化工特色。
　　1.3学生的学习方法不正确
　　我校化工学科的学生在学习生物化学课程之前，已经先修了大量专业课程，有好的化工基础，初步建立了专业观念和意识，但生物学科基础往往处于高中阶段水平。而生物化学的内容和知识结构与化工课程不同，学生往往习惯性地采用化工学科的思维模式和方法学习生物化学，结果会出现不同程度的不适应，颇有隔行如隔山的感觉。如何做好化工学科生物化学教学工作
　　由于以上问题的存在，学生们对这门课程的学习普遍感到枯燥、抽象、杂乱、难点多，针对性不强，从考试情况看，大部分同学对应知应会的内容掌握不够好。如何针对化工类专业学生的特点及课程要求，将生物化学的知识有重点地、高效地传授给学生，使之能自觉在生物化学与化工学科间建立起有机的联系，是生物化学教师必须思考的问题。
　　以上三个问题不是孤立的，学习口的的明确是学好生物化学的关键。明确了学习口的，才能培养起学习的兴趣，建立学习的主动性。而课程专业特色的凸显和正确的学习方法对学习兴趣的培养也是有利的。因此做好化工学科生物化学的教学工作应从三方而入手。
　　2. 1学习兴趣的培养
　　兴趣的培养一是要让学生觉得学有所用。首先要认真备好、上好课程的第一课一绪论，这对学生认识到学习生物化学的重要性、激发好奇心和求知欲甚为关键。很多学生认为，绪论部分往往不在考试的范围，因此对绪论部分的学习不够重视，其实这种观点是不对的。一门课程的绪论一般是对课程的总体介绍，包括了研究内容、发展历史、实际应用等，对课程的学习起到了指引、启迪的作用。二是要找到生物化学与所学专业的交汇点、切入点，如糖一章中糖与生物乙醇的关系;脂类中油脂与生物柴油的关系，并可结合地沟油的利用现状分析变废为宝;化工领域的一个关键物质是催化剂，结合酶一章的学习阐述酶在化工生产中的优势，更容易激发学习的兴趣。生物化学教师应适当了解相关化工专业的课程、专业方向和应用领域，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。化工学科学生将来大多要从事化工类产品的研制与开发工作，他们往往对相关产品生产的生化原理更感兴趣。因此，在教学过程中随时注意引入成功的生物化工案例以加强理论与实践的联系。三是要使内容化繁为简，化难为易。
　　2. 2教学内容的优化配置
　　生物化学内容如此庞大，而课程时数又十分有限，因此教学内容必须遵守少而精的原则。工科院校中生物化学课程的建设应该以夯实基础、而向应用为特色，在教学内容的优化配置上突出理论联系实际。整个生物化学从内容上可分为静态生物化学和动态生物化学两大部分。前者主要包括糖、脂、蛋白质和核酸等生物大分子的结构与功能，后者包括物质代谢、能量代谢及代谢调节。这些内容相对繁琐，而课堂教学只有32个学时，要在这么短时间内将生物化学所有的内容都传授给学生是不现实的。因此需要针对化工学科课程的设置特点以及学生的培养口标，确定重点课堂教学内容。蛋白质、酶、核酸和代谢等既是生物化学的特色内容，也和化工领域关系密切，应作为教学重点。其中蛋白质部分应突出结构与功能的关系，酶部分应强调其作用机制，代谢部分应以糖代谢的讲述为主，这是联系其他代谢的核心部分。至于核酸部分，可根据各具体情况，将遗传信息的传递和DNA重组技术作为选讲内容。在这些内容中，又以生物分子的结构和功能为基础，这种设置在浙江大学得到约60%的同学的认可。
　　2. 3教学策略的运用
　　合理的教学策略的运用有助于学生全而、系统地了解生物化学这座大厦，高效把握课程的核心内容。框架式与脉络式的教、学方式可用于生物化学教学实践，即首先要建立起课程的整体知识框架，把内容分为三大模块:物质组成模块，包括蛋白质、核酸和酶等生物大分子;代谢模块;遗传信息表达模块圈。这如同大厦的主体结构，每一模块又可分成若干小模块。
　　如何将这些相对独立的章节、繁杂的内容有机地组织在一起，实现融会贯通，就需要一条主线起到贯穿沟通的作用。化学反应方程式就是生物化学这座大厦里的钢筋。生物化学毕竞研究的是生物体内的化学反应，而化工学科学生化学基础又好，因此化学反应式是共通的语言，从化学反应的角度将生物分子与代谢途径甚至网络等不同模块的知识联系在一起。生物分子是化学反应方程式中的底物或产物，作为生物大分子又有其特殊之处，只有了解结构和功能的关系，才有助于解释其在细胞中的作用。酶则是方程式中的催化剂，酶的化学本质是蛋白质，这种蛋白质为什么具有催化功能，与常规催化剂比优势在哪里。在动态生物化学部分，我们对代谢的学习其实就是对组成一条条代谢途径的一个个化学反应的解析。细胞与一般的化学反应不同，反应间不是孤立的，往往前一个反应的产物，作为后一个反应的底物，以此类推，形成了某种物质的代谢途径。而不同的代谢途径间又可通过一个或几个中间物质联系在一起，从而交织形成代谢网络。
　　当然，上好一门课是一个系统工程，不仅要有合适的教材，合理的课程设计，还应讲究教学方法、教学手段和技巧。但为什么学，学什么和怎么学都是必须优先解决的问题。
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