生物化学是研究生命现象的化学本质的科学。20世纪以来发展尤为迅速,展现出一幅美好的前景,越来越多地吸引着来自生物、化学及物理领域的科学研究者们的注意力,成为一门十分活跃的、人们感兴趣的、有发展前途的交叉学科。
1生物化学的萌芽
早在史前,人们就已经在生产、生活和医疗等方面积累了许多与生物化学有关的实践经验。我们的祖先在公元前22世纪就用谷物酿酒;公元前12世纪就会制酱、制饴;公元前4至3世纪的柏拉图和亚里士多德对生理学、化学等都非常重视;人们用酸碱中和一类的化学反应解释人体的机能;晋朝的葛洪已经用海藻治疗瘿病(甲状腺肿胀)。公元6世纪,北魏贾思勰记载了在制曲中利用曲的滤液进行酿造,表明对酶的作用已有初步认识;公元7世纪,孙思邈就用车前子、杏仁等中草药治疗脚气病、用猪肝治疗夜盲症;公元11世纪,北宋沈括有“秋石阴练法”的记载,是一种人尿中提取性激素的古老的生物化学方法;公元16-17世纪的海尔蒙特深信酵素参与维持生命的反应过程,认为酵素是一种潜在的形成能力,它能够使种子和生命得以产生。人们对生物化学的认识,仅仅局限于生产和医学实践中的观察和应用,尚未对该领域进行深入的、本质的研究分析,仅是化学家或医疗化学家以化学的观点解释生命现象,这一时期成为生物化学早期的知识积累阶段。
直到18世纪中叶,法国拉瓦锡首次证实了动物身体的发热是由于体内物质氧化所致,阐明了机体呼吸的化学本质,这是生命科学史上的一个重大发现,也是生物化学发展的一个里程碑。2生物化学的初期:生理化学阶段
18世纪后期到19世纪,生物学已发展为独立的学科,化学也已经形成比较完整的体系。在这期间,一些有创意的科学工作者把生理问题与化学结合起来,用化学的基本原理解释生理现象,尤其注重从化学观点研究植物生理、动物和人体的生理现象,为生物化学的形成做了准备,也使生物化学得以形成成为可能和必然。
19世纪,科学研究者对生命现象开展了比较广泛的研究,对生命的化学本质的认识有了许多重大进展,为生物化学的形成奠定了基础。如1810年盖·吕萨克推导出了酒精发酵的反应式:淀粉一麦芽糖一葡萄糖一酒精。李比希于1842年出版了《生物化学》,他用化学理论阐述了动物生理和人体生理的问题。科学家们先后发现了一些生物体中的重要化学物质。19世纪50年代巴斯德证明了酒精发酵是微生物引起的,排除了发酵自生论。19世纪60年代,德国生理化学家候普·赛勒得到了蛋白质的结晶——血红蛋白,1877年第一次提出了“生物化学”一词,将其定义为所有与生物分子有关的一切内容。1894年,费歇尔首先提出酶的专一性及酶作用的“锁一钥”学说。由于费歇尔是使生物化学成为独立学科的最有功劳的人物,因此,费歇尔被人们誉之为“生物化学之父”。这个阶段的生物化学,实际是用化学的观点研究生物的生理问题,取得了不少成果,如对酶的了解、蛋白质和糖元的发现、胃酸的发现、人体与氧气的关系、维生素的发现、对腺体的初步认识、从激素到胰岛素的发现以及抗生素的发现,等等。
这一时期无论是生物学家还是化学家都还没有从化学的本质上给予生物化学系统的解释,仅仅是对生物体中的一些重要化学物质及其作用有了一定的认识和研究,仅仅属于生理化学阶段,为19世纪末期形成生物化学这门独立的学科奠定了坚实的基础。3生物化学的诞生
生物化学是一门交叉学科,它运用化学的理论与方法研究生物的化学组成和生命活动中的化学变化。对于生物化学的诞生,主要有2种不同的观点:
大多数学者认为生物化学是19世纪末期诞生的新学科之一。1897年德国科学家布赫纳(1860—1917)证明发酵是由酶的作用引起的催化过程,不需要酵母菌的存在,因此诞生了一个新领域——生物化学。他也因生物化学研究和发现无细胞发酵于1907年获得诺贝尔化学奖。
另一种观点认为,1828年维勒用人工方法以无机化合物氰氨酸合成有机化合物尿素,揭示了生物体的反应同样是遵循物理和化学的规律,标志着生物化学这门交叉学科的诞生。
化学的发展以及化学研究方法的多样化、综合化对于确定生物体的化学成分、性质和结构的认识与合成具有推动作用。在生物化学的建立和发展过程中,对蛋白质和核酸的研究成果成为生物化学不断取得进展的重要标志。此外,在营养学、内分泌学、酶学方面的研究成绩也取得非常重要的进展,对生物化学的全面发展和研究揭开了新的思路,又奠定了坚实的基础,见表2。
4.2分子生物学:生物化学蓬勃发展时期
在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》中提到:“坚持以人为本,……重点是面向全体学生、促进学生全面发展,着力提高学生服务国家人民的社会责任感、勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力。”根据《生物化学》课程的特点,通过多种教学方法使学生扎实学好生物化学课程的基本概念、基础知识和基本原理;在教学过程中提高学生的理解力、记忆力、阅读能力和应用所学知识解决问题的能力,让所有学生在原有的知识基础上掌握好生物化学的基本内容。
2.注重学生能力的培养,拓展学生的思维空间。对于我院三个专业的学生,在学习生物化学的知识基础上,应该注重能力的培养。在教学过程中,应该鼓励学生多参考课外资料,如其他作者编写的生物化学教材,图书馆的期刊杂志以及网上各种数据库,使学生在了解基础知识的同时了解更多的课外知识,拓展学生的思维。在学生的学习教学过程中,鼓励学生有意识地提高自己的理解力、记忆力、阅读能力,锻炼学生应用所学知识解决实际问题,在学习每一门课程的过程中掌握知识特点,针对每一门课知识结构的不同,找出每一门课的学习方法,制订出每一学期的学习计划。通过这些方法的运用,让学生找出最适合自己的学习方法,拓宽学习思路,提高学习能力和效果。
4.注重教书育人,启发学生学会做人、学会做事。在教学过程中,应注重教书育人,让学生知道要做好事,先要做好人。从课堂纪律、作业讲评等方面入手,对于学生好的表现及时表扬,而对于学生不好的行为要及时批评,经常提醒学生以认真的态度学习,逐步养成认真做人、认真做事的习惯。通过长期的教育,使学生明白,只有从一点一滴身边的小事做起,今后,才能成为社会的栋梁之才。
二、分层培养
三、个性发展
关键词:生物化学;学习兴趣;生活案例
一、绪论阶段的针对性引导
二、章节知识点的生活化案例教学
在讲授糖类化学及其代谢的时候,可使用“无糖月饼”在每年中秋前后引发的糖尿病患者扎堆进医院的案例,从而来说明糖的定义、分类以及淀粉等多糖的分解代谢等知识点,使得学生学习之后也能向身边人群科普糖化学及其代谢常识,了解“无糖月饼”实际上只是“无蔗糖馅料”,而其他成分如淀粉、豆沙等碳水化合物经人体消化道淀粉酶等逐级水解得到葡萄糖等单糖后,将透过小肠粘膜吸收进入血液。而且,“无糖月饼”所含油脂并不少于普通月饼,热量仍然较高。类似地,还有“无糖面包”等,对于糖尿病患者来说,都应注意分辨并控制摄入量。
对于蛋白质化学与蛋白质的分解和氨基酸代谢,毫无疑问,“三聚氰胺奶粉”事件是一个重大公共安全事件。通过这个案例,可以将目前蛋白质的国标测定方法“凯氏定氮法”的原理与三聚氰胺的含氮量联系起来,帮助学生了解事件发生的根源。另外,通过“吊瓶班”的案例(即2012年湖北孝感一中高三某班同学在教室内一边打吊瓶注射氨基酸补充能量,一边学习备战高考),来说明蛋白质的水解,氨基酸的吸收以及蛋白质的生物合成等基本原理和过程。科普通过正常饮食,比如一天吃一两个鸡蛋或喝牛奶,摄入蛋白质,经过消化道水解就可以获得足够的氨基酸;同理地说明燕窝、鹿茸等高档补品并不具备比鸡蛋、瘦肉等普通食物具有更高的蛋白质营养价值。此外,还可以通过日常生活实例,如煮鸡蛋、做豆腐等帮助学生形象地理解蛋白质的理化性质。
在讲授核酸化学与核酸的降解和核苷酸代谢的时候,辽宁铁岭“骨灰顶包门”可以作为一个案例来说明DNA测序的基本要求和方法。在该事件中,死者还没火化,家属已拿到骨灰,且存在骨灰管理混乱的情况;因此,有人提出用骨灰做DNA鉴定。可提问学生骨灰是否可以进行DNA鉴定,对依据是什么进行讨论,然后再引入DNA测序法的介绍,PCR技术以及链终止法等。此外,还可以将“珍奥核酸”补品的骗局风波以及为什么啤酒加海鲜更容易引发痛风等要用到核酸的降解和核苷酸代谢的讲解中。
三、合理安排互动式课堂主题报告
四、兴趣导向培养科学精神与逻辑思维
五、结语
生活中的生物化学案例因其内容的生活化,对学生兴趣的激发效果不是其他案例所能比拟的。引入这些案例,让学生参与课堂寻找生活中的生物化学原理,培养学生的科学精神和逻辑思维,对于提高学生学习生物化学的兴趣,改善教学效果,提高学生综合素质具有积极的意义,对生物化学经典案例的不断积累或编撰也具有一定的必要性。当然,生物化学教学是一项系统工程,生活中的生物化学案例在课堂中的应用仅是众多教学方法中的一种,在运用这种教学方法时,教师也不能一味求新、求异、求有趣,更应围绕生物化学教学目标、教学任务等进行创造性地运用,才能更好地上好生物化学。
参考文献:
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[2]涂硕,黄春洪,揭克敏.提高本科医学生物化学教学质量的策略探讨[J].教育教学论坛,2013,(3):71-72.
关键词:医学化学生物化学基础医学
在大多数的文化中,最早的医学多是根据一些经验证明有效的物质进行治疗,比如一些植物(草药)、动物药和矿物药等。随着社会文明程度的不断提高,医学也随之发展,越来越多的科技融入医学研究和教学中,如生物医学工程、医学成像、纳米医学等。秦伯益院士指出:“我国医学科学研究目前存在四个误区:一是重视明显治病因素,忽视环境治病的潜在因素;二是重视治疗,轻视预防的成果;三是重视围观(如分子生物学),轻视宏观战略问题;四是重视躯体性疾病,对精神性疾病关切不够。”刘德培院士认为:“我国医学科技发展的战略转移有四点,其中两点是从重视诊治到重视预防,对生命全程保护;再有就是从重视机体向重环境、心理、社会因素与机体相互作用的结合研究转变。”因此,有必要对现行的医学教学开展必要的研究与探讨。
一、注重医学发展史教育,培养医学道德
后医学时代(WHO言论)认为:“未来死亡率的下降是大部分靠非卫生部门的努力来实现的,防治心血管病、癌症等需要依靠社会行为措施,并树立医师是改变人类行为的工程师的概念,从而实现人人享有卫生保健(HFA),保障人人健康。”
二、重视基础性课程教育
教师在讲课过程中,应采取精讲与粗讲互搭的方式,突出重点。精讲部分要求学生必须掌握,讲课时教师的思路一定要清晰,如较难理解的共轭效应,应采取由浅入深的方式,从回顾1,3-共轭二烯开始,并讲述共轭双键的电子云分布及轨道重叠情况,由于形成共轭二电子离域,键长、电子云密度分布平均化,电子效应导致其能发生1,4-加成,由1,3-共轭二烯再引申到含较多共轭键的卤代烯分子,讲共轭效应对其的影响,之后讲含有羰基的共轭体系,电子云密度的改变按交替方式传递至共轭链的另一端。最后讲苯环上共轭效应的传递情况,而不是简单地只讲述卤代烃的共轭。
四、重视复习环节
1吃透两头(教材,学生)是提高课堂教学效果的前提条件
2突出重点,讲清难点,指导记忆是提高课堂教学效果的核心
重点突出,难点也不能放过,有时重点与难点重合,无疑必须想方设法花较大力量把它讲透。例如在讲解生化的重点内容物质代谢这一部分时,由于代谢途径中反应成串,若单纯借助于挂图讲解,虽然直观、连贯、省时,但学生的思维很难跟上讲课的步伐并易使学生产生物质代谢途径是否是意造的疑惑。如果从物质的分子结构水平、酶的特性及反应条件的角度,且教师边板书边讲解来阐述化学反应反向的客观必然性,才能帮助学生建立物质代谢途径连续的、相互联系的、动态的、有规律的正确概念。为此,教师在备课时要进行板书设计,包括考虑不同颜色粉笔的使用,构成完整、清晰的的板面,有利于学生理解记忆。
3激发学生对生化的学习兴趣是提高课堂效果的保证
3.1浓墨重彩绪论课激发学生的求知欲
绪论课是第一堂课,是学生对本学科的第一次接触,绪论课的成功与否对学生学习兴趣的产生和培养影响较大,绪论课讲得生动、丰富、有趣,能使学生在学习一开始就对本学科产生浓厚的兴趣。俗话说“良好的开端是成功的一半”,如果认为绪论课无关紧要,授课时漫不经心,索然无味,势必影响学生的学习情绪,使以后教学变得被动。
3.2娓娓道来发展史激发学生的进取心
为了提高学生学习生化的兴趣,课堂教学过程中结合教学内容介绍一些生化发展史可提高学生的学习积极性和科学思维的方式。如Watson、Crick对DNA双螺旋结构的发现过程和重大意义,Sumner揭示酶的化学本质是蛋白质的历史,人类基因组计划的完成和意义等等。这不仅激发了学生学好生化的信心和动力,而且可以启发和培养了他们的(下转第29页)(上接第27页)科学思维方法。
3.3设问质疑引发学生好奇心
学生在课堂上听课大多处于被动状态,在讲授新课题特别是一些抽象复杂难以理解的问题时,如果平铺直叙的讲解,很难收到良好的效果。教师要认真研究教材内容,积极思索,在新课之始设置一些疑问,营造氛围,引导学生以寻求解答心态专心致志的主动听课,自然会收到良好的教学效果。例如在讲解《基因的遗传和表达》的课始,先设问父子为什么很相像,有些疾病为什么会有家族史,然后才讲解复制转录翻译的生化反应过程,能够帮助学生很好地理解和掌握知识。因此,在整个教学过程中适时地设问质疑,可激发学生求知欲,开发学生思维和智力,增强学生的学习主动性。
3.4联系临床实例培养学生的责任心
医学基础课是为临床课打基础的,上课时适当结合点临床实际,选择以“问题为中心的”教学模式,能使学生体会到这门课的重要性,增强学生的责任感,激发学生的学习兴趣。在讲授有关章节时,恰当地结合临床内容,如酶在疾病诊治上的应用,维生素与其缺乏症,磺胺类药物的作用机理和服用方法,糖代谢和糖尿病,脂类代谢和高脂血症或动脉粥样硬化,血氨和肝昏迷,水平衡与脱水,酸碱平衡和酸碱中毒等等,这样可使学生较早地了解临床,认识到基础课和临床课联系得如此密切,从而激发学习积极性。
3.5列举生活实例增强生化课的趣味性
4总结归纳是提高课堂教学效果的关键
教材中在描述生物大分子结构以及连锁的生化反应总是很冗长,学生望而生畏,难得要领,教师若给以提示、提炼,会收到事半功倍的效果,也是提高课堂效果的重要一环。例如:蛋白质和核酸都是生物大分子,教材中用了大量的篇幅对它们的分子结构与功能进行了描述,但学生还是很难理解“分子结构是功能的基础,功能是结构的表现形式”的含义,授课中若点明这些生物大分子的主链骨架都是简单的重复,侧链表现特异,蛋白质的侧链化学基团分布在分子的外部以利发挥功能,DNA的碱基序列是遗传信息的载体,位于双螺旋结构的内部,可减少致变性因素的作用,是遗传稳定性的分子基础。如此画龙点睛有助于学生在较深的层次、精练地领会分子结构和功能的关系的精髓。类似上述这些内容,需要教师提炼要点、类比异同、归纳重点,有利于学生对生化重点知识的理解和记忆,可显著提高课堂教学效果。
要改变生化教学过去那种被动讲解的局面,还要下很大功夫,要更新观念,积极进行教学改革,探索新的教学模式,才能收到更好的课堂教学效果。
参考文献
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