導(dǎo)語：生物化學(xué)教學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)探究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：課堂教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑，我們從專業(yè)思維培養(yǎng)、批判思維培養(yǎng)、重視科學(xué)發(fā)現(xiàn)歷程、教學(xué)密切聯(lián)系科研進(jìn)展及理論知識(shí)聯(lián)系實(shí)際問題5個(gè)方面，對(duì)如何在高校生物化學(xué)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)進(jìn)行了探索，旨在為更好地利用課堂教學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新人才提供參考。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新人才；生物化學(xué)教學(xué)；專業(yè)思維；批判思維；教學(xué)方法

我國(guó)高等教育由于受傳統(tǒng)觀念的影響，把注意力較多放在知識(shí)要點(diǎn)的掌握上，缺乏培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立性和批判性思維能力的有效措施，導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新力不足[1]。生物化學(xué)是醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)及生物類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是帶動(dòng)生命科學(xué)發(fā)展的前沿課程，因其涉及知識(shí)信息量大、內(nèi)容抽象、概念復(fù)雜、理論深?yuàn)W、發(fā)展迅速等特點(diǎn)，成為了生命科學(xué)專業(yè)學(xué)生最難學(xué)的課程之一[2]。目前，如何在這門理論課程中實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)報(bào)道較少，尤其是一些地方本科院校。我教研組對(duì)生物化學(xué)教學(xué)中如何提升學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面進(jìn)行了不懈的探索和努力。本文就近些年我們?cè)谠摲矫娴囊恍┳龇ㄟM(jìn)行了總結(jié)，以與同行探討。

1注重專業(yè)思維培養(yǎng)

專業(yè)思維是指高校學(xué)生應(yīng)具有善于從專業(yè)的視角發(fā)現(xiàn)、分析并解決問題的心理特征與能力。專業(yè)思維能力是高校學(xué)生創(chuàng)新能力的核心，也是大學(xué)教育的本質(zhì)要求，教學(xué)則是培養(yǎng)這種能力的主渠道[3]。教育家B.F.Skinner曾說：“如果我們將學(xué)過的東西忘得一干二凈時(shí)，最后剩下來的東西就是教育的本質(zhì)了?！敝挥星捌诶硇缘膶I(yè)思維培養(yǎng)才能在后期專業(yè)實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)專業(yè)性的自覺思維。生命科學(xué)的專業(yè)思維主要包括進(jìn)化、結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一、生命是一個(gè)統(tǒng)一的整體。生物化學(xué)是我校生物科學(xué)專業(yè)在植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)兩門課程之后開設(shè)的，是學(xué)生首次接觸的與現(xiàn)代生物學(xué)研究?jī)?nèi)容最接近的一門課程，其教學(xué)內(nèi)容能很好地詮釋這些重要思維。因此在教學(xué)中除了講授知識(shí)之外，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)思維對(duì)于后續(xù)核心課程的學(xué)習(xí)具有重要意義。如在講授蛋白質(zhì)變性時(shí)，我們除了讓學(xué)生理解變性的因素之外，更強(qiáng)調(diào)了結(jié)構(gòu)的改變是功能變化的原因，同時(shí)結(jié)合基礎(chǔ)課程中植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)結(jié)構(gòu)和功能適應(yīng)的案例使學(xué)生深入理解這一問題。生命是一個(gè)統(tǒng)一的整體，在代謝調(diào)控中這一點(diǎn)體現(xiàn)得尤為突出。代謝的調(diào)節(jié)表面上看是酶活性的調(diào)節(jié)，但更深層次的是細(xì)胞水平、激素水平、神經(jīng)水平的調(diào)節(jié)，各種代謝之間既相互聯(lián)系又相互制約，糖、脂、蛋白質(zhì)、核酸幾大類物質(zhì)之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)了生命過程的常態(tài)化。我們?cè)谥v授完物質(zhì)代謝的過程后，最終通過思維導(dǎo)圖的方式將各物質(zhì)代謝之間的相互聯(lián)系進(jìn)行總結(jié)，讓學(xué)生形成統(tǒng)一整體上有認(rèn)識(shí)。生物是進(jìn)化發(fā)展的，這包括植物、動(dòng)物形態(tài)上的進(jìn)化，也包括物質(zhì)結(jié)構(gòu)以及代謝機(jī)制的進(jìn)化。如在DNA結(jié)構(gòu)的講述中我們突出原核生物、真核生物基因組的區(qū)別，讓學(xué)生養(yǎng)成以進(jìn)化的觀點(diǎn)看待問題。

2注重“發(fā)現(xiàn)”的過程

科學(xué)發(fā)現(xiàn)是貫穿于科學(xué)研究過程中的創(chuàng)新活動(dòng)。科學(xué)史上有很多重大發(fā)現(xiàn)所經(jīng)歷的探究過程是人類創(chuàng)新思維的典型事件，不僅事件本身容易吸引學(xué)生的興趣，而且其中包含有許多思想和方法，有成功的經(jīng)驗(yàn)和失敗的教訓(xùn)，還有在失敗后的奮斗，這些對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、提高創(chuàng)新能力都具有重要意義[4]。我們?cè)谏锘瘜W(xué)教學(xué)過程中不僅注重結(jié)論的傳授，而且注重這些重要知識(shí)的獲得過程介紹，通常會(huì)先將一系列相關(guān)的實(shí)驗(yàn)介紹給同學(xué)，讓他們思考，如果是自己解決此問題可能會(huì)采取何種方法或得出什么結(jié)論。如在講授真核生物染色體結(jié)構(gòu)時(shí)，我們逐步展示核酸酶降解染色體可得到200bp或200bp整倍數(shù)的DNA，但是隨著水解時(shí)間的延長(zhǎng)最后得到都是146bp左右長(zhǎng)度的DNA，由此得出了染色體的核小體結(jié)構(gòu)。在講述真核生物基因結(jié)構(gòu)時(shí)，我們先將前人把基因與成熟mRNA進(jìn)行分子雜交的圖出示出來，讓同學(xué)思考它們長(zhǎng)度不一致的原因，很多同學(xué)想到了基因中存在轉(zhuǎn)錄而不能翻譯的序列，這對(duì)以后他們理解基因的內(nèi)含子和外顯子幫助很大。又如在講述溶菌酶的作用機(jī)制中，我們強(qiáng)調(diào)這一問題的提出和研究者的解決思路，通過這一科學(xué)問題中所涉及的實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓學(xué)生分析推導(dǎo)出溶菌酶的合適底物、作用位點(diǎn)、水解方式、催化機(jī)制。在講解ATPase的結(jié)合變化機(jī)制和旋轉(zhuǎn)催化理論時(shí)，我們將Boyer等教授的理論提出、學(xué)者Sabbert關(guān)于菠菜葉綠體CF1亞基間的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)圖片展示出來，通過圖片中熒光生色團(tuán)在空間位置的變化，學(xué)生自然而然就理解了催化過程中的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這種講授過程既將枯燥的知識(shí)趣味化，也使學(xué)生了解科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，掌握了本學(xué)科研究的方法、思路。

3注重批判性思維培養(yǎng)

批判性思維(criticalthinking)是一種普遍的人類現(xiàn)象，人們往往通過“質(zhì)疑—探索—更高層次地質(zhì)疑—更深層次地探索”這種模式來認(rèn)識(shí)我們身邊的各種事物[5]。批判性思維不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和運(yùn)用知識(shí)的能力，還有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和形成終生學(xué)習(xí)的理念[6]。在我國(guó)傳統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)中，批判性思維的培養(yǎng)嚴(yán)重缺失。生物化學(xué)中許多學(xué)說的提出都經(jīng)歷了破舊迎新的過程，我們充分利用這些例子以引導(dǎo)學(xué)生敢于批判、敢于質(zhì)疑。米氏方程的建立經(jīng)歷了快速平衡學(xué)說及穩(wěn)態(tài)平衡學(xué)說，在講授快速平衡學(xué)說之后，引領(lǐng)學(xué)生以批判的精神進(jìn)行分析、討論，學(xué)生們得出忽略ES生成產(chǎn)物的反應(yīng)是不符合實(shí)際的，進(jìn)而分析穩(wěn)態(tài)平衡學(xué)說的優(yōu)越性。紫外吸收法是測(cè)定蛋白質(zhì)含量最簡(jiǎn)單的方法，文獻(xiàn)中關(guān)于氨基酸的紫外吸收光譜闡述不一，不但如此，在大學(xué)生物化學(xué)教材中也有不同說法，很多教科書認(rèn)為氨基酸在近紫外區(qū)(200~400nm)只有芳香族氨基酸有吸收光的能力，我們?cè)趯W(xué)生實(shí)驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)有些氨基酸在220nm左右具有吸收峰。針對(duì)以上問題我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對(duì)17種氨基酸進(jìn)行了紫外吸收光譜掃描，所檢測(cè)的17種氨基酸共同的吸收峰在220nm左右中，其中14種氨基酸只有這一個(gè)吸收峰，而3種芳香族氨基酸酪氨酸(Tyr)、苯丙氨酸(Phe)、色氨酸(Trp)在近紫外區(qū)(220~300nm)均具有兩個(gè)吸收峰，同時(shí)氨基酸濃度會(huì)影響吸收峰的位置[7]。我們引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)分析為什么選擇280nm用于蛋白質(zhì)含量測(cè)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相較于220nm，280nm處的吸收強(qiáng)度與蛋白質(zhì)濃度之間呈現(xiàn)更好的線性關(guān)系。我們進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分析氨基酸形成蛋白質(zhì)后有哪些變化？從而進(jìn)一步確定肽鍵對(duì)紫外吸收的影響，以及選用280nm紫外光吸收測(cè)定蛋白質(zhì)含量的原因。這些批判思維的培養(yǎng)使學(xué)生養(yǎng)成了敢于質(zhì)疑的習(xí)慣，一直以來我們以王鏡巖等編著的《生物化學(xué)》第3版為教材，一些學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對(duì)下冊(cè)第343頁氨同化的一些說法提出了質(zhì)疑，后經(jīng)考證該頁確實(shí)出現(xiàn)了多處描述錯(cuò)誤。同樣，一些學(xué)生還對(duì)下冊(cè)第398頁的嘧啶核苷酸合成調(diào)控描述嚴(yán)謹(jǐn)性提出了質(zhì)疑，后來這些內(nèi)容在朱圣庚等新編著的生物化學(xué)第4版中得到了修訂[8]。

4課堂教學(xué)與科研進(jìn)展相結(jié)合

高等院校的教學(xué)應(yīng)該是一種與時(shí)俱進(jìn)的創(chuàng)造性勞動(dòng)，但高校教材的更新往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上科技前沿發(fā)展的速度。將教學(xué)與科研進(jìn)展相結(jié)合可以避免教材與現(xiàn)實(shí)生活的剝離，并能夠提升高校教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維[9]。2017年國(guó)慶節(jié)期間，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了瑞士洛桑大學(xué)的雅克•杜波切特、美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的阿希姆•弗蘭克和英國(guó)劍橋大學(xué)的理查德•亨德森，以表彰他們發(fā)展了冷凍電子顯微鏡技術(shù)，以很高的分辨率確定了溶液里的生物分子的結(jié)構(gòu)[10]。我們及時(shí)地將這一獲獎(jiǎng)信息與課本蛋白質(zhì)和核酸空間結(jié)構(gòu)研究部分相聯(lián)系，并讓同學(xué)們自己查閱文獻(xiàn)了解X射線衍射分析、核磁共振技術(shù)、冷凍電鏡在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)測(cè)定上的差異，使學(xué)生對(duì)大分子物質(zhì)空間結(jié)構(gòu)研究方法有了深入了解。饒子和院士和楊茂君教授等研究團(tuán)隊(duì)在電子傳遞鏈復(fù)合體I和II的空間結(jié)構(gòu)及電子傳遞機(jī)制研究中多次取得重要進(jìn)展，為今后深入理解哺乳動(dòng)物呼吸鏈復(fù)合物的組織形式、分子機(jī)理以及治療細(xì)胞呼吸相關(guān)的疾病提供了重要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[11]，及時(shí)將這些進(jìn)展與課程結(jié)合提振了學(xué)生對(duì)我國(guó)創(chuàng)新能力的自信心。在關(guān)注國(guó)內(nèi)、國(guó)際科學(xué)研究前沿的同時(shí)，我們還將課堂教學(xué)內(nèi)容與教師的科研相結(jié)合。Western雜交是生物化學(xué)蛋白質(zhì)部分的內(nèi)容，Southern雜交和Northern雜交是核酸部分的內(nèi)容，但在實(shí)際科研工作中這些技術(shù)往往結(jié)合在一起使用。因此，我們以教師科研中某一基因的克隆及在真核生物中的表達(dá)為例，將三種雜交技術(shù)結(jié)合在一塊講，這樣學(xué)生既清楚了三種技術(shù)的檢測(cè)對(duì)象的差異，理解了機(jī)理，也更真實(shí)的了解了三種技術(shù)的應(yīng)用。

5理論知識(shí)與實(shí)際問題相結(jié)合

生物化學(xué)理論抽象、代謝途徑錯(cuò)綜復(fù)雜，純粹的生物化學(xué)理論學(xué)習(xí)難學(xué)、難懂、難記，通過理論聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用的方法，可以將這些深?yuàn)W復(fù)雜的知識(shí)具體化形象化，無疑是一個(gè)很好的教學(xué)模式[12]。我們?cè)谥v述了核酸的“從頭合成”與“補(bǔ)救合成”之后，將網(wǎng)絡(luò)上幾種核酸類保健品展示給同學(xué)，讓他們從專業(yè)的角度去分析這種產(chǎn)品是否真的具有保健作用。在講述蛋白質(zhì)含量測(cè)定時(shí)，我們結(jié)合三聚氰胺奶粉事件，引出凱氏定氮法的優(yōu)缺點(diǎn)，并讓學(xué)生分析哪種檢測(cè)方法可以避免牛奶摻假(摻入含氮物質(zhì))。在講授糖代謝時(shí)，引出人劇烈運(yùn)動(dòng)以后肌肉會(huì)發(fā)酸且不宜馬上飲酒，如果飲酒最好要吃面食，否則可能會(huì)引發(fā)酒精性的低血糖等生活常識(shí)，這種理論聯(lián)系實(shí)際的方法使學(xué)生對(duì)葡萄糖無氧降解、乳酸循環(huán)、糖異生和輔酶有了較深刻的認(rèn)識(shí)。再例如，肉堿類產(chǎn)品常被用作減肥產(chǎn)品，我們講述脂類代謝時(shí)，讓學(xué)生從脂肪動(dòng)員、脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)和脂肪酸氧化角度分析出為什么這類產(chǎn)品只有輔助運(yùn)動(dòng)才會(huì)起到減肥作用，且大多數(shù)人可能根本不需要吃肉堿，只靠運(yùn)動(dòng)就可以減肥。青年學(xué)生喜歡追劇，2017年我們開課過程中恰逢電視劇“急診科醫(yī)生”熱播，其內(nèi)容中涉及到若干疾病的發(fā)病機(jī)理，我們將這部劇中的一些與生物化學(xué)知識(shí)相關(guān)的內(nèi)容引入教學(xué)，如“吸血鬼病”，結(jié)合生物化學(xué)教學(xué)中卟啉代謝的內(nèi)容，讓學(xué)生了解了其發(fā)病機(jī)理。在講授氧化磷酸化一章時(shí)，提出了2,4-二硝基氟苯(DNP)最初為什么能夠被選作減肥藥用？為何服用后會(huì)導(dǎo)致體溫升高和大量出汗？又為何DNP以后被禁用等問題？帶著這些實(shí)際問題去聽課，學(xué)生很容易地掌握了電子傳遞鏈、氧化磷酸化及其氧化磷酸化的偶聯(lián)和解偶聯(lián)機(jī)制，并進(jìn)一步理解了為什么DNP目前可以用作殺蟲劑的原理。

6結(jié)語

創(chuàng)新性人才培養(yǎng)是高等教育永恒的的主題，我國(guó)中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010－2020)將創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)定為高校工作的重心，明確提出了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的具體目標(biāo)。我們?cè)谏锘瘜W(xué)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的嘗試取得了較好的成果，但創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個(gè)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程，我們?cè)谏锘瘜W(xué)的理論教學(xué)中也只是做了有限的探索，如何在教學(xué)方式、教學(xué)方法、考核方法上、實(shí)踐能力培養(yǎng)上凸顯出創(chuàng)新能力培養(yǎng)還有待于進(jìn)一步改進(jìn)。

作者:王麗燕 謝兆輝 單位:德州學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院