在迅猛发展的科学技术领域中,生命科学以其巨大的活力推动着社会生产力的发展,生物技术领域正成为发展最快、潜力最大、竞争最激烈的领域之一。随着相关学科的渗入,生物化学领域也不断有新的突破和进展。以往在教学中着重强调系统知识的学习和掌握,不太注重学生能力的培养。面对生物化学知识更新周期缩短,高速发展的社会对人才的需求和竞争,一轮教学无法为学生准备好一切。因此,在生命科学领域的前沿学科——生化教学中,不仅要让学生“学会”,而重要的是让学生“会学”,不仅要教给学生开启知识大门的钥匙,还要对学生的能力进行培养。
一 空间想象力的培养
想象是人脑在感性的基础上形成的一种特殊的思维方式,它源于感性认识,以一定的有实感的形象储备为基础。没有形象储备,就没有合乎逻辑的思维,想象也无从深化。反之,没有丰富的想象,思维就失去了它的灵活性、广泛性和深刻性,空间想象和思维的这种密切结合的关系是本课程教学中突出的特点。
在生物化学静态部分中,具有生物活性的生物大分子如蛋白质、核酸、糖、酶等均具有立体构想,即空间几何构型,借助于次级键的结合、缔合成一定的空间立体构象的生物大分子,才能在生物体的生命活动中行使各自的功能。通过对蛋白质、核酸、多糖等结构的学习,对其初级结构有了很清晰的认识,但对其各自独特的三维结构,如蛋白质分子长长的多肽链是怎样盘绕、折叠卷取形成一定构象的?主链走向如何?侧链及所连肽段是借助什么键和怎样靠近、怎样排斥的?寡聚蛋白的各个亚基之间的空间是怎样排布的?作为遗传信息载体的DNA分子是由两条反向平行的多核酸链组成,二链之间借助于氢键形成双螺旋的二级结构,并在细胞内形成超螺旋和核小体的三级结构。对此学生往往觉得很抽象,不能很透彻的理解,因此空间想象力的培养显得有为重要,并在教学中加以奠定、巩固、发展和深化。
1 创造必要的直观环境,给学生创造形象储备的条件
教学实践表明任何语言所传递的信息,须有直观的支柱,才能容易被大脑接受。刚开始学习生物大分子的空间结构时,学生对在黑板上用平面图形表示空间结构很不适应,也不能充分理解。因此在静态部分的教学中我们配合多媒体等手段,并适当地应用直观教具和模型,这样有助于学生对问题的理解使深奥复杂的问题变得简单,把学生从长期所处的“二维平面”思维领域引入到“三维世界”,也吸引了学生的注意力,加深了印象。同时又注意及时地摆脱对直观教具的依赖,避免其影响和限制学生的想象力和思维能力的发展。
2 设置问题,促使学生思考并进行创造性的思维活动
思维由问题而引起,因此在教学中不仅要使学生带着问题学,使之积极思考,而且要创造条件使学生发展活跃求异思维。如有生物膜的选择透性引出生物膜的组成——流动镶嵌模型,由膜的性质推测到其具有怎样的结构,引发学生活跃的思维活动。生物氧化是生物体新陈代谢的重要形式,是有别于体外氧化但化学本质又相同的过程。为什么体外氢氧结合会骤然释放大量光和热,而生物体却能保持恒温而不被其损伤?设置问题后再引出呼吸链的概念,循序渐进的理解代谢物脱氢是如何到达氧、如何生成水的,在传氢的过程中能量是怎样分步产生、释放和利用的。脂肪酸的β一氧化机制的结论是二碳单位乙酰辅酶A的逐轮代谢,此时在结论获得前首先提出问题,以几碳为单位进行氧化才能获得偶数碳原子的苯乙酸和奇数碳原子的苯甲酸的分解代谢结果?学生带着问题进行探究,深化了脱氢—加水—再脱氢—硫解 β一氧化机理的理解和掌握,学生的思维方式及对信息资料的整理与综合能力受到了锻炼,学生在整个过程中增强了研究意识、问题意识,学会了如何学习,如何去解决问题。
二 观察动手能力的培养
1 观察力是有目的的感知事物的能力
在教学中,尤其是在实验课教学中引导和培养学生要善于摆脱理论和固有思维的束缚,通过“意外”现象看本质,引发学生的思考,达尔文认为:“我超过常人的地方在于我能够察觉到那些很容易被忽略的事物,并对它们进行精细的观察”。教学过程中将学科发展的新动态及时介绍给学生使之放宽视野,同时注意培养学生细观多思的良好习惯,善于发现问题,并能够不仅仅在生物化学领域而是在整个生命科学这样t大视野中思考和探索。
2 生物化学是一门实验性很强的学科
实验课是培养学生动手能力的重要手段,通过常规实验,学生可以得到基本技能的训练,然而这些实验往往是在固定的程式下进行的,学生在实验中缺少自己的思维,缺少主动参与性,而在实际的工作中,要求学生具有创新能力,为此,在原有的实验基础上,增设了开放性实验项目,加强了教师在实验过程中的监督和指导,这样使学生在完成实验后,既获得了学科内容的知识,又使科研素质得到了很大的提高。
三 讲解表达能力的培养
表达能力是高素质人才必须具备的条件之一。在教学中,我们尤其重视如何提高学生的讲解及表达能力。
1 营造轻松的学习氛围
大学中的课堂教学中一个很大的不同是主动回答问题的学生少,尤其是当回答错误时,气氛往往变得尴尬、紧张。鉴于此,在理论课教学中我每堂课走上课堂都面带微笑,以一种轻松舒缓的状态来创造温馨的教学气氛,减轻学生的心理压力。学生回答问题时,专注地倾听,对正确的回答给予赞赏和肯定;对于不完善的回答,掌握“无批评”原则,帮助学生进行分析,对其给予鼓励。在这样一种教师提出问题是为学生理解、掌握知识而并非是想教训学生的轻松学习氛围中,形成了师生之间相互合作共同学习的关系,提高了学生回答问题的勇气和信心,为学生提供了提高表达能力的机会。
2 轮流讲解,共同评议
在实验教学中,针对实验的设计思想(原理、步骤、计算方法等),每个问题由学生到实验室讲台前讲解,这样不仅检验了大家对实验课的预习情况,有利于实验的顺利完成,而且也锻炼了学生的表达能力;同时又增强了其他同学的注意力,也可以为从事教育的学生实习打下一定的基础。对于学生的讲解,组织学生进行评议和补充。这样使学生由被动接受知识变为主动探索学习,增强了学生的积极性、主动性,也提高了学生的责任意识和成就感。达到了课堂教学的要求,也提高了学生的表达能力。
四 自主学习能力的培养
自主学习能力是指独立获取知识的能力,是各项能力的结合点,是学生综合能力的中心环节。在当今科学技术迅猛发展,知识更新周期急剧缩短的情况下,培养学生的自主能力,比传播知识更为重要。
1 启发式教学,适当组织课堂讨论
启发式教学是将生化知识与生命现象之间紧密联系,将饮食、健康、营养、生理、病理等相关的知识点融入到课堂教学中。以设问、反问等多种形式以相关的生命现象作为切入点,导出知识点,给学生深刻的印象。如由糖尿病人血糖高引出血糖的分子形式、血糖的来源、血糖的去路、糖在我们体内的分解代谢路径、肌糖原为什么不能补充血糖;糖、脂代谢之间的相互联系,生活方式与糖尿病之间的关系等问题。学生带着问题去学习,学习过程中一直处于探究、思考、进而找寻问题答案这样一种状态。这种形式生动活泼,能够开阔学生思路,调动学生学习的积极性、主动性,有利于学生通过独立的积极思考和参与讨论,培养自己主动获取知识的能力。课堂讨论的题目有一定的启发性、探索性,并具有适当的难度。在引导过程中,对学生提出的问题尽量采用诱导、点拨、等方式,督促学生独立思考,让学生通过自己的思考去获取知识,这样可使学习知识与发展能力相互促进。
2 教师讲授与学生自学相结合
为加大学生的知识占有量,在讲授的基础上,要培养学生课前预习、课后复习、自己看书钻研的良好习惯。如为培养学生初步的科研能力,对酶的固定、大分子的制备等生化分离分析技术的问题,采用讲授和自学相结合。针对生物大分子的性质,采用哪种方法、依据什么原理、注意哪些问题、控制什么条件、关键点在哪里,自学中给学生必要的提示,使学生有思考的路径,也加深了对大纲中所要求的知识的掌握。
3 多层次教学,因材施教
对于不同学习起点和不同需求的同学采用分层次教学。由于部分学生有机化学基础薄弱,还有一部分学生没有学习过物理化学,这样对蛋白质、核酸、糖类及脂类的化学结构尤其是空间立体结构、对生物能学理解和掌握起来比较困难。对这样的学生就要在教授新知时,温习旧知,在新知与旧知之间搭建认知桥梁,利用课下时间详解知识重点和难点,并通过习题、小测等形式反馈学习情况。这既可以检查学生对所学知识的掌握情况,又可以加强师生间的相互沟通。在学习过程中,由于种种原因会有少数学生达不到学习要求,如课程不及时看书,或不按时完成作业,对于这样的学生,采取留出一定的时间,然后多提问,让他们积极思考,使之感到没有完成学习任务而有压力,在以后的学习过程中,不敢松懈。对于有精力想考研的学生,推荐一些反映学科动态的书籍和杂志,鼓励其多读书,加大知识面,帮助学生构建一个合理的知识结构框架,为其它学科的学习及在更广阔的范围内获取知识打下坚实的基础。
生物化学是有关于生命现象的化学,生物大分子是立体的,如何透过纷繁复杂的生命现象探究其化学本质,就要把培养学生能力当作己任,有意识对学生的观察能力、思维能力、动手能力、空间想象力及自学能力进行培养,同时,选择适当的教学形式和方法,解决既掌握知识,又发展能力的问题,努力达到培养适应社会发展的高素质人才的教育目标。
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