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1 點擊化學概述
點擊化學被稱作鏈接化學、動態組合化學,屬于一個模塊合成概念,為一種選用易得原料,經過可靠性、模塊化、高選擇性、高效率的化學轉變,進而實現碳雜原子連接(C-S-C),通過應用低成本快速合成各類新化合物組合化學方法,突破傳統有機合成,為目前化學領域發展較顯著的一個趨勢。
點擊化學具備的優異特征可使應用“分子裁剪”手段模塊組合成復雜化合物,主要包括樹枝狀分子、星形聚合物、梳形聚合物、糖類衍生物及蛋白質及生物雜化物等生物醫學材料。
2.1 應用至合成基因載體領域
研究指出,臨床已將點擊化學法應用到合成基因載體領域中,且在高轉染效率與低細胞毒性的基因載體中已經獲得一定進展。應用電極化學反應合成法,主要將聚天冬酰胺作為基礎,成分主要以含有雙硫鍵聚乙烯亞胺衍生物P為主,并以其為載體,作為非病毒基因載體的研究。研究時,使用已合成的疊氮管能化聚合含有雙硫鍵作為載體,單炔終止予聚乙烯亞胺;點擊化學反應合成后,主鏈為聚天冬酰胺,側鏈為聚亞胺作,有研究顯示,PXSS-PEIs可和質粒DNA與濃縮DNA互相結合,之后形成納米粒子。還有體外試驗研究表明,高分子刷被降解后,不僅具備低細胞毒性,而且具備轉染活性,表明在基因載體領域中,這種還原可降解分子刷發揮著潛在作用。
2.2 應用至藥物釋放載體領域
藥物載體不僅在藥物釋放體系中發揮著重要作用,而且還對藥效產生決定性作用。點擊化學法以其獨特性被制備藥物釋放載體領域的科學家所重視。臨床研究指出,通過合成一種疊氮修飾嵌段共聚物,阿霉素-葡萄糖酸酸前體藥物與人類β-葡萄糖醛酸酶結合后可互相產生作用,加快惡性腫瘤細胞增長。
與預先經疊氮修飾的嵌段共聚物結合后,兩者之間耦合率約為95%。結合后的藥物嵌段共聚物會自發性形成膠束,具備單分散、形態小的特點。將其放置到37℃環境及存在β-葡萄糖醛酸鎂的環境下,經過5d后,約會釋放出40%的藥物。置于無酶環境下,則膠束內藥物釋放率不足5%。通過進一步探討,結果顯示膠束載體不會給細胞產生毒性,在酶相應性癌癥治療領域內該一基因運輸載體具有潛在性應用。
2.3 應用至熒光標記領域中
在醫療檢測、藥物探測及生物技術領域內,生化分析物熒光標記技術為一種主導分析法,主要具備主導作用。報道指出,進行點擊化學反應主要對3-疊氮香豆素的聚乙二醇和炔基修飾的牛血清白蛋白應用端基。經過分析后,首先可將其合成一系列端基,主要為3-疊氮香豆素聚乙二醇,蛋白質模型主要應用炔基修飾的牛血清白蛋白,應用點擊化學法發生反應之后,即可標記蛋白質原位熒光。將熒光基團接入,使用體積排阻色譜,可準確監測乙二醇和牛血清白蛋白反應程度。
還有研究指出,對細胞熒光進行檢測時應用新型免疫熒光標記法,最終可合成兩種化合物,其中一種化合物為6-疊氮-乙酸琥珀酰亞胺活性酯;另一種化合物為4-乙炔基-N-乙基-1,8-萘酰亞胺。經過點擊化學熒光顯色反應后,可形成一種新型免疫分析法,在細胞水平方面,表明同時使用該種方法、傳統抗體標記技術及生物素-鏈霉親和素免疫熒光檢測系統,信號不會互相干擾且檢測靈敏度相同,在未來免疫研究中,其具備廣闊的發展潛力和廣泛的應用前景。
2.4 應用至藥物設計領域內
在生物科學領域內,點擊化學在其中應用領域較廣泛。有研究指出,通過應用原位點擊化學反應,使用高效液相色譜-質譜聯用技術,能夠找到一種合成乙酰膽堿酯酶抑制劑方法。經過分析后,能夠將疊氮和炔構建塊乙酰膽堿酯酶孵育液,快速找到4個乙酰膽堿酯酶誘導疊氮和炔構建塊形成環加成反應產物,經過進一步研究證實,以上4種產物具備較強的乙酰膽堿酯酶抑制活性。
摘要:目的探討現代生物技術在中藥化學研究中的應用。方法分析現代生物技術在中藥化學成分產生途徑、化學反應、合成和生產三個方面的應用。結果現代生物技術在中藥化學研究過程中比傳統研究方法更具有優勢,為中藥化學研究開辟一條嶄新的途徑。結論中藥化學研究應當充分吸收和利用現代生物技術。
關鍵詞:現代生物技術 ; 中藥化學
中藥是我國傳統醫學用以防治疾病的重要武器,其產生功效的物質基礎是中藥所含的化學成分。中藥化學的研究在中醫藥學的現代化、國際化及中藥產業化的進程中具有極為重要的作用[1]。其研究過程中通常要結合現代科學理論和成果,應用當代最新技術和方法來進行。現代生物技術是以生物體系(個體、組織、細胞、細胞器、基因)和生物工程原理來生產生物產品,培育新的生物品種或提供社會服務的綜合性生物科學技術,在各個行業得到了廣泛的應用,尤其是農業、環保、醫藥等領域?,F代生物技術將是推動中藥現代化的強有力的重要技術之一[2],并且在中藥現代化研究中得到應用?,F代生物技術在中藥化學研究中也有應用,但這方面研究大多分散在其他研究當中,尚未見到報道對這方面有系統的分析,而且研究中藥化學的人通常從化學角度入手,很少涉及到生物技術。本文就現代生物技術在中藥化學研究中的應用進行一個比較全面系統的分析。
1 現代生物技術在中藥化學成分產生途徑研究中的應用
中藥化學成分大多是藥用植物在生長時期進行的一系列新陳代謝過程中形成和積累的,絕大部分是代謝次生產物,它們的產生往往有幾種到幾十種酶的參與,合成途徑非常復雜。中藥化學成分產生途徑的研究要借助于酶工程、基因工程等現代生物技術來研究中藥化學成分生物合成途徑。研究中藥化學成分的生物合成途徑不僅可以有助于這些化學成分的仿生合成,而且還可以人為地對這些化學成分的合成進行生物調控,有利于定向合成所需要的化學成分,是整個中藥化學研究的基礎。國際上這方面的研究已經逐步深入。Heide等在遼寧紫草的細胞培養中,研究了與紫草寧生物合成相關的酶類,初步確定了紫草寧生物合成的關鍵酶是對羥基苯甲酸牦牛兒基轉移酶(Phydroxybenzoate geranytransferase) [3]。Okada等[4]分離出了某種黃連細胞中的編碼(S)四氫小檗堿氧化酶的基因,并進行序列分析。國內這方面的研究起步較晚,但也取得一些成果。中國科學院植物研究所葉和春研究員課題組已克隆出青蒿素生物合成途徑中四個關鍵酶基因,構建了不同啟動子下的Cad和PP基因植物表達載體,通過液氮凍融法等技術建立了二元載體系統[5]。利用基因技術研究紅豆杉屬植物中抗癌化合物紫杉醇產生途徑中關鍵酶環化酶已經取得應用。吲哚生物堿合成過程的關鍵酶異胡豆苷合成酶(SSS),它催化次番木鱉苷和色胺縮合反應生成異胡豆苷。在萜類化合物(如倍半萜合成酶和二萜合成酶)和苯丙基類化合物(如查耳酮合成酶)的基因工程研究也取得了一定的進展。
2 現代生物技術在中藥化學反應中的應用
中藥化學反應非常復雜,廣泛存在于藥用動植物的生長采收階段、炮制加工、中藥制劑、臨床調劑煎煮等中藥產業的各個環節。中藥化學研究的很重要方面就是研究其化學反應。現代生物技術在此方面的應用,給中藥化學反應的研究開辟一條捷徑。
2.1 羥基化反應羥基化發應是中藥化學反應的一個重要類型,在中藥化學成分生物合成途徑中的乙酸丙二酸途徑(acetatemalonate pathway ,AAMA途徑 )和甲戊二羥酸途徑(mevalonic acid pathway, MVA途徑)中都存在羥基化反應。傳統羥基化反應需要大量的反應步驟和催化劑,過程復雜,大規模生產成本高。現在利用現代生物技術,就可以避免上述問題。通過培養具有部位特異和立體特異性羥基化烯丙位C=C雙鍵的能力以及區別底物的不同對映體并選擇性地對其中之一進行羥基化的能力的植物細胞培養物,在分子中的不同部位進行立體選擇性氧化反應轉化外源底物,從而實現羥基化。例如長春花(Catharanthus roseus)的細胞懸浮培養物可將香葉醇、橙花醇以及左旋和右旋香芹酮通過其戊基側鏈羥基化為一系列的單羥基化異構體,再轉化為抗真菌代謝物5,3羥基新二羥基香芹醇[6]。
2.2 還原反應中藥化學成分的變化通常都存在還原反應。常見的包括羰基還原反應、C-C雙鍵的還原反應、硝基還原反應等方面?,F代生物技術在這些方面有著廣泛的應用。利用細胞培養可以將醛和酮轉化為相應的醇,羰基發生還原反應;C=C雙鍵加成其他成分,發生C=C雙鍵還原反應;硝基被還原,發生硝基還原反應。例如長春花細胞懸浮培養得到的全細胞,通過其過氧化物酶胞外分泌到培養基中,可以使進攻羰基表面發生還原反應,使羥基化合物在具羥基基團的部位具有活性[6];眼蟲Astasia longa細胞培養物能夠產生2種烯酮(enone)還原酶,可以還原香芹酮的C=C 雙鍵,該反應具有部位特異[6];北洋金花(Datura innoxiu)、長春花以及Myrophyllum屬植物細胞培養物都能夠將TNT(2,4,6trinitrotoluene)經過硝基還原反應生成ADNT(2,4,6aminodinitrotoluene) [7,8]。
2.3 糖基化反應 糖基是中草藥的重要生物活性物質之一,由其衍生的苷類化合物,常為中草藥的有效成分。糖基化反應可以使不溶于水的化合物轉變為水溶性化合物,許多中藥成分的理化性質與生物活性發生較大的變化,因此具有很重要的意義。糖基化反應利用傳統的微生物培養或化學合成很難做到,不過利用現代生物技術就可以比較容易完成。例如:丁酸具有體外抑制腫瘤生長和誘導腫瘤細胞分化的作用,但是其在哺乳動物系統中半衰期很短,人們通過懸浮培養的灰葉煙草Nicotianaplumbaginiofia細胞糖基化得到其糖苷,半衰期大大增加,可以開發為抗癌新藥。
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2.4 氧化和環氧化反應 中藥化學成分在自然條件或人為條件下,經常會發生氧化或環氧化反應,這些反應有一些具有利用價值,通常被利用的如醇類成分被氧化成醛或酮,繼而被氧化成酸;含有酚羥基成分的物質,被氧化縮合;環氧化反應可以用于具有細胞毒性的倍半萜烯的結構修飾。現代生物技術的應用,可以人為地調節和控制以上的反應。例如:利用細胞培養,可以將醇轉化成對應的醛和酮;莪術Curcuma zedoaria細胞懸浮培養物可以完成大根香葉酮(germacrone)的環氧化反應;Pras等[9]研究發現,在Mucuna prllFICIIS的細胞培養物中由酚氧化酶催化可以生成一個非常重要的藥用化合物7,8二羥基一 N二n丙基2氨基四氫化萘(7,8dihydroxyNdinpropyl2aminotetralin) 。
3 現代生物技術在中藥化學成分合成和生產中的應用
中藥所含有的化學成分,通常含量都不高,而且含有大量的非藥用部分和雜質成分,給中藥化學成分的提取和分離帶來很大的難度,有的中藥生長時期很長,產量很低。隨著人類需求的急劇增加,單靠傳統的從野生或種植的中藥材中提取,遠遠不能滿足需要,因此需要對中藥化學成分進行人工合成,或者通過人工技術提高其純度和產量。中藥活性成分一般結構復雜,常有多個不對稱碳原子,利用化學合成來進行結構修飾存在著得出率低、反應專一性差、副產物多等缺點,既費事費力又效果不佳。近年來,以微生物為反應器進行中藥活性成分的生物轉化和生物合成,有望為這類中藥活性成分的獲得提供新的途徑。中國藥科大學研究人員利用微生物轉化技術成功地在嗎啡類似物蒂巴因的14位碳原子上定向引人了羥基,使其鎮痛活性提高了100倍以上[10]。有些中藥化學成分在植物體內的含量非常少,化學合成和半合成也不太理想,可以通過現代生物技術的控制,生產這類有效物質?,F在已經研究成功的有利用細胞懸浮技術培養具有抗癌活性但生長期漫長且含量極低的紅豆杉的活性成分紫杉醇、紫草的有效成分紫草寧色素、三白草的活性成分金絲桃苷、具有抗腫瘤作用的長春花的活性成分長春堿和長春新堿等,利用固定化細胞培養技術培養一些有效成分如黃酮、葸醌、各種色素和生物堿等[11],利用毛狀根培養長春花、煙草、紫草、人參、曼陀羅、顛茄、丹參、黃芪、甘草和青蒿等40多種植物的有效成分[12]。 綜上所述,現代生物技術在中藥化學研究過程中比傳統研究方法更具有優勢,為中藥化學研究開辟了一條嶄新的途徑。在中藥化學研究中應當充分吸收和利用現代生物技術。
參考文獻
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[中圖分類號] G424[文獻標識碼] B[文章編號] 1673-7210(2010)05(b)-114-02
The application of some teaching methods in the teaching of biochemistry
GUO Huifang
(Department of Biochemistry and Molecular Biology, Xi'an Medical University, Xi'an 710021, China)
[Abstract] Biochemistry is difficult to comprehend and it is one of the medical science basis courses that is difficult to grasp. Now we apply multi-media commonly in teaching, at the same time, we try some special teaching methods based on every chapter characteristic and all effort have raised the teaching effect. We take seriously on the introduction teaching and suggest frame theory of biochemistry in this part, church the students how to learn the biochemistry. We use contact comparison method to teach in the part of big molecule structure and function, use sum up by drawing to teach the part of metabolize, use recollection and summary in the part of liver's biochemistry, use animated cartoon teaching method to teach the part of gene information delivery and express. All the teaching methods have improved the students' study enthusiasm, and we have got expected teaching effect.
[Key words] Frame idea; Contact comparison method; Sum up by drawing; Animated cartoon teaching method
生物化學即生命的化學,是一門將化學與生物學結合在一起的學科,從分子水平探討、闡明各種生命現象的本質[1]。醫學生物化學是生命科學中最古老的學科之一,同時也是醫學專業最重要的專業基礎課,由于其內容復雜抽象,術語較多,并與其他學科如細胞學、微生物學、生理學、遺傳學等聯系緊密,被醫學生評為最難學的醫學基礎課。
生物化學是21世紀生命科學的帶頭學科,近年來發展迅速,已經滲透到基礎與臨床各個學科,生物化學教學方法與理念也在快速更新發展[2-4],多媒體教學幾乎取代了傳統的黑板粉筆教學,老師的講授也在不斷更新進步,提出了PBL法、啟發式、提問引導法、總結歸納法、聯系臨床法、比較法等多種授課方法,這些方法各有利弊,為了更好地講好生物化學課,筆者針對生物化學各章節的不同特點做多種嘗試,找到了一些適合各章具體內容的教學方法,教學效果有了明顯提高。
1 緒論教學――引入框架理念,教會學生如何學生物化學
生物化學包含4部分內容:第一部分為生物大分子的結構與功能,第二部分為生物體內的物質代謝,第三部分為專題篇,第四部分為基因信息的傳遞與表達。這4部分內容相對獨立,同時又密切聯系。
在傳統教學中,緒論教學普遍不受重視,實際上緒論教學作為開篇第一次課,怎樣講、講什么對后續教學影響重大。由于學生對生物化學普遍存在恐懼心理[5],第一次上課就要“授學生以漁”――教會學生怎樣輕輕松松學習生物化學。
在緒論教學中,首先簡明扼要地介紹生物化學的定義、發展簡史等,然后重點講解如何學習生物化學。
要想更好地學習和掌握生物化學,首先要對其有一個整體的把握,為此,筆者提出生物化學的框架理念,即生物化學內容是一個有機整體,如同一棵樹一樣有自己的框架結構與層次。其中關鍵內容就像樹干,各內容的不同部分是樹干的分支,不同層次是分叉,各個知識點如同一片片樹葉,要想真正掌握生物化學知識,必須在整體上掌握樹干、分支及分叉,然后再填充具體的內容,在學習時做到提綱挈領、綱舉目張[1]。
任何知識如果只是去死記硬背,肯定學不好記不牢,內容繁多復雜的生物化學更是如此。為此,筆者主張先理解、后記憶。理解的過程中將知識重新歸納總結,轉化為自己的知識,同時理解的過程也是將知識前后聯系、融會貫通的過程。對于生物化學課本中幾乎無所不在的化學結構式,筆者主張記住關鍵的、認識常用的,能夠看懂代謝反應前后分子結構的變化即可,不要求全部記憶,更不主張死記硬背。
2 生物大分子的結構與功能――聯系比較法
生物大分子的結構與功能這一部分內容具體包括蛋白質化學、核酸化學、酶與維生素,屬于靜態生物化學,相對容易掌握。學生在高中生物課本中已經學過蛋白質的化學組成、蛋白質的基本組成單位氨基酸以及氨基酸如何構成多肽、核苷酸的化學組成、核酸的基本組成單位等內容。在講解時可以讓學生先回顧以前學過的知識,在此基礎上進一步詳細學習蛋白質及核苷酸的結構與理化性質,學生會感覺容易掌握。
蛋白質與核酸同為大分子物質,具有一些共同特點,如構成它們的化學元素簡單,而它們的空間結構復雜,具有三級甚至四級結構,可以從化學元素組成、基本組成單位、一級結構、高級結構、理化性質和功能等方面將兩者對比講解,歸納比較后的知識會給學生留下深刻的印象,使學生更容易記憶。
維生素一章內容涉及營養學,與現實生活聯系緊密,學生學習的積極性很高,課堂氣氛多較活躍,維生素又與代謝篇聯系緊密,尤其是B族維生素,在講解時可以讓學生簡單看一看這些維生素作為輔酶所催化的反應,如在講解維生素B1時,可以讓學生將課本翻到糖的有氧氧化一章,看丙酮酸氧化生成乙酰輔酶A的反應過程,使學生對輔酶有一個初步的概念。同理,其他作為輔酶的維生素也可以聯系它們所催化的反應進行講解。
大部分的酶本質上都是蛋白質,同時酶的功能是催化機體內的化學反應,所以在酶這一章的講解中要注意與前面蛋白質一章及后面的代謝章節聯系,例如酶的最適溫度、最適pH值就與酶的本質是蛋白質有密切聯系。
3 物質代謝篇――繪圖總結法
物質代謝篇包括糖、脂類、蛋白質與核苷酸在體內的代謝。新陳代謝是生命的基本特征,物質代謝的過程中還伴隨著能量代謝,同時,生物體對自己體內的新陳代謝進行調節控制,使之有條不紊地進行。這一部分是學習的難點與重點,化學反應多、步驟多、催化反應的酶多,各反應途徑聯系廣泛,學起來枯燥難記且容易混淆,許多學生學完后只記得有三羧酸循環,別的都不記得了,但對于大部分專業的學生來講,物質代謝都是學習和考試的重點。
要想講好物質代謝,必須條理清晰,重點明確。筆者在講解代謝篇時力求精煉,在本篇第一次課就明確告訴學生需要掌握哪些知識點。一條代謝途徑,要理解它的發生區域,掌握不可逆步驟、限速酶和伴隨的能量代謝。途徑不同,具體要求也不同,如磷酸戊糖途徑要求掌握生理意義和主要產物。
學好物質代謝,必須善于歸納總結,筆者在講完糖代謝后,要求學生自己繪制一張糖代謝圖,圖上內容包括6條代謝途徑及代謝途徑之間的聯系。對于要求掌握的內容如限速酶、不可逆反應步驟、ATP生成或者利用的步驟還要求特別注明。學生在自己作圖、歸納、總結的過程中,也就基本掌握了糖代謝要求掌握的內容。
在講完物質代謝所有內容后,布置另外一道題――繪制物質代謝圖,具體內容包括三大物質代謝的所有途徑,重點標明要求掌握的內容,在學生繪制完成后,在課堂上引導學生一起總結、完善該圖。經過這2次自己繪圖歸納總結,學生的腦海中會留下清晰的物質代謝總體框架,重點明確、直觀,方便記憶。
4 專題篇教學――回顧總結法
專題篇內容包括肝的生物化學、血液生化和鈣磷代謝,根據各專業情況選擇講解。大部分醫學專業會選擇肝的生物化學,這一章內容較多,且與前面學過的內容聯系緊密,如肝臟在三大物質代謝中的作用在前面各章中均已講過,在課前作回顧性小結就可以了。由于肝臟在物質代謝中具有特殊性,掌握了肝臟的物質代謝,還可以將全書前后融會貫通。在此基礎上再學習新知識就簡單了。
5 基因信息的傳遞與表達――動畫教學法
學生在高中生物課本中已經初步學習過中心法則、遺傳密碼、DNA的復制、基因表達及基因突變等,該部分內容又是目前的前沿課題,學生對此往往興趣濃厚。筆者在講解這部分內容時,在幻燈片中加入大量動畫來演示復制、轉錄與翻譯的復雜過程[6-7],收到良好的效果。
[參考文獻]
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Application of FLASH in biochemistry teaching
ZHANG Shu-min,CHENG Jian-ye,LI Hong-lin.North Sichuan Medical College, Nanchong 637000,China
【Abstract】 We discussed the effect of flash in biochemistry teaching.During the teaching,we adopted the flash to describe the key and difficult point in biochemistry and evaluated it by questionnaire.The reaslut showed that the flash was useful to improve the effect of teaching and studying of biochemistry.
【Key words】 Flash;Biochemistry teaching
生物化學是生物學的分支學科,它是研究生物大分子以及生命活動規律的基礎生命科學。對于醫學專業學生而言,生物化學既是必修科目,也是最困難和最枯燥的學科。隨著計算機技術的發展,多媒體在教學中的廣泛應用,極大的改善了這一現狀,提高了生物化學的教學質量。尤其是FLASH動畫在生化教學中的應用,克服了傳統教學方式無法有效表達微觀世界的動態生化過程的弱點,變抽象為具體,變枯燥為生動,取得了極好的教學效果。例如DNA的復制,轉錄,翻譯這一全過程由于它的高度抽象性以及復雜性,一直以來是生化教學的難點。作者在實際教學過程中,研究發現采用FLASH 動畫來表現這一全過程,取得了很好的教學效果,現將實驗報告如下。
1 實驗對象及方法
選擇2008級臨床醫學專業班學生共120名,分成兩個班各60人進行教學,即實驗班與對照班。實驗班采用FLASH動畫來演示DNA的復制,轉錄,翻譯這一全過程,對照班采用傳統教學模式,即板書和口述的方法來進行教學。最后進行相關知識測試考試以及填寫問卷調查。
2 實驗結果
2.1 知識測試考試結果統計
表1
兩組知識測試考試結果比較(分)
最低分最高分平均成績
對照班257163
實驗班639378
表2
兩組知識測試考試結果統計比較(人)
60分以下60-70分70-80分80-90分90分以上
對照班19271400
實驗班6815292
2.2 問卷調查報告 對實驗班學生的問卷調查顯示:98%的學生認為FLASH動畫有助于重難點的理解,學習興趣的提高,知識點的記憶。93%的學生喜歡在教學中采用動畫,但同時希望教師結合板書,便于記錄筆記和知識點復習。
3 分析與討論
3.1 實驗結果分析 實驗結果顯示實驗班的各方面指數都高于對照班,例如最低分,最高分,以及平均成績都優于對照班,并且實驗班學生的成績分布主要集中在70~90分段,而對照班主要集中在70分以下。這一考試結果與問卷調查中實驗班學生認為FLASH動畫有助于重難點的理解,知識點記憶的觀點是相吻合的。
3.2 FLASH動畫在教學中優缺點分析 傳統教學模式無法反映出動態的生化過程,并且枯燥抽象。然而FLASH 動畫在教學中的應用,一方面有效的激發學生的學習興趣,用動畫配合聲音形象而生動的演繹微觀世界的變化,將抽象轉變為具體,將復雜轉化為簡明。在實際的教學中作者也發現,當要采用動畫來闡述原理時候,學生的注意力和興奮感馬上就會大大增加,課堂的氣氛也更加活躍; 另一方面,有助于難點知識的理解,提高學習效率。生化中的難點往往體現出抽象性高,復雜性強,靈活多變的特點,例如在DNA的復制,轉錄,翻譯這一部分,過程復雜多變,參與反應的生物因子眾多,學生單憑自身想像來理解問題,往往困難重重。而FLASH動畫來反映整個過程,就給學生以直觀的生動的印象,大大降低了學習的難度;其次,提高對知識點的記憶。除此以外,FLASH動畫還能夠提高學生的思考能力,歸納能力,提高學習效率,并且能夠聯系臨床等多方面的優點。
但是,FLASH動畫的不足之處卻是傳統教學方法的優勢所在。一方面,學生反映,FLASH動畫不利于做筆記以及課后的復習;其次,FLASH動畫的節奏快,學生的思維有些跟不上,容易知識脫節,反而增加學習的難度。因此絕大部分學生反映,要求FLASH動畫結合板書進行教學。
3.3 建議 為了更好讓FLASH動畫為生化教學服務,建議如下:①教師應當充分掌握好計算機技術,能夠自己制作復雜的FLASH動畫。目前在教學上使用的動畫絕大部分都來源網絡,只有一些非常簡單的動畫是由教師自己動手制作的。因此,教師能夠自己制作復雜的動畫才能更好的反映自己的教學思路;②保證計算機及相關設備能夠滿足FLASH動畫制作的需要,這就需要一定的財力支持;③FLASH動畫應當與傳統教學方式相結合,摒棄任何一種教學方式都是不利于教學工作的。
參 考 文 獻
生物化學是研究生物體的物質組成和結構以及生物體內發生的各種化學變化的科學,是從分子水平來闡明各種生命現象的化學基礎,是中專醫學教育課程中十分重要的一門基礎課,有些內容比較抽象和枯燥。中專學生由于文化基礎薄弱,理解能力低,因此要學好這門基礎課比較困難。如果課堂上教師只進行單純的理論教學,往往使學生感到乏味,激發不起學生的學習興趣。所以,在生物化學課堂教學中筆者采用了導入的教學方法,讓學生主動參與到課堂教學活動中,以此來調動學生的學習積極性。
一、導入的安排
1.根據學校教學時間安排
中專學校生物化學的教學時間安排以兩節課(即兩個學時)為一個單位,共90分鐘。導入就安排在課堂教學開始的前約5~10分鐘。
2.根據生物化學章節內容安排
中專的生物化學教材內容以章節為單位,導入就安排在上每一章的第一次課,讓學生對每一章的內容進行系統性的了解,有意識地把各章節內容相互聯系起來,便于學生對前后知識相互貫通。例如,“糖代謝”一章的教學,一般計劃安排6學時,共3次課,導入就安排在上這一章的第一次課即可。
3.根據生物化學教材內容安排
中專的生物化學教材內容結構是總分結構,即緒論部分是總,各章節內容是分。在上生物化學緒論部分時可安排一次導入。由于緒論部分的內容理論性太強,涉及的內容多,學生不容易讀懂,通過導入可以讓學生知道什么是生物化學,包括的內容有哪些,與醫學又有哪些關系。讓學生在第一次接觸生物化學課時就對整本教材的內容有比較清楚的認識,同時產生好奇心和揭迷的學習欲望。
二、導入的設計
1.目標導入
根據中專生物化學教學大綱的要求,再結合學生所學的專業特點,教師在備課時就把各章節內容設計成具體的單元目標或者課堂目標,而在上每一章的第一次課或者每一堂課的開始時把這些目標展示給學生。首先讓學生明確整個章節和這次課的學習目標是什么,也讓學生明白這一章或這一次課需要掌握哪些重點和難點內容,這樣學生對即將學習的內容有了很深的了解。才能有目的地學習。而教師通過導入的方式展示教學目標,也能夠有的放矢地進行教學,使教學活動更具體。
展示教學目標的方法可以采用板書或課件的形式。而教師在制作多媒體教學目標課件時,可以穿插一些聲像效果,來吸引住學生的注意力,便于學生理解教學目標,更家努力地投入學習。
2.PBL法導入
PBL法是以問題為基礎,學生為中心,教師為引導的一種教學方法。在生物化學課堂教學中,可以把教學內容的重點和難點設計成幾個問題,然后把問題提出來導入新課,讓學生帶著問題先自學,再組織學生討論和回答問題。在學生探討問題的過程中,教師始終是一個引導者,領著學生圍繞提出的問題開展教學活動,和學生一起分析問題,解決問題。這樣既培養學生的分析能力、自學能力、閱讀能力和思維能力,也提高了學生的學習興趣,激發了學生的學習主動性。
3.復習導入
復習導入就是在每一次課開始時,教師通過復習相關舊課的內容導入新課的一種方法。這種導入方式既可以根據章節內容來安排,也可以根據教學時間來安排。前者比如講“第九章核酸代謝和蛋白質的生物合成”這一章,可以在這一章第一次課時安排一次導入,復習前面“第二章蛋白質與核酸化學”里的相關內容,這樣能夠使學生將前后的新舊知識聯系起來:后者比如講第四章維生素,這一章的內容總共安排4學時(既2次課),第一次課不安排復習,而在上第二次課時先復習第一次課的重點和難點內容,這樣對上一次課內容起到溫故而知新的作用。
在設計復習導入時采用的方式是多種的,可以通過教師提問,全班學生回答,或者教師叫出一兩個學生,要求個人作答,又或者是教師自己陳述舊課的知識來導入。
4.歸納導入
對生物化學教材中一些知識點結構相似的內容,可以采用歸納導入的方式導入新課,這樣能夠讓學生容易接受新內容,理解新知識。比如講第二章的“第四節核酸化學”,上課一開始教師就帶著學生一起對第二章前三節蛋白質的內容進行歸納總結,用板書或者課件把蛋白質知識點的脈絡圖列出來,讓學生清楚蛋白質的知識點主要包括三個,即元素組成、基本單位和分子結構。而核酸和蛋白質都是生物體內的兩大主要有機大分子,教材中對核酸知識點的闡述在內容的結構安排上存在大同小異,從而引出這次課的新內容――核酸的組成成分、基本單位和分子結構。學生在學習了蛋白質的基礎上再來學習知識結構與它相似的核酸內容,就顯得比較容易和簡單,也能夠迅速“消化”核酸這節內容。
5.病例導入
生物化學有些章節的內容其實與臨床聯系非常緊密,在講授這些章節內容時,可以用一個具體的病例來導入新課。比如,講第十一章的“第四節膽色素代謝”,教師可以用一個13歲黃疸患兒的臨床癥狀作為引子來導入這節課,圍繞病例引導學生自己主動思考,學會用膽色素代謝的知識去探究疾病發生的病因和病理機理。這樣的導入方式能夠使很枯燥無味的教學過程變得生動而富有吸引力,教學活動也變得有針對性,內容也顯得更有趣,既加深了學生的印象,又培養了學生的臨床分析能力。
6.習題導入
在生物化學教學中,筆者把訓練學生的解題能力和課堂教學聯系了起來,采用了習題導入的方式引入新課。教師在備課時先篩選出比較典型的、具有代表性的、難易適中的幾道習題,在課前與學生一起探討答案。教師借習題的形式把前后知識點的內容進行,使重點難點內容更加突出,進一步加強學生的記憶和理解。這樣教師既引出了新課,又教給了學生一些解題的方法和技巧。提高了學生的解題能力。
7.直接導入
生物化學中有些章節內容要求學生理解的知識不多,而要求學生記憶的知識偏多,這些內容相對來說比較簡單,教師可以采用直接導入的方式進入新課。比如,“第十二章水和無機鹽代謝”這一章,教師通過直截了當的講解把水的含量、分布、攝入、排出和生理功能以及無機鹽的生理功能、代謝和調節等重點內容呈現在學生面前。這樣的講解不拐彎抹角,內容顯得簡明扼要,學生也容易理解和掌握。
導入在整個課堂教學過程中是一個很小的組成部分,但它卻體現了一個教師的教學技術和教學藝術。而在生物化學課堂教學中需要教師用自己的智慧去開啟這門技術和藝術,做到精心設計,恰當運用,激發學生的求知欲,調動學生學習的積極性,有效地促進學生的發展,同時也提高教師對生物化學教學的水平和質量。
[中圖分類號] G424 [文獻標識碼] C[文章編號] 1674-4721(2011)08(b)-138-02
愛因斯坦說過“興趣是最好的老師”[1],先賢孔子也說:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者?!比藗兌枷矚g有趣的東西,因此提高課堂的趣味性無疑是引導學生好學習、樂學習的一劑良藥。所以說,要改變這一現狀,教師在課堂教學的各個環節中增“趣”添“味”是一種很有實效的做法。它能刺激學生積極去學,能調動學生的學習熱情,引導學生去思考,這樣才能取得較好的教學效果。
1 趣味教學的必要性
自從中職學校實行免試入學以來,學生生源質量偏低,他們都是初中學習最差的學生,大部分學生對學習不感興趣、不重視學習、缺乏學習動力。為使學生學好醫學基礎知識,為醫學臨床課打下一個良好的基礎,在生物化學教學中,應盡量使基礎理論與臨床實踐相結合,注重教學大綱和教材內容,以趣味教學引導學生學習,啟發學生思考,以提高教學質量。
2 趣味教學的途徑
2.1 創造一個輕松愉快的學習環境
傳統的教學模式和方法,使學生始終處于消極、被動的學習地位,沒有什么輕松、愉快而言,因而也就無興趣可談。尤其是生物化學本來就是抽象、難懂的一門學科,即使那些認真學習的學生,由于不感興趣也就逐漸放棄生物化學的學習,導致教學質量不佳。課堂環境如何,對于激發學生的學習興趣影響極大,教師的責任在于為學生創造輕松、愉快的學習環境。教師要以滿腔的熱情,全心地投入課堂教學,表情要輕松愉快,目光要親切,態度要和藹,舉止要大方、文雅,言吐要簡潔,一堂課,始終要讓學生學得輕松愉快、興趣盎然[2]。著名語言學家呂叔湘曾這樣說過:“我們做事要感到有樂趣,如果不是精神愉快,而是愁眉苦臉地在那兒教,愁眉苦臉地在那兒學,效果決不會好?!?/p>
2.2 魅力激趣法
教師的人格魅力與學識魅力,在教學中的作用往往被教師所忽視。做為教師要不斷學習,更新觀念,豐富知識,提高自身素養,學生中普遍存在一種情況:喜歡哪位老師就會自然而然地喜歡他所教的那門課,所以學生的學習興趣在一定程度上取決于老師給他們留下的印象。一個好的教師,一手好字、一口流利的普通話、一抹快樂的微笑、一種儒雅的風度都能夠深深地吸引已經有自己審美觀念的中職學生,潛移默化中會使學生對老師產生一種崇拜感,既崇拜就會努力去學、去模仿,從第一堂課入手,讓其喜歡老師,喜歡這門課程。久而久之,學生學習生物化學的興趣便產生了,這也就是所謂的“親其師,信其道”的效應。
2.3 采用多樣化的教學形式
單一的教學方法是乏味的。即使是一個好的方法,經常用也就失去了它的魅力。為了激發學生的興趣,保持學生的興趣,鞏固學生的興趣,教師要認真鉆研教材,根據教學內容的不同,采用不一樣的方法。
2.3.1 合理使用多媒體教學伴隨著教育的發展和進步,多媒體等現代化教學手段在教學中的應用日益廣泛。恰當地使用這些手段,既可以拓寬學生獲取信息的渠道,增加課堂教學質量,又可以化難為易,化靜為動,化抽象為直觀,使課堂教學變得更加生動有趣。多媒體教學能讓枯燥的文字簡單化,平面分子結構立體化,靜止的反應過程動態化,使生理過程的展示極為生動、具體、形象,讓學生對于抽象事物的理解加強,如:蛋白質的分子結構、DNA的雙螺旋結構、遺傳信息的傳遞過程(復制、轉錄、翻譯等)、三大營養物質的代謝過程等采用多媒體動畫來演示,既能增加學生的理解能力,又能讓學生在輕松有趣的氛圍中學習。
2.3.2 歌謠記憶法生物化學的特點之一是要求背誦的內容特別多,而且生物化學每一章不是獨立存在的,每章之間的聯系特別密切,前面章節的內容沒有掌握,后面的章節就無法學習和理解,因此這也增加了學習生物化學的難度[3],對于必須掌握的內容采用歌謠記憶法效果很好,例如,八種必需氨基酸利用諧音,可以這樣記憶:“笨蛋二亮,賴蘇色鞋”(苯丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸);構成人體蛋白質的二十種氨基酸可以這樣記憶:“天色亮異亮,蘇苯精賴蛋,谷谷絲纈組,丙甘半酪脯”;再如三羧酸循環過程是人體三大營養物質代謝的共同途徑和相互轉變的樞紐,可以這樣記憶:“擰順異草同,琥酰琥延蘋,起始草乙酰,終止唯草同”。通過這些歌謠,激發了學生的興趣,不僅吸引了學生課堂上的注意力,更強化了記憶。
2.3.3 精心設疑,引發興趣“學起于思,思源于疑”。學生探索知識的思維過程總是從問題開始,又在解決問題中得到發展。在教學活動中經常有意識地巧設疑問,激發學生探究事物的愿望和興趣,使他們體驗解決問題的愉快,促使思維的發揮。例如:在講授膽色素代謝及黃疸這一章時,先設疑:“在臨床上大家經常會看到一些患者眼球發黃,重者甚至皮膚也發黃,我們看到這樣的患者會產生恐懼心理,為什么?怕傳染,可是全身皮膚發黃的患者究竟傳不傳染?什么原因引起皮膚發黃呢?皮膚發黃與什么有關呢?”當這一系列的問題擺在學生面前時,就會引起他們極大的興趣,根據學生心理特點,他們一定會探索其中的緣由,學生求知欲望就被有力地激發出來,給學生創設這種情境,能夠讓學生帶著問題邊思考、邊學習、邊尋找答案,最終收到事半功倍的效果。
2.3.4 豐富課堂活動法課堂教學中根據教學內容適當設計,穿插一定的課堂活動,如:課堂辯論賽、各種小競賽乃至學生登講臺活動,都有利于增強課堂教學的趣味性,調動學生課堂參與的積極性和主動性,例如,在講解體液一節時,讓學生辯論:“班級里同樣體重的兩個人,一個胖者,一個瘦者,誰的體內含水多呢?”,通過這樣的活動,既活躍了課堂學習氣氛,提高了學習興趣,又讓更多的學生尤參與到課堂學習中來。
3 小結
綜上所述,趣味教學的目的在于激發、培養學生的學習興趣,興趣是最好的老師,充分調動學生的學習積極性,提高課堂教學效果。因此,在生物化學教學中教師要善于將趣味性與課堂內容有機結合起來,將知識點與學生實際需要有機聯系起來??傊瑒撛O愉悅的課堂氣氛,樂教樂學,教師教得輕松,學生學得愉快,變“要我學”為“我要學”,有效地激發學生學習生物化學的興趣,達到提高教學質量的目的。
[參考文獻]
[1]愛因斯坦.愛因斯坦文集(第三卷)[M].北京:商務印書館,1979:144.
陶行知先生曾說過“生活即教育、社會即學校、教學做合一”。他主張教育要同實際生活相聯系,反對死讀書,注重培養學生的創造性和獨立性。這就要求教育要從課堂和書本中走出來,更高地關注社會生活。以生活為中心的教育,不僅能使書本知識變活變鮮,而且能使師生開闊視野,從社會生活中吸取多方面的知識,從而獲得思想和精神的力量。
生物課是與生活息息相關的課程,在教學過程中有很大的應用空間。
一、解剖實驗鍛煉生活能力
七年級生物課教材有一堂關于探究魚適于水中生活的實驗課,原本是需要開設學生分組實驗解剖鯽魚的,許多學校礙于實驗成本比較高,又怕麻煩,而改為教師演示實驗,對于學生來說自然就失去了一次難得的實踐機會。我深知動手實踐對學生能力培養的重要性,所以我在教學中堅持組織學生做這項實驗,并提出具體要求:解剖用的魚必須親自到菜場購買。課堂教學解剖之前,師生交流買魚的經歷,我對他們買魚過程中的成敗得失給予點評,學生個個都很興奮,即使沒有買魚的同學也從其他同學的經歷中學會了許多。魚解剖完之后我又建議,所有買魚的學生將解剖后的魚洗干凈帶回家,親自煮熟食用。許多學生從沒進過廚房,燒魚對他們而言比買魚還要陌生。我建議學生可以回家請教父母或爺爺奶奶,在他們的指導下完成魚的烹飪。即使一開始做得不夠好,學生們依然很開心,因為這份體驗很難得,這也使他們對現實的生活有了更多的興趣。后來有學生為了彌補遺憾,又重新到菜市場買了魚回來,在家人的指導下重新做了一次紅燒魚,當香噴噴的魚端上桌的時候,她露出了滿意的微笑!
二、生殖知識滲透感恩情感
性生理知識的講解對很多生物老師來說是一種挑戰,不少老師要么回避,要么輕描淡寫地略過,但這完全可以變成一次有意義的生命與感恩教育。為此我曾精心設計過幾個調查作業,讓學生回去詢問母親十月懷胎期間的各種反應以及分娩時刻母親的感受,并通過播放一些相關的視頻資料讓孩子們重新認識母親,了解母親的偉大與不易。再以此為契機,讓學生們通過自己的勞動賺取零花錢,來為母親準備一份特殊的禮物。學生們都用心去完成這項任務,他們感受到真實的生活,體驗賺錢的不易,明白父母的辛勞,學會感恩,懂得回報。父母也從孩子的表現中感受他們的成長,收獲感動。
三、戶外活動積累生物知識
大自然是最好的生物課堂,每年春天學校都會組織學生踏青春游,在游玩的過程中,我會現場教學生們辨別各種植物,講解與之相關的知識和有趣的故事?!傍B不占”、“無皮樹”等一些植物的俗名總能引起學生們的興趣;講月季和玫瑰的區別時總能讓學生們急忙拿筆來做記錄;常見的松、杉、柏的辨識也給他們帶來樂趣。我們一路走,一路教,一路出題考核,學生們很輕松的就記住了大部分的植物。學生們從中體驗到學習的快樂,也增加了學習生物的興趣。
秋天,大多數的葉子被風吹落,沉入永遠無法記憶的泥淖之中,殘敗了,腐朽了,消失了。生物課上會講到葉子的結構,也會提到葉脈,但很少被拓展到生活中去。其實樹上的每一片葉子葉脈都是不一樣的,就像人的指紋,代表著個人特有的印記,透露出個性的特征。只有這些被命運之手采擷下來的葉子,才能永久地珍藏在人生這本書里。所以我會經常帶學生們做葉脈書簽,即是對葉子結構的深入了解,更是一種審美的情懷,收藏一片葉子做書簽,讓讀書別有風味。
四、精心飼養培養關愛情懷
每年清明時分,蠶寶寶從卵里鉆出來,像一只只小螞蟻一樣,學生們想不到這些小東西就是以后吐絲結繭的蠶寶寶,而且結的繭居然還有各種顏色,這對他們有大大的吸引力。初一的生物課剛好教到昆蟲這一部分,也講到變態發育,為了讓學生有更多的體驗,我分發蠶卵給學生們,讓他們回家飼養蠶寶寶,觀察蠶成長過程中的每一個階段。但照顧蠶寶寶卻是一項時間較長的事情,這就需要耐心和責任心。我要求桑葉必須盡量自己去采摘,每天要換桑葉,比比最后誰飼養的成活率高,以及結出的繭大,這就需要學生們細心地照顧了。除此之外,我還時常在班級里與孩子們一起飼養小倉鼠、小兔子等動物,在照顧動物的過程中,他們也體會到父母對他們的照顧,除了獲得生物學知識,他們也體驗到照顧家人的責任,無形中也培養了他們的關愛情懷。
五、關注集郵引導環保教育
郵票是濃縮的百科全書,涵蓋了很多知識,其中有很多野生動物的郵票,這對講解生物資源很有幫助。小小郵票可以煥發學生的學習熱情,我用郵票圖案做成課件,展示我國的各種一級二級保護動物,當展示“被遺棄的長江女神——白鰭豚”的郵票時,白鰭豚已經滅絕的消息讓所有學生都為之震撼,引發了保護野生動物的強烈情感。
經常會有學生把受傷的小鳥送到我的辦公室,我會教他們辨識鳥的種類,引導他們去查閱這種鳥的生活習性,并與他們一起照顧受傷的小鳥直至康復。為此,我也制作了鳥類的郵集,通過郵展講述各類鳥的特征,以及一些珍稀鳥類,倡導學生愛護鳥類。我也指導學生制作鳥類的一頁郵集,在四月份的愛鳥周進行展出,不僅培養了學生的集郵興趣,也宣傳的環保知識。
生物教學還有很多地方可以融入生活,在講解酵母菌知識的時候,我鼓勵學生嘗試做酒釀,動手做包子。與家人一起品嘗甜蜜的甘釀,感受包子的溫暖與家的愛意。我深深體會到社會實踐教育是學校教育從課堂向課堂外的必要的延伸,也是學生成長過程中關重要的人生經歷。這樣的生物課堂中的學生是靈動的,主動的,能有效提高多方面能力,生物教學也會事半功倍。
【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)20-0-01
1.生活化教學的理論基礎
世界上最早提出生活和教育之間聯系的人是美國著名的教學家杜威。他認為教育是為了實現生活的需要,也就是教育即生活。我國著名的教育家陶行知先生受到他的影響,創立了生活教育的理念。他的理念主要包括三個方面:生活即教育、社會即學校以及教學做合一。
隨著新課改的展開,高中生物的教學也更加關注生活化,建立生物教學和實際生活之間的聯系,是教師不斷探索的一個過程,需要在教學的過程中逐步深化和發展。
2.高中生物課堂教學生活化的必要性
外國對于學校課堂教育的生活化的研究已近有百年歷史,美國的杜威先生提倡的“教育即生活”就是倡導學校的教育要注重對生活性的關注的典范。教育的目標是要運用學到的知識類指導實踐,通過實現知識和現實生活之間的聯系,獲取直接的生活經驗,讓學生能夠自主的進行學習。生活化教學符合STS教育的理念,實現建立科學知識和實現生產、生活之間的聯系。
在高中的生物課中,建立課堂和生活之間的聯系,能夠讓生物的課堂和社會生活之間形成連續性的聯系。這樣的方式,能夠引導學生改變自己的學習模式,強調實現教學和現實之間的聯系,改變了以往只注重課本,出現課本知識和現實生活脫節的現象。這樣的生活教學的模式,實現了教學課堂和生活之間的聯系,最終達到的目標是實現知識的學以致用,還能夠實現對學生的創造力和探究力的培養,從而能夠更好的實現素質教育的目標。
3.高中生物教學的生活化策略
3.1創設生活化情景,激發學生學習的興趣
生活中到處有生物的影子,結合我多年的教學工作的經驗,學生學習中,最需要的就是列舉有代表意義的生活化例子。如果教師的教學能夠把生活中的一些情景設置到課堂的教學之中,就能實現課本的知識和現實的生活之間的聯系。如果教師只是一味的對學生采取強硬灌輸的方式,不僅不能起到應有的效果,長期這樣教學,還會導致學生學習的興趣下降。采用生活化的教學,能夠在不知不覺之間,把學生帶入生物的世界。譬如,在講解“植物對水分的吸收和利用”時,就可以設置這樣的教學情境:人在吃飯菜時,如果飯菜比較咸,為什么會出現口腔黏膜感覺干澀的情況呢?在進行涼拌黃瓜的時候,只是放入了糖和鹽,過一會兒,盛放物品的容器就會出現很多水呢?為什么在進行大型樹木的移植時,需要去掉一部分的枝葉呢?通過引入這些生活中會出現的例子,來引導學生進行思考,激發學習探究的興趣,從而引出學習的知識點:探究細胞吸水和失水的原理。激發學生主動思考和學習的欲望。
3.2情景設計生活化
在新的人教版的教材中,每一節的前面開頭都設置了問題探究的內容,這些問題的設置,大多來自生活,具有濃厚的生活氣息。教師在進行教學和講解時,可以根據這些進行拓展講解。讓學生的知識面得到擴展,擴充學生的視域。例如,對“蛋白質”這一章進行講解的時候,就可以才從生活過中找尋這些情節和內容:我們在吃蛋黃派的時候,面包的包裝上往往寫著食品中各種成分的含量,我們會發現,蛋白質是許多食物中的重要成分,有的食品的成分中,還有氨基酸。那么你知道多少種食物中含有蛋白質呢?你知道蛋白質在生命活動中的重要作用嗎?為什么有些食品中會有氨基酸呢?還可以讓學生在回家的時候仔細的觀察,讓后在課堂上進行匯報和討論,通過這樣的情景設計,讓學生在實際的生活中去尋找生物的蹤跡,能夠讓學生學習的效率大大提高,整個學習的效果也會大大提高。
3.3實驗設計生活化
在新版的人教版的生物課本之中,對于實驗的設置很多,這些實驗大多都有很強的生活氣息,教師要對學生進行充分的引導,根據學生實際生活的經驗,來發揮學生已有的知識和長處。對于實驗的環節和實驗的材料等,讓學生自主進行設計和構思。讓每個學生能夠充分發揮自己的聰明才智,自主的設計和完成實驗。實現對實驗的設計生活化,這樣的方式,有助于學生對實驗要達到的目的,以及實驗的原理的經過做出切實的思考,既能鍛煉學生的動手能力,還能激發學生學習的興趣,還有利于培養學生的探究和創新能力,實現教學效果的強化。
對于實驗的設計生活化處理,能夠增加生物實驗和生活之間的聯系,讓學生在實驗中體驗生活的樂趣。比如,在對酶的活性進行實驗時,就可以采用學生自己的唾液作為實驗的材料,檢測自己的唾液之中酶的活性。在進行植物的葉綠素提取時,教師可以讓學生采取自己生活周圍的葉子進行實驗,進而探討什么樣的材料是提取葉綠素的最佳材料。這樣的生活化的教學方式,把實驗的設計生活化,就能增進實驗和學生之前的聯系,縮短實驗和生活之間的距離。還能夠提高學生學習的興趣。
3.4理論聯系實際,培養良好的生活習慣
傳統的教學模式往往更加注重對學生的解題技巧訓練,不重視對于學習情境的分析,讓整個課堂的教學遠離了生活,當學生面對實際的問題時,往往顯得束手無策,造成學生的實際知識能力和學生的生活問題之間不能更好的聯系,對于一些和生活關聯性很大的問題就顯得束手無策。教學的過程應該是一個還原生活的過程。隨著物質水平的極大提高,健康和減肥成為談論很多的話題,對于減肥,學生一定有很多的想法,尤其是女學生,運用理論和實際的聯系,引導學生樹立健康的生活習慣。
4.結束語
生物課是一門貼近生活的學科,現實的實際生活給生物教學提供了許多生動形象的例子,教師只有在平時的生活中,關注生活,教學中注重把理論和實際相結合,才能實現生物教學課堂的氣氛變得活躍,實現學生在快樂的氣氛里學習的目標,讓學生在增長知識的同時能夠學習快樂學習的方法,還能養成健康的生活習慣。
參考文獻
[1]黃巍.讓教學扎根在生活的土壤中——淺談高中生物教學生活化的幾點策略[J].中學生物學,2010(8)
案例教學法也叫實例教學法,是指在教師的指導下根據教學目的和課程內容的需要,采用案例組織學生進行學習、研究、鍛煉能力的一種教學方法[1]。案例教學法作為一種先進且有效的教學方法,已經廣泛應用于國內外醫學課程教學中。在20世紀70年代,美國的一些醫學院校所使用的生物化學教材每章均附有病例分析,其目的就是讓學生了解生物化學與臨床醫院的關系[2],有效培養學生解決實際問題的能力。生物化學是中職醫學院校護理專業一門重要的醫學基礎課程,因其內容繁多、理論性強、知識抽象,學生往往錯誤地認為課程內容與將來所從事的醫療護理工作聯系不大。另外,生物化學安排在中專一年級學習,因而生物化學是中職護理學生反映最難學的課程之一?!懊浮闭鹿澮话阍O置在生物化學的緒論之后,可以說是生物化學課程的前導章節。如何激發學生的興趣和求知欲,堅定其學習本課程的信心,是生物化學教學中亟須解決的問題。筆者總結教學經驗,將案例教學法應用于“酶”章節的教學中,現介紹如下。
1生活型案例列舉酶,導入主題拉近距離
生物化學的知識理論性較強,在導入時可以使用生活中加酶的日用品作為案例,使酶的概念具體化。例如加酶洗衣粉,其添加的蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶等可以高效去污且無毒無害,不會污染環境。又如加酶牙膏,通過添加酶制劑,能有效除去牙垢、消除菌斑、防止齲齒。通過引入生活型案例,拉近了學生與酶的距離,同時吸引了學生的注意力。加酶洗衣粉和加酶牙膏等案例也可在后續知識的學習過程中多次使用。如在講解溫度對于酶促反應的影響時,可以讓學生分組討論如何有效地保存加酶洗衣粉,同時引出含酶藥品應該在低溫下保存等知識點。
2實證型案例介紹酶,讓學生掌握經典概念
生物化學對于概念的定義相對抽象,學習基本概念時可讓學生帶著問題學習基本理論知識。例如學生在初中時已經學習過唾液淀粉酶,知道其可把淀粉水解為葡萄糖,因此在講解酶、底物、產物、酶的活性和酶失活等概念時,可以引入唾液淀粉酶,從而引導學生說出唾液淀粉酶的底物、產物分別是淀粉和葡萄糖。這樣既可加深學生對基本概念的理解,又提高了學習效率。
3實驗型案例展示酶,使學生直觀感受酶
在案例教學法中,教師可以把精選的案例以最合適的方式展示給學生。酶的催化反應速度是非催化反應的108~1020倍[3],在講解酶促反應特點時,可以通過實驗的形式直觀地展示酶促反應的特點。學生熟悉的外用消毒劑雙氧水在過氧化氫酶的催化下,分解成氧和水(H2O2=O2+H2O)。過氧化氫酶存在于細胞的過氧化物體內,特別在肝臟中以高濃度存在。本實驗可以采用教師演示實驗或學生分組實驗,選用肝臟研磨液催化雙氧水,觀察氣泡產生的快慢從而可判斷反應進行的速度。該方法可操作性較強且實驗現象明顯,能使學生直觀地感受到酶促反應的高效性,同時激發學生的學習興趣,突出生物化學的實踐性。
4針對型案例講解酶,通過病例掌握重難點
剛開始學習生物化學的學生并沒有臨床經驗,因此在講解某些重難點時,選擇具有針對性的臨床常見病例是迫切且有效的。例如在講解酶原和酶原激活的知識點時,可以選用急性胰腺炎的病例,通過病例讓學生分析急性胰腺炎的發病原因是什么?為什么它是一種發病兇險、死亡率高的疾???為什么可以用血、尿淀粉酶濃度來輔助診斷急性胰腺炎?通過對病例的學習、討論、分析和總結,在加深了學生對酶原和酶原激活理解的同時,又引導學生進行思考,以適應今后的臨床護理工作。又如在講解酶的不可逆行性抑制作用時,可以選擇有機磷農藥中毒的病例。根據病例引導學生回答有機磷農藥的中毒原理是什么?有機磷農藥中毒的表現是什么?有機磷農藥中毒的解救原理和用藥種類是什么?如果在路上碰到有機磷中毒的患者該如何進行急救?
5分析型案例探究酶,培養理論聯系臨床的能力
由于生物化學和護理專業關系密切,學好生物化學能為學習后續的護理專業課程打下基礎。為了使學生能深刻認識到這一點,在“酶”章節講解的過程中,教師就可以通過引入分析型案例讓理論和實際接軌。例如在講解酶的競爭性抑制劑的作用原理時,選用磺胺類藥物抑菌原理這一案例?;前奉愃幬锏幕瘜W結構與對氨基苯甲酸(PABA)類似,能與PABA競爭二氫葉酸合成酶的活性中心,影響了二氫葉酸的合成,因而使細菌生長和繁殖受到抑制[4]。本案例既能使學生明白競爭性抑制作用的原理,又能使學生明白為何使用磺胺類藥物時首劑量應加倍,以達到迅速抑菌的目的。
6創新型案例思考酶,發散思維
案例教學法的目的是啟發學生去思考、探索、總結、實踐,尤其注重培養學生獨立思考的能力。底物濃度、酶濃度、溫度、pH值是影響酶促反應的幾個因素,在這一知識點講解中,可讓學生自己設計一組實驗來探索酶促反應的影響因素。學生拿到案例后可以分小組進行案例討論,通過閱讀課本查找資料加深對影響酶促反應因素的理解,從而設計實驗方案,解決教師提出的問題。在此過程中,教師可以提出集中存在的問題和提示問題的處理方法,同時啟發學生形成一套自己分析問題、解決問題的思維方法。
7新穎型案例補充酶,使學生站在學科的前沿
在課堂中還可以采用現代化的多媒體教學手段,補充一些較新穎的案例增加課堂知識的輸出量。例如可通過視頻等形式補充介紹某些酶缺乏引起的疾病。如白化病是由于酪氨酸酶缺乏引起的一種皮膚及附屬器官黑色素合成障礙所導致的遺傳性白斑病。白化病屬于家族遺傳性疾病,為常染色體隱性遺傳,由此還可以宣講禁止近親結婚的國策。生物化學是一門知識更新速度極快的學科,補充一些學生感興趣的知識能提高學生的學習熱情,如諾貝爾生理醫學獎獲獎項目超氧化物歧化酶(SOD)和端粒酶等。某些護膚品中就添加有SOD,SOD是生物體內重要的抗氧化酶,也是人體內最重要的自由基清除劑,能使人保持健康、延緩衰老、延長壽命。補充這些學生感興趣的知識,既可以使學生了解生物化學的發展方向,又是一種激發學生學習興趣的方法。實踐證明,將案例教學法應用于“酶”章節的教學中,能有效提高學生學習生物化學的興趣,調動學生學習的主動性,提高學生解決實際問題的能力。教師在精選案例的同時要注意自己角色的轉換,使學生成為課堂的主角。每種教學方法都有它的不足之處,案例教學法會占用較多的時間,因此要合理安排教學。同時,在實際的教學過程中,不能只采用單一的方法,而應該綜合運用多種教學方法,才能真正提高教學質量。
參考文獻:
[1]張俊河,董衛華,王芳,等.案例教學法在醫學生物化學教學中的應用[J].山西醫科大學學報,2010(2):139-142.
[2]陳秀芳,葉輝,唐敬蘭.案例教學法在醫學生物化學教學中的應用[J].中華醫學教育探索雜志,2011(6):718-720.
認知同化論主要是用以對學生學習過程當中認知結構所產生的作用進行闡述的。認知同化論認為,學生學習就是一個對自身認知結構進行同化及發展的過程,學生是否能掌握新的信息主要是由其認知結構所存在的有關觀念而決定的。也就是說學生在進行新的有意義的學習時,必須要有與學習新知識相符的已有的認知結構。若學生原有的認知結構當中存在與新信息有關聯的觀念時,會相互產生作用,在這種相互作用下,新、舊知識存在一定意義的同化,從而使學生能夠習得新知識。
根據新知識與原有認知結構不同的概括及包容水平,奧蘇伯爾提出了以下三種新舊知識相互作用的模式。第一,上位學習。即原有認知結構當中的知識在概括及包容水平方面要比新知識更低。如根據原有認知結構當中的小麥、水稻、玉米等植物的特點概括單子葉植物的概念。第二,下位學習,又叫做類屬學習,即原有認知結構當中的觀念在概括及包容水平方面要高于新知識。第三,并列結合學習,即新知識與原有認知結構當中的觀念不存在上位或是下位關系,但在橫向上存在一定聯系。
二、認知同化論在高中生物教學中的應用
奧蘇貝爾認為,有意義的學習需要具備以下條件:第一,學生已有的認知結構當中必須要具有將新知識進行同化的知識基礎;第二,即將學習的新知識需具備邏輯意義,同時可與學生原有的認知結構當中的相關知識產生聯系,這樣才可在適當的條件下將新知識同化到其已有的認知結構當中去;第三,學生必須具備有意義學習的心向及將新舊知識相互聯系的愿望。因此,將認知同化論應用于高中生物學中具體可從以下方面著手。
(1)利用學生原有的認知結構進行教學。奧蘇貝爾說過:“影響學習者學習的唯一最重要的因素就是學習者的已知知識?!币虼?,在課前,教師要充分掌握學生原有的認知結構,特別是其原有知識結構當中與新知識存在密切聯系的相關知識,這也是教師對教學方法及策略進行有效選擇的依據。同時,因學生的認知方法及習得知識的風格不同,其對于同一事物也會有著不同的認知及感想,教師還需要采取多元化的教學方式,以順利實現學生認知結構的同化。對新、舊知識之間要進行詳細分析。了解其區別與聯系,采取以舊帶新的方式,利用學生原有的認知結構來幫助學生學習新知識。如在學“細胞”一節時,其先對葉綠體及線料體的結構和功能進行了描述,但概念相對抽象,爾后重點講述光合作用和呼吸作用。對此,教師就可利用新、舊知識之間的聯系,在前面的學習當中重點講葉綠體及線料體中酶和色素的分面和結構特點,然后在復習的基礎上再講光合作用和呼吸作用,這樣學生就更容易理解之前的葉綠體的結構和功能,同時也充分了解了光合作用和呼吸作用的原理。還要設計先行組織者,也就是將學生原有認知結構進行提煉和概括,并在進行授課前,設計一個可幫助學生了解所授知識本質的具引導性和同化作用的知識結構,即組織者。如在學根吸收礦質元素時,可讓學生對原有認知結構當中的植物細胞膜的相關知識進行分析,從而引導學生以這種方式分析即將學習的新知識。
初中物理知識同人們的日常生活緊密相連。初中物理教師在實際展開實驗教學的過程中,要想從根本上提升實驗教學質量,吸引學生注意力,可以結合教學內容以及學情,有針對性地合理引入生活化元素,為順利實施初中物理實驗教學,提升實驗教學質量并實現對學生綜合素質的全面培養奠定良好基礎。
一、生活化元素在初中物理實驗教學中應用的重要性
(一)有助于激發學生物理知識學習的積極性
聯系生活實際展開初中物理實驗教學,有助于初中物理教師將更多的生活化元素引入課堂,在提升課堂教學內容豐富性的基礎上,有助于吸引學生的注意力,通過將生活化元素引入初中物理實驗教學當中,可以構建生動、形象、有趣的物理實驗課堂,為激發學生的物理知識學習積極性奠定基礎[1]。
(二)有助于鞏固學生物理知識基礎
初中物理知識同人們的日常生活緊密相連。因此,將生活化元素引入初中物理實驗課堂,有助于初中生鞏固物理知識,提升對物理知識的應用能力。在這一過程中,可以激發學生的物理知識學習積極性,實現對學生綜合素質的培養。
二、初中物理實驗課堂生活化教學模式的應用
(一)從激發學生學習興趣角度出發,構建生活化教學模式
在新課程改革不斷深入的背景下,初中物理教師在實際展開教學活動的過程中,必須尊重學生的課堂主體地位,引導學生積極主動地展開物理知識的探索。初中物理實驗教學要求教師從激發學生學習積極性的角度出發,合理應用生活化教學模式,只有這樣,才能夠有效培養學生的物理實驗意識。例如,在“相互作用力”相關知識教學中,初中物理教師可以聯系生活實際,將小組拔河比賽活動引入課堂,引導學生思考當一方穿上滑冰鞋進行比賽時,為什么會輸掉比賽,還可以鼓勵學生穿上滑冰鞋親身體驗[2]。在引入這一生活化元素的背景下,學生會對摩擦力等物理知識產生深刻認知,對于激發學生物理知識學習積極性具有重要意義。
(二)合理設計生活化探究實驗,培養學生科學探究能力
培養學生的探究能力是新時期初中物理教學的重要目標一。通常情況下,初中物理教師應從分析能力以及問題解決能力等角度出發,才能夠合理設計生活化探究實驗,提升學生綜合素質。例如,在“浮力”相關知識教學中,初中物理教師可以將生活中學生可以接觸到的雞蛋作為實驗對象引入課堂,將雞蛋放入一杯水中,引導學生觀察雞蛋是否會沉到水底。然而,在另一杯水中,雞蛋卻處于懸浮狀態[3]。這一現象可以有效吸引學生的注意力,激發學生的物理知識學習興趣。此時,初中物理教師可以將食鹽和雞蛋等材料提供給學生,引導學生自主展開實驗,并思考物體浮沉等知識。在這一生活化實驗中,學生可以對“浮力”相關知識產生一定的感性認知,在此基礎上進行物理知識講解,有助于加深學生對物理知識的記憶,并為提升學生的科學探究能力提供保障。
(三)在初中物理實驗教學中引入生活化元素,培養學生解決問題能力