程 旭,胡 婷,吳雙雙,霍紅月,李從虎
(1.安慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,安徽 安慶 246133;2.皖西南生物多樣性與生態(tài)保護(hù)安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,安徽 安慶 246133)
生物化學(xué)是高等院校生物科學(xué)類專業(yè)的核心課程,是研究生命的物質(zhì)組成及其在生命代謝過程中的變化規(guī)律的一門課程,對(duì)構(gòu)建系統(tǒng)的生物知識(shí)結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力起到了重要的支撐作用[1][2]。然而,在生物化學(xué)的教學(xué)中,學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)仍然相對(duì)較低。這是因?yàn)樯锘瘜W(xué)涉及的知識(shí)領(lǐng)域非常廣泛,包含了基因工程、細(xì)胞生物學(xué)、化學(xué)、生物分離工程和發(fā)酵工程等多學(xué)科的綜合性科學(xué)技術(shù),同時(shí),生物化學(xué)知識(shí)點(diǎn)分散、零碎,也導(dǎo)致學(xué)生難以理解和掌握知識(shí)點(diǎn)。此外,生物化學(xué)里的很多知識(shí)領(lǐng)域都具有抽象性,如微觀的生物大分子結(jié)構(gòu),學(xué)生對(duì)各種生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能難以厘清,無(wú)法將這種抽象的知識(shí)具象化??傊?,生物化學(xué)是一門被生物科學(xué)類專業(yè)師生公認(rèn)為難教、難學(xué)、難記的基礎(chǔ)課程。因此,如何提高生物化學(xué)的教學(xué)效率,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,是擺在教師面前重要的研究難點(diǎn)。
隨著素質(zhì)教育的深化,在高等院校學(xué)科教學(xué)中融入美育,對(duì)提升學(xué)生對(duì)美的感受、鑒賞和創(chuàng)造能力具有重要的作用[3]。習(xí)近平總書記在十八屆三中全會(huì)中指出,美育是一種心靈的教育,要改革美育教學(xué),提高學(xué)生的審美素養(yǎng)[4]。2015年9月,教育部明確提出要通過構(gòu)建美育課程體系、改善美育教學(xué),實(shí)現(xiàn)具有我國(guó)特色的現(xiàn)代化美育教學(xué)體系[5]。
為了更好地開展大學(xué)美育,我校要求學(xué)生在選修藝術(shù)、影視、戲劇等美育類公選課時(shí)不低于3學(xué)分,這極大地提升了大學(xué)生的審美能力。然而,大學(xué)生更多是要接受專業(yè)課程的學(xué)習(xí),尤其是理工科學(xué)生,專業(yè)課程極其枯燥乏味,使得他們對(duì)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)失去了興趣。因此,如何從專業(yè)課程中充分挖掘美育因子,提升大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,成為重要的研究?jī)?nèi)容。本文以生物化學(xué)教學(xué)為個(gè)案,通過挖掘出其中的美育因子,從而提高學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣,最終達(dá)到以美促學(xué)和以美啟智的目的。
教材是教師向?qū)W生傳播知識(shí)的重要載體[6],挖掘教材中的美育因子對(duì)促進(jìn)教學(xué)具有重要的作用。本文以科學(xué)出版社的《生物化學(xué)原理》為對(duì)象,經(jīng)過充分挖掘,筆者認(rèn)為該教材蘊(yùn)藏的美育因子主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
該教材系統(tǒng)地介紹了生化系統(tǒng)的環(huán)境條件、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、糖類化學(xué)、脂類、蛋白質(zhì)化學(xué)、核酸化學(xué)、物質(zhì)代謝和能量代謝等有關(guān)生命的化學(xué)組成及其在生命活動(dòng)中的變化規(guī)律的相關(guān)內(nèi)容,體現(xiàn)了生物化學(xué)知識(shí)科學(xué)體系的完整性和系統(tǒng)性。如在物質(zhì)代謝過程中,既包含了分解代謝,也包括合成代謝。分解代謝是細(xì)胞將糖類、蛋白質(zhì)、核酸和脂質(zhì)等大分子物質(zhì)降解成氨基酸、CO2和水等小分子物質(zhì)的過程,合成代謝中細(xì)胞又可利用簡(jiǎn)單的小分子物質(zhì)合成復(fù)雜的大分子的過程。在整個(gè)代謝過程中,各種物質(zhì)之間像一個(gè)微觀的工廠一樣,經(jīng)過生物化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了相互轉(zhuǎn)換,促進(jìn)了生命的意義。在教學(xué)過程中,教師應(yīng)把握重點(diǎn)知識(shí),利用圖片、動(dòng)畫等多媒體信息將代謝過程與化學(xué)知識(shí)有效串聯(lián),促進(jìn)學(xué)生對(duì)各學(xué)科知識(shí)的融會(huì)貫通。因此,無(wú)論從廣度、深度和學(xué)科特性,該教材都體現(xiàn)了生物化學(xué)的知識(shí)性,是一本“美”的教材。
任何知識(shí)的發(fā)展和延續(xù)都離不開人類的刻苦鉆研。偉大的科學(xué)家Crebs發(fā)現(xiàn)了重要的TCA循環(huán)。作為經(jīng)典代謝過程中的TCA循環(huán),是葡萄糖、氨基酸和脂肪在體內(nèi)氧化的共同途徑,是三大營(yíng)養(yǎng)素在物質(zhì)代謝和能量代謝相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)變的途徑。Cori夫婦經(jīng)過多年的努力,第一次分離純化出分解1-磷酸葡萄糖的磷酸酶,為糖酵解途徑的研究奠定了基礎(chǔ)。Watson和Crick發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu),并且發(fā)現(xiàn)了堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則,于1962年獲得諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)??梢?,教材中的每個(gè)知識(shí)點(diǎn),都體現(xiàn)了光輝的人物形象。教師在教學(xué)過程中,可通過典型故事的敘說,將這些美麗的人物形象具體化、延伸化,從而促使大學(xué)生得到榜樣人物的感化和熏陶。
大學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握不再是中學(xué)時(shí)代的死記硬背,而是在于對(duì)知識(shí)的科學(xué)性掌握。例如,氨基酸的代謝調(diào)控,需要通過添加生物素、油酸或者表面活性劑控制細(xì)胞膜滲透性來提升氨基酸的產(chǎn)量。在這里我們不禁要問,為什么是添加這些物質(zhì)而不是其他物質(zhì)來改變細(xì)胞膜的滲透性呢?其實(shí)只要聯(lián)想到細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu),答案便立即呈現(xiàn)。這是因?yàn)樯锼?、油酸或表面活性劑?huì)改變細(xì)胞膜磷脂雙分子層結(jié)構(gòu),從而改變細(xì)胞膜的通透性。因此,進(jìn)行物質(zhì)代謝調(diào)控時(shí),各類物質(zhì)的添加是根據(jù)科學(xué)原理進(jìn)行的,并不是隨意添加的。教師在教學(xué)時(shí),可通過啟發(fā)式教學(xué),加強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng),讓學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)的科學(xué)性。
當(dāng)代大學(xué)生要學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用已有的知識(shí)、信息和方法,具有提出新方法、新觀點(diǎn)的思維能力。生物化學(xué)教材中的科學(xué)知識(shí)并不是孤立的,而是在于引領(lǐng)學(xué)生的思維不斷發(fā)展,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神。如酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵時(shí),1分子葡萄糖經(jīng)糖酵解(EMP)途徑生成2分子丙酮酸,在無(wú)氧條件下脫羧和脫氫生成2分子乙醇。這種途徑是我們認(rèn)知的常規(guī)途徑,但卻具有不耐高溫和產(chǎn)酒率較低的缺陷。為克服酵母菌酒精發(fā)酵的缺陷,學(xué)者們通過細(xì)菌的ED途徑進(jìn)行酒精的發(fā)酵,體現(xiàn)了科研人員對(duì)于發(fā)酵技術(shù)的不斷創(chuàng)新。因此,可以讓學(xué)生們?cè)诮滩牡幕A(chǔ)上,查閱科技文獻(xiàn),找到相關(guān)的方法,提出創(chuàng)新的設(shè)想,以此激勵(lì)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的渴望和追求。
教材是傳播知識(shí)的載體,而課堂教學(xué)則能保證知識(shí)有效傳授。因此,教師應(yīng)充分挖掘高校課堂教學(xué)中的美,做美的引路人,以此提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
教師在教學(xué)語(yǔ)言和教學(xué)行為上要做到美的表率作用,才能讓大學(xué)生感受到最直觀的美[7]。因此,課堂教學(xué)過程中教師要做到:(1)穿著整潔大方,以此讓學(xué)生感受到教師的精氣神;(2)通過比喻等修辭手法,教師將抽象的知識(shí)具體化,從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的直覺思維;(3)教師的授課語(yǔ)言應(yīng)幽默,同時(shí)也要富有激情,才能極大地營(yíng)造良好的教學(xué)氛圍??傊?,教師個(gè)人具有正能量的形象本身對(duì)學(xué)生就是一種潛移默化的美育,會(huì)讓學(xué)生以最佳的學(xué)習(xí)狀態(tài)來學(xué)習(xí)知識(shí)。
板書設(shè)計(jì)是生物化學(xué)課堂教學(xué)必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)之一,它能夠靈活的呈現(xiàn)知識(shí)的重點(diǎn)內(nèi)容和知識(shí)的演繹過程。因此,教師板書時(shí),字體字形應(yīng)當(dāng)優(yōu)雅流暢,內(nèi)容應(yīng)當(dāng)精煉整潔,這樣才能夠使學(xué)生在感受到直觀美的同時(shí),領(lǐng)悟到重點(diǎn)知識(shí)。課件是現(xiàn)代教學(xué)必不可少的教學(xué)工具之一,豐富多彩的課件能夠?qū)⒊橄蟮拿擂D(zhuǎn)換成具體的美,從而更容易理解生物化學(xué)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)領(lǐng)域的精髓。例如,在介紹蛋白質(zhì)的 -螺旋結(jié)構(gòu)時(shí),教師可在課件中加入彩色示意圖讓學(xué)生予以理解,同時(shí)結(jié)合生活中的旋轉(zhuǎn)樓梯、壓縮彈簧等圖片,加深學(xué)生對(duì)蛋白質(zhì) -螺旋結(jié)構(gòu)的認(rèn)知,這樣能有效促進(jìn)學(xué)生將抽象的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)具體化,促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的重構(gòu)。總之,教師在教學(xué)過程中要精心設(shè)計(jì)板書和課件,使其內(nèi)容精美,便于學(xué)生對(duì)知識(shí)的領(lǐng)悟。
生物化學(xué)的知識(shí)枯燥乏味,如果仍以傳統(tǒng)的教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué),會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高,從而降低學(xué)習(xí)效率。因此,教師可更新或結(jié)合多種教學(xué)方法,從美的方法中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生物化學(xué)知識(shí)的理解。
可采用案例—問題—討論方法,將理論與實(shí)踐相結(jié)合,增加內(nèi)容的形象和真實(shí)性,同時(shí)采用問題引導(dǎo)學(xué)生對(duì)案例進(jìn)行分析和討論,形成基于問題的案例教學(xué),達(dá)到教學(xué)質(zhì)量的提高[8]。如在講述氨基酸氧化脫氨時(shí),教師可先提出相關(guān)問題,并讓學(xué)生查閱資料并積極參與討論,最后通過啟發(fā)式教學(xué)法將知識(shí)升華到氨基酸的代謝中。如此,可讓學(xué)生在輕松愉悅的氛圍中,變被動(dòng)為主動(dòng),更深刻的理解知識(shí)。
STSE教學(xué)法將科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境有機(jī)融合在一起,既能提升學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),又能提升學(xué)生的人文素質(zhì)[9]。如教師在介紹EMP途徑時(shí),先講授EMP途徑的知識(shí)點(diǎn),隨后將EMP途徑的內(nèi)容延伸到酒精的發(fā)酵過程中,最后將內(nèi)容繼續(xù)延伸,將中國(guó)的白酒文化和清潔生產(chǎn)的理念融入教學(xué)過程中,從而使學(xué)生不僅掌握到美的知識(shí),更能體會(huì)到美的文化自信和價(jià)值觀。
翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)也能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。如在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能時(shí),可讓學(xué)生針對(duì)每一種蛋白質(zhì)進(jìn)行授課,教師輔助答疑。讓學(xué)生主動(dòng)站在講臺(tái)上,不僅讓學(xué)生掌握了知識(shí),更鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力。
此外,教師還可通過課題式[10]和思維導(dǎo)圖[11]等教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生,提高教學(xué)質(zhì)量。
淵博的學(xué)時(shí)賦予教師對(duì)美具有更深刻的感受力、理解力和鑒賞能力,潛移默化的影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)品質(zhì)。因此,教師不能僅僅依賴于教材進(jìn)行教學(xué),要時(shí)刻豐富自己的閱歷,要了解生物化學(xué)領(lǐng)域的研究前言和熱點(diǎn),積極向?qū)W生傳授除教材以外的科技知識(shí)。教師可結(jié)合自己的研究方向,帶領(lǐng)學(xué)生閱讀科技文獻(xiàn),從摘要、方法到結(jié)果與討論,讓學(xué)生了解前言,了解科研課題的研究過程,從而更大程度上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
生物化學(xué)不僅要求學(xué)生掌握理論知識(shí),更要讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)基本技能,在實(shí)踐過程中提升自己的綜合素質(zhì)。如在蛋白質(zhì)性質(zhì)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí),可讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程,并親自體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),可讓學(xué)生輕松愉悅的學(xué)習(xí)知識(shí),感受到生物化學(xué)的魅力。
生物化學(xué)中的物質(zhì)代謝非常煩瑣復(fù)雜,知識(shí)零散,非常枯燥,但它的代謝規(guī)律卻能為人類帶來非常有用的生活產(chǎn)品。因此,在講授代謝時(shí),可帶領(lǐng)學(xué)生到相關(guān)企業(yè)見習(xí),不僅讓學(xué)生真實(shí)感受代謝過程,更能讓學(xué)生體會(huì)到科技所帶來的生產(chǎn)美。如帶領(lǐng)學(xué)生參觀谷氨酸的生產(chǎn)企業(yè),讓學(xué)生帶著問題去見習(xí),使學(xué)生更容易理解谷氨酸代謝控制的原理和方法,并最終認(rèn)識(shí)到科技的發(fā)展最終是以提高人類生活水平而存在的,體現(xiàn)了生物化學(xué)這一學(xué)科的重要性。
生物化學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域各專業(yè)的核心基礎(chǔ)課,其在教學(xué)中的地位不言而喻。然而,生物化學(xué)的知識(shí)具有抽象性和繁雜性,使其教學(xué)面臨嚴(yán)峻的問題。在生物化學(xué)的整體教學(xué)環(huán)節(jié)中,處處挖掘美育因子,以美的方式促進(jìn)教學(xué),不僅符合國(guó)家素質(zhì)教育的要求,也能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,對(duì)生物化學(xué)的發(fā)展和延伸具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。