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摘要：邏輯思維是正確認(rèn)識(shí)抽象事物的重要手段，在對(duì)中醫(yī)藥及生命科學(xué)的學(xué)習(xí)與研究中起著重要作用。生物化學(xué)是中醫(yī)藥專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，由于該課程知識(shí)點(diǎn)多、系統(tǒng)性強(qiáng)、內(nèi)容抽象、難度較高，導(dǎo)致許多學(xué)生缺乏運(yùn)用邏輯思維分析、解決相關(guān)專業(yè)問(wèn)題的能力與意識(shí)。據(jù)此，以“蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能”一節(jié)為例，采用案例分析結(jié)合以問(wèn)題為基礎(chǔ)的教學(xué)方式，探討如何在生物化學(xué)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生積極思考，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。

關(guān)鍵詞：氨基酸序列；構(gòu)象；功能；邏輯思維

課程教學(xué)過(guò)程是思維活動(dòng)的過(guò)程。思維可以分為邏輯思維與非邏輯思維。邏輯思維包括形式邏輯思維與辯證邏輯思維，形式邏輯思維能力的基本形式主要包括對(duì)事物進(jìn)行比較分析、因果分析、分析與綜合、判斷與推理等能力；辯證邏輯思維能力是在此基本形式的基礎(chǔ)上符合對(duì)立統(tǒng)一、發(fā)展變化等辯證法規(guī)律的思維能力［１－２］。生物化學(xué)是中醫(yī)藥學(xué)專業(yè)的一門必修課程，是從分子水平上通過(guò)研究生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能及人體內(nèi)的物質(zhì)代謝與能量代謝過(guò)程揭示生命現(xiàn)象本質(zhì)的基礎(chǔ)生命學(xué)科，具有抽象性、系統(tǒng)性較強(qiáng)的特點(diǎn)［３］。為了確定中醫(yī)藥院校學(xué)生邏輯思維能力培養(yǎng)的必要性，２０２０年期間對(duì)中醫(yī)學(xué)、中藥學(xué)專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行的調(diào)查結(jié)果顯示，在被調(diào)查的１３６位中醫(yī)藥學(xué)專業(yè)學(xué)生中，大多數(shù)學(xué)生已經(jīng)了解邏輯思維能力的有關(guān)概念并且在中學(xué)階段進(jìn)行了相關(guān)訓(xùn)練，但約６５．４％的學(xué)生表示進(jìn)入大學(xué)階段，由于專業(yè)課程難度較高，導(dǎo)致無(wú)法很好地將邏輯思維能力應(yīng)用在新專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)中。邏輯思維在《黃帝內(nèi)經(jīng)》《傷寒論》中的體現(xiàn)與發(fā)展，形成了中醫(yī)理論與辨證論治的基本框架［４］。因此，將邏輯思維能力的培養(yǎng)科學(xué)合理地融合在生物化學(xué)教學(xué)中，不僅能夠讓中醫(yī)藥學(xué)專業(yè)學(xué)生更容易掌握專業(yè)知識(shí)，而且可以幫助其建立中醫(yī)藥學(xué)邏輯思維體系的有效途徑。本文以蛋白質(zhì)一章中“蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能”一節(jié)為例，探討在生物化學(xué)教學(xué)中如何通過(guò)教學(xué)實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。

１教學(xué)設(shè)計(jì)

（１）介紹分子醫(yī)學(xué)之父英格拉姆事跡，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。在導(dǎo)入新課時(shí)，教師以“分子醫(yī)學(xué)之父英格拉姆對(duì)鐮刀狀細(xì)胞貧血病的研究”為案例，介紹該分子病的相關(guān)資料：１９１０年，一個(gè)黑人青年到醫(yī)院看病，經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)，該患者紅細(xì)胞的形態(tài)呈現(xiàn)彎曲的鐮刀狀且容易破裂造成溶血，導(dǎo)致紅細(xì)胞數(shù)目與血紅蛋白含量明顯降低，因此，這種特殊的貧血病被稱為鐮刀狀細(xì)胞貧血病。該疾病是一種致死性疾病，在非洲和美洲黑人中高頻率發(fā)生，會(huì)使患者壽命明顯縮短。隨著分子遺傳學(xué)的進(jìn)展，１９５７年由英國(guó)科學(xué)家英格拉姆通過(guò)聯(lián)合使用電泳和紙層析技術(shù)，闡明了該疾病是由于遺傳基因突變導(dǎo)致血紅蛋白β鏈上從Ｎ?端起第六位氨基酸（β６）由Ｖａｌ替代Ｇｌｕ所造成的［５］。教師據(jù)此設(shè)定疑問(wèn)：血紅蛋白的生理功能是什么？為什么血紅蛋白β鏈中單一氨基酸的改變就會(huì)導(dǎo)致如此嚴(yán)重的疾?。坑纱艘龅鞍踪|(zhì)的氨基酸序列對(duì)其功能的重要性。在課堂導(dǎo)入中，通過(guò)講述案例，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)其探索專業(yè)知識(shí)的興趣。在活躍的教學(xué)氣氛中，學(xué)生開(kāi)始學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。

（２）通過(guò)推理及因果分析，得出蛋白質(zhì)變性與復(fù)性實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。教師通過(guò)多媒體ＰＰＴ、動(dòng)畫展示核糖核酸酶變性與復(fù)性經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，學(xué)生推理得出蛋白質(zhì)的功能與其構(gòu)象密切相關(guān)，而其構(gòu)象是以氨基酸序列為基礎(chǔ)的結(jié)論。對(duì)于學(xué)生的推理結(jié)果，教師予以肯定，并且通過(guò)提問(wèn)：氨基酸序列如何決定蛋白質(zhì)構(gòu)象？從而引導(dǎo)學(xué)生分析蛋白質(zhì)構(gòu)象形成的本質(zhì)，即由于氨基酸殘基側(cè)鏈基團(tuán)的疏水／親水性、帶電荷狀態(tài)的異同，它們彼此之間以及與周圍環(huán)境之間相互作用，最終形成了熱力學(xué)上最穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)。該過(guò)程訓(xùn)練了學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推理得出正確結(jié)論的能力以及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的因果分析能力。

（３）通過(guò)比較分析，掌握血紅蛋白和肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能。①教師提出問(wèn)題：在蛋白質(zhì)的氨基酸序列不改變的情況下，其構(gòu)象與功能是否會(huì)發(fā)生變化？②通過(guò)多媒體ＰＰＴ展示血紅蛋白和肌紅蛋白的分子結(jié)構(gòu)與氧解離曲線，學(xué)生開(kāi)始對(duì)血紅蛋白和肌紅蛋白的分子結(jié)構(gòu)與結(jié)合Ｏ２能力等方面進(jìn)行對(duì)比分析，了解血紅蛋白亞基之間由于存在相互作用，其整體結(jié)構(gòu)比肌紅蛋白更為復(fù)雜，具有一些新的性質(zhì)，如肌紅蛋白容易與Ｏ２結(jié)合，而血紅蛋白在氧分壓較低時(shí)難以與Ｏ２結(jié)合。以此提示學(xué)生將分析所得結(jié)果與人體靜脈血和動(dòng)脈血的氧分壓進(jìn)行聯(lián)系，使學(xué)生意識(shí)到血紅蛋白和肌紅蛋白的生理功能。③介紹別構(gòu)效應(yīng)的概念，并指出除Ｏ２外，ＣＯ２、Ｈ＋、２，３?二磷酸甘油酸等也可以作為血紅蛋白的別構(gòu)劑，并通過(guò)展示這些別構(gòu)劑對(duì)血紅蛋白氧解離曲線的影響，引導(dǎo)學(xué)生分析其對(duì)血紅蛋白結(jié)合Ｏ２能力的影響，提示將其與人體生命活動(dòng)及所處的環(huán)境因素進(jìn)行聯(lián)系和綜合，使學(xué)生了解血紅蛋白這些別構(gòu)效應(yīng)的實(shí)際生理意義，并且掌握別構(gòu)蛋白在氨基酸序列不改變的情況下，通過(guò)變構(gòu)就可以改變活性的現(xiàn)象。

（４）通過(guò)判斷與推理，了解鐮刀狀細(xì)胞貧血病的分子機(jī)制。①教師引導(dǎo)學(xué)生分析鐮刀狀細(xì)胞貧血病的發(fā)病機(jī)制，解釋課堂導(dǎo)入提出的問(wèn)題。學(xué)生對(duì)正常血紅蛋白和突變血紅蛋白β６位氨基酸側(cè)鏈性質(zhì)進(jìn)行比較分析，意識(shí)到當(dāng)β６Ｖａｌ替代Ｇｌｕ時(shí)可以導(dǎo)致血紅蛋白分子表面多了一個(gè)疏水側(cè)鏈，并判斷這一變化可以降低脫氧血紅蛋白的溶解度。②通過(guò)多媒體ＰＰＴ展示突變血紅蛋白β６Ｖａｌ疏水側(cè)鏈在分子表面形成一個(gè)“突起”，并且脫氧血紅蛋白分子表面存在與其空間互補(bǔ)的疏水“口袋”，學(xué)生據(jù)此推理突變血紅蛋白之間可以通過(guò)疏水作用發(fā)生聚集而形成纖維狀沉淀，并推理該纖維狀沉淀可以壓迫細(xì)胞膜，使細(xì)胞形態(tài)彎曲成鐮刀狀。提示氧合血紅蛋白分子表面不存在疏水“口袋”，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步判斷當(dāng)氧分壓降低時(shí)，細(xì)胞鐮刀狀化程度增加，并推理隨著纖維狀沉淀的延長(zhǎng)可以使紅細(xì)胞破裂而導(dǎo)致貧血，并且破裂后細(xì)胞內(nèi)容物沉積在血管壁上阻塞血管而導(dǎo)致組織缺血受損，影響器官功能與患者壽命。③教師對(duì)學(xué)生的判斷與推理結(jié)果予以肯定，介紹鐮刀狀細(xì)胞貧血病分子機(jī)制的發(fā)現(xiàn)是醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)史上奠基性貢獻(xiàn)之一，也因此英格拉姆被稱為分子醫(yī)學(xué)之父。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)已經(jīng)獲得的判斷進(jìn)行推理，拓展他們對(duì)事物的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，得出蛋白質(zhì)的氨基酸序列在決定其構(gòu)象與功能方面具有重大作用的結(jié)論。

（５）通過(guò)辯證、判斷與推理，了解鐮刀狀細(xì)胞貧血病與瘧疾的關(guān)系。①教師通過(guò)“非洲大陸某些鐮刀狀細(xì)胞貧血病發(fā)病率高的地區(qū)又是瘧疾流行的地區(qū)”的案例，設(shè)定疑問(wèn)：這種遺傳病與傳染病之間有怎樣的關(guān)系？其原因是什么？安排學(xué)生以小組為單位閱讀文獻(xiàn)［６］、討論并回答上述問(wèn)題。②通過(guò)觀察各小組閱讀文獻(xiàn)后的討論結(jié)果是否能夠體現(xiàn)鐮刀狀細(xì)胞貧血病缺陷基因純合子個(gè)體（患者）對(duì)瘧疾比正常人更為敏感，而其雜合子個(gè)體（攜帶者）對(duì)瘧疾比正常人更具抗性，以評(píng)價(jià)學(xué)生從辯證的角度認(rèn)識(shí)鐮刀狀細(xì)胞貧血病與瘧疾之間關(guān)系的能力。③通過(guò)觀察各小組學(xué)生是否能夠正確推理、解釋產(chǎn)生這種辯證關(guān)系的原因，即由于瘧疾可以導(dǎo)致鐮刀狀細(xì)胞貧血病患者貧血癥狀更為嚴(yán)重，以及由于鐮刀狀細(xì)胞貧血病經(jīng)常伴隨脾功能異常，從而導(dǎo)致人體對(duì)瘧原蟲(chóng)的清除能力下降，造成患者對(duì)瘧疾更敏感的結(jié)果，而由于瘧原蟲(chóng)的感染容易導(dǎo)致鐮刀狀細(xì)胞貧血病攜帶者的紅細(xì)胞形態(tài)改變，有利于被巨噬細(xì)胞吞噬，將瘧原蟲(chóng)及被感染的紅細(xì)胞清除，因此造成攜帶者產(chǎn)生抗性，以評(píng)價(jià)學(xué)生的因果分析、判斷與推理等能力。④通過(guò)觀察各小組學(xué)生依據(jù)鐮刀狀細(xì)胞貧血病與瘧疾之間的關(guān)系，是否能夠提出合理有效的預(yù)防措施，以評(píng)價(jià)學(xué)生利用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（６）通過(guò)比較分析與辯證，熟悉氨基酸序列、蛋白質(zhì)構(gòu)象與其生物學(xué)功能之間的關(guān)系。①以“蛋白質(zhì)的同源、趨同進(jìn)化”為例，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對(duì)立統(tǒng)一的辯證思維傾向。讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行討論：２種蛋白質(zhì)的氨基酸序列不同是否一定會(huì)導(dǎo)致其構(gòu)象與功能不同？②通過(guò)多媒體ＰＰＴ展示不同生物體內(nèi)細(xì)胞色素Ｃ的氨基酸序列、構(gòu)象、功能的對(duì)比結(jié)果，指出如果兩種蛋白質(zhì)序列相似性達(dá)到４０％且功能重要的殘基在兩個(gè)序列間保守，通常認(rèn)為這兩種蛋白質(zhì)同源且具有相似的功能。然后繼續(xù)提問(wèn)：構(gòu)象與功能相似的蛋白質(zhì)之間是否一定會(huì)存在相似性較高的氨基酸序列？③通過(guò)多媒體ＰＰＴ展示免疫細(xì)胞中兩種細(xì)胞因子受體Ｐ３１７８５和Ｐ１４７８４的研究結(jié)果，即它們的氨基酸序列相似性僅為２３％，但其具有相似的構(gòu)象且都定位在細(xì)胞膜上，有著極其相似的功能。由此引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)到即使２種蛋白質(zhì)的氨基酸序列相似性較低，在親緣關(guān)系上相距很遠(yuǎn)，但通過(guò)環(huán)境選擇、趨同進(jìn)化，也可能產(chǎn)生相似的構(gòu)象與功能［７］。在此過(guò)程中，學(xué)生不僅對(duì)蛋白質(zhì)的氨基酸序列、構(gòu)象、功能之間的關(guān)系有了深層次的、整體的、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，而且培養(yǎng)了辯證思維傾向。

２教學(xué)方式

以問(wèn)題為基礎(chǔ)的教學(xué)方式是指在課堂教學(xué)中，以學(xué)習(xí)問(wèn)題為核心，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主體，以教師引領(lǐng)為主導(dǎo)的討論式和啟發(fā)式教學(xué)模式［８］，然而，該教學(xué)方式僅側(cè)重于提高理論知識(shí)的理解和記憶，與臨床疾病案例結(jié)合不夠緊密。中醫(yī)藥院校開(kāi)設(shè)生物化學(xué)課程的主要目的是揭示生物功能分子在人類疾病治療、診斷、預(yù)防中所起的作用，培養(yǎng)具備扎實(shí)生物化學(xué)知識(shí)的學(xué)生加入到人類健康事業(yè)中。在教學(xué)方式上，依據(jù)教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)側(cè)重選取與臨床疾病密切相關(guān)的案例貫穿課堂，同時(shí)融合其他教學(xué)方法的優(yōu)勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短；因此，本節(jié)課將臨床案例分析與以問(wèn)題為基礎(chǔ)的教學(xué)方式相結(jié)合，不僅有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、促進(jìn)自學(xué)能力、培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力，而且能夠使學(xué)生掌握生物功能分子在人類疾病中所起的作用。前期問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果顯示，在被調(diào)查的中醫(yī)藥學(xué)專業(yè)１３６名學(xué)生中，約有７４．３％的學(xué)生認(rèn)為生物化學(xué)知識(shí)枯燥、抽象，由此產(chǎn)生的畏難情緒是學(xué)習(xí)生物化學(xué)的最大障礙。據(jù)此，本節(jié)課采用案例分析與以問(wèn)題為基礎(chǔ)的教學(xué)方式，通過(guò)講述英格拉姆的故事，探討他在血紅蛋白分子病中的貢獻(xiàn)，并圍繞此案例設(shè)計(jì)一系列既與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)，又符合引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用邏輯思維能力的問(wèn)題。在教學(xué)過(guò)程中，以這些問(wèn)題為基礎(chǔ)，以教師為引導(dǎo)，以學(xué)生為主體，為學(xué)生提供獨(dú)立思考和小組討論的空間，讓學(xué)生能夠回答問(wèn)題并提出自己的見(jiàn)解，對(duì)學(xué)生回答不了或回答不完整的問(wèn)題，由教師加以補(bǔ)充，提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的積極性與主觀能動(dòng)性，使學(xué)生掌握蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能知識(shí)的同時(shí)在潛移默化中培養(yǎng)邏輯思維能力。本節(jié)課通過(guò)多媒體ＰＰＴ闡述生物化學(xué)的基本概念、展示蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，如在描繪正常血紅蛋白和突變血紅蛋白的結(jié)構(gòu)差異時(shí)，采用三維動(dòng)畫的形式，使其簡(jiǎn)明直觀地展現(xiàn)出來(lái)，用特寫的鏡頭突出突變血紅蛋白的變化，使抽象難懂的理論知識(shí)變得清晰具體，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對(duì)比、判斷、推理。對(duì)于分析所得出的重要結(jié)論和知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)板書書寫，幫助學(xué)生記憶。依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，合理地選擇多媒體或板書作為教學(xué)手段，使學(xué)生能夠被正確地引導(dǎo)，進(jìn)行有效的師生互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與思考，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，才會(huì)提高教與學(xué)的效率，從而取得良好的教學(xué)效果。

３教學(xué)評(píng)價(jià)

學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng)效果從課堂教學(xué)的實(shí)際感受和課后問(wèn)卷調(diào)查２個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。在授課過(guò)程中，通過(guò)課堂學(xué)習(xí)情景和氛圍評(píng)價(jià)學(xué)生邏輯思維能力的訓(xùn)練方式是否設(shè)計(jì)合理，及時(shí)調(diào)整授課的難易程度。在本節(jié)課實(shí)際教學(xué)過(guò)程中能夠感受到大部分學(xué)生基本能夠按照教學(xué)設(shè)計(jì)被正確引導(dǎo)，基本能夠?qū)處熖岢龅膯?wèn)題進(jìn)行正確闡述，參與回答問(wèn)題、積極討論的人數(shù)明顯增加，這表明本課程培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的方法是合理可行的，并且能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課后采用無(wú)記名問(wèn)卷調(diào)查方式，征求學(xué)生對(duì)課程的教學(xué)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)選項(xiàng)包括非常滿意、基本滿意、不太滿意、不滿意。評(píng)價(jià)內(nèi)容包括本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)的合理性，其滿意率為１００％；對(duì)學(xué)習(xí)興趣提高的幫助，滿意率為８９％；對(duì)理解專業(yè)知識(shí)的幫助，滿意率為７８％；對(duì)邏輯思維能力的培養(yǎng)，滿意率為９６％；對(duì)主動(dòng)分析與解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，滿意率為８４％。結(jié)果說(shuō)明絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)同將邏輯思維能力訓(xùn)練融入課堂教學(xué)，并對(duì)本課程邏輯思維能力的訓(xùn)練方式表現(xiàn)出較高的興趣和熱情。

４結(jié)語(yǔ)

邏輯思維能力是掌握現(xiàn)代中醫(yī)理論的基礎(chǔ)。然而，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng)未能充分地與學(xué)科教學(xué)有機(jī)的結(jié)合。課程教學(xué)不僅是專業(yè)知識(shí)的教學(xué)，還應(yīng)該包括邏輯思維與思辨能力的方法教學(xué)。邏輯思維有多種類型，在生物化學(xué)課程教學(xué)中，教師需要依據(jù)不同章節(jié)的特點(diǎn)，針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，在培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的形式上有所側(cè)重。通過(guò)注重訓(xùn)練和發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力，不僅使學(xué)生更容易學(xué)習(xí)新知識(shí)、掌握新本領(lǐng)、接受新事物、解決新問(wèn)題、開(kāi)闊新思路，而且能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，解決課堂“低頭族”的問(wèn)題。

作者:韓琦 王娜 張建 單位:北京中醫(yī)藥大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京師范大學(xué)第二附屬中學(xué)