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摘要生物化學(xué)作為中藥學(xué)相關(guān)專業(yè)的必修基礎(chǔ)課,對提升學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)和創(chuàng)新能力具有重要的作用。分析生物化學(xué)在中藥學(xué)相關(guān)專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的地位,指出以往教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容及考核方式中存在的不足,提出將科研思維融入教學(xué)的改革方法,即運用科研的內(nèi)容、思路及方式激活教學(xué)模式,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,轉(zhuǎn)變考核思路,以期形成具有自身特色、適合于創(chuàng)新性、研究型中藥學(xué)人才培養(yǎng)的生物化學(xué)課程教學(xué)體系。
關(guān)鍵詞生物化學(xué);教學(xué)改革;科研思維;創(chuàng)新能力;中藥學(xué)
在推動“大眾創(chuàng)業(yè),萬眾創(chuàng)新”國家戰(zhàn)略的時代背景之下,改變大學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式,促進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育系統(tǒng)化,以培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神、提高大學(xué)生創(chuàng)新能力是大學(xué)教育的重要任務(wù)[1]??蒲兴季S以其綜合性、先進性及創(chuàng)新性等特點,在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力以及培育創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。生物化學(xué)是生命的化學(xué),是研究生物體化學(xué)組成和生命過程中變化規(guī)律的一門科學(xué)[2],是生命科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)學(xué)科和前沿學(xué)科。它具有實踐性強、內(nèi)容豐富、知識更新快等特點,尤其是與科研的緊密結(jié)合是其學(xué)科發(fā)展的重要內(nèi)容。生物化學(xué)與中藥學(xué)相關(guān)專業(yè)各門專業(yè)課程之間有諸多的交叉,是中藥藥理學(xué)、藥物代謝動力學(xué)、分子生藥學(xué)及中藥資源學(xué)等專業(yè)課程的重要基礎(chǔ),并且,學(xué)好生物化學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新能力有非常大的幫助。筆者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗,分析生物化學(xué)在中藥學(xué)相關(guān)專業(yè)課程中的地位以及教學(xué)過程中的不足之處,闡述將科研思維引入到生物化學(xué)教學(xué)改革中的方法,構(gòu)建了具有中藥學(xué)相關(guān)專業(yè)特色的生物化學(xué)教學(xué)模式,最終激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)學(xué)生較強的科研思維和創(chuàng)新能力。
1生物化學(xué)與中藥學(xué)相關(guān)專業(yè)之間的關(guān)系
生物化學(xué)是中藥學(xué)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一?;仡櫳锘瘜W(xué)的發(fā)展史,中藥學(xué)的發(fā)展與之有著千絲萬縷的聯(lián)系,例如,源于夏朝的釀酒術(shù)、北魏賈思勰利用酒曲的濾液制曲以及唐代藥王孫思邈應(yīng)用豬肝治療夜盲癥等[3]。古往今來,隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異,生物化學(xué)進入到了一個嶄新的時代,生物化學(xué)的理論與技術(shù)廣泛分布、交叉、內(nèi)化于中藥學(xué)相關(guān)學(xué)科研究的各個層面[4],例如,在種質(zhì)品系鑒定[5]、藥用植物遺傳育種[6]、次生代謝產(chǎn)物生物合成[7]、藥物體內(nèi)過程[8]以及藥理作用機制等[9]領(lǐng)域,生物化學(xué)都有著廣泛的應(yīng)用。尤為重要的是,生物化學(xué)的研究范圍從分離鑒定出生物體的化學(xué)組成,到闡明物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)換途徑,再到生物體的信息代謝[2],其源于社會實踐與科學(xué)研究的學(xué)科性質(zhì)對培養(yǎng)創(chuàng)新型中藥學(xué)人才有獨特的優(yōu)勢。因此,在生物化學(xué)教學(xué)中融入科研思維,聯(lián)系中藥學(xué)相關(guān)學(xué)科知識,會將枯燥無味的理論知識賦予鮮活的生命力,更加清晰、立體地展現(xiàn)在學(xué)生面前,讓他們在知識的融合與學(xué)科的交叉中探尋生物化學(xué)的魅力,為將來從事中藥學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究工作奠定堅實的基礎(chǔ)。
2生物化學(xué)教學(xué)中存在的不足
作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,生物化學(xué)理論課的課時相對較多。在以往的教學(xué)中發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)的教學(xué)方法、教學(xué)體系已經(jīng)不能滿足學(xué)生對生物化學(xué)的需求,不能很好地利用生物化學(xué)這門課程的教學(xué)啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維,訓(xùn)練他們的創(chuàng)新能力。其中的不足主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
2.1教學(xué)模式單一
眾所周知,生物化學(xué)內(nèi)容多,體系龐雜。為了讓學(xué)生在有限的時間內(nèi)掌握全部內(nèi)容,多年來,生物化學(xué)課程的教學(xué)模式一直是以“灌輸式”教學(xué)為主,這種單一的模式主要表現(xiàn)為教師講,學(xué)生聽。雖然在教學(xué)中教師會利用提問、互動等環(huán)節(jié)引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生思考,盡可能讓學(xué)生參與到課程中,但是,這種單一的模式很難讓學(xué)生發(fā)揮主動性,教師往往面對的是沉悶的課堂氛圍以及單調(diào)的教學(xué)環(huán)境。學(xué)生對一些重要的知識點死記硬背,考試后便已在腦海中蕩然無存。生物化學(xué)的學(xué)習(xí)沒有對他們的專業(yè)基礎(chǔ)以及創(chuàng)新能力起到促進作用,相反地,繁雜的知識卻增加了他們的課業(yè)負擔(dān)。
2.2教學(xué)內(nèi)容存在局限性
生物化學(xué)的理論體系包括糖、蛋白質(zhì)、核酸、脂肪、維生素等生物體內(nèi)基本物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能,還包括這些物質(zhì)在生命活動中的代謝變化規(guī)律及復(fù)雜生命現(xiàn)象的本質(zhì)。生物化學(xué)的知識抽象繁多、前后交錯,學(xué)生很難系統(tǒng)地掌握,容易產(chǎn)生畏難情緒[10]。以往的教學(xué)中,由于教師沒能將生物化學(xué)的知識與中藥學(xué)各專業(yè)相關(guān)的研究內(nèi)容相互結(jié)合,所以學(xué)生很難在生物化學(xué)中找到與自己專業(yè)相契合的方面,沒有起到舉一反三、觸類旁通的效果。學(xué)生對于本專業(yè)為何學(xué)習(xí)生物化學(xué)缺乏認(rèn)知,感到迷茫,學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確,學(xué)習(xí)動力不足。另外,教師的授課內(nèi)容僅限于書本的知識,而生物化學(xué)知識的發(fā)展與更新極為迅速,并且其中的很多領(lǐng)域都是學(xué)術(shù)界的研究熱點,授課教師不能及時捕捉最新的學(xué)術(shù)動態(tài),對教學(xué)內(nèi)容中有改變且已研究明確的知識點沒有及時向?qū)W生傳授。因此,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中沒能養(yǎng)成跟蹤研究熱點與觸摸學(xué)術(shù)前沿的學(xué)習(xí)習(xí)慣,無法形成主動探索、勇于創(chuàng)新的學(xué)習(xí)精神。
2.3考核方式不完善
在現(xiàn)有的教學(xué)體制之下,考試成績一直作為考核評定學(xué)生學(xué)習(xí)效果的核心內(nèi)容,除此之外的考勤、學(xué)習(xí)態(tài)度等平時成績所占比例為30%。這種考核方式不能完善地反映出學(xué)習(xí)效果,一方面體現(xiàn)了教學(xué)與考核模式的單一,學(xué)生的積極性、主動性較低,另一方面讓學(xué)生養(yǎng)成了平時漫不經(jīng)心、考前死記硬背的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣,學(xué)生對知識的掌握不牢固、不靈活,體現(xiàn)在對于綜合性的問題回答起來非常吃力。更為重要的是,這種考核方式?jīng)]能對學(xué)生起到激發(fā)學(xué)習(xí)熱情和培養(yǎng)創(chuàng)新精神的作用。
3科研思維融入教學(xué)的改革
針對以上生物化學(xué)教學(xué)中存在的問題,筆者認(rèn)為,將科研思維引入到教學(xué)中是一種很好的解決辦法??蒲械膬?nèi)容、性質(zhì)、思路及方式等對生物化學(xué)課程教學(xué)的深化改革具有重要的指導(dǎo)意義[11]。筆者結(jié)合所在學(xué)校中藥學(xué)相關(guān)專業(yè)的生物化學(xué)教學(xué)實踐,提出了以下教學(xué)改革方法。
3.1運用科研方法,激活教學(xué)模式
科研的靈魂在于創(chuàng)新,而增加學(xué)生學(xué)習(xí)主動性的關(guān)鍵也在于創(chuàng)新教學(xué)模式。運用科研的方式,筆者將以往單一的教學(xué)模式進行了改進。第一,在學(xué)期中安排每個學(xué)生分小組進行學(xué)習(xí),結(jié)合課本查閱資料后準(zhǔn)備PPT或者視頻等課件,進行答辯式的講解,其余學(xué)生自發(fā)地對主講學(xué)生進行提問,然后學(xué)生對主講者評分;第二,以生物化學(xué)教學(xué)內(nèi)容作為基礎(chǔ),提出一些與專業(yè)、實踐相關(guān)的主題,舉辦學(xué)術(shù)沙龍或者論壇,以學(xué)生為主體將自己的調(diào)研結(jié)果進行匯報,并邀請相關(guān)領(lǐng)域的教師或者研究生進行點評,讓學(xué)生在此過程中增進交流,融匯思想,形成濃厚的探索氛圍;第三,讓學(xué)生自主選題,提出與專業(yè)相關(guān)的生物化學(xué)方面的科研問題,書寫綜述或者小論文。此外,鼓勵學(xué)生積極參與申報院、校本科生“創(chuàng)新基金”課題,在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生利用課余時間自主進行課題選題、書寫標(biāo)書,運用相關(guān)生物化學(xué)知識解決中藥學(xué)領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)的問題,通過這些環(huán)節(jié)訓(xùn)練學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新能力,培養(yǎng)他們的團隊協(xié)作精神,最大限度地激發(fā)學(xué)生對生物化學(xué)的學(xué)習(xí)熱情。
3.2融入科研思維,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
生物化學(xué)是充滿活力的一門學(xué)科,相關(guān)的科學(xué)研究不斷地完善并更新著相關(guān)理論,因此,作為教師,需要跟蹤學(xué)術(shù)前沿發(fā)展,結(jié)合自己所從事的研究領(lǐng)域,將近年來與課本相關(guān)的研究熱點引入教學(xué)內(nèi)容,深入淺出地講解其學(xué)術(shù)背景、創(chuàng)新點及應(yīng)用[12]。比如,眾所周知,腫瘤的治療一直是世界性難題,備受生物化學(xué)與分子生物學(xué)家關(guān)注。Nature雜志上曾發(fā)表一篇文章,闡述病毒可以治療腫瘤[13],即利用病毒與腫瘤細胞具有同樣的旺盛增殖能力,將病毒基因?qū)氲侥[瘤細胞,使其合成大量病毒從而破壞腫瘤細胞,而對正常細胞則沒有影響。在講解啟動子的作用及特點時,筆者將Nature上的這篇文章介紹給學(xué)生,提到該篇文章采用腫瘤細胞特異性的啟動子與病毒基因相連,將其導(dǎo)入機體中,由于啟動子存在細胞特異性,則病毒基因只能在腫瘤細胞中起始轉(zhuǎn)錄,而在正常細胞中該啟動子不被識別,病毒基因不能表達,從而實現(xiàn)了病毒對腫瘤細胞的特異性殺傷作用。由于將腫瘤治療這類與生物化學(xué)相關(guān)的熱點問題引入課堂,并將課堂上抽象難懂的理論知識與科研實際相結(jié)合,便于理解,加深印象,增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在啟發(fā)學(xué)生科研思維的同時培養(yǎng)了他們的國際化學(xué)術(shù)視野。此外,在教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)盡量引入與中藥學(xué)專業(yè)相關(guān)的內(nèi)容,比如三羧酸循環(huán)是動態(tài)生物化學(xué)的重點內(nèi)容,是三大物質(zhì)代謝的樞紐,而中草藥的小分子活性成分的生物合成與三羧酸循環(huán)之間存在密切的關(guān)系,生物堿和萜類等化合物都是以三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物乙酰CoA等為原料經(jīng)歷不同的代謝過程合成的[14-15];又如,DNA條形碼技術(shù)在中藥鑒定領(lǐng)域的應(yīng)用等[16]。教師在課前多與其他專業(yè)課教師溝通,以了解生物化學(xué)在其他學(xué)科中的應(yīng)用,或者也鼓勵不同學(xué)科教師之間進行互換教學(xué),增加學(xué)科交叉,最終拓展學(xué)生的知識層面,讓學(xué)生對生物化學(xué)的知識有更加立體的認(rèn)識,明確學(xué)習(xí)目標(biāo),為將生物化學(xué)知識應(yīng)用于中藥學(xué)研究領(lǐng)域奠定基礎(chǔ)。
3.3結(jié)合專業(yè)特色,轉(zhuǎn)變考核思路
中藥學(xué)、中藥資源與開發(fā)、中藥制藥等中藥學(xué)相關(guān)專業(yè)各具特色,但都存在與生物化學(xué)結(jié)合緊密的知識點。所以,考核思路的轉(zhuǎn)變包括考試內(nèi)容的轉(zhuǎn)變以及考核模式的轉(zhuǎn)變。首先,在考試內(nèi)容上,可考慮最后一道討論題應(yīng)在緊密結(jié)合中藥學(xué)相關(guān)專業(yè)課程的基礎(chǔ)上,根據(jù)專業(yè)的不同設(shè)置題目。其次,在考核模式上,綜合評定學(xué)期表現(xiàn),將平時答辯式、論壇式以及撰寫小論文等各個方面學(xué)生的表現(xiàn)評分,按照一定的比例計入考試成績,全面提高學(xué)生對知識的掌握,固化學(xué)生的科研思維,綜合評定學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
3.4科研反哺教學(xué),教學(xué)科研相長
科研反哺教學(xué),是指將科研優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為教學(xué)優(yōu)勢,從而促進教學(xué)質(zhì)量全面提高[17]。在生物化學(xué)教學(xué)方面,有科研課題的教師,可將課題中與教學(xué)內(nèi)容相互關(guān)聯(lián)的部分引入教學(xué)環(huán)節(jié),深入講解課本的內(nèi)容與具體的科研項目之間的知識融合與拓展,讓學(xué)生真切地感觸到該門學(xué)科的知識及技術(shù)等在科學(xué)研究中的應(yīng)用。例如,中藥藥理學(xué)相關(guān)的科研課題中普遍應(yīng)用的PCR、Westernbolt及酶聯(lián)免疫反應(yīng)等方面的實驗與生物化學(xué)知識結(jié)合緊密,是科研進入課堂教學(xué)的上佳案例。此外,結(jié)合各專業(yè)的不同特點,鼓勵本科生進入教師的研究團隊,讓他們身臨其境的學(xué)習(xí)、感觸生物化學(xué)的研究思路在中藥學(xué)相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,達到最佳學(xué)習(xí)效果。而學(xué)生們多角度,大范圍的閱讀和思考并提出相應(yīng)問題,也會反過來督促教師隨時查閱相關(guān)文獻,深入學(xué)習(xí)并提高,形成良性循環(huán),從而實現(xiàn)真正意義上的“教學(xué)科研相長”。
4教學(xué)改革效果
應(yīng)用上述生物化學(xué)教學(xué)改革方法,主要目的是通過改革提高學(xué)生的參與性、主動性與積極性,讓學(xué)生養(yǎng)成主動、靈活與鉆研的學(xué)習(xí)習(xí)慣。實踐結(jié)果表明改革后的生物化學(xué)教學(xué)體系有效提高和加強了學(xué)生的創(chuàng)新性思維和科研能力,同時不斷激發(fā)了學(xué)生潛能,實現(xiàn)了創(chuàng)新性、研究型中藥學(xué)人才的培養(yǎng)目標(biāo),所培養(yǎng)的學(xué)生進入研究生學(xué)習(xí)階段或?qū)嶋H工作中均成為相關(guān)領(lǐng)域中的佼佼者。同時,學(xué)生對生物化學(xué)任課教師教學(xué)質(zhì)量反映良好,在歷次學(xué)生評估中平均分在98分以上,優(yōu)秀率占授課教師的90%??萍及l(fā)展靠創(chuàng)新,在以后的教學(xué)中,筆者將進一步探索融入科研思維的教學(xué)模式,豐富其內(nèi)涵,在保證學(xué)生對知識掌握的基礎(chǔ)上,著力提升學(xué)生的科研創(chuàng)新能力,為中醫(yī)藥的現(xiàn)代化和國際化培育出更多過硬的優(yōu)秀人才。
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作者:康寧 顧志敏 王威 彭雁飛 單位:天津中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院