物理专业生物化学教学的探索与实践

作者:卢彦;杨荣武;刘新建 刊名:生物学杂志 上传者:刘海婷

【摘要】生物化学是一门基础课程,其课程体系严谨,理论知识较难,更新速度很快,新知识、新技术层出不穷。对开设了生物化学课程的物理专业学生来讲,他们化学基础差,有机化学知识的相对缺乏,掌握好该课程还存在一定的难度。从教材的选择、教学内容的优化和更新、课堂研讨的开展、考试形式的优化等方面对物理专业《生物化学》选修课进行了教学改革探讨,将对拓宽学生专业视野、提升学生的综合素质及创新能力、培养跨学科综合性人才起到积极作用。

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我校物理学院是国家物理学基础学科人才培养基地,其中与生物化学密切相关的专业有生物物理与物理生物学。物理生物学是新的物理学与生物学交叉方向,它的主要任务是用物理学概念和方法定量研究生命现象,揭示生命现象的物理特性,以及研究由生物学启发的物理问题[1]。生物化学,顾名思义是研究生物体中的化学进程的一门学科,常常被简称为生化。它主要用于研究细胞内各组分,如蛋白质、糖类、脂类、核酸等生物大分子的结构和功能。因此,面向这部分对生物物理感兴趣的学生,开设有针对性的生物化学课程显得尤为重要[2]。生物化学是一门基础课程,其课程体系严谨,理论知识较难,更新速度很快,新知识、新技术层出不穷。对开设了生物化学课程的物理专业学生来讲,他们化学基础差,有机化学知识的相对缺乏,掌握好该课程还存在一定的难度[3]。因此,教学工作者常常面临着严峻的挑战,既要使教学紧跟学科发展的步伐,突出特色;又要使学生在系统学习生物化学基础理论知识的同时,及时掌握生物化学领域内的最新理论成果和应用技术,进一步激发其对生命过程中物理现象的研究兴趣,以全面培养学生的创新能力和综合素质。为此,我们针对可以提高教学质量的各个环节进行了如下的分析与探讨。1教材的选择根据我校物理专业学生的学习兴趣与学习基础,我们主要面对物理专业大三的学生专门开设了生物化学课程。该课程是学生的C类理科学修课,每周3个学时,学生的数量控制在30~50人。经过前期的摸索,我们采用的课堂教材是由高等教育出版社出版的,由陈钧辉等人编著的《普通生物化学(第四版)》[4]。该书设计着重在循序渐进地给学生介绍近代生物化学的基础知识、新成就和发展趋势。全书分五大部分:第一部分生物分子,第二部分细胞结构与功能,第三部分物质代谢及其调节,第四部分遗传信息的传递和表达,第五部分特殊生物化学。此外,针对学有余力的同学,我们还推荐一些辅助教材,包括杨荣武等编写的《生物化学原理》[5]、王镜岩等编写的《生物化学教程》[6]。2绪论的重要性由于物理专业的学生对生命科学学科相对陌生,在选修课程时,很多学生对生物化学课程缺乏初步的认识,因此课程绪论的精彩度,很大程度左右了学生选课的决定。根据笔者的经验和调查,绪论不仅需要对本课程的知识进行整理梳理,还应该尽量包含有趣的知识点,当前最新技术相关的资料,甚至是一些真实的实验视频。只有这样才能激发学生的学习热情和欲望。而仅在绪论中罗列枯燥的知识要点或者讲解一些本科学的发展史,生物化学课程中长长的化学反应和复杂的有机分子式可能会立即“吓跑”一些化学基础较差的学生。因此,作为吸引学生来学习的绪论部分,需要授课教师花费时间和精力做好充分准备,并且还要做到年年更新。例如,笔者在其绪论中不仅加入了近年来与生化相关的诺贝尔奖获奖情况介绍,还同时穿插加入了关于电泳,小鼠肿瘤种植等实验的影音资料(www.JOVE.com)。上述生动有趣的绪论内容受到了学生的欢迎,经过几年的绪论部分的不断完善,我们发现上完前一两节课就放弃该选修课的学生在逐年减少。3关键的知识点外专业选修课的课时较少决定了需要在教学中重点突出某些知识点。按照笔者的经验,糖类由于其分子结构比较简单,且与日常生活密切联系,比较适合放在第一章讲解。我们在介绍糖类的结构时,可以由单糖到寡聚糖,再到多糖,意在向学生展示了一副生物界繁杂而内在有序的美丽画卷,同时将糖类的结构和功能联系起来也能促进学生的新旧知识的整合,进一步提高学生的学习效率。根据调查,本校物理专业的学生有部分可能会进入生物物理方向继续深造,因此他们对具有关键功能的生物大分子比较感兴趣,如蛋白质、核酸以及酶。

参考文献

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