生物化學(xué)教學(xué)中科研思維重要性探析

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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］。科研思維以其綜合性、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。回顧生物化學(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。

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)習生物化學(xué)缺乏認知，感到迷茫，學(xué)習目標不明確，學(xué)習動力不足。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)習習慣，無法形成主動探索、勇于創(chuàng)新的學(xué)習精神。

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)習效果的核心內(nèi)容，除此之外的考勤、學(xué)習態(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)習習慣，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，筆者認為，將科研思維引入到教學(xué)中是一種很好的解決辦法。科研的內(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，結(jié)合課本查閱資料后準備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識，明確學(xué)習目標，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、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)習熱情，達到最佳學(xué)習效果。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)習習慣。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，所培養(yǎng)的學(xué)生進入研究生學(xué)習階段或?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%。科技發(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