“聯(lián)想與發(fā)散”在生物化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用范文

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摘要：生物化學(xué)是農(nóng)林院校多個(gè)專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，因其內(nèi)容繁雜、抽象，教學(xué)雙方都感覺存在一定的困難。多媒體課件的使用課堂教學(xué)變得更加形象，而適度地引導(dǎo)學(xué)生采用“聯(lián)想與發(fā)散”的思維方式，將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)彼此聯(lián)系、理論結(jié)合實(shí)驗(yàn)、理論應(yīng)用于生活，則可以使課堂教學(xué)更為生動(dòng)有趣。思維科學(xué)的合理應(yīng)用與信息化教學(xué)手段的聯(lián)合為進(jìn)一步降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、提高課堂教學(xué)有效性提供了很好的思路。

關(guān)鍵詞：生物化學(xué)；聯(lián)想與發(fā)散；教學(xué)

生物化學(xué)（下文簡稱生化）是研究生命物質(zhì)化學(xué)組成與化學(xué)變化的科學(xué)。它發(fā)源于近代有機(jī)化學(xué)與生理學(xué)，又滲透到現(xiàn)代生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，不但是生物專業(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科，與農(nóng)林、醫(yī)藥、食品、發(fā)酵等諸多領(lǐng)域也有密切聯(lián)系。生物化學(xué)作為農(nóng)林院校多個(gè)專業(yè)的基礎(chǔ)課，長期被學(xué)生看作“最難理解”的課程之一。究其原因，一方面是生化涉及知識(shí)面廣，重點(diǎn)難點(diǎn)多而瑣碎，學(xué)生普遍感覺記憶困難；再者，生化關(guān)注的主要是生物分子的微觀狀態(tài)及變化，內(nèi)容抽象，理論性強(qiáng)，加之各種代謝途徑錯(cuò)綜復(fù)雜，給學(xué)生理解造成一定難度；其三，農(nóng)林專業(yè)的學(xué)生多數(shù)認(rèn)為學(xué)習(xí)生化“沒什么用”，為了學(xué)分不得不學(xué)。因此，如何將授課內(nèi)容化繁為簡，變抽象為形象，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就成為生化教學(xué)中不可回避的問題[1,2]。在各種教改方案中，多媒體教學(xué)得到廣泛使用，它在很大程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)板書教學(xué)的缺陷，豐富的圖片、視頻甚至互動(dòng)軟件使課堂變得更加形象而立體。我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中嘗試在多媒體教學(xué)的基礎(chǔ)上加入思維科學(xué)的應(yīng)用，亦取得了不錯(cuò)的效果。在思維科學(xué)中，“聯(lián)想”與“發(fā)散”都被認(rèn)為是富于創(chuàng)造性的心理機(jī)制，前者能在表象不同但具有某種相關(guān)性的思維對(duì)象之間建立聯(lián)系，后者不依常規(guī)，視野廣闊，對(duì)給出的對(duì)象從不同角度進(jìn)行思考和分析，極易獲得獨(dú)特的見解。這些創(chuàng)造性的思維方式已經(jīng)被嘗試用于多種學(xué)科的學(xué)習(xí)中，結(jié)果不但令教學(xué)過程更加生動(dòng)有趣，學(xué)生對(duì)知識(shí)也更容易理解并且記憶深刻，大大提升了課堂教學(xué)的效率[3,4]。

1聯(lián)想是鞏固知識(shí)的良方

列寧曾經(jīng)從哲學(xué)的層面指出：“要真正地認(rèn)識(shí)事物，就必須把握住、研究清楚它的一切方面、一切聯(lián)系和中介?！边@一點(diǎn)在生物化學(xué)的學(xué)習(xí)中體現(xiàn)得淋漓盡致。生命體是一個(gè)高度協(xié)調(diào)的整體，絕大多數(shù)生物分子在生物體內(nèi)都具有相互轉(zhuǎn)化的能力，其代謝途徑也交錯(cuò)關(guān)聯(lián)，或上下承接，或此消彼長，或有共同的歷程。這樣的特征決定了探究生物分子不能夠只用片面的眼光，以盲人摸象的方式進(jìn)行。對(duì)于初次接觸生物化學(xué)的本科生，學(xué)一點(diǎn)算一點(diǎn)，背一點(diǎn)算一點(diǎn)，恰論恰是多數(shù)人會(huì)采用的方式。如何將零散的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)？如何以點(diǎn)帶面？教師在課堂上的引導(dǎo)尤為重要。在講授核酸化學(xué)時(shí)，我們除了在課件中采用大量圖片和三維模型輔助教學(xué)，還在講述過程中不斷啟發(fā)學(xué)生與蛋白質(zhì)分子進(jìn)行聯(lián)想對(duì)比：二者的基本結(jié)構(gòu)單元、形成長鏈的化學(xué)鍵、一級(jí)結(jié)構(gòu)的本質(zhì)、螺旋結(jié)構(gòu)的區(qū)別、都有紫外吸光能力但是原因不同等等。雖然表面看起來二者沒有直接的關(guān)聯(lián)，但是經(jīng)過這樣的提示比較，學(xué)生可以達(dá)到“溫故而知新”的效果。相比之下，代謝之間的相關(guān)性表現(xiàn)得更加明顯。糖代謝這一章的核心內(nèi)容是以葡萄糖為代表的單糖分子的分解與合成途徑，我們?cè)谥v授的最初就將糖酵解、三羧酸循環(huán)、磷酸戊糖途徑、乙醛酸循環(huán)、糖異生等主要代謝途徑按相關(guān)性組織到一張圖片上展現(xiàn)給學(xué)生，形成一個(gè)整體的印象。在后續(xù)的講解中，我們用“填圖”的模式，每講完一條途徑，就再次展現(xiàn)最初的那張圖片，將其“填充”到相應(yīng)的位置。以糖代謝的圖譜為基礎(chǔ)，接下來的脂代謝以α-磷酸甘油和乙酰輔酶A為切入點(diǎn)可以繼續(xù)延伸，甚至于含氮小分子代謝也可以逐步填充進(jìn)去。這樣的過程并不只是給學(xué)生看一張圖片，而是要求他們花費(fèi)半個(gè)甚至一個(gè)學(xué)期在一張大紙上完成這份填圖作業(yè)。當(dāng)填圖完畢，留在學(xué)生記憶中的不再是一條條凌亂的線索，而是脈絡(luò)清晰的代謝交通圖，交通圖的節(jié)點(diǎn)，即使各種生物分子，看到它們，順便想想其結(jié)構(gòu)特征也變得比較容易。有這樣一種說法，記住200個(gè)單字并按順序背出來很難，但如果這200個(gè)字恰好是一篇有邏輯性的文章，大部分的學(xué)生都很容易做到。正是充分而合理的聯(lián)想思維方式，將繁雜的知識(shí)點(diǎn)用邏輯的紐帶匯集在一起，從而降低了學(xué)生記憶的難度?；仡欁陨碓趯W(xué)生時(shí)期學(xué)習(xí)生化和教師時(shí)期教授生化的不同感受，亦不難發(fā)現(xiàn)從全局的視角把握這門學(xué)科的優(yōu)勢(shì)。

2理論聯(lián)系實(shí)驗(yàn)構(gòu)建理解的橋梁

實(shí)驗(yàn)課是生化教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的過程，站在理論教學(xué)的角度來看，實(shí)驗(yàn)課因其直觀性、可操作性，又可以作為抽象知識(shí)的形象展現(xiàn)[5]。我們生化理論課的授課教師通常都被要求同時(shí)講授實(shí)驗(yàn)課，除了掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和實(shí)踐能力，還有一個(gè)非常重要但往往被忽視的目的，就是盡可能在理論教學(xué)過程中融入對(duì)實(shí)驗(yàn)的聯(lián)想?！坝绊懨复俜磻?yīng)的因素”是酶化學(xué)部分的重要知識(shí)點(diǎn)，有兩個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)都涉及到這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)中學(xué)生親眼觀察到了濃度、溫度、PH值等因素造成的不同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式完成了記錄與結(jié)果分析。實(shí)驗(yàn)課的作用就到此為止了嗎？我們將實(shí)驗(yàn)課上各種正常的、特殊的結(jié)果以照片或視頻的形式保存下來，又制作到理論教學(xué)的課件中，溫度影響酶促反應(yīng)的泊松分布曲線旁邊搭配有圖片展現(xiàn)唾液淀粉酶在0℃、37℃、100℃水解淀粉并與碘液反應(yīng)呈現(xiàn)出不同顏色。這樣直觀的展示很容易喚起學(xué)生的聯(lián)想，親手做出來的結(jié)果自然很好理解又記憶深刻。又如在理論課講解“核酸的理化性質(zhì)”時(shí)，學(xué)到DNA的溶解性，可以讓學(xué)生思考如果想提取DNA，用什么方法可以把它沉淀出來？學(xué)到紫外吸光性質(zhì)，又可以讓學(xué)生思考怎樣鑒定提取出來的物質(zhì)是否DNA？當(dāng)學(xué)到兩性性質(zhì)，還可以讓學(xué)生考慮提取的DNA需要電泳檢測(cè)的時(shí)候應(yīng)該怎么操作呢？經(jīng)過這樣的思考過程，學(xué)生心中對(duì)“提取DNA”這個(gè)基本實(shí)驗(yàn)就有了大體輪廓，在具體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)對(duì)每個(gè)操作步驟的理解更透徹，對(duì)理論課上學(xué)到的知識(shí)也會(huì)有“果然如此”的體會(huì)。可見，實(shí)驗(yàn)課與理論教學(xué)相輔相成，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)印證所學(xué)的知識(shí)，反過來實(shí)驗(yàn)又加強(qiáng)了對(duì)理論知識(shí)的理解和記憶。在基礎(chǔ)知識(shí)牢固的前提下，當(dāng)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了一些非常規(guī)的現(xiàn)象，我們還可以提示學(xué)生想得更多一些，更遠(yuǎn)一些，更深一些。這時(shí)，被動(dòng)的學(xué)習(xí)就會(huì)逐漸向主動(dòng)的求知方向轉(zhuǎn)變，創(chuàng)造性的種子亦會(huì)悄然萌芽。

3發(fā)散思維為理論知識(shí)插上應(yīng)用的翅膀

生化知識(shí)繁雜而枯燥，教師費(fèi)盡心思用各種輔助手段講得再細(xì)致、再具體，如果學(xué)生覺得“學(xué)而無用”“與我無關(guān)”，仍然達(dá)不到好的教學(xué)效果，即便學(xué)生考試過關(guān)，對(duì)其后續(xù)的專業(yè)課程也沒有絲毫幫助和啟發(fā)，更不用說培養(yǎng)素質(zhì)型人才[6]。鑒于此，我們?cè)谡n堂上力求打破這道認(rèn)知壁壘，講授理論知識(shí)的過程中大量融入現(xiàn)實(shí)生活中的相關(guān)事件，引導(dǎo)學(xué)生在發(fā)散思維的幫助下體會(huì)到生化教學(xué)內(nèi)容的有用、有趣之處。在學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)時(shí)，我們提示學(xué)生尋找身體中的蛋白成分，并以這些蛋白分子為例，講解其的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)特征。比如頭發(fā)中的α-角蛋白含有大量α-螺旋結(jié)構(gòu)并且富含半胱氨酸，這樣的構(gòu)成給頭發(fā)帶來怎樣的特性呢？于是我與學(xué)生分享了一次燙頭發(fā)的經(jīng)歷。當(dāng)我告訴學(xué)生順便研究了藥水成分，他們普遍覺得很好笑又好奇；當(dāng)我描述第一種藥水含有氨水成分，其實(shí)就是將二硫鍵還原成巰基的還原劑，有些同學(xué)開始點(diǎn)頭說難怪臭臭的；當(dāng)我解釋失去交聯(lián)的α-螺旋因其結(jié)構(gòu)卷曲會(huì)具有較大的延展性，所以理發(fā)師能夠通過拉伸程度判斷二硫鍵的斷裂情況，很多同學(xué)露出恍然大悟的神情。就在燙卷發(fā)與拉直發(fā)，天然卷與做發(fā)型這些話題的討論中，配合課件上的圖片展示，學(xué)生不知不覺掌握了蛋白質(zhì)幾種重要二級(jí)結(jié)構(gòu)的特征、一級(jí)結(jié)構(gòu)決定高級(jí)構(gòu)象這些知識(shí)點(diǎn)。除了課堂的講授，我們還鼓勵(lì)學(xué)生多想，敢想，譬如在作業(yè)題里讓學(xué)生描述某個(gè)角色“充滿生化知識(shí)的一天”。一開始大家感覺無從下筆，經(jīng)過熱烈的討論，出現(xiàn)了吃營養(yǎng)餐上實(shí)驗(yàn)課要消毒上體育課跑了1000米的學(xué)生、燙了頭發(fā)還想減肥的姑娘、擅長診斷各種代謝疾病和維生素缺乏癥的內(nèi)科醫(yī)生、使用有機(jī)磷殺蟲劑還對(duì)飼料肥料頗有研究的農(nóng)民……這些鮮活的形象讓學(xué)生充分感受到生化知識(shí)原來可以這么有用又有趣。興趣就此產(chǎn)生，而興趣通常被認(rèn)為是主動(dòng)學(xué)習(xí)的最大動(dòng)力。經(jīng)常進(jìn)行類似的學(xué)習(xí)游戲，發(fā)散思維的大門一旦被開啟，靈感就會(huì)源源不斷地涌出來，走得更遠(yuǎn)的部分學(xué)生可能就會(huì)去思考“學(xué)以致用”的問題。當(dāng)理論知識(shí)插上應(yīng)用的翅膀，就變得更容易被接受和普及。

4結(jié)語

任何教學(xué)手段都是為提高課堂學(xué)習(xí)有效性服務(wù)的，教師在引導(dǎo)學(xué)生采用聯(lián)想與發(fā)散思維的時(shí)候要注意“度”的把握，以知識(shí)點(diǎn)為核心適當(dāng)展開，教師自身也需要不斷提高專業(yè)水平，拓展知識(shí)面，才能更好地?fù)?dān)任引導(dǎo)者的角色。同時(shí)，教學(xué)方法的使用并沒有排他性，往往需要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況將多種方法有機(jī)結(jié)合才能獲得更好的效果。教學(xué)方法改革的道路是漫長的，我們都在探索中前行，在相互學(xué)習(xí)中與時(shí)俱進(jìn)，為培養(yǎng)有思想、有創(chuàng)造性的人才而努力。

參考文獻(xiàn)

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作者：賈璐；李靖 單位：西南林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院