王瑞政　周　青　闕麗麗

摘要：介紹了美國(guó)Prentice Hall《Chemistry》教材中關(guān)于藥物化學(xué)、酶化學(xué)、基因化學(xué)知識(shí)與基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)的三種融合方式。

關(guān)鍵詞：藥物化學(xué)；酶化學(xué)；基因化學(xué)；融合

文章編號(hào)：1005－6629(2009)01－0058－04中圖分類號(hào)：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

美國(guó) 2005年第七次修訂版高中化學(xué)教材Prentice Hall《Chemistry》[2]， 將化學(xué)前沿科學(xué)知識(shí)中的藥物化學(xué)、酶化學(xué)、基因化學(xué)與基礎(chǔ)化學(xué)學(xué)科知識(shí)有機(jī)地融合在一起，不僅為教師教學(xué)提供豐富的教學(xué)資源，而且也有助于開拓學(xué)生的思維與視野，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和綜合能力的提高。

1Prentice Hall《Chemistry》教材中的藥物化學(xué)、酶化學(xué)與基因化學(xué)知識(shí)

Prentice Hall《Chemistry》教材共有25章，其中涉及藥物化學(xué)、酶化學(xué)和基因化學(xué)知識(shí)的共有9章，分別是：第1章（化學(xué)簡(jiǎn)介）、第4章（原子結(jié)構(gòu)）、第6章（元素周期表）、第9章（物質(zhì)命名和分子式）、第10章（物質(zhì)的量）、第18章（反應(yīng)速率和化學(xué)平衡）、第19章（酸、堿和鹽）、第23章（官能團(tuán)）、第24章（生命化學(xué)）；涉及到的化學(xué)學(xué)科知識(shí)有：化學(xué)的起源和衍生，化學(xué)的發(fā)展領(lǐng)域，物質(zhì)的分類，物質(zhì)的命名和分子式，物質(zhì)的量，物質(zhì)成分的百分比和化學(xué)公式，化學(xué)反應(yīng)速率，鹵素取代物，蛋白質(zhì)，氨基酸和核酸。

1.1藥物化學(xué)

教材中滲透藥物化學(xué)知識(shí)的內(nèi)容有：含有醫(yī)藥成分的植物，如柳樹和香草等；含有醫(yī)藥成分的動(dòng)物，如蝎子和毒蛙等；與醫(yī)藥有關(guān)的職業(yè)，如藥劑師；用作醫(yī)藥的麻醉劑，如三氟溴氯乙烷，醚類等；藥品，如阿司匹林、盤尼西林和砒霜等；藥物檢測(cè)，如運(yùn)動(dòng)員興奮劑的檢測(cè)。（詳見表1）

1.2 酶化學(xué)

教材中介紹酶化學(xué)的知識(shí)有：各種酶，例如，乳糖分解酶，尿毒酶，HIV蛋白酶，過氧化氫輔酶；酶的本質(zhì)，即酶是一種蛋白質(zhì)；酶在人體中的作用，例如，消化道酶可以加速脂肪的分解，充當(dāng)化學(xué)催化劑的作用；酶的工作原理等。（詳見表2）

1.3基因化學(xué)

教材中介紹的基因化學(xué)知識(shí)有：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)及其分子表面的觀察；DNA和RNA在遺傳學(xué)上的作用；DNA和RNA的單體：?jiǎn)魏塑账?；基因突變?DNA鑒定。（詳見表3）

2藥物化學(xué)、酶化學(xué)、基因化學(xué)知識(shí)與基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)融合的三種形式

2.1利用藥物化學(xué)、酶化學(xué)和基因化學(xué)知識(shí)導(dǎo)出基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)

教材的第9章介紹化學(xué)物質(zhì)的命名和分子式時(shí)，就利用對(duì)藥物中毒的處理導(dǎo)出化學(xué)知識(shí)。

案例1：教材首先創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境：在一般的家庭里我們都能找到可能大約上百種化學(xué)品，包括洗滌產(chǎn)品、醫(yī)用藥品和農(nóng)藥。當(dāng)這些化學(xué)品混在一起塊發(fā)生反應(yīng)或家里的小孩不小心吞食而引起藥品中毒時(shí)，大多數(shù)人不知道該如何處理，這時(shí)可以撥打毒物控制中心的電話，他們會(huì)提供關(guān)于怎樣解救中毒者的信息。如果家庭成員能向毒物控制中心提供引起中毒的物質(zhì)的一些信息，如中毒物質(zhì)的名稱或化學(xué)式，則會(huì)更有利于中毒者的及時(shí)解救，由此引出學(xué)習(xí)化學(xué)物質(zhì)的命名和分子式的重要性。

又如在第24章，“氨基酸及其聚合物”中酶的介紹。

案例2：許多人不能消化乳糖，也就是說他們不能消化牛奶或奶制品。這些人之所以不能消化乳制品是因?yàn)樗麄兊捏w內(nèi)不能產(chǎn)生足夠的乳糖酶來消化牛奶里的乳糖。如果他們食用了乳制品，就會(huì)引起胃漲和不適，要消除這種不適，他們可以在食用乳制品之前先服用一種藥片，這種藥片含有乳糖分解酵素，由此導(dǎo)出酶的概念及其在人體里功能的學(xué)習(xí)。

同樣在介紹本章的核酸時(shí)，也是通過創(chuàng)設(shè)情境，由基因化學(xué)知識(shí)導(dǎo)出化學(xué)知識(shí)：

案例3：也許有人告訴過你：“你長(zhǎng)著媽媽的眼睛，爸爸的鼻子”。當(dāng)然，照字面的意思理解，這種說法是不完全正確的。你的眼睛就是你的眼睛，你的鼻子就是你的鼻子，但你身體里的蛋白質(zhì)，基因確實(shí)繼承于你的父母，由此導(dǎo)出核酸的學(xué)習(xí)。

以上幾個(gè)例子都是利用藥物化學(xué)、酶化學(xué)和基因化學(xué)知識(shí)來導(dǎo)出化學(xué)基本概念。從學(xué)生感興趣的形象、生動(dòng)和具體的事實(shí)與經(jīng)驗(yàn)出發(fā), 以學(xué)生熟悉的生活例子創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，使學(xué)生帶著對(duì)藥物化學(xué)、酶化學(xué)和基因化學(xué)知識(shí)的疑問來學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，很容易激起學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣與熱情。

2.2基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)作為藥物化學(xué)、酶化學(xué)和基因化學(xué)知識(shí)的背景

“基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)作為藥物化學(xué)、酶化學(xué)和基因化學(xué)知識(shí)的背景”在該教材中也有很好的體現(xiàn)。

例如在第9章“物質(zhì)的命名和化學(xué)式”中先介紹了化學(xué)物質(zhì)的命名和書寫，接著以此作為背景，在“化學(xué)領(lǐng)域中的職業(yè)”板塊中引出藥劑師這一職業(yè)。

案例4：醫(yī)生會(huì)給病人開出處方藥的單子，然后由藥劑師去配藥，藥劑師要確保他們配的藥和藥的劑量不會(huì)危害到病人。一個(gè)具備一些化學(xué)知識(shí)和生物知識(shí)的人只能成為藥劑師的助理，要想成為一名藥劑師，需有大學(xué)藥劑學(xué)的學(xué)位證，這個(gè)學(xué)位證要求修完化學(xué)﹑生物﹑數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和藥物學(xué)等有關(guān)知識(shí)。

教材“化學(xué)領(lǐng)域中的職業(yè)”板塊的介紹不但有利于學(xué)生了解化學(xué)在實(shí)際生活中的應(yīng)用 , 也有利于高中生了解各式各樣的職業(yè) , 為將來的擇業(yè)提供更多的參考信息。

又如，在學(xué)習(xí)了18章“反應(yīng)速率和化學(xué)平衡”中催化劑的基礎(chǔ)上，介紹了酶在人體中充當(dāng)催化劑的作用。

案例5：酶是一種可以提高生命反應(yīng)過程的催化劑，如果沒有酶的催化作用，人體的許多生命活動(dòng)就會(huì)變得很慢。例如，當(dāng)你吃了富含蛋白質(zhì)的肉后，你消化道里的消化蛋白酶就會(huì)在幾小時(shí)之內(nèi)分解這些蛋白質(zhì)，如果沒有這種酶，這個(gè)消化過程在體溫條件下就需要花上幾年的時(shí)間。同樣在介紹DNA和RNA時(shí)，教材首先簡(jiǎn)述了它們的結(jié)構(gòu)和組成，然后從基因的角度講述了DNA和RNA的作用，還引出了一系列與遺傳相關(guān)的內(nèi)容：核苷酸、DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)、DNA鑒定、DNA重組以及克隆技術(shù)等。

這一形式基本是以藥物化學(xué)、酶化學(xué)和基因化學(xué)知識(shí)為主，通過簡(jiǎn)單介紹相關(guān)化學(xué)知識(shí)， 著重講解相關(guān)的藥物化學(xué)、酶化學(xué)和基因化學(xué)知識(shí)。這樣編排使學(xué)生不僅認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的重要性，而且也會(huì)領(lǐng)悟到科學(xué)前沿知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用價(jià)值，以此激發(fā)他們的創(chuàng)新能力和求知欲望。

2.3藥物化學(xué)、酶化學(xué)和基因化學(xué)知識(shí)作為基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)的拓展

“藥物化學(xué)、酶化學(xué)和基因化學(xué)知識(shí)作為基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)的拓展”主要分布在各個(gè)章節(jié)的“社會(huì)與科技”板塊中，該板塊緊密聯(lián)系社會(huì)與科技的發(fā)展，并且結(jié)合了大量生動(dòng)的彩圖來做說明。例如在第1章“化學(xué)簡(jiǎn)介”中的“社會(huì)與科技”板塊，介紹了自然界中的藥物。

案例6：大約40%的現(xiàn)代藥物來源于植物或動(dòng)物產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)。化學(xué)家必須先確認(rèn)這些物質(zhì)的成分和作用，然后提純這些物質(zhì)并說明它們對(duì)人體的作用，科學(xué)家就是研究如何使這些藥物更有療效或毒性更小。例如：

柳樹皮：幾個(gè)世紀(jì)以來，人們飲用柳樹皮泡的茶來治療頭痛和其他小病痛。到1828年，科學(xué)家已經(jīng)把柳樹皮的有效成分分離出來，70年后，化學(xué)家們又在這種有效成分的基礎(chǔ)上制得了阿司匹林。

毒蛙：化學(xué)家發(fā)現(xiàn)毒蛙的皮膚有一種毒物，并用這種物質(zhì)來研究人的神經(jīng)系統(tǒng)。結(jié)果表明，該物質(zhì)是類似于嗎啡一種較強(qiáng)的去痛藥，但不會(huì)使人上癮。

由此可知，早期的藥物許多是由偶然性和經(jīng)驗(yàn)性發(fā)現(xiàn)的，而且來源于自然界。為了使學(xué)生對(duì)這些天然藥物有更清晰和更直觀的認(rèn)識(shí)，在這些藥物彩圖的一旁還有相應(yīng)的文字說明。由化學(xué)起源和衍生將化學(xué)知識(shí)拓展到藥物化學(xué)上。

又如24章（生命化學(xué)），在“酶是如何工作的”中，為我們解釋了引起艾滋病病毒中的HIV蛋白酶是如何工作的，同時(shí)在介紹了酶的化學(xué)知識(shí)后，為我們拓展了“輔酶”知識(shí)。

案例7：一些酶不需要其他的物質(zhì)就能對(duì)生物體中的物質(zhì)直接催化，而有些酶則需要非蛋白質(zhì)的輔酶來共同完成催化過程。輔酶可以是金屬離子、有機(jī)小分子或水溶性維他命，例如VB，就是一種輔酶。作為輔酶的金屬陽離子有：鎂離子﹑鉀離子﹑鐵離子和鋅離子。在過氧化氫酶的結(jié)構(gòu)中包含有三價(jià)離子，它能催化雙氧水的分解,得到水和氧氣。

同樣是24章，在介紹核酸的化學(xué)知識(shí)中，又為我們呈現(xiàn)了“DNA指紋鑒定”的知識(shí)。

案例8：DNA指紋鑒定的取樣可以從頭發(fā)﹑皮膚細(xì)胞或體液中得到，DNA排列的順序，如指紋，對(duì)每個(gè)人來說都是獨(dú)一無二的，這種檢驗(yàn)方法稱為DNA指紋鑒定。要進(jìn)行DNA指紋鑒定，首先，科學(xué)家會(huì)先從取樣中分離出DNA，只要很少的樣就能進(jìn)行DNA指紋鑒定。酶用于分開在特別的堿基對(duì)順序之間的DNA鏈，使得DNA從樣品中分開，由此得到較大數(shù)量的DNA片段（這些DNA片段的長(zhǎng)度和堿基對(duì)組成都是不一樣的），然后通過對(duì)照已知的DNA樣，從而得出DNA指紋鑒定是否和已知一致。

這種形式是以化學(xué)知識(shí)作為基礎(chǔ)，利用化學(xué)知識(shí)拓展出與之相關(guān)的藥物化學(xué)、酶化學(xué)與基因化學(xué)知識(shí)，有利于鞏固所學(xué)的化學(xué)知識(shí)。所選取的藥物化學(xué)、酶化學(xué)與基因化學(xué)知識(shí)相對(duì)來說都有一定的難度，使學(xué)生在掌握化學(xué)知識(shí)點(diǎn)后，增加課外知識(shí)來拓寬他們的視野，給學(xué)有余力的學(xué)生留下更大的學(xué)習(xí)和思維空間，便與繼續(xù)探索和鉆研。同時(shí)這種形式克服了學(xué)科本位的思想，用化學(xué)知識(shí)來解釋不同領(lǐng)域中遇到的問題，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)學(xué)科的實(shí)用性及普遍性，體現(xiàn)了自然學(xué)科的整體性和相融性。

3 結(jié)論

3.1為教師教學(xué)提供豐富的素材

與我國(guó)高中化學(xué)教材相比, Prentice Hall《Chemistry》教材內(nèi)容覆蓋面較寬,呈現(xiàn)方式豐富多彩，特別是關(guān)于“21世紀(jì)化學(xué)發(fā)展趨勢(shì)”的教學(xué)內(nèi)容。教材中的化學(xué)前沿知識(shí)可以作為教師引入新知識(shí)的背景材料，也可以作為課堂教學(xué)相關(guān)資料插入，還可以作為拓展性閱讀材料和作為科技活動(dòng)素材等等，不僅大大豐富教師的教學(xué)素材，改進(jìn)教師的教學(xué)思路，而且在教學(xué)過程中可以拉近高科技與基礎(chǔ)化學(xué)教育的距離，使學(xué)生多了解本學(xué)科甚至是交叉學(xué)科領(lǐng)先的科學(xué)技術(shù)，從而達(dá)到學(xué)生學(xué)得輕松，教師教的愉快的效果，提高教學(xué)質(zhì)量。

3.2有利于學(xué)生的STS教育

Prentice Hall《Chemistry》將代表化學(xué)21世紀(jì)化學(xué)發(fā)展趨勢(shì)的現(xiàn)代科技和社會(huì)的一些重大問題及時(shí)地滲透到化學(xué)教學(xué)中,把化學(xué)教學(xué)與科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)有機(jī)的結(jié)合起來,不僅使學(xué)生掌握化學(xué)的一些前沿知識(shí),更重要的是使學(xué)生懂得這些知識(shí)和技能的實(shí)用價(jià)值和社會(huì)價(jià)值,懂得在社會(huì)中如何應(yīng)用這些知識(shí)技能。通過STS 教育使學(xué)生廣泛了解社會(huì)，接觸社會(huì),參與到社會(huì)生活中的一些重大問題之中,不僅可以培養(yǎng)他們的道德觀念和社會(huì)責(zé)任感,使他們成為了解社會(huì)和關(guān)心社會(huì)的人,而且可以使學(xué)生形成正確的價(jià)值觀和人生觀。

3.3有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)

Prentice Hall《Chemistry》教材中編入有關(guān)21世紀(jì)化學(xué)發(fā)展趨勢(shì)的前沿性知識(shí)的方式，順應(yīng)了現(xiàn)代教材所倡導(dǎo)的課程綜合化與融合性。教材沒有配套的專門手冊(cè)，也沒有用專門的章節(jié)來講解，而是采取內(nèi)容的鑲嵌式處理，如教材中穿插在歷史上有重要影響的化學(xué)重大事件，有利于學(xué)生了解化學(xué)研究的文化背景，了解化學(xué)這門學(xué)科各領(lǐng)域的大致演變歷程及其發(fā)展方向，感受化學(xué)是一門“核心、實(shí)用和創(chuàng)造性”的科學(xué)，并取得了巨大的成功。

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