梁少明,尹 文,肖婷婷(肇慶醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)?;A(chǔ)醫(yī)學(xué)部,廣東肇慶526070)
【提 要】 生物化學(xué)知識點(diǎn)繁多,理論抽象,晦澀難懂,是一門教師難教、學(xué)生難學(xué)的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課,課堂效果不盡如人意,部分學(xué)生甚至出現(xiàn)畏學(xué)、厭學(xué)的現(xiàn)象。因此,從實(shí)際出發(fā),探討符合學(xué)生層次的教學(xué)方法,提高學(xué)生對生物化學(xué)的親切感、學(xué)習(xí)興趣和信心,從而提高教學(xué)質(zhì)量已成為生物化學(xué)教師的當(dāng)務(wù)之急。該文結(jié)合該校學(xué)生的素質(zhì)和親身授課經(jīng)歷,探討了生物化學(xué)不同類型的教學(xué)內(nèi)容如何運(yùn)用“游戲法”的教學(xué)模式。將課堂上的理論知識以“游戲”的方式展現(xiàn),使抽象的知識點(diǎn)變得具體、通俗易懂,這種寓教于樂的方法,活躍了課堂教學(xué)氛圍,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。
生物化學(xué)是一門研究生物機(jī)體的化學(xué)組成及生命歷程中生物大分子變化規(guī)律的學(xué)科。由于生物化學(xué)理論抽象、代謝反應(yīng)復(fù)雜、調(diào)控機(jī)制煩瑣,內(nèi)容涉及眾多學(xué)科,其涉及知識面廣,具有概念多、分子結(jié)構(gòu)式多、反應(yīng)式多、反應(yīng)途徑多、反應(yīng)復(fù)雜、記憶內(nèi)容多等特點(diǎn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍反映課程內(nèi)容抽象,晦澀難懂,只能死記硬背,結(jié)果卻難以融會(huì)貫通,且遺忘速度快。生物化學(xué)是醫(yī)藥院校學(xué)生公認(rèn)最難學(xué)的課程之一,“生理生化,必有一掛”早在醫(yī)學(xué)生中廣為流傳,可見學(xué)生對生物化學(xué)的學(xué)習(xí)普遍有畏難的心理。對于職業(yè)院校來說,生物化學(xué)難學(xué)、難教這一問題就更加突出了。但是生物化學(xué)也是醫(yī)藥專業(yè)一門十分重要的基礎(chǔ)課,學(xué)生們不得不學(xué)。如何將艱深晦澀的課程內(nèi)容以通俗易懂的方式生動(dòng)活潑地傳授給學(xué)生,變“填鴨式”被動(dòng)學(xué)習(xí)過程為啟發(fā)式的主動(dòng)學(xué)習(xí)過程,引導(dǎo)學(xué)生提高自主學(xué)習(xí)能力呢?盡管有不少教師提出了不錯(cuò)的《生物化學(xué)》教學(xué)改革方法或授課建議[1-3],但是這些方法應(yīng)用于本校大專和中專的《生物化學(xué)》教學(xué)中收益甚微,作者嘗試了“游戲教學(xué)法”,以肢體演示等手段把抽象的課程內(nèi)容具體化,寓教于樂以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生理解課程中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。
蛋白質(zhì)分子的一級結(jié)構(gòu)是由多個(gè)氨基酸分子通過肽鍵連接而成的多肽鏈。但是由于本校健康管理專業(yè)的學(xué)生有不少是來自于基層的中學(xué),而且有一半以上的學(xué)生中學(xué)時(shí)是選修文科的,化學(xué)基礎(chǔ)相對較差,對化學(xué)反應(yīng)、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)等內(nèi)容理解起來較費(fèi)勁,難以理解N肽由幾個(gè)氨基酸組成?為什么氨基酸跟形成的“肽鍵”的數(shù)目不一樣?為什么至少有1個(gè)游離的氨基和至少有1個(gè)游離的羧基。
為了讓學(xué)生更形象、更牢固地掌握這一章知識點(diǎn),在講述這一章節(jié)時(shí),作者邀請14位學(xué)生到講臺旁邊。首先讓其中一位學(xué)生站在講臺當(dāng)模特。作者借助模特解釋:上臺的每一位學(xué)生代表一個(gè)氨基酸分子,假設(shè)學(xué)生的軀干代表氨基酸的中心“C原子”,頭部代表“R側(cè)鏈”,并攏雙腿代表“-H”,游離的左手(讓學(xué)生伸出左手)代表“-NH2”,游離的右手(讓學(xué)生伸出右手)代表“-COOH”。我們平時(shí)如何認(rèn)出不同的學(xué)生的?“看臉?!睂W(xué)生們整齊回答著。不錯(cuò),平時(shí)我們識別某一位學(xué)生主要看他的頭部或面部,不同氨基酸的差異也是在頭部——R側(cè)鏈上。根據(jù)R側(cè)鏈基團(tuán)的極性,可以分為非極性氨基酸、極性中性側(cè)鏈氨基酸、酸性氨基酸、堿性氨基酸。這些氨基酸分子在肽鏈的形成過程中,發(fā)生變化的主要是氨基酸的“-NH2”和“-COOH”。做模特的學(xué)生很配合地舉了一下左、右手。接著,再讓一位學(xué)生上講臺站在第1位學(xué)生的右側(cè),跟第1位學(xué)生牽手,并讓他們把牽在一起的手舉起來。作者繼續(xù)解釋:相鄰學(xué)生的左右手牽在一起脫出一分子H2O后形成“肽鍵”。由2位學(xué)生組成的肽鏈叫“二肽”,“二肽”只形成了1次牽手,只有1個(gè)“肽鍵”。站在左邊的學(xué)生有一只游離的左手,說明肽鏈至少有一個(gè)游離的“-NH2”;站在右邊的學(xué)生有1只游離的右手,說明肽鏈至少有一個(gè)游離的“-COOH”。同理,由3位學(xué)生組成的肽鏈叫“三肽”,形成2個(gè)“肽鍵”。依此類推,由4位學(xué)生組成的肽鏈叫“幾肽”,形成幾個(gè)“肽鍵”?看著臺上連接在一起的“氨基酸”,學(xué)生很快就反應(yīng)過來,說出由4位學(xué)生組成的肽鏈叫“四肽”,形成3個(gè)“肽鍵”等。由此可以總結(jié)出由N個(gè)氨基酸脫水縮合后可形成N肽,其具有N-1個(gè)“肽鍵”。表演的學(xué)生已領(lǐng)會(huì)到要點(diǎn),繼續(xù)自動(dòng)形成“肽鏈”,當(dāng)形成“十肽”時(shí),作者讓他們暫停,總結(jié)一個(gè)概念:由2~10個(gè)氨基酸組成的肽稱為寡肽(小分子肽);由N個(gè)氨基酸脫水縮合形成的寡肽直接叫為N肽;由10~50個(gè)氨基酸組成的肽鏈稱為多肽;由50個(gè)以上的氨基酸組成的肽鏈就稱為蛋白質(zhì)。在第11位學(xué)生加入多肽鏈后,作者請講臺上空出左手的學(xué)生舉手。最左端的學(xué)生很自然地舉起了左手。作者指著他的左手解釋:“站在最左端的學(xué)生有一只游離的左手,說明在形成的肽鏈里至少有一個(gè)游離的‘-NH2’。我們也因此稱其為肽鏈的‘氨基末端’或‘N端’。請講臺上空出右手的學(xué)生舉手。”最右端的學(xué)生很自然地舉起了右手。作者指著他的右手解釋:“站在最右端的學(xué)生有一只游離的右手,說明在形成的肽鏈里至少有1個(gè)游離‘-COOH’,我們也因此稱為肽鏈的‘羧基末端’或‘C端’。剛才肽鏈形成的過程我們已看到,新氨基酸的加入都是在前一位學(xué)生的右手側(cè)進(jìn)行的,由此可知,氨基酸是從肽鏈的‘羧基末端’延伸的?!?/p>
作者進(jìn)一步引入蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的知識?!皠偛盼覀兛吹降氖请逆溞纬傻钠毡橐?guī)律。假如現(xiàn)在我給這11位學(xué)生都賦予一個(gè)具體的氨基酸名稱,那現(xiàn)在大家看到的就是蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)——氨基酸的排列順序?!弊髡咭贿呎f一邊把各氨基酸卡片按順序發(fā)給臺上的每一位學(xué)生,并讓他們貼在額頭上,方便臺下的觀眾觀看。同時(shí),作者引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的作用力?!皠偛?1個(gè)零散的氨基酸,現(xiàn)在形成了一條有序的肽鏈,它們是靠什么連在一起的?”“肽鍵。”學(xué)生很快就領(lǐng)悟到這一點(diǎn),整齊如一地回答著?!皩Γ鞍踪|(zhì)一級結(jié)構(gòu)的主要作用力是肽鍵,此外如果肽鏈的組成中含有半胱氨酸,還能形成二硫鍵(實(shí)時(shí)舉起2個(gè)扮演半胱氨酸學(xué)生頭上的連接繩),這是蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的另一種作用力?!苯又髡哌M(jìn)一步拓展學(xué)生的知識,“人體內(nèi)含蛋白質(zhì)的種類約有10萬種,但是我們體內(nèi)的氨基酸只有20種,如何才能讓有限的氨基酸形成這龐大的蛋白質(zhì)群呢?”“不同的氨基酸進(jìn)行不同的排列組合。”數(shù)學(xué)學(xué)得較好的學(xué)生很快用數(shù)學(xué)語言表達(dá)出來?!昂芎?。組成肽鏈的氨基酸類型、數(shù)目及其排列次序變化多端是一個(gè)重要因素。臺上組成肽鏈的學(xué)生可以為學(xué)生示范一下嗎?臺下的學(xué)生請看清楚他們沒變位之前的序列?!迸_上的學(xué)生收到指令后隨機(jī)調(diào)換了位置。當(dāng)各氨基酸重新形成肽鏈后,作者提問:“學(xué)生們認(rèn)識這一序列嗎?它還是剛才的牛胰島素的序列嗎?”“不認(rèn)識?!薄斑@已經(jīng)變成了另一種蛋白質(zhì)的序列。氨基酸的不同排列組合,給我們提供了豐富多彩的蛋白質(zhì),讓它們在體內(nèi)行使各種不同的功能?!比缓螅髡咦屌_上的氨基酸恢復(fù)原來的排列順序,并水到渠成地引入蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系?!艾F(xiàn)在我們看到的肽鏈?zhǔn)桥R葝u素一級結(jié)構(gòu)A鏈上的前11個(gè)氨基酸排列順序,前面4個(gè)氨基酸是牛胰島素重要部位氨基酸,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)若第1位的甘氨酸被切掉(作者讓第1位的甘氨酸出列),牛胰島素活性只剩下2%~10%。由此可見,蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的突變會(huì)影響蛋白質(zhì)的功能。再看另一個(gè)例子,如果第5位的丙氨酸被蘇氨酸替換,第6位的甘氨酸被絲氨酸替,第10位的纈氨酸被異亮氨酸替換了(示意講臺邊還沒入列的3個(gè)氨基酸分別把臺上對應(yīng)的氨基酸替換下來),其他位置的氨基酸不變,現(xiàn)在的序列就變成了人胰島素的序列。盡管現(xiàn)在的序列跟剛才的序列屬于不同種屬的序列,但是它們都是胰島素的序列,都具有調(diào)節(jié)血糖的作用。所以一級結(jié)構(gòu)中‘關(guān)鍵’部分相同、功能相同。”作者以游戲互動(dòng)的形式把蛋白質(zhì)的分子組成、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)及其與功能的關(guān)系這些內(nèi)容串聯(lián)在一起,讓學(xué)生在娛樂中完成了一系列關(guān)聯(lián)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)。
這樣的游戲扮演改變了傳統(tǒng)枯燥無味的“填鴨式”的教學(xué),以通俗易懂的語言向?qū)W生解釋抽象的理論知識,使知識點(diǎn)更形象、具體,加深了印象,加強(qiáng)了難點(diǎn)的理解,使學(xué)生的主體性和教師的主導(dǎo)性得到充分發(fā)揮。
2.1 課程設(shè)計(jì)思路 對于健康管理專業(yè),維生素這一節(jié)屬于重點(diǎn)章節(jié),也屬于跟我們?nèi)粘I铌P(guān)系最密切的內(nèi)容之一。盡管其并不深?yuàn)W,但是種類繁多,相互之間容易混淆。為了讓學(xué)生加深印象,鼓勵(lì)學(xué)生把學(xué)到的知識應(yīng)用于實(shí)際生活中,作者以一個(gè)“我的健康我做主”的游戲,讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)的作用,并享受這種樂趣,從而提高學(xué)習(xí)的積極性。
由于這一節(jié)基本上是日常生活的內(nèi)容,閱讀起來較親切,作者借鑒了翻轉(zhuǎn)課堂的模式,課前讓學(xué)生先預(yù)習(xí)。上課時(shí)讓學(xué)生先提出碰到的疑問,然后,作者在介紹維生素的分類、功能、缺乏癥、臨床應(yīng)用等內(nèi)容的過程中,有針對性地把學(xué)生的疑問解決掉。接著,以“我的健康我做主”游戲,讓學(xué)生把課堂的知識應(yīng)用到生活中去。
2.2 課程實(shí)施
2.2.1 準(zhǔn)備階段 準(zhǔn)備好幾張白板紙、白板筆、病因卡片。找9位學(xué)生上臺,自由組合形成3個(gè)小組,每組各3名學(xué)生,各選出1名組長。
2.2.2 游戲階段 (1)宣布游戲規(guī)則:①抽卡片。每組各抽3張病因卡片,每張病因卡片寫著缺乏的維生素名稱。②食療。參賽者把各病因卡片分別貼在白板紙上,并在下方列舉出可較好地補(bǔ)充相應(yīng)的維生素的食物名稱。③活動(dòng)時(shí)間10 min。④評分。每組把寫好的結(jié)果貼在黑板上展示給學(xué)生,等待評分,寫對1個(gè)加1分,得分高的一組將勝出。(2)學(xué)生游戲前準(zhǔn)備:每組各抽3張病因卡片,領(lǐng)白板紙、白板筆,并把病因卡片貼在白板紙。(3)“我的健康我做主”的食療游戲:各組經(jīng)過一番討論后,在組長的組織下,均爭分奪秒地開始在各病因卡對應(yīng)的白板紙上寫上可以補(bǔ)充該維生素的食物。在選擇食物過程,有時(shí)組內(nèi)成員會(huì)出現(xiàn)一些異議,例如:有的學(xué)生認(rèn)為新鮮蔬菜是補(bǔ)充維生素C的,有的學(xué)生則認(rèn)為新鮮蔬菜是補(bǔ)充維生素E的。作者提示:某一種食物可以含有多種維生素,可以根據(jù)預(yù)習(xí)了解的知識大膽地寫在合適的位置。有了教師的鼓勵(lì),各位選手更自信地在寫上各種食物。(4)成果展示:各組把“食療”方案有序地貼到黑板上,先由全體學(xué)生評分。接著作者在PPT展示各維生素的大食譜,讓學(xué)生進(jìn)一步核實(shí)剛才大家的評分。學(xué)生會(huì)就參賽者寫出來的存在異議的食物提出疑問,作者逐一解疑。(5)成果評價(jià):待各組成果展示完畢后,進(jìn)行成果評估。表演者自評(30%),觀眾評估(40%),教師評估(30%),評價(jià)內(nèi)容包括的“食療”方案準(zhǔn)確性(65分),團(tuán)隊(duì)合作(15分),速度(10分),表演現(xiàn)場的秩序(10分)。評出優(yōu)勝組,進(jìn)行適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)。
2.2.3 反思階段 學(xué)生對自己在整個(gè)演示過程中的參與度、學(xué)習(xí)效果、對合作團(tuán)隊(duì)的貢獻(xiàn)度和解決問題的能力進(jìn)行反思,教師對游戲的設(shè)計(jì)和組織進(jìn)行反思。此外,教師和學(xué)生進(jìn)一步討論并完善本次課程設(shè)計(jì)的不足之處,以期下次取得更好的效果。
在“我的健康我做主”游戲中,由于如何補(bǔ)充某種維生素是學(xué)生經(jīng)過自己思考后主動(dòng)寫出來的食物,即使某些食物當(dāng)時(shí)寫錯(cuò)了,糾錯(cuò)后也會(huì)印象深刻。這比教師在講臺上滿堂灌,學(xué)生在臺下左耳進(jìn)右耳出強(qiáng)多了。通過類似這樣的游戲教學(xué)活動(dòng),不僅提高了課堂的趣味性,還改變了傳統(tǒng)理論教學(xué)中學(xué)生被動(dòng)接受知識的模式,給學(xué)生提供了主動(dòng)學(xué)習(xí)的舞臺。更重要的是這樣的游戲讓學(xué)生感受到書本中的理論知識在實(shí)際生活中得到應(yīng)用,避免理論與實(shí)際的脫節(jié)。這樣學(xué)生對學(xué)習(xí)的熱情會(huì)更高,對抽象的內(nèi)容理解得更透徹,對識記性的內(nèi)容記憶更深刻,對知識的遷移、運(yùn)用更自如,同時(shí)也有利于拓寬學(xué)生的知識面。
教育游戲研究始于20世紀(jì)60年代,當(dāng)時(shí)其價(jià)值并不被重視。20世紀(jì)初在SQUIRE等[4]西方學(xué)者的大力推動(dòng)下,逐漸被國內(nèi)外社會(huì)各界認(rèn)可[5-6]。2017年2月教育部正式印發(fā)的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》,明確提到科學(xué)游戲是科學(xué)學(xué)習(xí)的有效方式之一。游戲化教育強(qiáng)調(diào)寓教于樂的教育理念,凸顯了游戲?qū)逃妮o助作用?!坝螒蚪虒W(xué)法”在幼兒教育[7-8]或中小學(xué)[9-10]教育中運(yùn)用較廣泛,并取得明顯的效果。但是不少人認(rèn)為,游戲是小孩子的專利,不適合大學(xué)生,所以在高校教育方面鮮有人研究或運(yùn)用游戲教學(xué)法,即使偶然有人研究,也主要集中在體育游戲[11]或外語的情境教學(xué)[12-13]中。幾乎沒人研究如何把“游戲教學(xué)法”融入醫(yī)學(xué)類專業(yè)課,更未見有人嘗試在《生物化學(xué)》理論課堂借助游戲深入淺出的講述晦澀難懂的生物化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。作者嘗試了以“游戲法”提高生物化學(xué)課堂教學(xué)的趣味性,發(fā)現(xiàn)學(xué)生對學(xué)習(xí)的熱情更高了。不過在游戲設(shè)計(jì)上需要注意幾點(diǎn)細(xì)節(jié)。例如,第一,游戲的形式最好選較溫和的游戲,不要把類似其綜藝節(jié)目撕名牌那么激烈的活動(dòng)設(shè)計(jì)進(jìn)我們這個(gè)理論教學(xué)課堂中,否則會(huì)影響隔壁班或樓上樓下的課堂。第二,游戲的難度可根據(jù)學(xué)生的層次作適當(dāng)作調(diào)整。第三,因人而異地選擇各種游戲的參賽選手。對較活躍的學(xué)生可邀請他們參加表現(xiàn)力強(qiáng)的單人或雙人游戲;而較靦腆的學(xué)生可參與團(tuán)體性游戲從而減少他們的心理壓力。同時(shí),在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)刻給予那些緊張的學(xué)生更多關(guān)注與鼓勵(lì),讓每位學(xué)生都能積極投入到教學(xué)游戲中,并不斷獲得進(jìn)步。第四:游戲教學(xué)法可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,但不能濫用游戲,理論課并非所有的內(nèi)容都適合運(yùn)用游戲。簡而言之,簡單模仿或原型復(fù)制不可能建立真正適合我國現(xiàn)有教學(xué)環(huán)境的“以學(xué)生為主體”的新教學(xué)模式,只有通過借鑒、不斷嘗試和自我探索才能建立適合不學(xué)生生層次和不同專業(yè)課程特點(diǎn)的教學(xué)新模式,才能喚醒學(xué)生在教學(xué)中的主體意識,調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)能力及分析問題、解決問題的能力。