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生物化学理解

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生物化学理解

生物化学理解范文第1篇

一、引入性实验启发学生开展思维

物理教学中强化物理实验教学的启发性,用引入性实验来激励学生进行深入的思考。引入性实验主要以演示实验或师生协同实验方式出现,它能够活跃课堂气氛,促进双边活动,并能为学生接受新知识建立深刻的感性认识。做这类实验时,操作要尽可能简单些,现象要力求明显,要能启发学生思考。如在讲压强时可以用鸡蛋来做实验,将鸡蛋往桌上敲,鸡蛋很容易破了;但让学生手握鸡蛋捏碎却怎么也捏不碎,这就为学生认识压强与受力面积的关系提供了感性材料。如在讲物体的浮沉条件时,可用雪碧瓶和滴管做一个浮沉的演示实验,先让学生猜想,用手指捏压瓶的下部时,将看到什么现象,不少同学会认为滴管向上升起,然后教师演示,学生看到的却是滴管下沉的现象,这种与学生观念相悖的现象,能使学生产生极大的兴趣,启发学生考虑物体所受的浮力和重力的大小关系影响物体的浮沉。

二、探究性实验拓展学生思维

探究性实验教学是以问题为核心的教学,这种教学方式为学生提供了发现问题和解决问题的机会。它充分突出了学生的主体地位和自主活动,主张学生自主地去获取知识。学生通过搜集、查阅大量的资料和思考,寻找解决问题的途径,设计解决问题的实验方案,然后通过实验进行观察、分析,最后将问题解决。探究性实验不仅强调获得实验结果和亲自经历实验过程的统一,而且更加注重学生对实验过程的理解。如在讲浮力时可以学生的生活经验作为引导他们进行“科学猜想”;提出:1.浮力的大小可能跟物体排开液体的体积有关,2.浮力的大小还可能跟液体的密度有关。教师因势利导,指出这些猜想是否正确还需要实验验证,接着引导学生从实验目的和实验方法上设计实验装置,并通过实验验证上述猜想的正确性,从而弄清浮力的定性规律。在得出有关浮力的定性规律的基础上再拓展思维,进一步提出猜想,考虑浮力大小与被物体排开液体的重力的关系。让学生自己运用已有知识去设计实验开拓科学思维,得出浮力关系式。

三、测量性实验培养学生的创造思维

这类实验主要用来测物理量。因此,在设计这样的实验时,必须注意测量工具的选择和正确使用,尽可能减小由于实验操作粗糙或仪器本身不完善而造成的误差。物理实验大多是动态的过程,考虑到因素往往是多个方面的,所以在测量过程中不仅要完成实验任务测量物理量,还可充分发挥想象空间。如在测定小灯泡功率实验后,提出以下几个问题让学生思考:1.用本实验的器材能不能测定小灯泡的灯丝阻值?2.用本实验的器材能不能测定小灯泡正常发光时滑动变阻器的电功率?3.为什么不能过高调高灯泡两端电压?联系自己家里的实际照明灯泡再想一想。这样,让学生充分地沉入想像讨论之中,既发展了学生的创造思维,又不知不觉地形成了了解和解答有关问题的思路。如做“伏安法测电阻”实验时,可向学生讲,若该实验中,只允许选用一只电压表(或一只电流表),但滑动变阻器的最大阻值已知,你能想出什么办法来测出未知电阻的阻值?同学们就会想很多行之有效的办法完成实验,可培养学生的创造思维能力。

四、观察性实验培养思维的敏捷性

善于观察是科学探究和学习物理的必备条件。凡是实验都要观察,但观察性实验则是强调以观察物质现象为主的实验(如观察水的沸腾、光的折射等)。这类实验在对实验条件和现象的观察上都要求较高的可见度,在仪器的选择和操作上也要尽可能让学生连续观察、分步观察、综合观察和对比观察,力求让他们透过物理现象弄清物理原理。而思维的敏捷性是指思维过程的速度,有了它就能及时利用实验现象思考原因。如在做水的沸腾实验时,除要让学生仔细观察加热初期、中期和沸腾时气泡上升过程中体积的变化和水温的变化外,还要让学生主动认真思考其气泡大小变化的原因。

五、课外实验培养思维的发散性

学生在课外按照教师布置的任务、要求和方法,用一些简单的器材或自制仪器独立地进行实验和观察,是物理教学的一种很有效的补充形式。如教材后面的“小实验”,习题中的“实验”,老师布置的课后“动手做”等等。这类实验是物理教学的延伸和补充,教师可有目的、有计划地对学生“磨炼”,培养学生思维的发散性和动手能力。自制的仪器设备虽然比较粗糙,精确度不高,但都是学生亲手制作,对仪器的构造和性能熟悉,对自己的劳动成果有感情,实验效果好、收获大。如制作“潜水艇模型”、“船闸模型”、用纸盒和小平面镜制潜望镜等等。大多数学生会对完成课外小实验的积极性都很高,任务就会完成得比较好。这样学生成了知识的探索者,才智有了进一步发挥的余地,思维有了发散,丰富了课外生活,培养了青少年热爱科学的好习惯。

生物化学理解范文第2篇

关键词:类比法;物理量;比热容;迁移

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2016)12-0037-2

物理量,就是人们用以作为量度物质的属性和描述其运动状态时所用的各种量值[1]。在物理教学中,学生对物理量的理解层次,直接影响着其对物理规律的建构和认识。所以,深化学生对物理量的理解,是教学过程中的重要任务。

物理来源于生活,物理量来源于生活量。在生活中,我们描述生活现象时用到各式各样的生活量,而其中有科学价值和物理意义的量,被科学家抽象出来,定义为物理量,方便于之后的科学研究。如学生刚开始接触物理时,会学习长度、时间等物理量。这些物理量的教学难度不大。原因是学生在生活中一直在接触和应用这些量,且物理量抽象程度不高,生活量和物理量内涵趋近于同一,并无太大区别,学生易于接受。这也是不同版本的教科书都把长度的教学放在了学生刚学物理这门课程的时期的原因。所以,生活中越是经常提及的量(如:长度、时间、速度、温度等),物理课堂教学中的障碍越小,此时,生活经验对教学起到正迁移作用。对于生活中不经常甚至从未提及的量(如:压强、电压、功、能、比热容、电场、磁感应强度等),在教学中物理量概念的建立和理解就困难。此时,生活经验对教学的促进作用就减弱了很多。另外,生活量描述的随意性,更给物理量的教学带来了不少困难,起到了负迁移作用。例如:学生把重力等同于质量,认为压力大小都等于重力大小,摩擦力属于阻力等错误认识。

在抽象程度高的物理量的教学中,教师有时利用类比法,将学生不容易认识理解的抽象概念逻辑类比为学生熟知的生活中的形象的概念逻辑,以帮助学生建立概念理解规律。例如:在电流和电压的教学时会类比水流水压等。比热容是学生较难理解的物理量之一。教师对学生概念的建构和相应知识的应用都颇费功夫。很多学生在学完知识后,还是不能真正理解比热容的物理意义,认为比较不同物质的吸热多少就可以比较吸热能力。把“能力”混淆为“多少”的错误,究其原因,还是生活中根本不提及比热容这个量。而生活中的逻辑却经常用“多少”来描述“能力”。例如:吃饭的能力被描述为吃的多少,“饭量”这个生活量就是这么来的。由于生活中这种“思维的惯性”,负迁移作用增强,教学中就遇到了困难,很多学生学完比热容的概念,却又回到了生活逻辑中。要解决这个问题,我们的教学也必须遵从生活的规律,找到生活中合适的逻辑关系与科学中的逻辑关系进行类比,便可破解学生“思维的惯性”,使生活经验对物理学习产生正迁移的作用。很多教师在教学设计中实际上就采用了生活逻辑类比科学逻辑,找到合适的生活中的事例促进学生的理解,对学生的学习起到了一定的正迁移效果。如把吸热能力类比为生活中的消费水平[2],或者比为挖掘的工作效率[3]等。

笔者在实际教学过程中,采用将生活中人喝酒的生活逻辑类比物质吸热的科学逻辑,使学生学习兴趣高涨,加深了对比热容这个物理量的理解。小组实验原理图和数据如图1和表1。

教师通过和学生一起分析科学逻辑的思维过程,纠正学生片面地、不控制前提条件地认为“吸热多的物质吸热能力强”的错误认识。此时,大部分学生能够理解。但是,通过和多数学生的课下交流,他们虽然理解但内心总感觉有些“别扭”。而这里所谓的“别扭”,实际上就是学生对比热容这个物理量概念的认知是教师通过建立科学实验的情景强加给学生的,学生不能将生活经验迁移到科学实验的理解中,自然觉得“别扭”。于是,笔者在完成比热容的教学之后,又做如下的三部分思维引导:

1.在生活中,我们也经常比较人喝酒的能力,人喝了酒体温升高脸会红,若把刚才小组实验的过程认为是“水”和“煤油”两个等质量的人喝酒的话,时间物理量就相当于喝的“碗数”,温度物理量就相当于“脸红程度”,如何分析哪个人喝酒能力强呢?学生对“水”和“煤油”二人喝酒过程讨论的生活逻辑如表3展现。此时,将生活中人喝酒的生活逻辑类比物质吸热的科学逻辑,学生自然就不会感到“别扭”了。

2.学习了比热容的知识后,我们知道描述不同物质的吸热能力用“比热容”这个物理量,即“比比谁容的热多”,那生活中我们经常认为“喝酒多”的人“喝酒能力强”就不“科学”了,“比比谁容的酒多”应该有个“科学”的物理量才行。此时,学生会对这种牵强地硬把科学和生活拉近的解释报以理解的微笑,“比酒容”这个“科学”化的生活量也跃然脑中。这样就通过幽默的方式深化了学生对比热容物理概念的理解。

3. 在吸热的科学实验中,我们不方便直接测量吸收热量的多少,保证两个加热器规格完全相同,就可以通过比较加热时间来比较吸热多少了。在喝酒的生活实例中,我们不方便直接测量两个人喝酒的多少,保证两个人喝酒的碗倒满相同的酒,就可以通过比较碗数多少来比较喝酒多少了。如此这般逻辑类比,深化了学生对科学实验中控制变量法和转换法的理解。

科学来源于生活,科学量来源于生活量,科学逻辑来源于生活逻辑。实际上,科学的创新和进展也往往受到生活的启发,科学上的已知和未知的真理也早已隐含于生活真理之中,利用生活逻辑类比科学逻辑的教学不仅有利于深化学生对物理量的理解,对学生在今后的探究中建构科学知识和创新科学理论的能力素养提升也有一定的帮助。

参考文献:

[1]东亚.物理量在物理学中的作用[J].中学物理教学参考,1996,25(1):29.

生物化学理解范文第3篇

论文关健词:多媒体教学;缺陷剖析;运动生物化学;精品课件;对策

多媒体教学课件在大学课堂上得到推广和普及得力于它是一种现代化强有力的辅助教学手段,对于大面积提升教学质量发挥了巨大的作用。但是,不论那一类多媒体教学课件不可能制作得十分完善,难免存在缺陷,而这些取决于课件设计者的综合水平。

随着现代科学技术的飞速发展,制作多媒体教学课件水平不断提高。运动生物化学精品课件不断推出,教师使用这些多媒体教学课件感觉十分顺手,优越性明显。更加激发了更多的教师学习如何使用多媒体课件教学的知识体系,动手制作多媒体教学课件的热情,纷纷将传统的运动生物化学教学方法融入到利用多媒体教学课件的教学中,使得运动生物化学的教学方法不断进步不断创新。然而,限于自身的能力和水平,也有相当一部分的教师由于对多媒体教学课件的原理相关知识缺乏、动手能力不强,无法制作出运动生物化学的多媒体教学课件,就是免强制作了也存在明显的缺陷。真正弄清多媒体课件教学的原理,解决多媒体教学课件在课堂教学中存在的缺陷和不足,制作出精品运动生物多媒体教学课件,才是运动生物化学教学改革的首要课题。

一、运动生物化学课堂教学采用多媒体教学课件仍不完善

现代科学技术的发展,使得信息获取、处理和传送变得十分简便。基于“云计算”强大的信息处理能力非常便捷地通过屏幕将视频、图、文、声和音像等直观展示出来、生动地展现语言描述及教师形体语言难以表述的现象与过程。这对强化运动生物化学理论教学,提升运动生物化学实验教学都发挥着重要作用。可是,不少运动生物化学教师面对使用多媒体课件进行课堂教学造就的教学变革和教育变革缺乏了解和认识,局限于自身的知识水平对利用多媒体课件教学的原理理解不透,自己制作的运动生物化学课件的技术水平不高,导致使运动生物化学多媒体教学课件存在如下缺陷:

(一)运动生物化学教师利用多媒体课件教学手段能力强弱不一。对于沿用传统教学方法至今的个别运动生物化学专业课教师,总的来说都是年龄都偏大,计算机技能基础弱,自身的知识结构陈旧,十分缺乏对计算机科学的发展及软件功能的强大的了解,对运动生物化学教学中使用多媒体课件这一现代化教学手段的教学变革思想上准备不足,对多媒体教学课件的制作过程不清楚,所以对要自已如何去制作运动生物化学多媒体教学课件感觉难度大,自然就出现了优质教学资源难以充分利用,在实际教学中就会放弃多媒体课件教学手段中的音响效果、动画、影像等在对体现运动生物化学教学过程的真实性、生动性、直观性和实际效果,只能沿用传统的教学手法。对已具备相当计算机信息技术基础的大学生,仍沿用传统的教学方法已经不能满足当代大学生的基本需求,教师的教学能力遭到质疑,造成实际上运用运动生物化学多媒体教学课件的不足和缺陷。一个众所周知的事实是:制作出一个好的运动生物化学多媒体教学课件要消耗大量的时间和经费,程序又比较复杂,比过去的备课工作显得既繁琐,又大增加了工作量,借用其他学校制作的运动生物化学多媒体教学课件又不太合适,这就是当前运动生物化学多媒体教学课件存在的实际问题。

(二)屏幕显示替代了教师板书和教学引导,失去了传统教学应有的活性。多媒体技术集多种现代科技手段来阐述运动生物化学中学生难以理解的文字说明、公式推导,尽可能地帮助学生理解课堂知识,由于运动生物化学课程理论复杂较难理解,课程相关知识抽象难以记忆,运动生物化学教学采取运动生物化学多媒体课件后,一切瞬间变得直观了,复杂的事物也变得简单了。如果仅用文字来表述很难体现出多媒体技术的先进性、适用性和科学性,其实质就是电子屏幕代替的黑板,并没有更多的不同,还缺少了师生间的互动。据了解相当一部分教师使用多媒体课件教学也仅仅停留在用电脑屏幕替代黑板进行文字板书的初级阶段,也是当前高校存在的利用多媒体课件教学时的普遍现象。当然也有部分青年教师则走向另一极端,什么都离不开计算机。传统教学中发挥教师主导作用对于他们来说已经不再可能,完全依靠运动生物化学多媒体教学课件来展示运动生物化学教学的全程教学。一切依赖多媒体技术,老师则自始至终控制设备,学生见不到教师的面,教师搞不清学生在通过学习后有何反应,师生不再互动,这种呆板的机械式的教学模式,使教师原来的主动式教学变成了由电脑控制的被动式教学,形成了实际上的教、学分离。

(三)利用多媒体课件仅停留在简单、机械的知识层展示,课堂缺乏生气。课件中的运动生物化学知识的单纯展示是多媒体课件制作中的另一个缺陷,在多媒体课堂教学中,使用最多的是Powerpoint制作的演示型课件,因为它便于操作和使用,当然它也是最低层次的课件。对于教育理念不能转变,现代计算机技术知识缺乏,动手能力差的运动生物化学教师来说,多媒体教学课件应该涵盖些那些内容,如何制作才是科学的有效的。根据以往的经验在制作多媒体课件时,他们一味地追求本课程知识的覆盖面,使运动生物化学课件变成了word文档的演示档,不但课件占的空间大,不仅分散学生的注意力,难以收到预期效果。因为这种课件所展示的更多的是技术理论和原理,对体育教育专业的学生的运动生物化学教学极不适合。究其原因,主要是这样制作的运动生物化学课件的难度小,技术含量低,容易做到。若要制作可视频且能体现图、文、声、情特色,色彩丰富的优质运动生物化学多媒体教学课件,难度自然要大许多。仅仅依靠专业课的教师来完成优质多媒体教学课件是不现实的,根据课件制作要求必须请精通计算机技术的专业人士参与其中,共同制作运动生物化学多媒体教学课件或其他专业的多媒体教学课件,这样既解决了专业层面的问题同时也解决了技术层面的问题。

如何解决多媒体教学课件制作中存在的缺陷和不足问题,最关键的是精力的投入,时间的投入,资金的投入和技术的投入,切实解决多媒体教学课件制作过程中各个层面的问题。

二、弥补多媒体技术课堂教学缺陷的对策

(一)强化计算机技能学习,掌握先进的多媒体教学课件制作技术。运动生物化学教学不仅是要从分子层面传授运动与人体的生化反应之间的关系问题,还要让学生深刻理解其原理,运动生物化学教师上课时必须把握全局。要做到这一点,必须解决运动生物化学教师对多媒体教学课件在实际教学过程重要性的认识问题。在传统注入式教学活动的基础上,充分利用计算机辅助教学、多媒体信息技术手段,将深奥复杂难懂的运动化学原理和新陈代谢变化过程直观化、简单化,是激发学生热爱本课程学习热情的原动力和对运动生物化学实验能力发展的重要过程。现代科学技术发展的今天,要让运动生物化学教师清楚地认识到,评价教师教学水平高低的一项重要数据就是实际应用多媒体教学课件的能力。可见强化现代科学技术修养是运动生物化学课程专业教师自身素质提升必不可少。

(二)投入运动生物化学理论与实验教学中,运用现代计算机多媒体技术制作体育本科专业运动生物化学教学高质量的课件。在运动生物化学课程体系中,因知识结构的教学理念较为注重对事物原理和理论的研究,自然在运动生物化学教学过程中对文字叙述和公式的推导较多,制成的运动生物化学多媒体课件难免以文档形式展示。但是,运动化学精品课程的建设是基于对工作环境研究和工作过程教育的实践性内容,如果制作的运动生物化学多媒体教学课件也只有文字和公式,必然导致课件内容单调、枯燥和贫乏。因此,制作者要投入运动生物化学理论与实践教学中,既要熟悉运动生物化学理论与实验过程,熟悉“图、像、音、画、动漫”运用技能,才能制作出符合本科体育专业运动生物化学课程的好课件。虽然从事教学时间较长的教师的计算机操作和软件应用能力不如青年教师。但是,他们的优势是教学实践经验丰富。所以,必须让从事教学时间长的教师加强现代计算机教育技术手段的培训力度,提升计算机技术的应用能力,而让青年教师强化实践训练,二者取长补短共同制作运动生物化学多媒体教学课件,才能出精品。才能为克服课件制作过程中存在的缺陷,从而打下打下良好的基础。

(三)强化运动生物化学教师计算机应用技术知识的培训,精心打造课件精品。把运动生物化学多媒体精品课件有效地在课堂教学中使用,既能使课堂教学生动起来,内容和形式、时间和空间有机结合起来,将复杂变简单,将抽象变直观,枯燥乏味的原理和公式变得更有趣,体现无比优越性。运动生物化学多媒体教学课件精品的产生就必须在制作中解决以下三个方面问题:

1.教学思路要有前瞻性、设计思想要体现先进性,运动生物化学多媒体课件框架结构的搭建要呈现出科学性。在做任何事情首先要目标明确,构思精巧,清楚地表达出运动生物化学多媒体教学课件所要达到的预期目标。根据需求,收集好素材。根据“云计算”技术所具备的强大的处理音频、动画、文字、照片、图像、图、视频效果的能力将教学过程所教的内容变得通俗易懂,便于学生掌握有关知识。计算机对图形、图像、文字等处理能力的优秀,很容易把运运生物化学原理和实验操作变得简单明了,对运动生物化学课堂教学注入了活力,极为有利于提高运动生物化学课堂教学的质量。

2.大学课堂教学对象是大学生,根据所教班级学生的素质情况因地制宜量体裁衣制作适合本班学生的运动生物化学多媒体课件。因为不论何种教学方法其目标都是让学生积极主动地获取知识,学有所成。运动生物化学多媒体教学课件辅助教学也要从本班级学生的具体情况出发,既简单又实用。在制作运动生物化学多媒体教学课件时,弄清本班学生的知识结构情况,研究学生的真实水平,通过课件解决存在的实际问题。

运动生物化学多媒体教学课件的使用不能停留在低层次的单纯演示,要实现教师、学生和多媒体教学设备的对话、互动,在课件构思时根据需要安排人、机对话和师生间的交流方面的内容。运动生物化学教师应将课件设计成学生的追踪的焦点、和热点,并注意增强运动生物化学多媒体教学课件人性化界面,随着现代科学技术的进步,将来运动生物化学多媒体课件的智能化程度不断增强,这样的设计出品的运动生物化学课件才真正体现了多媒体教学的精髓。实现运动生物化学多媒体课件教学的最优化,克服运动生物化学多媒体课件教学的缺陷。

3.崭新的教学理念要在运动生物化学多媒体教学课件中充分体现。不论何种教学课件都必须多做,反复做,在制作中学习,在制作中完善,在制作中提高,熟能生巧,只有熟悉了,运动生物化学多媒体教学课件制作才能升华产出课件精品,崭新的教学理念要在运动生物化学多媒体教学课件中充分体现。

成功的运动生物化学多媒体教学课件突显出一种崭新的教学理念,具备前瞻性和先进性及科学性,教学模式将根据随着时代的发展以时俱进不断更新。

生物化学理解范文第4篇

关键词:生物科学发展史;生物进化理论;自然选择学说

一、教学内容

人教版高中生物必修2中第七章第一节“现代生物进化理论的由来”是高中生物进化知识的第一课。核心内容是介绍现代生物进化理论由来,通过教师引导,学生自学探究的方法,突出并且突破达尔文的自然选择学说这一重难点。

二、教学目标

1.知识

(1)达尔文之前,人们是怎样看待生物进化的?

(2)达尔文的自然选择学说的主要内容。

2.能力

(1)学生自己能形成时间为主线的生物进化理论发展过程。

(2)学生能对各种进化观点对比分析、思考,以及形成和认同辩证唯物主义的观点。

3.情感、态度与价值观

(1)评述达尔文自然选择学说的贡献和局限性。

(2)探讨生物进化观点对人们思想观念的影响。

三、教学过程

1.播放视频,导入新课

播放网络上流传“爆笑生物进化”片段,然后提问:①这个视频讲述的是哪方面的内容?②最早提出这些观点的是谁呢?③在这个过程中有什么规律吗?

设计意图:以视频的方式激起学生学习兴趣,让学生回忆初中有关生物进化方面的知识,为后面新内容的讲解作铺垫。

2.拟定提纲,学生自学

放映拉马克的图片,提出问题:这位科学家是谁?生物进化的观点最早是他提出的吗?给大家5min时间看书来了解本节内容。注意:①最早生物进化观点的主要内容。②达尔文生物进化观点的主要内容。③这两种进化观点各自的优缺点。在学生产生浓厚的学习兴趣后,通过拟定提纲,引导学生以自学的形式让学生熟悉本节教学内容。

设计意图:通过学生自学的方法交课堂于学生,教师只是从旁引导,另外本节内容涉及初中相关内容,学生学习起来不困难。

3.答疑解惑,讲解新知

讲解拉马克的生物进化理论。教师引导:早期人们对生物的起源都认为是神创造的。但是最早反对这种神创论观点的并不是大家熟知的达尔文,而是拉马克,他第一个完整地提出了生物进化的观点。那么拉马克生物进化观点有什么不足之处呢?如果用他的观点来解释长颈鹿脖子变长的过程该怎样解释呢?

设计意图:以提问的形式指引学生思考的方向。设计长颈鹿脖子怎样变长这一问题,为后面与达尔文进化观点内容进行比较。

4.视频播报,重点讲解

教师引导:2009年是达尔文诞辰200周年,达尔文对于生物发展有哪方面的贡献,看新闻。达尔文这一伟大的科学家发展和继承了生物进化的观点,并给以生物进化学说强有力的实验标本支持,但是达尔文的观点是否完全正确呢?如果以达尔文的观点来解释长颈鹿脖子的变长过程则又是怎样的呢?

设计思路:通过多媒体展示,重点强调达尔文进化理论的内容和引导重点比较达尔文和拉马克两种进化理论的相同点和异同点。突出重点,突破难点。

生物化学理解范文第5篇

论文关键词:生物化学 实验教学 生物化学实验

论文摘要:生物化学实验教学是高校生物化学教学的重要组成部分,对于加深学生对生物化学专业理论知识的理解和掌握,培养学生对生命科学的科研兴趣和求知欲,以及锻炼学生的实践能力和分析问题、解决问题能力都具有重要的作用,本文就此阐述了几点体会。

生物化学是一门实验科学,生物化学学科的飞速发展离不开生物化学实验方法的不断进步和深入。同样,对生物化学知识的理解、掌握和运用也离不开生物化学实验。在高等学校生命科学、生物技术、生物工程等专业、以及农、林、医、药相关专业中,生物化学实验都是生物化学教学中必不可少的环节,也是培养学生的科研兴趣和实践能力的重要环节。笔者在近十年的教学实践中深刻体会到生物化学实验教学和理论教学之间相辅相成、互相促进的关系。

一、生物化学实验有助于加强学生对生物化学专业理论知识的理解和掌握

生物化学是一门内容极其丰富且发展迅猛的学科,也是生物、医药、农业、食品等众多学科的专业基础,这使得生物化学一方面容易引发学习的兴趣,另一方面又比较难学。生物化学专业理论知识的学习需要大量的记忆,但是单纯的死记硬背不仅无济于事,还会抹杀生物化学的活力,使得理论学习变得枯燥乏味。因此需要进行理解性记忆,并随时进行归纳总结、融会贯通。生物化学实验是加深理解专业知识的重要途径,它能够使抽象的生物化学理论以形象、生动的形式展现出来,有助于加强学生对理论知识的理解和掌握。生物化学实验的内容丰富多彩,包括普通生化实验、生化分离实验,以及一些技术水平更高的生化实验等。普通生化实验主要是对各类生物分子进行定性和定量研究;生化分离实验主要是利用层析、电泳、超速离心等方法对各类生物分子进行分离和纯化;其他高级生化实验则包括研究生物大分子结构的X—射线衍射技术,研究物质代谢的同位素示踪技术,与分子生物学相关的DNA重组技术,等等,其中的一些技术促进了新兴学科的发展并成为这些学科的核心技术。

在高等学校生物化学教学中涉及到的主要是普通生化实验和生化分离实验。这些实验与理论教学相辅相成,能有效地帮助学生理解和掌握专业理论知识。例如,在“蛋白质的两性反应和等电点的测定”实验中,通过观察在加酸、加碱过程中,酪蛋白溶液酸碱度的变化和沉淀——溶解情况的变化,形象、直观地展现出蛋白质的两性解离过程,使同学们切实理解了蛋白质的两性解离性质和等电点的概念;通过比较在不同pH值下酪蛋白溶液的沉淀量,不仅可以反映出酪蛋白的等电点,还使得同学们对蛋白质胶体溶液稳定性的影响因素有了更为深刻的理解和认识。在“酶的抑制与激活”实验中,利用同学们自身的唾液淀粉酶,通过比较分别存在Cl-和Cu2+时,酶催化淀粉水解后,水解产物与碘所呈现出的不同颜色,不仅可以直观地反映出抑制剂和激活剂对唾液淀粉酶的作用,帮助理解酶的抑制和激活这一性质,还可以促进同学们思考抑制剂与变性剂之间的差别,并使同学们对各自的唾液淀粉酶酶活高低及其性能有了初步的认识。

二、生物化学实验有助于培养学生对生命科学的科研兴趣和求知欲

生物化学和相关的生命科学都是实验科学,实验是这些学科的基础,是理解已有知识、发现新知识的重要途径,也是激发求知欲和探索欲的良好手段。生物化学作为揭示生命的化学本质的一门学科,是21世纪最富生命力的学科之一,也是研究热点众多、研究成果日新月异的学科之一,其旺盛的活力离不开实验的开展和创新。在生物化学实验教学中,深刻地体会到学生对生物化学实验的浓厚兴趣,这有效地缓解了生物化学理论知识学习的枯燥感,使得生物化学焕发出它本身特有的学科魅力。

在生物化学教学中,有些概念和性质仅仅通过理论讲解显得很空洞,很难使学生深刻理会。而在理论讲解的基础上,结合直观的实验现象,就能调动起学生的兴趣,并启发学生进行思考和总结,从而达到事半功倍的效果。酶学是生物化学中很重要的一部分内容,酶活力是反映酶的性能的基本指标,但是单纯的理论讲解总显得索然无味、力不从心。通过“糖化型淀粉酶活力的测定”“蛋白酶活力的测定”等实验,使同学们对酶活力的概念及其测定有了清晰的认识。在上面提到的“酶的抑制和激活”实验中,由于使用的是同学们自身的唾液淀粉酶,个体之间存在酶活差异,需要同学们自己对酶液进行适当的稀释。有的同学酶液稀释得正好,激活组、抑制组和对照组表现出明显的差异,分别呈现出黄褐色、蓝黑色和酒红色;有的同学第一次酶液稀释过头,重新调整后得到明显的实验现象。鲜明的实验结果令同学们非常新奇和兴奋,激发了同学们的实验热情和研究兴趣,并使同学们领会了酶活力的影响因素和酶活测定的关键。糖代谢是动态生化的重要内容,其中的糖酵解途径以及糖的有氧代谢需要同学们完全掌握。在理论学习的基础上,通过“碘乙酸抑制糖酵解”实验,比较在三氯乙酸、碘乙酸存在下酵母的葡萄糖代谢情况,以及中间产物3-磷酸甘油醛的积累差异,使同学们对酵母的葡萄糖代谢和糖酵解途径有了更为生动和直观的认识,提高了对动态生化的学习兴趣,也为以后学习和研究微生物代谢奠定了良好的兴趣基础。

三、生物化学实验是锻炼学生实践能力和分析问题、解决问题能力的良好方法

生物化学研究的是生命的化学本质,生物化学实验所用的材料是生物材料,生物材料往往存在较大的个体差异,且稳定性较差,因此生物化学实验的相对误差较大。为了获得准确的实验结果,需要具备优良的实践能力,以及严谨、细致、灵活、创新的科研作风。生物化学实验是锻炼学生实践能力的良好途径,也是培养学生严谨的科研作风的有效手段。通过生物化学实验,还可以锻炼学生分析问题、解决问题的能力。

高校生物化学实验教学采用的多为方案成熟的验证性实验,在正确的理解和严谨、规范的操作条件下通常都能得到满意的实验结果,这不仅能使同学们体会到实验的神奇,更能感受到成功的喜悦。但有时候也会因各种各样的原因而导致实验失败或结果不太好,这时,鼓励同学们从中分析原因、总结经验、进而解决问题,同样能够起到良好的锻炼效果。在“蛋白质的凝胶过滤层析”实验中,不同分子量和颜色的样品在凝胶柱中彼此分离开,并通过检测器和电脑的记录,显示出它们的洗脱曲线,使得同学们真正理解了凝胶过滤层析的原理和方法。有的组样品分离效果很好,洗脱峰狭窄;有的组则分离效果不好,峰形展宽,通过观察、分析,同学们重新沉降柱面、并平稳上样,取得了良好的分离效果。这不仅提高了同学们的实验技能,也使同学们认识到实验操作需要严谨、细致。

在生物化学实验教学中,除了安排大量的验证性实验以锻炼学生多方面的实践能力之外,在此基础上适当地安排综合性、设计性实验,还有助于培养学生的实验设计能力和科研能力。例如,在“酵母蔗糖酶的提取”实验中,通过让同学们来设计不同的实验方案,可以使他们更好地理解生物分子分离的常规过程和常用方法;通过让各个组实施不同的操作方案,不仅能锻炼他们的科研技能,还可以锻炼他们分析问题的能力和协作精神。通过不同实验方案的实施,使同学们认识到生化分离实验除了具有严谨的科学性之外,还表现出灵活的艺术性,并随着被分离样品的不同而可以艺术性地采用灵活多样的生化分离手段。

总之,生物化学实验教学在高校生物化学教学中具有重要的作用。

参考文献

[1]王镜岩,朱圣庚,钱长法.生物化学[M].第3版.北京:高等教育出版社,2002.