医学生物化学创新性教学改革与实践

摘    要： 医学生物化学是医学主干课程之一，也是基础医学课程中最抽象、最难懂的学科之一。作者结合在医学生物化学教学中的实践，总结了三点体会，探索培养具备基本生物化学知识机构体系、创新性思维和辩证唯物主义自然哲学观的创新医学人才的创新型教学模式。

关键词： 医学生物化学    教学改革    创新型医学人才

医学生物化学是运用化学原理和方法从分子水平探讨人体生命现象本质的重要基础学科和前沿学科，是医学主干课程之一，也是医学各专业学生学习免疫学、病理生理学及药理学等后续课程的基础。随着生物化学突飞猛进的发展，生物化学的研究内容已不仅仅局限于新陈代谢，还包含大分子结构、功能、生物合成及基因表达调控等当今发展前沿——分子生物学的相关内容[1]。作为医学相关专业的学生，除掌握与医学有关的物质代谢、能量代谢、生物转化等基本知识之外，更重要的是学好分子生物学的基本理论，如核酸、蛋白等生物大分子的结构和功能，代谢调节机制及基因表达调控等，同时联系临床的常见疾病，能够在分子水平上认识病因及致病机制，加深对其诊断、治疗原理的理解。目前，培养医学创新型人才已成为高等医学院校教学工作的重要任务。由于医学生物化学的理论性与基础性，其教学对医学创新人才的培养发挥着非常重要的作用。

生物化学理论性强，代谢途径错综复杂，在基础医学课程中是最抽象、最难懂的学科之一[2]。在当前的教学中，学生反映知识点多并且抽象难以理解，若只靠死记硬背的学习方式，则效果很差。怎样在课堂教学中激发学生学习兴趣，化抽象的理论为具体的实例，在传授知识的同时注重培养创新能力？笔者结合在医学生物化学教学中的实践，总结了三点体会，以期抛砖引玉，探索培养创新型医学人才的创新性教学方式。

一、联系临床实际讲解生物化学的基础知识

医学生物化学课堂教学中要注重基础理论知识和临床实际的联系[3]，通过联系使抽象的基础理论知识变得具体生动，同时激发学生思考，提高学习兴趣，变被动接受知识为主动学习。实例一：蛋白质变性。在讲解蛋白质变性时，先介绍变性的概念，蛋白质变性指的是蛋白质空间结构的破坏。由于前面已经学习了蛋白质四个层次的结构，这一概念不难理解。接下来强调蛋白质空间结构和功能的关系，蛋白质作为一切生命活动的体现者，其功能的发挥离不开空间结构，空间结构是生理功能的物质基础。在此基础上很容易理解蛋白质变性必然蛋白质导致生理功能的丧失。阐述至此，同学们虽有了一定的理解，但还是比较抽象，接下来设问：导致蛋白质变性的因素有哪些？蛋白质变性在临床实际中有没有应用？重金属为什么危害很大？误食了重金属怎么治疗？通过问题引导学生思考，合理讨论后教师再总结。导致蛋白质变性的因素有物理和化学因素。高温、紫外、酒精和碘伏等都能起到灭菌的作用，原理是这些因素都可以使蛋白质变性。误食了重金属是非常危险的，因为重金属可以导致我们体内的蛋白质变性。那么应该怎么办？当然是除去摄入消化道的重金属。怎么除？可以用食物中的蛋白质中和，所以必须立即喝大量富含蛋白质的食物如牛奶、豆浆等，再催吐洗胃。通过和实际的结合，同学们发散了思维，使知识变得具体生动，同时对蛋白质变性的概念有了更深刻的理解。

实例二：蛋白质结构和功能的关系。蛋白质结构和功能的关系很抽象，应该结合具体的实例讲解。镰刀状红细胞贫血症是一种在地中海地区发病率较高的单基因遗传病。患病者的血液红细胞表现为镰刀状，其携带氧的功能只有正常红细胞的一半。接下来设问体内什么蛋白携带运输氧气？为什么携氧能力降低？最终总结镰刀状红细胞贫血症是由于血红蛋白HbAβ链第六位的谷氨酸突变成缬氨酸。这一个氨基酸的突变，由带正电荷的谷氨酸突变成疏水性的缬氨酸，导致血红蛋白空间结构的改变，氧结合能力变低。进一步引申阐述蛋白质一级结构中的某些部位氨基酸很重要，是关键部位，如果突变成性质完全不同的氨基酸，就会导致空间结构和功能的改变，这是很多疾病发生的分子基础。

教师在教学过程中应该注重基础生化知识和和临床实际的结合。通过联系临床实际理解基础理论知识。通过精心设计提问和适当讨论发挥学生的主体作用，激发其学习兴趣，加强对知识的理解和运用。

二、寓辩证唯物主义的自然哲学观于具体生物化学知识点的讲解

生物化学知识点多，理论性强，学好这门课程必须建立在深刻理解的基础上。在具体的教学工作中怎样突出知识间的联系，构建学生的知识结构体系是课程教学改革要探索的课题和培养医学创新型人才的需要。自然科学的具体知识中蕴含着基本的哲学原理，哲学是自然科学的高度概括。在医学生物化学的教学实践中，适当结合辩证唯物主义的一些基本理论讲解可以帮助学生更深刻地理解知识并建立知识间的横向联系。

实例三：蛋白质结构层次及生物学功能的阐述。生物大分子结构和功能是医学生物化学教学的重点，其中关于结构和功能的关系，比较抽象，难以理解。在阐述蛋白质一级结构和高级结构及功能的关系时，先通过牛核糖核酸酶的变性和复性试验，说明一级结构是空间构象的基础，一级结构中含有折叠成特定三维空间结构的信息。进而上升到内因和外因在事物发展中的作用，一级结构即多肽链中氨基酸的排列顺利是蛋白质最终折叠成特定三维结构的内因，是决定性因素，但蛋白质特定三维空间结构的形成还需要一些外部因素，对于牛核糖核酸酶的复性，其外因就是去除尿素及β-巯基乙醇。最终牛核糖核酸酶折叠成正确的空间结构是一级结构（内因）和外界环境因素（外因）共同作用的结果。内因是主导因素，是一事物区别于他事物的内在本质，所以一级结构相似的蛋白质具有相似的空间结构及功能，蛋白质的结构和功能的千差万别，归功结底是由于蛋白质中氨基酸排列顺序的千变万化。在事物发展过程中处于支配地位，对事物发展起决定作用的矛盾，叫做主要矛盾。在事物发展过程中处于从属地位，对事物发展不起决定作用的矛盾，叫做次要矛盾。一级结构中关键部位的氨基酸残基是形成特定空间结构的主要矛盾，所以这些部位的氨基酸较其他部位的氨基酸残基更重要，也是进化过程中的保守位点。一旦这些部位氨基酸（主要矛盾）发生突变，如HbAβ链的第6位谷氨酸突变为缬氨酸，即导致血红蛋白的空间结构和结合氧功能发生改变，导致镰刀状红细胞贫血症。蛋白质中处于次要矛盾的氨基酸残基发生突变一般不会导致疾病，一定频率的突变是生物进化的基础。

实例四：对于生命信息的阐述。任何信息不能独立存在，都要有物质基础，生物体的遗传信息主要储存在DNA分子中。介绍遗传信息的储存，传递及表达时要突出物质是信息的载体。遗传信息的储存形式就是基因中四种碱基的排列顺利。通过DNA的复制（碱基互补配对原则）把遗传信息从亲到传递到子代。通过基因的表达把DNA中碱基的排列顺利解码成蛋白质中氨基酸的排列顺利，从而形成成千上万种具有不同空间结构及功能的蛋白质。

通过结合哲学的基本原理讲解生物化学中的基础知识，能启发学生的思考，建立知识的横向联系，达到融会贯通，并树立辩证唯物主义的自然观和世界观，从而提高学生的综合素质。

三、知识的传授过程中注重创新性思维的培养

在教学工作中，熟练地传授知识是非常容易实现的，但学生创新思维能力的培养是非常难以实现的。通过引出问题、类比及假设等讨论逐步培养学生分析问题、解决问题的能力。

实例五：关于遗传信息的储存、传递和解码。遗传信息主要储存在DNA中的，但到底是怎么储存的，可以结合IT技术做类比讲解。计算机中信息最终是以0和1的形式存储的，0和1的排列顺利就是信息。生物体DNA链中四种碱基的排列顺利就是遗传信息。那么是怎么传递的呢？DNA的双螺旋结构就蕴含着复制的原理，通过碱基互补配对，一份子的亲代DNA能复制成两分子一模一样的子代DNA分子，完成遗传信息的传递。关于遗传信息的解码，这个过程很复杂，就像电脑硬盘中的0和1怎么变成文字、声音及图像呢？我们需要一系列的软件对原始信息进行解码，最终输出成我们能看懂的信息。生物体遗传信息解码的过程就是把DNA中的碱基排列顺利转换成蛋白质中氨基酸的排列顺利。四种碱基怎么能编码20种氨基酸，这里可以引导学生思考：设想如果一个碱基对应一个氨基酸，那么四种碱基只能编码4种氨基酸。如果两个碱基组合对应一种氨基酸，也只能编码16种氨基酸。那三个碱基组合对应一种氨基酸呢？这样就有64种密码子，完全可以编码组成蛋白质的20种氨基酸。更多的碱基组合编码一种氨基酸就不经济了，是对遗传信息的浪费。通过这样的提问和思考，我们推算出生物体三联体密码子的编码方式。64种密码子对应20种氨基酸，肯定存在几种密码子编码同一种氨基酸的情况，这为密码子规律的学习打下基础。教师应精心设计教学方案、层层设问，在课堂教学中充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，在学习知识的同时注重思维能力的锻炼。

结语

教学工作不是简单的知识传授，以上三点是笔者在教学实践中的总结，是对创新型教学改革的理解和实践。在今后的医学生物化学教学工作中，还需不断探索，逐步提高教学质量，培养具备基本生物化学知识机构体系、创新性思维和辩证唯物主义自然哲学观的创新型医学人才。

参考文献：

[1]黄诒森，侯筱宇.生物化学与分子生物学，第3版.

[2]马佳，陈昌杰，夏俊，等.医学生物化学病案式教学改革探讨[J].基础医学教育，2011年7月，13（7）：613-615.

[3]文朝阳，韩玉英，何丽明，等.案例式教学法：医学生物化学课程学习与临床应用的桥梁[J].首都医科大学学报：社会科学版，2009（s）：271-273.

资助项目：江苏大学科研启动经费14JDG043。

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