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關(guān)鍵詞:波譜解析課程 天然化合物 研究生 教學(xué)方法
中圖分類號:G842 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)06(a)-0135-02
Teaching methods of spectral analysis of natural compounds curriculum to graduate students
WANG Yanzhi LIU Bin FENG Weisheng CHEN Hui
(Henan college of Traditional Chinese Medicine,Zhengzhou 450046)
Abtract:Spectral analysis of natural compounds is a degree program to graduate students of Chinese medicine and pharmaceutics in college,which introduce how to determine the structure of natural compounds by analyse its spectrum,and most graduate students feel it is difficulty to learn this curriculum.This article debate the concatenation and difference between this curriculum and correlated curriculum, such as modern instrument analysis,chinese medicine chemical, natural medicinal chemistry,and how to select the teaching content and teaching points,teaching way,teaching methods of this curriculum.
Key Words:spectral analysis curriculum natural compounds graduate students teaching methods
《天然化合物波譜解析》是藥物化學(xué)專業(yè)碩士研究生的學(xué)位課程,在我校藥物化學(xué)碩士點已經(jīng)開課20多年,目前國內(nèi)多數(shù)中藥學(xué)、藥學(xué)專業(yè)碩士、博士研究生均開設(shè)本課程。通過本課程學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握如何根據(jù)天然化合物的波譜尤其是四大光譜即核磁共振波譜(NMR)、質(zhì)譜(MS)、紅外光譜(IR)、紫外光譜(UV)鑒定其化學(xué)結(jié)構(gòu)。
從天然藥物中提取分離得到單體化合物并鑒定其結(jié)構(gòu),是天然藥物化學(xué)研究的經(jīng)典方法,由于各種先進(jìn)的色譜技術(shù)的發(fā)展,天然藥物中化學(xué)成分的提取分離已經(jīng)變得越來越容易,而結(jié)構(gòu)研究主要依靠波譜技術(shù),由于波譜解析相對來說比較困難,因此結(jié)構(gòu)研究便是天然化合物研究的關(guān)鍵步驟。我們在多年從事本科及研究生《天然化合物波譜解析》的教學(xué)工作,積累了一些經(jīng)驗,于2008年編寫出版了《中藥化學(xué)成分波譜解析》[1]。2012年擔(dān)任主編組織編寫出版了全國高等院校中醫(yī)藥類專業(yè)衛(wèi)生部“十二五”規(guī)劃教材、全國高等醫(yī)藥教材建設(shè)研究會規(guī)劃教材《波譜解析》[2]。在多年的教學(xué)科研工作和編寫論著的過程中,對于本課程的教學(xué)方法積累了一些經(jīng)驗,總結(jié)如下。
1 認(rèn)清《天然化合物波譜解析》在同類專業(yè)課程中的地位
中藥類、藥學(xué)類專業(yè)的研究生在本科階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了《儀器分析》[3-4]、《天然藥物化學(xué)》[5-6]等必修專業(yè)課程,可能選修過《有機化合物波譜分析》[7]、《波譜解析》等選修專業(yè)課程。本課程是研究生在本科階段學(xué)習(xí)相關(guān)課程后,在掌握了天然化合物的結(jié)構(gòu)類型后,應(yīng)用波譜基本理論在天然化合物結(jié)構(gòu)研究的具體實踐。
1.1 《儀器分析》重點是介紹各種分析儀器包括波譜儀器的原理及應(yīng)用,《有機化合物光譜解析》重點介紹波譜的原理及應(yīng)用,其波譜理論內(nèi)容比《儀器分析》更為深入
由于波譜理論基礎(chǔ)涉及量子力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué)等廣泛的領(lǐng)域,這些領(lǐng)域一般的化學(xué)工作者并不精通,故學(xué)生普遍感覺比較抽象難以理解。此外,在介紹波譜應(yīng)用時均以小分子有機化合物為研究實例,而中藥化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,結(jié)構(gòu)研究比小分子有機化合物要復(fù)雜得多。因此,研究生雖學(xué)習(xí)過不波譜理論,但對于解析天然化合物的結(jié)構(gòu)仍很困難。
由于研究生在本科階段已在《儀器分析》課程中學(xué)習(xí)波譜理論,基本掌握了紅外、紫外、質(zhì)譜和核磁共振氫譜,核磁共振碳譜可能沒有學(xué)習(xí)過,而對于學(xué)習(xí)過《有機化合物波譜分析》的學(xué)生,四大光譜的基本理論已經(jīng)基本掌握,因此,筆者認(rèn)為本課程應(yīng)重點講授如何運用這些波譜理論解決具體天然化合物的結(jié)構(gòu),即教會如何把波譜理論和實際應(yīng)用聯(lián)系起來,避免講授抽象的理論知識,應(yīng)避開量子化學(xué)等波譜基本原理,應(yīng)選擇有代表性具體化合物,側(cè)重于介紹波譜的解析方法和應(yīng)用,以及結(jié)構(gòu)解析的規(guī)律和過程,例如,在核磁共振理論中要重點講授化學(xué)位移值、偶合常數(shù)、峰型等與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系,在質(zhì)譜理論中講授各種質(zhì)譜裂解技術(shù)的特點、使用范圍和選擇依據(jù),以及常見天然化合物的質(zhì)譜裂解特征。
1.2 《天然藥物化學(xué)》課程介紹天然藥物中化學(xué)成分的的物理化學(xué)性質(zhì)、提取分離、結(jié)構(gòu)鑒定、生物合成途徑等內(nèi)容,在結(jié)構(gòu)鑒定章節(jié)中會講授常見類型化合物的波譜特征
但是從圖譜得到波譜數(shù)據(jù)需要波譜理論和較多的實踐經(jīng)驗,比如,核磁共振圖譜中通常會出現(xiàn)溶劑峰、水峰、旋轉(zhuǎn)邊鋒、雜質(zhì)峰,水峰的位置與測試用的溶劑有很大關(guān)系,雜質(zhì)峰的位置、峰型千差萬別,雜質(zhì)峰還有會影響氫核磁共振信號峰的積分,圖譜中還可能存在信號重疊、部分信號被溶劑峰或水峰覆蓋的現(xiàn)象,或由于部分結(jié)構(gòu)片段對稱導(dǎo)致信號峰減少的現(xiàn)象。如何分析圖譜去除雜質(zhì)信號,從圖譜中得到化合物的結(jié)構(gòu)信息需要較多分析圖譜的經(jīng)驗。因此,從四大光譜的解析要比波譜數(shù)據(jù)分析困難的多。本課程應(yīng)詳細(xì)介紹如何分析圖譜得出波譜數(shù)據(jù),如何分析波譜數(shù)據(jù),如何從圖譜推斷結(jié)構(gòu),多看圖譜是學(xué)好本課程必要的重要方法。
天然化合物的數(shù)目千千萬萬,結(jié)構(gòu)千差萬別,對于初學(xué)者來說,結(jié)構(gòu)過于法則的化合物,波譜圖譜太復(fù)雜,難于解析,因此,應(yīng)該選擇結(jié)構(gòu)簡單,而且結(jié)構(gòu)骨架有代表性即在天然產(chǎn)物中分布廣泛的類型,學(xué)習(xí)如何從圖譜解析結(jié)構(gòu)。這對于本課程的教學(xué)效果是很重要的。因此,筆者認(rèn)為,本課程講授的應(yīng)與《天然藥物化學(xué)》中介紹的化合物類型基本一致,主要包括糖苷類、小分子酚酸類、香豆素、木脂素類、黃酮類、醌類、萜類、甾體類、含氮有機化合物類、脂肪酸類、鞣質(zhì)類等,對于二苯乙烯類、苯乙醇苷和色原酮、聚酮類化合物,雖然《中藥化學(xué)》中沒有涉及,但是這些類型的化學(xué)成分在中藥中分布相對比較廣泛,而且結(jié)構(gòu)骨架比較有規(guī)律,所以也可適當(dāng)講授。而多糖和蛋白質(zhì)類成分,雖然分布很廣泛,但是結(jié)構(gòu)研究非常復(fù)雜,需要借助于生物方法、化學(xué)方法、NMR、2D-NMR、3D-NMR、MS-MS等先進(jìn)的波譜技術(shù),所以不再詳細(xì)介紹。通過學(xué)習(xí)常見天然化合物的波譜解析方法,在此基礎(chǔ)上掌握每類化合物的波譜特征,即可掌握常見天然化合物的波譜解析方法。通過對波譜理論的實踐應(yīng)用,學(xué)生會加深對波譜理論的理解,真正學(xué)會波譜方法。
1.3 教學(xué)深度應(yīng)高于本科生同類課程
《天然化合物波譜解析》也中藥學(xué)、藥學(xué)類專業(yè)本科生的選修課程之一(由于本科生普遍認(rèn)為本課程難度較大,在很多本科院校中多數(shù)學(xué)生并未選修本課程)。對不同階段學(xué)生,本課程講授的難度應(yīng)有所不同,對于本科生來說,應(yīng)重點介紹在天然藥物中分部廣泛,而且結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)規(guī)律明顯的化合物。而對于研究生,難度應(yīng)有所增加,涉及的化合物種類應(yīng)更為廣泛,例如黃酮一章中除了介紹黃酮類、黃酮醇類、二氫黃酮類、異黃酮類、查爾酮、黃酮碳苷類,二氫黃酮醇、二氫異黃酮、二氫查爾酮、黃烷醇、高異黃酮等其他黃酮也應(yīng)介紹;在萜類化合物中應(yīng)重點介紹環(huán)烯醚萜類、齊墩果酸類三萜,紫羅蘭酮類、羊毛脂甾烷類四環(huán)三萜、達(dá)瑪烷類四環(huán)三萜、烏蘇酸類五環(huán)三萜也應(yīng)詳細(xì)介紹;在木脂素類化合物中除了雙環(huán)氧木脂素糖苷類外,雙芐基丁烷類、單環(huán)氧木脂素、苯代萘型木脂素、苯駢呋喃木脂素均應(yīng)詳細(xì)介紹。
2 注重教學(xué)內(nèi)容的代表性
本課程中選擇的化合物應(yīng)具有代表性,而且在天然藥物中分布廣泛的化合物,即在《天然藥物化學(xué)化學(xué)》課程中會重點介紹的化合物。例如,在小分子酚酸類化合物中介紹咖啡酸、阿魏酸、苯甲酸等結(jié)構(gòu)解析方法,在黃酮一章中介紹芹菜素、山奈酚、木犀草素、槲皮素、葛根素、蘆丁等化合物,在單萜中介紹梓醇、梔子苷等化合物,在三萜中介紹齊墩果酸、熊果酸、羽扇豆醇等化合物。學(xué)生對這些化合物的結(jié)構(gòu)比較熟悉,而且結(jié)構(gòu)具有代表性,通過解析這些化合物的結(jié)構(gòu)并掌握其波譜特征,就能夠熟練解析該類化合物的結(jié)構(gòu)。
3 注重圖譜的真實性
由于本課程的授課內(nèi)容是解析各種圖譜,故教學(xué)均需采多媒體的方式。天然化合物在分離純化時,可能會帶有少量雜質(zhì),故教學(xué)采用的所有圖譜應(yīng)為真實圖譜,教師不必刻意地將圖譜優(yōu)化,有些圖譜含有雜質(zhì)信號,這是實驗室常規(guī)測試的實際情況,解析圖譜這樣的圖譜具有很強的實戰(zhàn)性。教會學(xué)生掌握如何分辨排除雜質(zhì)信號,排除溶劑峰、水峰、噪音峰,對于掌握波譜解析技術(shù)是很重要的。
4 注重波譜規(guī)律、特征的總結(jié)
天然化合物是存在于自然界的天然化學(xué)成分,每類成分均有其特定的生物合成途徑,反映出具有獨特的結(jié)構(gòu)特征,這種結(jié)構(gòu)上的特征也會相應(yīng)地反映在波譜中。本課程在授課過程中給出大量圖譜,尤其NMR圖譜,詳細(xì)介紹如何從圖譜入手解析各類天然化合物的結(jié)構(gòu),在介紹每類化合物的結(jié)構(gòu)解析方法以后,重點總結(jié)各類化合物的波譜特征和規(guī)律。學(xué)生掌握這些特征后可以很快學(xué)會天然化合物的波譜解析方法。
參考文獻(xiàn)
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[4] 尹華,王新宏.儀器分析(全國高等院校中醫(yī)藥類專業(yè)衛(wèi)生部“十二五”規(guī)劃教材)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2011.
[5] 吳立君.天然藥物化學(xué)(衛(wèi)生部“十二五”規(guī)劃教材)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2011.
1 生物化學(xué)的發(fā)展歷程
1.1 生物化學(xué)的研究現(xiàn)狀
與其他學(xué)科相比,生物化學(xué)是一門出現(xiàn)時間較晚的基礎(chǔ)學(xué)科,它出現(xiàn)在人們的視野里的時間非常短。雖然它的出現(xiàn)時間很短但是卻創(chuàng)造出了很多價值對人們的生活非常有幫助。近些年來,經(jīng)過生物化學(xué)科學(xué)家們的不懈努力,我國的生物化學(xué)已經(jīng)取得了非常重要的研究成果,使人們能夠更加清楚地知道生物大分子的分解代謝、生物的合成途徑以及它們之間的相互關(guān)系??茖W(xué)家們還合成了很多種具有生物化學(xué)活性蛋白質(zhì)及基因。人們根據(jù)生物化學(xué)成功研制出來了克隆技術(shù)、人類基因組計劃,這些都在不斷地推動科技向前發(fā)展。
1.2 生物化學(xué)的發(fā)展歷程
人類把生物化學(xué)史分為三個部分,從敘述生物化學(xué)到動態(tài)生物化學(xué)最后是機能生物化學(xué),這三部分的生物化學(xué)代表生物化學(xué)史上的三個不同的階段,生物化學(xué)是從18世紀(jì)開始被人們發(fā)現(xiàn)的。一開始,舍勒研究生物體的各種化學(xué)組成成分,然后發(fā)現(xiàn)了生物與化學(xué)之間的聯(lián)系,這為人們之后研究生物化學(xué)奠定了基礎(chǔ)。在接下來的時間里有各門類的科學(xué)家去研究生物化學(xué),他們分別合成了尿素、多肽;發(fā)現(xiàn)了核酸;引進(jìn)生物催化劑的概念;進(jìn)而又發(fā)現(xiàn)了必需氨基酸、必需脂肪酸、各種維生素及生物生命活動不可缺少的微量元素;之后又確定了蛋白質(zhì)和DNA在遺傳中所起到的作用;到今天的基因工程和克隆。生物化學(xué)在最近的一百年里飛速發(fā)展,給我們的生活帶來了翻天覆地的變化。
1.3 現(xiàn)階段生物化學(xué)的研究熱點
雖然生物化學(xué)出現(xiàn)的時間很短,但是已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步,生物化學(xué)現(xiàn)階段的研究雖然距離我們預(yù)計的目標(biāo)很遙遠(yuǎn),但是生物化學(xué)的發(fā)展空間是不可估計的。生物化學(xué)主要突出對生物大分子物質(zhì)的合成、結(jié)構(gòu)和功能,生物工程,生物膜結(jié)構(gòu),物質(zhì)代謝調(diào)控的研究,并且已經(jīng)取得了一些進(jìn)步。通過研究生命大分子的物質(zhì)組成我們知道生命的基本物質(zhì)是核酸和蛋白質(zhì);通過研究生物膜結(jié)構(gòu),我們懂得了,膜結(jié)構(gòu)是生物體的基本結(jié)構(gòu)之一,細(xì)胞間進(jìn)行物質(zhì)交換和傳遞都需要膜結(jié)構(gòu);通過對生物工程的研究,人類揭開了生命的秘密?,F(xiàn)階段的研究已經(jīng)取得了很大的成功,但仍有一些地方我們沒有研究出結(jié)果仍需要繼續(xù)努力研究。
2 高科技的應(yīng)用給生物化學(xué)帶來的新發(fā)展
2.1 將高科技應(yīng)用到生物化學(xué)的研究中
隨著時代的不斷進(jìn)步,科技在不斷發(fā)展,于是高科技就被應(yīng)用到了我們的生活中,科學(xué)家們也把高科技應(yīng)用到了生物化學(xué)的研究中。人們將同位素標(biāo)記法應(yīng)用到了生物化學(xué)的研究中,利用同位素跟蹤技術(shù)能夠準(zhǔn)確地找到被標(biāo)記的物質(zhì)在生物體中的具置,這樣有利于人們對生物體的觀測,幫助人們研究生物化學(xué)。人們還將近些年逐漸發(fā)展起來的生物芯片技術(shù)應(yīng)用到了生物化學(xué)的研究中,生物芯片包括基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、組織芯片和細(xì)胞芯片它們之間的不同在于探針的差別,人們通過設(shè)計不同的探針陣列、使用特定的分析方法可以產(chǎn)生更多的應(yīng)用價值,為生物化學(xué)的研究提供了有利的幫助。
2.2 高科技的應(yīng)用對生物化學(xué)研究所起到的作用
科學(xué)家們應(yīng)用同位素標(biāo)記法,使生物化學(xué)的研究更加容易,科學(xué)家們可以利用同位素對生物體內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行追蹤,這樣可以有效地追蹤到生物體內(nèi)的物質(zhì)。科學(xué)家們利用生物芯片,為“后基因組計劃”時期研究基因的功能和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)事業(yè)的發(fā)展提供了有利的幫助,在不久的將來更會在基因的發(fā)現(xiàn)、基因診斷方面取得重大的進(jìn)步,為社會帶來歷史性的進(jìn)步。
3 結(jié)語
我們都知道,人類的生產(chǎn)和生活都離不開生物化學(xué)的幫助,人類要面臨人口數(shù)量、飲水、糧食、生活環(huán)境和住房等各種各樣的問題,在解決這些問題的過程中我們離不開生物化學(xué)的幫助。生物化學(xué)的發(fā)展前景不可估計,特別是把高科技運用到了生物化學(xué)中的時候,生物化學(xué)的發(fā)展前景更是不可限量。將高科技應(yīng)用到生物化學(xué)中給生物化學(xué)領(lǐng)域帶來了新的發(fā)展,更加方便了我們的生活??傊?,生物化學(xué)已經(jīng)滲透到了我們生活的一點一滴中,我們需要解決的許多問題都需要生物化學(xué)的幫助。
[參考文獻(xiàn)]
關(guān)鍵詞:生物化學(xué) 緒論 興趣
生物化學(xué)是醫(yī)學(xué)的一門重要基礎(chǔ)課程,由于生物化學(xué)的相當(dāng)一部分內(nèi)容屬于微觀領(lǐng)域,看不見,摸不著,學(xué)生學(xué)起來有一定難度,而且由于不十分清楚生物化學(xué)在整個醫(yī)學(xué)知識體系中的地位,部分學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的自覺性。加之高職高專學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性不夠,探索精神缺乏,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易形成畏難情緒,影響學(xué)習(xí)效果。如何使醫(yī)學(xué)生對生物化學(xué)課產(chǎn)生興趣,由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”?緒論課起著開宗明義和引領(lǐng)全局的作用,上好緒論課可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、求知欲,堅定學(xué)生學(xué)好課程的信心,提高教學(xué)效果。我結(jié)合多年的教學(xué)實踐,談?wù)劯呗毟邔O嚓P(guān)醫(yī)學(xué)專業(yè)生物化學(xué)緒論課教學(xué)的幾點體會。
一、密切聯(lián)系臨床及生活現(xiàn)象,認(rèn)識生物化學(xué)的重要性
在介紹緒論部分時,首先,教師要高瞻遠(yuǎn)矚地讓學(xué)生認(rèn)識到生物化學(xué)是從分子水平上研究生命本質(zhì)的學(xué)科,這是與其他醫(yī)學(xué)學(xué)科的根本不同之處。而其他很多學(xué)科是研究生命現(xiàn)象的。目前許多疾病的病因不完全明確,治療以控制和緩解癥狀為主,很難達(dá)到標(biāo)本兼治的作用。其中腫瘤最為典型,外科手術(shù)治療或藥物保守治療,對絕大多數(shù)腫瘤疾病來說只能暫時抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和侵蝕,很難從根本上進(jìn)行根治。這歸根到底是由于人類對調(diào)控腫瘤細(xì)胞的發(fā)生、發(fā)展的分子機制還不很清楚。人類的很多慢性病,如高血壓、糖尿病等疾病的治療大多是緩解癥狀,要達(dá)到徹底治療需要從分子水平進(jìn)一步研究其發(fā)病機制。因此,要消除人類之病痛、延長人類之生命,根本出發(fā)點還是在于了解生命的本質(zhì)。如果物質(zhì)代謝發(fā)生紊亂導(dǎo)致細(xì)胞中的化學(xué)成分發(fā)生變化,從而引起功能的改變,出現(xiàn)相應(yīng)的病理狀態(tài),通過臨床生化指標(biāo)的測定幫助疾病診斷。生物化學(xué)理論和方法在生物藥物方面占有重要的地位,采用生物化學(xué)方法合成或從生物體分離、純化所得生物藥物,具有藥效高、副作用小等優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用于預(yù)防、治療和診斷疾病。生活中的現(xiàn)象原理也是與生物化學(xué)密切相關(guān),如“三鹿奶粉”事件;節(jié)食減肥可能會造成頭暈、出冷汗甚至休克;糖尿病人呈現(xiàn)的三多一少癥狀,都有待我們通過生物化學(xué)的學(xué)習(xí)來解釋這些現(xiàn)象。緒論課講解中通過相關(guān)臨床知識的導(dǎo)入和對生活中可感知的現(xiàn)象探討,不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲,而且還可以增強學(xué)生的社會責(zé)任感和法律意識。
二、講述生物化學(xué)發(fā)展史中的科學(xué)家事跡,激發(fā)學(xué)生學(xué)好生物化學(xué)的激情
講述生物化學(xué)發(fā)展歷程的三個階段的主要研究內(nèi)容:從以物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)為主的描述生物化學(xué),到以物質(zhì)代謝與調(diào)節(jié)為主的動態(tài)生物化學(xué),再到以功能與應(yīng)用為主的機能生物化學(xué)。生物化學(xué)發(fā)展的三階段同時也是人類思維發(fā)展的過程。在教學(xué)過程中,教師適當(dāng)介紹作出過巨大貢獻(xiàn)的歷史人物的工作和事跡。介紹DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型提出的歷史背景與實驗依據(jù),這不僅活躍了課堂氣氛,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且讓學(xué)生認(rèn)識到勤于思考、善于總結(jié)歸納的重要性。偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)震撼了我們每一個人。好奇心是科學(xué)發(fā)現(xiàn)重要的動力之一,日裔美國科學(xué)家下村修(Osamu Shimomura)于1962年在水母中發(fā)現(xiàn)了綠色熒光蛋白而分享了2008年的諾貝爾化學(xué)獎。而他在少年時由于原子彈在他故鄉(xiāng)爆炸,他曾數(shù)周失明。他不追逐功名利祿,低調(diào)而勤奮,直到80歲仍堅持科學(xué)研究。教師通過講述科學(xué)家的典型事例,可以激勵學(xué)生奮發(fā)圖強,激發(fā)他們對生物化學(xué)的濃厚興趣。
三、勾勒生物化學(xué)研究內(nèi)容,引領(lǐng)學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)
緒論課是建立新課程整體觀念的起步,在教學(xué)內(nèi)容上起著統(tǒng)領(lǐng)全書的作用。因此,緒論課要為學(xué)生建構(gòu)生物化學(xué)課程知識框架,讓學(xué)生在較短的時間內(nèi),建立課程的整體輪廓,明確課程的研究內(nèi)容,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中做到心中有數(shù)。醫(yī)學(xué)高職高專生物化學(xué)的研究內(nèi)容主要有四個模塊:生物體物質(zhì)組成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與功能;物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié);遺傳信息的傳遞與表達(dá);專題生物化學(xué)(肝臟生物化學(xué))。參照教材目錄給學(xué)生分析四部分內(nèi)容,生物分子的組成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與功能(核酸和蛋白質(zhì))是理解的難點;物質(zhì)代謝及其調(diào)控是學(xué)習(xí)的重點;遺傳信息的傳遞表達(dá)以自學(xué)為主;以肝臟生物化學(xué)為代表理解特殊器官的代謝特點。同時結(jié)合專業(yè)特點,分析各個章節(jié)的主要內(nèi)容與專業(yè)技能關(guān)系。通過勾勒課程的研究內(nèi)容脈絡(luò),使生物化學(xué)課程內(nèi)容既有系統(tǒng)性和完整性,又有專業(yè)針對性。有了課程內(nèi)容的明晰框架,學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)更加明確,消除了學(xué)生對課程的陌生感和恐懼感,增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。
四、介紹生物化學(xué)的學(xué)習(xí)方法,堅定學(xué)生學(xué)好生物化學(xué)的信心
對緒論課而言,教會學(xué)生怎樣學(xué)習(xí)正是其教學(xué)要求之所在。生物化學(xué)本身是一門具有系統(tǒng)性的學(xué)科,是從有機化學(xué)和生理學(xué)發(fā)展起來的,內(nèi)容抽象、復(fù)雜,所以在學(xué)習(xí)生物化學(xué)時,必須了解化學(xué)、生物學(xué)、解剖學(xué)、生理學(xué)等相關(guān)學(xué)科并將它們結(jié)合起來學(xué)習(xí)。而高職高專相關(guān)醫(yī)學(xué)專業(yè)大多在大一開始,有的專業(yè)與解剖生理學(xué)同時開設(shè),護理專業(yè)在第一學(xué)期就已開始,這些課程背景的缺失,使學(xué)生的學(xué)習(xí)難度加大,尤其文科背景的學(xué)生常會感到有一定的學(xué)習(xí)難度。因此,教師在講授過程中適當(dāng)穿插相關(guān)課程內(nèi)容,讓學(xué)生能融會貫通。生物化學(xué)是一門記憶與理解并重的學(xué)科,更強調(diào)理解性記憶。學(xué)習(xí)時以生理功能為主線,側(cè)重生物分子的結(jié)構(gòu)特點與功能的關(guān)系,代謝過程與功能的關(guān)系,無需過多糾結(jié)于物質(zhì)的具體結(jié)構(gòu)與反應(yīng)式,要學(xué)會抓住要點,歸納總結(jié)。另外要記住最重要的一點即及時復(fù)習(xí)鞏固。由于課時較少,課堂內(nèi)容容量大,需要學(xué)生及時復(fù)習(xí),才能抓住重點,解決難點,才能達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。
總之,要將緒論課講好了,教師必須對整本教材進(jìn)行宏觀把握和微觀調(diào)控,這樣講起來才能得心應(yīng)手,收放自如;采取多種講課技巧,才能更加吸引學(xué)生,打動學(xué)生,使學(xué)生克服畏懼心理,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過緒論課的學(xué)習(xí)使學(xué)生明確生物化學(xué)“是什么”“學(xué)什么”“為什么學(xué)”和“怎么學(xué)”。精彩的緒論講解可以引導(dǎo)學(xué)生消除顧慮,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。
作者簡介:
一、在民族地區(qū)本科院校生物技術(shù)專業(yè)生物化學(xué)課程教學(xué)中實施反思性教學(xué)的意義
首先,民族地區(qū)本科院校的大多數(shù)學(xué)生,在錄取時錄取分?jǐn)?shù)與全國的發(fā)達(dá)地區(qū)相比分?jǐn)?shù)較低,可見其理科基礎(chǔ)與全國發(fā)達(dá)地區(qū)有一定的差距;其次,前面已提及,在民族地區(qū)本科院校,生物化學(xué)課程通常設(shè)置于大二上學(xué)期,但因調(diào)查表明大多數(shù)學(xué)生此時有機及無機知識掌握不甚牢固;第三,通過筆者對報考民族地區(qū)本科院校生物技術(shù)專業(yè)多位學(xué)生的訪談發(fā)現(xiàn),他們中大多數(shù)在錄取時是調(diào)劑到該專業(yè)的,其他在錄取時雖直接填報該專業(yè),但對選擇報讀該專業(yè)的目標(biāo)和意義尚存模糊之處。所以,在民族地區(qū)本科院校生物技術(shù)專業(yè),要讓學(xué)生牢固掌握龐雜的生物化學(xué)知識,深刻理解抽象的生物化學(xué)概念,以取得較大規(guī)模的生物化學(xué)課程教學(xué)效益,在教學(xué)中逐步全面、習(xí)慣地實施反思性教學(xué),有著極為現(xiàn)實而深遠(yuǎn)的意義。
(一)反思性教學(xué)有利于不斷提高生物化學(xué)課程教學(xué)效益
調(diào)查表明,民族地區(qū)本科院校學(xué)生在生物化學(xué)課程學(xué)習(xí)的過程中,隨著教學(xué)的深入,面對生物化學(xué)抽象的概念、龐雜的知識體系和程序繁瑣的實驗技術(shù),普遍會產(chǎn)生枯燥、煩惱、厭學(xué)等情緒[3]。針對這些情況,教師如能全面、認(rèn)真地觀察學(xué)生,并及時與他們進(jìn)行有效的溝通,以發(fā)現(xiàn)問題的癥結(jié)所在,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行深刻的反省回顧,包括對在教學(xué)過程中所依據(jù)的教學(xué)理論是否正確、采用的教學(xué)方法是否有效、在傳授知識的過程中是否融入生物化學(xué)的最新研究與發(fā)現(xiàn)以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)知識的興趣,以及教學(xué)語言和行為是否合理等,自我展開逐項分析;之后,立即提出并實施改進(jìn)問題的新的方法或手段,將能獲得事半功倍的效果。對于教師,促使自己會教,越教越喜教,越教越嫻熟;而對于學(xué)生,促使他們會學(xué),越學(xué)越想學(xué),越學(xué)越得心應(yīng)手。于是,師生皆大歡喜,從而大幅度提高生物化學(xué)課程的教學(xué)效益。
(二)反思性教學(xué)有利于促進(jìn)生物化學(xué)教師專業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展
生物化學(xué)課程是生命科學(xué)各專業(yè)及醫(yī)學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,也是農(nóng)學(xué)、工學(xué)類專業(yè)的必修課,因而無論是在普通高等院校,還是在職業(yè)技術(shù)院校中,生物化學(xué)課程均占有極其重要的地位。作為生物化學(xué)教師,深刻認(rèn)識到這一點,為追求更好的教學(xué)效果,應(yīng)與時俱進(jìn),自覺、主動在自己的專業(yè)信念、專業(yè)知識和專業(yè)能力等專業(yè)素質(zhì)上,不斷成長并追求成熟,及時更新、演進(jìn)和完善。實際上,通過反思也為生物化學(xué)教師的專業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了繼續(xù)教育的機會?,F(xiàn)代社會是一個終身教育的社會,教師的角色和作用現(xiàn)已發(fā)生了根本改變。教師不僅是知識的傳授者,學(xué)生學(xué)習(xí)活動的組織者、引導(dǎo)著、合作者和促進(jìn)者,還必須通過較系統(tǒng)的自我研究,及時發(fā)現(xiàn)自己知識、能力或技能等方面的缺點或不足之處:是生物化學(xué)某個模塊理論知識、某方面實驗技能的問題?還是教育理論、心理學(xué)基礎(chǔ)、教育教學(xué)策略和技能技巧方面的問題?亦或是雙語語言教學(xué)、創(chuàng)新研究、學(xué)術(shù)水平方面的問題?等等。當(dāng)教師體驗到這些困難、麻煩或不能馬上解決的問題時,便自然而然地產(chǎn)生了不安全和不確定的感覺。于是,教師不得不在在行動中或行動后回頭分析自身的經(jīng)驗。這樣,經(jīng)過反思,發(fā)現(xiàn)了問題立刻彌補:要么及時通過自學(xué)專業(yè)教育教學(xué)理論或?qū)I(yè)知識,要么脫產(chǎn)進(jìn)修,要么出國深造等??傊?,通過反思性教學(xué),既能促使生物化學(xué)教師自覺檢討教學(xué)中存在的問題,并及時提出改進(jìn)措施,從而使其教學(xué)行為更為睿智和成熟,生物化學(xué)教學(xué)質(zhì)量和創(chuàng)新教育水平,又能有效、快速、持續(xù)地提高生物化學(xué)教師的專業(yè)素養(yǎng)。
二、在民族地區(qū)本科院校生物技術(shù)專業(yè)生物化學(xué)課程教學(xué)中實施反思性教學(xué)的策略
生物化學(xué)課程體系錯綜復(fù)雜,涉及面很廣,而它又是生物技術(shù)專業(yè)的核心課程或主干課程之一,與生物技術(shù)專業(yè)其他核心課程,如分子生物學(xué)、基因工程原理、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)酵工程原理、微生物學(xué)和普通生物學(xué)等聯(lián)系極為緊密,是學(xué)習(xí)這些課程的基礎(chǔ)。所以,筆者認(rèn)為,生物化學(xué)教師要在生物化學(xué)課程教學(xué)中真正地實施反思性教學(xué),發(fā)揮反思性教學(xué)的價值,必須明確反思性教學(xué)的目的,養(yǎng)成自覺反思的習(xí)慣,并熟練掌握反思性教學(xué)的方法。
(一)明確反思性教學(xué)的目的
反思性教學(xué)的目的有兩個:一是為了發(fā)展,二是為了專業(yè)引領(lǐng)。首先,實施反思性教學(xué)是為了實現(xiàn)教師和學(xué)生的全面發(fā)展。因為生物化學(xué)課程的“繁”和“難”,所以生物化學(xué)教師往往因難于梳理而不安,學(xué)生常常因難于理解而煩躁。通過反思性教學(xué)既要求生物化學(xué)教師教學(xué)生“學(xué)會學(xué)習(xí)”生物化學(xué),樂于學(xué)習(xí)生物化學(xué),使學(xué)生成為善于學(xué)習(xí)的全面發(fā)展的學(xué)生;又要求生物化學(xué)教師“學(xué)會教學(xué)”生物化學(xué),熱愛教學(xué)生物化學(xué),使生物化學(xué)教師自身獲得進(jìn)一步的發(fā)展,直至成為學(xué)者型的教師。其次,實施反思性教學(xué)是為了對生物化學(xué)教師進(jìn)行專業(yè)引領(lǐng)。通過專業(yè)人員參與的專業(yè)引領(lǐng)的反思活動,使生物化學(xué)教師明確如何運用自己所掌握的生物化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)理論和前沿理論知識、教育教學(xué)理論知識和心理學(xué)理論知識來指導(dǎo)自己的生物化學(xué)教學(xué)實踐,有助于提高其反思、獨立教學(xué)和獨立研究的能力,促進(jìn)其專業(yè)水平的發(fā)展和反思性教學(xué)質(zhì)量的進(jìn)一步提高。
(二)養(yǎng)成自覺反思的習(xí)慣
正因為促使教師通過其職業(yè)生涯的不同階段成長的機制是反思和更新,所以養(yǎng)成自覺反思的行為習(xí)慣是教師逐漸走向成熟的關(guān)鍵。生物化學(xué)教師通過全面地反思自己的教學(xué)行為,亦即從對教學(xué)前、教學(xué)中和教學(xué)后等各環(huán)節(jié)進(jìn)行回顧和評價,總結(jié)自己的成功與教訓(xùn),并及時“充電”,將努力學(xué)到的先進(jìn)教育教學(xué)理論和前沿生物化學(xué)專業(yè)知識,整合到教學(xué)實踐中去改進(jìn)教學(xué)行為,不斷完成自己的教育觀念的更新并加以提升,養(yǎng)成自覺反思的行為習(xí)慣。
(三)熟練掌握反思性教學(xué)的方法
1、內(nèi)反思內(nèi)反思也叫內(nèi)省、自我反省或自我剖析,亦即生物化學(xué)教師通過回憶自己的專業(yè)成長經(jīng)歷,準(zhǔn)確了解自己的知識結(jié)構(gòu)、認(rèn)知特性、常用的教學(xué)方法、成功的教學(xué)案例與經(jīng)驗教訓(xùn),明確自己的優(yōu)勢和需要加強之所在,以科學(xué)制定自我專業(yè)發(fā)展計劃或改進(jìn)措施。如自己所掌握的物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)和計算機等知識程度是否需要完善或加強,以及當(dāng)把這些知識熟練、精準(zhǔn)、融會貫通地運用于生物化學(xué)教學(xué)實踐后,學(xué)生的反應(yīng)情況:他們是否深刻理解抽象的生物化學(xué)基本概念和原理?是否明白生物化學(xué)的知識和研究方法與生物技術(shù)專業(yè)其他核心課程的聯(lián)系?又如,對于生物化學(xué)課程知識體系的傳授,按知識聯(lián)系所組成的模塊開展教學(xué)和不按模塊進(jìn)行教學(xué),哪種方式效果更好?再如,如何才能采用現(xiàn)代化多媒體手段,結(jié)合課程實驗和相應(yīng)的課程實踐更有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?等等。
[關(guān)鍵詞]生物化學(xué)技術(shù) 中醫(yī)藥 研究應(yīng)用
中圖分類號:TU741.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)25-0361-01
生物化學(xué)從分子水平探討生命的本質(zhì),為研究人類疾病的產(chǎn)生原因及診斷和治療奠定基礎(chǔ)。特別是近年來人類基因組計劃的實施為研究生命科學(xué)揭開了嶄新的一頁。中醫(yī)藥學(xué)歷史悠久,中醫(yī)治療許多疑難病癥往往比西醫(yī)效果更佳。用生物化學(xué)的研究方法來研究中醫(yī)中藥在治療疾病的機理、方法、療效等方面可獲得科學(xué)客觀的指標(biāo)。既可對中醫(yī)中藥診斷治療疾病的療效作出科學(xué)分析和客觀評價,從而促進(jìn)中醫(yī)藥的發(fā)展。最有發(fā)展前景的是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)新型轉(zhuǎn)基因中草藥,還可利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將現(xiàn)有的中藥進(jìn)行改造,創(chuàng)造出新的高效、低毒、高產(chǎn)、更利于種植和推廣的中草藥。
1 生物化學(xué)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展
生物化學(xué)技術(shù)是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中非常重要的一項技術(shù)手段,同樣在中醫(yī)藥領(lǐng)域也取得了相當(dāng)大的作用,在現(xiàn)代大多數(shù)醫(yī)療產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中,都需要用到生物技術(shù)。從上世紀(jì)80年代美國發(fā)明了胰島素以來,有許多的生物技術(shù)產(chǎn)品相繼問世,基因工程技術(shù)逐漸的成熟。從本世紀(jì)初開始,生物化學(xué)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上取得了令人矚目的成就,發(fā)明了許多關(guān)于“膚”“蛋白質(zhì)”的新藥物,在各種激素、氨基酸、基因等等領(lǐng)域上也在積極的探索。靶向制劑技術(shù)就是現(xiàn)如今比較成熟的技術(shù)手段之一,世界范圍內(nèi)都在加快生物化學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度,這也擴大了中醫(yī)藥的使用范圍?;蚬こ淌乾F(xiàn)代生物化學(xué)技術(shù)最主要的技術(shù)手段,其主要的工作原理是動物或者植物的一段基因進(jìn)行切片、重組、剪接,生產(chǎn)出具有全新功能的蛋白質(zhì),這些蛋白質(zhì)可以用于單克隆抗體的制造,從而達(dá)到治療某些特殊疾病的目的。因為我國涉及此領(lǐng)域的時間相比一些西方國家還比較短,所以在技術(shù)和設(shè)備上都不能夠很好的趕超發(fā)達(dá)的西方國家,在此種前提之下,我國的相關(guān)部門制動了“863計劃”,積極推動我國生物化學(xué)技術(shù)的發(fā)展,并且嘗試在新領(lǐng)域進(jìn)行一些醫(yī)學(xué)上的研究,并且取得了很大成就。我國生物工程學(xué)會的成立,就標(biāo)志著我國在生物化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域取得了相當(dāng)?shù)耐黄啤?/p>
2 利用生化的轉(zhuǎn)基因技術(shù)開發(fā)新的中草藥
中草藥之所以能治病,是因它含有某些有效的化學(xué)成分。比如生物堿、甙類、揮發(fā)油、有機酸以及一些氨基酸、蛋白質(zhì)和酶等化學(xué)物質(zhì)。一種中草藥往往含有許多種化學(xué)成分,但不是所有的化學(xué)成分都有醫(yī)療效用,而其中能夠決定中藥療效的某種化學(xué)物質(zhì)就是中藥所含的有效成分。而與療效無關(guān)的化學(xué)成分稱無效成分。有些無效成分還對人體產(chǎn)生一定的毒副作用。如果用生物化學(xué)技術(shù)來分析植物基因組,最終找出某種中草藥中產(chǎn)生有效化學(xué)成分的植物基因,將該植物基因轉(zhuǎn)移到其它植物、微生物或海洋生物體內(nèi),創(chuàng)造出新型轉(zhuǎn)基因植物藥物,新的轉(zhuǎn)基因植物藥物具有安全、高效、針對性強、無毒副作用,不需提純,可大規(guī)模種植、產(chǎn)量高且成本低等優(yōu)勢。獲得的新型轉(zhuǎn)基因中草藥經(jīng)分析鑒定、臨床實驗后可大范圍推廣。
3 生物化學(xué)技術(shù)是中醫(yī)藥的開放空間更加的廣泛
不能夠明確的了解中醫(yī)藥的治病機理是限制其使用范圍的最大因素,因此,讓人了解傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)的調(diào)控和活性成分是將中醫(yī)藥應(yīng)用到更多領(lǐng)域的有效措施。參考免疫調(diào)節(jié)、通筋活血、治療腫瘤以及緩解衰老速度的相關(guān)資料,探索中醫(yī)藥與基因之間存在的內(nèi)在聯(lián)系,可以得出這樣的結(jié)論,細(xì)胞的新舊交替是中醫(yī)藥的主要治病機理,了解這一點,就可以將中醫(yī)藥與現(xiàn)代生物化學(xué)技術(shù)聯(lián)系起來。心血管、神經(jīng)、免疫、泌尿、外科等等系統(tǒng)的疾病都可能與細(xì)胞的新舊更替存在一定的聯(lián)系。
在中醫(yī)藥內(nèi)融人生物技術(shù)元素的重要條件就是,可以通過生物內(nèi)源性以及外源性基本的調(diào)控機制,在中醫(yī)藥治病機理影響下,將細(xì)胞的新舊更替發(fā)生某些轉(zhuǎn)變,達(dá)到中醫(yī)藥治病的目的。在我國傳統(tǒng)的中醫(yī)藥領(lǐng)域之中,生產(chǎn)新藥主要是依靠化學(xué)方法、從自然界物質(zhì)提取、改變藥物的配比等等,但是這些方法在工作效率和質(zhì)量上不能夠得到很好的保證。在現(xiàn)代生物化學(xué)技術(shù)之中,生產(chǎn)新藥的主流方向就是利用基因技術(shù)和微生物,對各種物質(zhì)進(jìn)行基因重組,從而得到全新的藥物。
4 生物化學(xué)技術(shù)在生物領(lǐng)域中的研究
隨著近年來自然環(huán)境破壞的加重,野生中藥材面臨著逐年減少甚至滅絕的嚴(yán)峻問題,在一定程度上限制了中藥的發(fā)展,臨床和藥物制造等等都受到藥材不足的限制。生物化學(xué)技術(shù)可以提高中醫(yī)藥材的培育速度,對生物體內(nèi)的堿類、蛋白質(zhì)等等可以實現(xiàn)最大程度上的復(fù)制和批量制造,除此之外,利用生物化學(xué)技術(shù)可以培養(yǎng)某些稀有的藥材,這對藥材的保存和中醫(yī)研究的正常進(jìn)行都具有這非常積極的意義。同時,利用生物化學(xué)技術(shù)培育出的植株能夠更加符合人們的實際需要,人們可以根據(jù)自己的醫(yī)院獲取富含某些所需物質(zhì)的藥材植株。此項研究,極大程度上保護了瀕危藥材植株,為生物多樣性的延續(xù)也起到了相當(dāng)大的作用,除此之外,使臨床和藥物制造工作能夠正常的進(jìn)行,從而促進(jìn)了中醫(yī)學(xué)的發(fā)展。
總之,隨著生物化學(xué)技術(shù)的不斷成熟,其在中醫(yī)學(xué)上也得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用,也成立了相當(dāng)多的技術(shù)體制。生物化學(xué)技術(shù)在中醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上進(jìn)行應(yīng)用的時候,可以與基因技術(shù)、蛋白質(zhì)制造技術(shù)等等技術(shù)進(jìn)行結(jié)合,這次前提之下,中醫(yī)逐漸的在于世界進(jìn)行接軌,在應(yīng)用范圍、中藥材的選用、生物領(lǐng)域中的應(yīng)用等等都取得了相當(dāng)突出的成就,因此,國家的相關(guān)部門要繼續(xù)加大在此方面投人的力度,是生物化學(xué)技術(shù)在中醫(yī)藥領(lǐng)域之中能夠取得更加廣發(fā)的成就?,F(xiàn)代化的生物化學(xué)技術(shù)應(yīng)用于中醫(yī)中藥的研究,不僅會促進(jìn)中醫(yī)中藥的發(fā)展,也同時會促進(jìn)了生物化學(xué)的進(jìn)展。
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