呼吸鏈的教學策略探索與實踐

武林芝，郝秀萍，郭婷婷，張秀玲

（太原學院 材料與化學工程系，山西太原 030032）

生物化學是一門在分子水平上研究生命現象及其規律的科學?！吧锘瘜W”課程是太原學院化學工程與工業生物工程專業的專業基礎課程，對后續發酵類課程的學習在知識聯系、學習方法、專業體系的構建等方面都有很重要的作用[1]。但是“生物化學”課程知識點多，知識點之間的邏輯性不是很強，加之這門課程是在分子水平揭示生命現象，學生在學習的時候看不見、摸不著，覺得內容比較抽象、難懂，知識復雜、凌亂，嚴重打擊了學生學習的積極性，教學效果不佳，影響到學生對后續專業課程的學習。因此，尋找適合每一個知識點的合適的教學方法是每一位授課教師的職責[2]。本文以呼吸鏈的教學為例，探索“生物化學”課堂教學策略，提高本課程的教學效果。

在實際教學中，太原學院化學工程與工業生物工程專業的生物化學課程以魏民、張麗萍等主編，高等教育出版社出版的《生物化學簡明教程》（第6 版）為主要參考教材。由于學生入學時層次較低，還有好多學生是調劑到該專業的，學生的基礎層次不齊，雖然大一已經學習了“無機化學”“有機化學”等基礎課程，鑒于“生物化學”課程特點，主要采用線上線下結合的方式，相關教學策略和實踐總結如下。

1 授課內容和教學策略

呼吸鏈在生物氧化過程中與能量的轉化有很重要的關系。之后在動態生物化學部分學習糖、蛋白質、脂、核苷酸等物質代謝的時候，研究能量變化都會回歸到呼吸鏈的知識點上，因此呼吸鏈這部分的知識非常重要，是動態生物化學從能量代謝的角度研究生命現象的重點，也是難點。呼吸鏈的內容是“生物氧化與氧化磷酸化”的第二節內容，本節內容比較抽象，是“生物化學”課程的教學難點和教學重點，是學好代謝生物化學的最重要的知識點。

在系統學習了新陳代謝與生物氧化知識的基礎上，通過分析生物氧化過程中的氧化方式，引出電子的流動，從而找到電子流動的載體——呼吸鏈，進一步以問題引導，層層遞進，學習呼吸鏈的定義、定位、組成、排列順序、遞氫和遞電子的機制以及呼吸鏈阻斷等知識[3-4]。

2 教學設計

依據“現象—問題—理論—方法—創新意識”的創新教學設計（圖1），以學生為中心，將教學過程分為三個階段——課前、課中、課后。

圖1 教學過程設計

2.1 課前“動”起來

（1）根據學習通軟件發布的知識清單學習呼吸鏈相關的PPT 和教學視頻，視頻使用的是中國大學慕課南京大學楊榮武教授團隊主講的代謝生物化學。（2）通過呼吸鏈相關的知識點，找出生活、生產、社會熱點等與之有關的現象，提出一些問題。比如：人為什么做劇烈運動的時候，要大口大口呼吸？有的減肥藥吃了以后為什么會一直出汗？氰化物為什么能引起細胞窒息死亡？

2.2 課中“活”起來

學生根據課前發布的學習資料對知識已經有了一定的了解，因此課堂教學一開始以問題引入的方法，從為什么形成復合體、為什么這些物質可以充當電子傳遞體、在膜上的位置是否固定、按照什么順序進行排列、能量發生怎樣的變化等問題出發帶領學生進行分組討論，然后由小組間配合進行角色扮演，對呼吸鏈的兩條工作途徑進行演示，更深一步理解呼吸鏈的相關知識，最后由小組進行總結、分析，授課教師對需要注意的地方進行復述，加深記憶，并對整堂課學生的表現進行點評。

2.3 課后“升”起來

學生要對照呼吸鏈的任務清單在學習通軟件的題庫做相應的測試題鞏固知識，對照知識清單進行自我檢測，還可以用粘土動手制作呼吸鏈的模型。授課教師課后進行反思，持續改進。

學生下課后圍在老師跟前，咨詢下節課需要提前準備什么，都爭著當老師的小助手，說明學生對生物化學這門課有了濃厚的興趣，愿意在課堂上進行表現。

3 授課技巧

3.1 問題啟發，點燃興趣

興趣是最好的老師，從生活中與自己息息相關的問題開始學習，學生的注意力會更加集中，學習的主動性會大大提高，課堂氣氛及抬頭率都有很大的變化。由于增加了知識的應用實踐層面，徹底改變教師難教、學生難學這一局面，使學生不再覺得生物化學高深莫測，而是與自己息息相關。

3.2 問題設置，層層深入

從課堂一開始的生活問題導入，到學生角色扮演，最后小組總結，隨著提出的問題越來越專業，學生對知識的掌握也經歷了“了解—深入—鞏固”的過程，學生知識框架越來越完善。

3.3 巧用類比，微觀變宏觀

呼吸鏈整體的知識框架可以類比為發電站，呼吸鏈在細胞內的區域定位就像發電站的地址，兩條呼吸鏈傳遞電子類似發電站將電傳輸到用電終端，中間需要高壓轉化站，每一個高壓站形成需要很多要素，但是主要導電的還是電線，而兩條呼吸鏈就如同電路中的并聯，到后面復合物Ⅲ、復合物Ⅳ形成串聯，同時在傳輸的過程中還有能量變化。這樣，學生用一個高中物理非常熟悉的主要知識點，將微觀的呼吸鏈轉化為一個宏觀的發電站（表1），更容易理解，方便記憶。

表1 呼吸鏈知識類比

3.4 角色扮演，深入體會

在學生對知識有一定深入了解以后，挑選4 個小組，每個小組分別代表一個復合物，對兩條呼吸鏈進行角色扮演，學生根據已經掌握的知識，說出復合物的位置、復合物的組成、傳遞電子體及傳遞電子的數量。在整個教學過程中，師生之間雙主體互動，師生輪流作為課堂的主體，對學生的學習效果進行客觀評價，真正體現了以學生為中心，離學生最近的教學理念[5]。

4 教學效果反饋

每上完一次課，授課教師都要進行深刻的教學反思。對待學生提出的問題能解決的一定當堂解決，如果問題是和其他的知識點相關，可以引導學生提前學習，或者進行當場解釋，等到學到這個知識點的時候再深入學習，如果是關聯性很大的問題，讓學生進行知識框架的架構，形成網絡。在學生角色扮演后，教師作為觀察者與協助者，要對學生進行及時、有效的評價，教師要保持中立，切記不可夸張地表揚或是沒有目的地批評，可以通過學習通軟件相關功能進行記錄，并通過表演了解個人和小組的學習情況，有針對性地進行提高。

根據“生物化學”各部分知識內容的特點采用不同的教學方式，讓學生都有機會真正參與進來，授課教師只是學生學習過程中的組織者、引領者、推動者，真正做到了以學生為中心，以價值養成與能力導向為目標的教學改革。改革后的教學方式在實際應用中受到了學生的一致好評，連續幾年未出現不及格現象，相關課題在學校創新大賽中還取得了二等獎的佳績。