生物化学教学设计
为了上好一堂生物化学课，教师需要有高度的责任感，精心设计课堂，才能收到良好的教学效果。那么，如何改革生物化学教学呢？
虽然生物化学理论的内容比较抽象，比较难学，但是在农林医学院校，生物化学对于培养学生的解题能力和创新能力非常重要。
摘要:以乳糖机械手教学为例，从引导、教学、知识拓展、强化训练、总结五个方面阐述了生物化学的教学设计，以激发学生的学习兴趣，提高学生学习的主动性，保证教学目标的实现。
关键词:生物化学；乳糖操纵子；教学设计
生物化学是从分子水平探索生命现象本质的学科，也是医学、生物学、农业等学科科学研究的工具学科。
该学科对于培养农林医学院校学生的解决问题能力和创新能力至关重要。
但由于生物化学非常抽象，主要阐述了蛋白质、DNA、RNA等分子在体内的相互作用过程，学生很难理解，使得生物化学成为农林医学院校中最难学、不及格率最高的学科之一。
虽然在当前的教学改革过程中，PBL主导的科学教学模式[1]和任务驱动的实验教学模式[2]对于实现真正的？以学生为中心？教学理念提供了新的教学方法，但传统的以教师为主导的教学模式仍然不可替代。
因此，如何在教学过程中激发学生的学习兴趣，如何用简单的方式普及复杂的机理，一直是生化教学教师的不懈追求。
以较为抽象的基因表达调控中的乳糖操纵子为例，从引导、讲授、知识拓展、强化训练、总结五个方面阐述了如何设计生物化学教学。
1提问指导课激发学生学习兴趣
由于乳糖操纵子的内容非常枯燥复杂，我们在教学过程中先给学生讲一个现象(给出一个细菌生长曲线):当培养基中同时含有葡萄糖和乳糖时，细菌生长曲线不是大家熟悉的迟滞期、对数期、稳定期和衰退期，而是有两个对数生长期，中间有一个迟滞期。
那么，为什么会出现这种情况呢？然后给出一个细菌培养基中糖消耗的曲线图，学生会发现第一个对数生长期主要是培养基中葡萄糖的消耗，而第二个对数生长期是乳糖的消耗。
那么为什么葡萄糖和乳糖分别在细菌生长的第一和第二对数期被消耗呢？通过之前对代谢的学习，同学们普遍了解到葡萄糖和乳糖都需要酶，而且需要的酶是不一样的。在第一对数期，有分解葡萄糖的酶，在第二对数期，有分解乳糖的酶。
也就是说，当培养基同时含有葡萄糖和乳糖时，细菌优先利用葡萄糖。
那么这是为什么呢？最后是lacmRNA，？半乳糖苷酶和？半乳糖通透酶，这时候学生会发现乳糖代谢的基因lacmRNA不表达，相应的基因表达产物？半乳糖苷酶和？半乳糖通透酶的含量也很低，所以乳糖不能在第一对数期分解，只能在第二对数期分解。
那么如何在细菌中实现这种复杂的基因表达调控过程呢？经过四次提问，介绍了乳糖操纵子的调节机制，大部分同学都很好奇细菌是如何实现这个复杂的调节过程的。
2始终关注培养基只含乳糖不含葡萄糖时乳糖操纵子开始表达的现象。
通过前三张图的讲解，学生发现，当培养基中只含有乳糖时，与乳糖代谢相关的两种酶？半乳糖苷酶和？半乳糖通透性产生，编码这两种酶的lacmRNA也表达。
因此，诱导表达和操纵子的概念被引入。
诱导表达是指基因加入代谢产物后开始表达；操纵子是一个lacmRNA产生两个以上的蛋白质。
然后详细描述了乳糖操纵子的结构和操纵子中各元件的功能。
并且指出在1961年，Jacob和Monod提出的操纵子模型在原核生物基因表达的调控机制中具有普适性，获得了1965年诺贝尔生理学或医学奖。
然后，讲述了为什么这个操纵子的表达是在培养基中含有乳糖时开始的，主要是因为阻遏蛋白的负调控被乳糖诱导后释放。
同时在讲解过程中要结合蛋白质和酶的变构效应，讲解阻遏蛋白与乳糖结合后的结构变化不能与操纵序列结合，让学生与之前学过的知识结合起来，方便理解。
乳糖操纵子阻遏蛋白的负调控机制只是解释了乳糖存在时乳糖代谢相关酶才开始表达，所以这时候又抛出了另一个问题:为什么培养基中葡萄糖和乳糖同时存在时乳糖代谢相关酶不被诱导？是否有其他监管机制？这个问题引出了CAP蛋白的正调控机制，同样的CAP蛋白在与cAMP结合后有变构效应的现象，导致功能发生变化。
最后强调阻遏蛋白的负调控和CAP蛋白的正调控协同调控乳糖操纵子的表达过程，也解释了为什么。只有当培养基不含葡萄糖，只含乳糖时，乳糖操纵子才开始表达？这个核心问题。
3.注重创新能力的培养，扩大知识面。
知识拓展要注重学生分析问题和解决问题能力的培养，更加注重学生创新素质的培养。
我们在教学过程中经常强调？授人以鱼不如授人以渔？因此，在解释完乳糖操纵子的结构后，要教会学生如何从GenBank查询和下载序列，以及如何找到乳糖操纵子结构中的调控元件和结构基因。
学生一看很直观，会有很多新发现:调控序列其实很短，只有几十个碱基，而结构基因很长，有几千个碱基；抑制蛋白结合的操纵序列和RNA聚合酶结合的起始序列实际上是重叠的；lacZ、lacY和lacA基因之间实际上存在间隔序列。阻遏基因不属于乳糖操纵子，而是独立转录的。
通过教学生如何使用GenBank查询下载序列，不仅为学生今后从事科研工作打下基础，还能使学生？做中学？有很多新发现，有余力的同学会在课后查阅文献，更深入地了解原核基因表达调控的特点和机制。
同时，在扩大知识面时，要强调该领域的新进展和当前的创新成果。
如Bhogale等在2014中发现，乳糖操纵子在大肠杆菌中由非诱导状态转变为诱导状态，不仅与操纵序列中阻遏蛋白的解聚有关，还与阻遏蛋白和操纵序列的解聚周期有关。
学生们会发现这样一个经典的模式，一直到今天都在不断发展完善，对培养学生永无止境的学习品质和创新精神有着强大的作用。
4聚焦重点难点进行强化训练。
大学教学课是否应该进行强化训练，一直存在争议。主要原因是学生在高中时期受影响比较深。填鸭式教育？然后呢。应试教育毒药。
但我们认为有必要在课堂上适当加强训练，有利于学生理解和掌握重点难点内容。
我们老师去美国犹他大学参观后发现，国外有很多医学院考试，生物化学部分两周考一次。学完基础医学部分一年，学生参加类似于国内执业医师的全国统考，有两次机会，但是没有通过考试直接退学。
因此，针对乳糖操纵子的正负调节机制，以及历年考试中学生在选择题中失分较多的情况，我们安排了两道单项选择题和两道多项选择题，首先让学生通过扫描二维码在问卷网上回答，然后老师直接在问卷网上查询学生的回答结果，以检查学生的掌握情况，并与学生一起分析错误答案的原因。
5总结提纲，提出问题，引起学生思考。
小结是对一节课内容的简要概括，也是对重难点内容的再强化，有利于学生对所学知识的整体把握。
在讲述乳糖操纵子的过程中，可以做一个简单的动画来勾勒乳糖操纵子的结构，阻遏蛋白的负调控和CAP蛋白的正调控。
让学生对本节内容有一个整体的了解，以免？只见树木不见森林？。
那么你可以提出一个思考问题让学生课后学习:人体内是否存在与乳糖代谢相关的酶？东亚人群和欧美人群该基因的表达和调控特征有什么不同？为什么很多学生喝牛奶后会轻度腹泻？这个问题与本节的学习内容和学生的日常生活密切相关，可以解决学生的问题。为什么学习？学习有什么用？
6结论
要上好一堂生物化学课，教师需要有高度的责任感，查阅大量文献，精心设计课堂，才能收到良好的教学效果。
然而，在传统高校教师的教学过程中，由于存在？重科研轻教学？一般来说，课堂教学设计是以课本中的章节为基础的，往往涵盖3~5个课时。
这就造成学生在一节课的学习中感觉非常杂乱无章，感觉不到内容是重点内容。往往老师在讲课中经常强调这是重点内容，但是过了几分钟，学生根本就没听懂。
因此，我们建议在教学过程中，以一节课为单位进行教学设计，从导课、授课、知识拓展、强化训练、总结五个环节进行？刻骨铭心？。
同时，在教学过程中，要分层次设置疑点，激发学生的学习兴趣。以本节为例，我们设计了五个问题来引起学生的思考，问题之间是一一联系的。
另外，要充分利用总结的机会，对一节课的内容进行简要的回顾，让学生对教学内容有一个整体的了解。
最后提出一些与教学内容和每个人日常生活密切相关的问题，以引起学生的思考，让他们明白生物化学和每个人的生活其实是密切相关的，而不是抽象无用的。
参考
[1]李崇启，张。PBL教学在生物化学教学中的应用[J].江苏第二师范学院学报，2014 (05): 22-25。
[2]李崇启。任务驱动教学法在生物化学与分子生物学实验教学中的应用[J].基础医学教育，2016 (03): 205-208。
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