啟發(fā)式教學(xué)在脂肪酸能量計算公式推導(dǎo)中的應(yīng)用

趙繼榮，張 艷

（楚雄醫(yī)藥高等專科學(xué)校，云南楚雄 675005）

啟發(fā)式教學(xué)在脂肪酸能量計算公式推導(dǎo)中的應(yīng)用

趙繼榮，張 艷

（楚雄醫(yī)藥高等專科學(xué)校，云南楚雄 675005）

目的：探討讓學(xué)生推導(dǎo)脂肪酸能量生成的計算公式。方法：采用啟發(fā)式教學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考、分析、聯(lián)系比較并進(jìn)行歸納總結(jié)。結(jié)果：學(xué)生逐步推導(dǎo)出脂肪酸在分解代謝時能量的凈生成數(shù)可用公式（Cn/2－1）×4＋Cn/2×10－2進(jìn)行計算。結(jié)論：學(xué)生在公式的推導(dǎo)過程中增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣和自信心，培養(yǎng)了分析問題、解決問題的能力。

啟發(fā)式教學(xué)；脂肪酸；能量；計算公式

啟發(fā)式教學(xué)，是根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)，遵循教學(xué)規(guī)律，從學(xué)生的年齡、心理特征、知識基礎(chǔ)認(rèn)知結(jié)構(gòu)等實際出發(fā)，采用各種生動活潑的方法，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，發(fā)展學(xué)生智力的一種教學(xué)原則。充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使他們主動、積極地獲取知識和發(fā)展智能，這種教學(xué)原則提倡學(xué)生自己動腦、動口、動手去獲取知識。采取啟發(fā)式教學(xué)的根本目的是為了更好地發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用、學(xué)生的主體作用，使課堂教學(xué)過程取得最優(yōu)化的效果〔1〕。

生物化學(xué)是一門重要的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程。由于這門學(xué)科是從分子水平來探討生命奧秘，具有分子結(jié)構(gòu)式多、代謝途徑多、概念抽象、內(nèi)容復(fù)雜等特點，給教師和學(xué)生都帶來一定的難度〔2〕，是學(xué)生普遍反映較難學(xué)的一門課程。在生物化學(xué)教學(xué)過程中，如何針對難點內(nèi)容教學(xué)，讓學(xué)生在有限的時間內(nèi)比較系統(tǒng)地掌握生物化學(xué)基本知識和基本理論，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和將來的工作打下必要的基礎(chǔ)，是每一位生物化學(xué)教師經(jīng)常加以思考的問題。圍繞這一問題，筆者在多年的生物化學(xué)教學(xué)實踐中運用啟發(fā)式教學(xué)取得了良好效果。本文就以在脂肪分解代謝中采用啟發(fā)式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出脂肪酸體內(nèi)氧化分解時ATP生成數(shù)的計算公式進(jìn)行探討。

1 利用公式計算脂肪酸能量生成的意義

脂肪的主要生理功能之一是在細(xì)胞內(nèi)氧化為機(jī)體提供能量。所以，脂肪酸體內(nèi)氧化分解時所釋放的能量數(shù)計算在脂類代謝中是一個重點。但現(xiàn)有的教材中均無明確的計算方法，只有一個最終結(jié)果，造成很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對這一知識點的掌握上出現(xiàn)困難。

很多從事生物化學(xué)教學(xué)的教師都總結(jié)出類似的脂肪酸徹底氧化分解時生成ATP數(shù)的計算公式〔3-4〕，運用公式進(jìn)行計算，確實能夠很快得出結(jié)果，但筆者在教學(xué)工作中也發(fā)現(xiàn)，雖然學(xué)生能夠記住并使用公式，但對該公式的含義并不理解。采用啟發(fā)式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生自行推導(dǎo)出計算公式，不僅能夠使學(xué)生熟練地運用公式進(jìn)行計算，而且，對學(xué)生掌握脂肪酸氧化分解的過程及生物氧化相關(guān)的內(nèi)容有極大的促進(jìn)作用。

2 實施步驟

2.1 設(shè)問置疑 引發(fā)思考“學(xué)起于思，思源于疑”。求知欲是從問題開始的，教師在教學(xué)中，要有目的、有意識的創(chuàng)設(shè)問題情境，使學(xué)生置身于問題之中，形成強(qiáng)烈的問題意識，帶著富有趣味和價值的問題去學(xué)習(xí)，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。因此，在講授脂肪酸分解代謝過程時，首先就提出問題“脂肪的主要生理功能是什么？”，這樣就引起了學(xué)生的主動思考：脂肪酸在分解過程中能生成多少分子ATP？如何計算？帶著這些問題進(jìn)入了脂肪酸分解代謝的學(xué)習(xí)，學(xué)生會對代謝的過程和消耗或生成ATP的步驟給予更多的關(guān)注。

脂肪酸氧化分解的整個過程可大致分為4個階段：脂肪酸的活化、脂酰CoA進(jìn)入線粒體、β-氧化及乙酰CoA進(jìn)入TAC徹底氧化〔5〕。由于學(xué)生帶著自設(shè)的問題進(jìn)行學(xué)習(xí)，能夠準(zhǔn)確地歸納出在第一階段脂肪酸活化時，需消耗2個高能磷酸鍵，相當(dāng)于2分子ATP；第三階段β-氧化時，第一次脫氫反應(yīng)脫下的2H由FAD接受，還原為FADH2，進(jìn)入琥珀酸氧化呼吸鏈可生成1.5分子ATP，第二次脫氫反應(yīng)脫下的2H由NADH+接受，還原為NADH+H＋進(jìn)入NADH氧化呼吸鏈生成2.5分子ATP，兩項合計生成4分子ATP；第四階段乙酰CoA進(jìn)入TAC徹底氧化生成CO2和H2O，并釋放出10分子ATP。先讓學(xué)生嘗試進(jìn)行計算，多數(shù)學(xué)生基本是根據(jù)上述反應(yīng)過程逐項計算ATP的生成數(shù)和消耗數(shù)，最后得出ATP的凈生成數(shù)，步驟很繁瑣，而且容易出錯。此時，再提出問題“是否有更簡單的計算方法或公式？”由于教材中沒有相關(guān)內(nèi)容，從而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入了推導(dǎo)公式的教學(xué)環(huán)節(jié)。

2.2 找出關(guān)鍵 聯(lián)系比較 由于提出了可通過公式進(jìn)行計算，大大激發(fā)了學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心，迫切希望通過發(fā)揮自己的聰明才智來解答這個具有挑戰(zhàn)性的問題。學(xué)生通過對脂肪酸氧化分解過程的復(fù)習(xí)和討論，得出要總結(jié)出脂肪酸氧化時生成ATP數(shù)的計算公式，關(guān)鍵在于要知道乙酰CoA的生成數(shù)和β-氧化的次數(shù)并公式化。如何做到這一點呢？可列舉出含不同偶數(shù)碳原子的飽和脂肪酸，由學(xué)生討論在進(jìn)行β-氧化時，生成乙酰CoA的量和β-氧化的次數(shù)，并將正確的答案在黑板上以表1的形式列出。

表1 不同偶數(shù)碳原子飽和脂肪酸生成乙酰CoA的量和β-氧化的次數(shù)

通過對表1中數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察、比較，啟發(fā)學(xué)生找出它們之間的聯(lián)系，并嘗試用公式的形式表達(dá)出來。在教學(xué)實踐中幾乎所有學(xué)生都能很快得出表達(dá)式（1）、（2）

2.3 比喻啟發(fā) 突破難點 在此環(huán)節(jié)中，由于乙酰CoA是從長鏈飽和脂肪酸上以2個碳原子一組裂解生成，學(xué)生對于乙酰CoA生成數(shù)與脂肪酸碳原子數(shù)之間的關(guān)系較容易理解，而對于β-氧化的次數(shù)與脂肪酸碳原子數(shù)之間的關(guān)系卻很模糊，雖然能夠?qū)懗稣_的數(shù)學(xué)表達(dá)式，但是要他們說出為什么，多數(shù)學(xué)生卻似懂非懂，這是學(xué)生推導(dǎo)公式中的最大難題。原因就在于最后一次β-氧化時，學(xué)生忽略了底物是丁酰CoA，只含有4個碳原子，經(jīng)一次β-氧化即可生成2分子乙酰CoA。在講解時可通過引喻一些日常生活中的例子幫助學(xué)生理解，如一塊豆腐切幾刀可均分為三塊？學(xué)生就能夠輕松地明白β-氧化的次數(shù)與脂肪酸碳原子數(shù)之間的關(guān)系了。

2.4 展開討論 歸納總結(jié) 在學(xué)生理解以上兩個關(guān)鍵問題后，展開討論，將式（1）乘以每分子乙酰CoA進(jìn)入TAC時生成的ATP數(shù)10，得到全部乙酰CoA生成的ATP數(shù)，再加上脂肪酸通過β-氧化時生成的ATP數(shù)，即式（2）乘以每一次β-氧化時生成的ATP數(shù)4，得：

公式（3）為脂肪酸在徹底氧化分解時所生成ATP的總數(shù)，要計算ATP的凈生成量時，還要提醒學(xué)生注意由于脂肪酸在活化進(jìn)入線粒體時消耗了2分子ATP，因此，再將公式（3）整理得公式（4）即脂肪酸氧化時ATP凈生成量計算公式：

在公式的推導(dǎo)過程中，學(xué)生對表1進(jìn)行歸納時也發(fā)現(xiàn)，所列舉的脂肪酸所含的碳原子數(shù)均為偶數(shù)，如將含奇數(shù)碳原子的脂肪酸代入公式進(jìn)行計算時不適用，明確了此公式僅適用于含偶數(shù)碳原子的飽和脂肪酸。部分學(xué)生還可以對公式（3）和（4）進(jìn)一步簡化，得：

但筆者認(rèn)為太過簡練反而會使學(xué)生最終又只會用而不知其意，并忽視了脂肪酸的氧化分解的代謝過程，不利于知識的整體掌握，與啟發(fā)式教學(xué)的目的背道而馳，建議還是使用公式（5）和（6）。

3 結(jié)語

通過啟發(fā)式教學(xué)使學(xué)生逐步推導(dǎo)出脂肪酸在徹底氧化分解時ATP生成數(shù)的計算公式，使學(xué)生輕松掌握了該知識點，加深了對脂肪分解代謝及相關(guān)內(nèi)容的理解。同時，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力，通過經(jīng)歷問題的解決過程，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情，提高對生物化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，樹立了自信心，而且通過對解決問題的方法的探索，可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造熱情，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授的本領(lǐng)，而在于激勵喚醒和鼓舞。作為教師不僅要想辦法為學(xué)生提供能激發(fā)其思維興趣的舞臺，使他們的潛能得到展示和發(fā)揮，而且要以新穎獨特的教學(xué)設(shè)計激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲。

〔1〕謝行芝.啟發(fā)式教學(xué)四步走〔J〕.廣東教育：教研版，2009（4）：40-41.

〔2〕鄭云郎.解決生物化學(xué)教學(xué)難點的探討〔J〕.醫(yī)學(xué)教育，2002（5）：59.

〔3〕張冬菊.初探脂肪酸氧化的能量計算公式〔J〕.衛(wèi)生職業(yè)教育，2007，25（4）：58-58.

〔4〕羅永富.脂肪酸體內(nèi)氧化ATP生成數(shù)量計算公式〔J〕.衛(wèi)生職業(yè)教育，2006，24（6）：87-87.

〔5〕潘文干.生物化學(xué)〔M〕.6版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2009：112-113.

（責(zé)任編輯 蔣 康）

App lication of Heuristic Teaching in Deducing the Com putational Formula of Fatty Acid Energy

ZHAO Jirong,ZHANG Yan
（Chuxiong Medical College,Chuxiong，Yunnan 675005,China）

Objective:To discuss how to let the students deduce the formula of fatty acid energy generation.MethodsHeuristic didacticswas used to guide the students to think,analyze,compare and summarize.ResultsStudents gradually deduced that the net number of energy generation could use the formula （Cn/2－1）×4＋Cn/2×10－2 to calculate.ConclusionStudents have improved their interests and self-confidence in learning,and have cultivated the ability to analyze and solve problems in the course of deducing the formula.

heuristic education;fatty acid;energy;computational formula

G424.1

A

1672-2345（2011）02-0089-03

2011-01-29

趙繼榮，講師，主要從事生物化學(xué)教學(xué)研究.