生物醫學工程專業中生物化學教學的探索與實踐

趙晨+倪原+陸文總+賈光鋒

摘要：生物化學作為生物醫學工程專業的基礎課，在授課時要適應生物醫學工程專業的特點。因此，對傳統的生物化學授課方式進行了探索，引入了PBL教學方法、自主學習方法和實踐型教學方法，將對學生的學習能力、學習興趣、綜合素質及創新能力的培養起到重要作用。

關鍵詞：生物醫學工程;生物化學;PBL教學;實踐型教學;自主學習

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）23-0111-02

生物醫學工程是一門新興的交叉學科，將工程科學、生命科學和醫學相結合，用工程技術的方法來研究處理生物學和醫學中存在的問題。生物醫學工程所開設的課程包括有電路、信號系統、數字電子技術、模擬電子技術、生物醫學傳感器、臨床醫學、生物化學、基礎化學等多方向的課程。根據其開設的課程可看到生物醫學工程是一個涵蓋了生物、醫療器械設計和制造、醫學影像等多學科、綜合性、高度綜合交叉的專業。其旨在采用工程技術的方法研究生命現象，為醫學研究提供新的技術和手段。正是由于該專業所具有的復雜性和在國內發展時間短等特性，探索出一套適合該專業的教學方法是該學科發展的重要研究方向之一。其中，以生物化學的教學方法研究尤為重要。生物化學是基礎醫學、生命科學等專業的必修課程，甚至是一些專業的選修課程，如物理專業。其教學內容基本包括了所有生命物質體內一般規律和經典理論，即主要是研究生命物質中各個主要組分，如糖、脂質、蛋白質、核酸等大分子的結構、功能以及相互之間的轉化和聯系。生物化學作為一門基礎課程，具有理論知識量大、理解記憶知識點多、知識更新速度快等特點。而根據生物醫學工程專業的特點，生物醫學工程專業學生的培養需要涉及的知識面多而廣，如何在傳授生物化學知識的同時，將知識內容與專業結合，讓學生更好地從本專業出發來理解和學習生物化學，是我們教育工作者需要思考和探討的。為此，我們針對提高教學質量進行了如下的探索與實踐。

一、將PBL教學方法引入生物化學教學中

PBL模式，即基于問題的學習（Problem-based Learning or Project-based Learning），最早是1960年由加拿大學者提出，并于90年代進入中國。其教學過程，簡單來說，就是改變了傳統課堂講授的方式，而是由教師提供與專業知識相關的、有一定難度的問題，并將學生分組，團隊合作來解決問題。該方式增加了教師與學生的互動，引導學生進行自主學習，使學生由知識的被動接受者變為主動探索者，可增加學生學習的主動性，在教學方法上具有一定的先進性。對生物醫學工程專業的學生來說，由于學習的知識領域多而雜，如何將在學習生物化學知識的同時把已經學和要學的知識融會貫通、承上啟下，就可以使用PBL模式來進行。

但是，在實踐中開展并不順利。這是因為首先該教學方法是基于問題的教學方法，授課教師提出的問題是否合理直接決定了授課效果。而我們教師大多已經習慣了傳統的教學方法，甚至本身就是受傳統教育的熏陶，所以在思維模式上會受到局限。通常給出的問題并不全面，或不具有引導性。其次，中國學生已經習慣了被動接受知識，特別是低年級的學生，性格靦腆，大多不愿開口討論，積極性很難調動。

根據存在的問題，我們將PBL教學的理念與傳統教學相結合。首先，在傳統授課的同時，穿插一些小問題，逐漸引導學生進行思考、討論。比如，在講授蛋白質這章時，可引導學生思考自己生病時血液化驗單中有哪些蛋白，都代表什么，再讓學生自己在課后查找資料，課堂討論。這樣的教學效果明顯要好于傳統授課，又解決了單一PBL授課存在的問題。其次，針對教學難點和重點進行定期和不定期的課堂討論，對部分難點重點問題請學生上講臺發表見解，加深了學生對所學知識的理解，得到了很好的效果。例如，在物質代謝這部分的教學中，該部分涵蓋多個章節，知識點前后貫通，是生物化學這門課程的重點和難點章節。因此，可設計一些問題，讓每個學生都有機會上講臺發表自己對關鍵知識的見解，進行討論。將課堂討論形式設計得具有多樣性，且定期的課堂討論采用預先將題目分給每個學生，請他們做好準備，用多媒體形式進行討論和提問;不定期的課堂討論安排在部分難點重點教學以后，組織學生發表見解，進行討論。課題討論的成績計入學生的平時成績，使課堂不再局限于傳授與接受，而是引導學生主動探索知識，老師從旁指導、解惑。

二、鼓勵學生自主學習

自主學習是學生在大學階段需要掌握的一個重要學習能力，對他們在將來的學習和工作都具有重要意義。這也是大學教師教育的真正意義所在，即“授予魚不如授予漁”。而我們學校設立的生物醫學工程專業是以生物醫學電子為主要方向，強化學生的動手能力、設計能力和創新意識，培養具備生命科學、電子、信息、計算機技術的基礎知識，能在生物工程、生物醫學工程、醫學儀器、醫用電子設備、醫療信息技術及電子、儀器、信息領域等從事研究、設計、制造、應用和管理的復合型高級工程技術人才。因此，本專業所設立的專業課具有知識面廣、交叉性強的特點，尤其需要學生能夠具有很強的自主學習能力，將老師在課堂上傳授的各種知識相互貫通，并理解。在生物化學課程講授中，根據專業的特點，我們制定了如下方法來指導學生學會自主學習。首先，幫助學生制定學習計劃。要求學生自己制定或在老師的幫助下制定一份合理的學習計劃，需要詳細列出學習內容和時間安排，該安排應該與教師上課內容一致，且學習計劃應具有針對性。在給生物醫學工程專業學生授課時，有一部分學生對生物化學非常感興趣，也表示出希望在研究階段從事生物專業的學習。而生物化學作為生物專業的必修課，也是生物方向考研的必考專業課之一。這樣，我們專業所教授的生物化學知識是無法滿足學生學習需要的。這就要求這部分學生需要制定更為全面的學習計劃，除涵蓋本專業的學習要求外，還應將生物專業的知識要求加入。而對于希望從事醫學電子方向的學生來說，只需完成本專業學習計劃即可。其次，將授課教師的聯系方式和辦公室地址公布，方便學生隨時聯系老師。最后，給出精品課程及網絡課程的網上資源地址、主要參考書目及主要文獻資料和主要實踐資料，使學生能夠更好地自主學習。在完成這些工作后，也要定時聯系學生，對學生自主學習情況進行評價，讓學生寫自主學習自我總結評價，來評價他們的學習結果，使學生的學習能力得到提升。endprint

三、在生物化學教學中引入創新實踐型教學

生物醫學工程專業是由其復雜的、龐大的知識體系交叉形成的學科，在教學中如何將各個課程融會貫通也是其教學的一個難點。而生物化學作為生物和醫學共同的基礎課，其授課的效果對后續課程的教授具有重要的意義。而創新實踐型教學對該門學科的授課質量具有重要作用。這是因為生物化學就是建立在前人不斷實驗，并將實驗結果分析總結形成理論的學科。所以，實驗教學對教好、學好這門課具有至關重要的作用。同時，想要提高學生的綜合素質和創新能力，就需要在基礎教學的基礎上進行實踐的鍛煉和積累。我們針對實踐型教學做了如下的工作。首先，設置了課內實驗和專題實驗。課內實驗是在授課同時進行開設的，可對課堂學習的知識進行鞏固和加深了解。而專題實驗，我們一般開設在高年級，此時學生已經學習了大多的專業課程，而專題實驗可將生物化學和這些專業知識融會貫通，進而增加對生化進一步認識，也鍛煉學生動手能力和獨立思考能力。其次，讓學生加入到課題研究中。如大學生創新項目，鼓勵學生積極申報，并鍛煉學生通過查找資料提出與生物化學有關的題目，并在老師的指導下寫項目書、項目計劃、實驗方案，進行實驗，最終寫結題報告，發表文章。在這過程中，提高學生能力，對學生的綜合素質和創新能力進行了培養。將創新實踐型教學與生物化學傳統教學相結合，通過實踐教學將學生從傳統的課堂教學中拉了出來，走入實驗室，運用所學知識來解決問題，讓學生對學習的理論知識有了進一步認識，提高學習積極性。

四、結論

生物醫學工程專業涵蓋了工程技術、圖像處理、醫學儀器等研究方向，具有復雜性和高度的交叉型。在進行生物化學授課時，應考慮該專業特點。我們在授課中探索出將PBL教學、自主學習和實踐型教學引入生物化學傳統教學中，提高了授課質量，并摸索出一套適合本專業的授課方式。

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