生物化学法（共11篇）
生物化学法 篇1
1 生物化学的教学背景
近20年来生物化学取得了突飞猛进的发展, 它涉及的范围几乎涵盖了生命科学最前沿的所有分支, 当今生命科学领域内取得的重大科技成果几乎都与生物化学有关,国内外科学家纷纷预言21世纪是生物技术的世纪[1]。因此生物化学课程已成为生命科学院开设的重要基础主干课程,同时也成为其他专业开设的一门拓展课程。
作为应用型(教学型)本科高校化学工程与工艺专业的学生,因为不是生物化学专业的方向,生物化学不是专业基础课,而是作为拓展课。但学生应该对基本生物化学知识有一个了解,在今后的考研和工作学习中,如果碰到生物化学方面的内容,应该知道怎么去学习。近年来,为减轻学生负担,大学中每学期的考试科目有一定的限制,除规定的少数考试课程外,相当数量的非专业课程以“考查”的形式结业[2]。生物化学课程在本校的课时为32节课,2学时,作为学生的一门拓展课程,了解当前生物技术的发展。
因此,由于课时较少,因此本校选择了李再资先生编的《生物化学工程》这本教材,这本教材相比其他教材简单,但又有一定的深度和广度,这本教材理论联系实际。本教材的主要内容生物化学工程是一门由化学、工程学和生物学等学科相互渗透、密切结合而形成的新兴边缘学科。它是在工业条件下运用微生物或离体动植物组织细胞,在发酵罐或反应器中进行有用物质生产的过程。近十余年来,随着对生物反应器、生物传感器、分离纯化设备等的研究,生物反应和分离纯化的动力学模型的建立,以及计算机控制技术,过程的系统分析和技术经济评价等的运用,生物化学工程这门新兴学科也得到了突飞猛进的发展。
如何在较短的时间内使学生较好地掌握整个生物化学的知识体系,正确掌握并应用于实际工作中去,是生物化学教学迫切要解决的问题。不论教学模式怎样,要有效实施教学,就必需采用最有效的教学手段方法,建立以学生为主的教学机制,活跃课堂气氛,提高学习兴趣;加强理论知识与实践教学的联系;自制多媒体课件,增加课堂教学的信息量等多方面进行。
在大学阶段获取知识的能力较获取新的知识更为重要,培养学生获取知识能力是大学阶段需要完成的主要任务。重点培养学生学习知识的方法,掌握学习对象的重点,从而在获得学习方法的同时,全面掌握所学课程的主要内容。对教师和学生都提出了新的要求。
2 课程的要求
对学生的要求:充分发挥学生主观能动性,因为生物化学的内容很多,课时相对生物化学专业的学生课时较少,对难度不大的内容和章节,在课堂上一带而过,让学生利用课余时间自学。关于生物技术的应用,可以让学生自己利用网络去了解,每年都有新的生物技术的应用,保证学生的学习质量,同时在上课时进行提问和讲解。
对教师的要求:备好学生即是通过学生简历、辅导员、班主任,了解学生的来源,哪些是文科学生,哪些是理科学生,已上过无机化学、有机化学、物理化学、分析化学等课程成绩如何,哪些学生成绩好些,哪些学生学习比较刻苦,哪些学生不够用功,哪些学生学习有困难,课堂纪律如何,活跃程度如何等。根据学生这些情况,一方面可以估计学生对生物化学课程的学习能力、接受能力和负担能力,可以采用哪些教学方法。另一方面,可以知道需要给学生补充哪些内容。如文科学生化学基础比较薄弱,在讲到与以上化学有关的知识时,可以适当简单些,让学生课下的时间自己去看。相关学科成绩不好,要补充相关学科内容。这样能使教学内容、教学方法更有针对性。对本二和本三的教学内容也要有差别,他们的基础差别很大,本三的学生上课的内容讲的简单一些,本二的学生可以自学内容多一些。
另一方面,不断改进教学手段是提高与保证教师教学质量的重要环节。随着计算机多媒体技术的发展,运用多媒体教学已是一种普遍的教学手段。通过多媒体技术能将抽象的内容直观化,复杂的内容简明化,通过使用不同的字体、颜色、背景增强视觉效果,适时强调、重复重点内容,能很好地吸引学生的注意力。例如,在讲到代谢途径的调节、蛋白质的合成、酶的反馈抑制时,通过动画及Flash 短片的演示,使学生在轻松生动的教学环境里形象直观地掌握所讲内容。但要注意不要过分依赖多媒体。
同时,教师应该跟上时代的步伐,因为生物技术的发展非常迅速,每年都有很多的新技术和新产品出现,但是不可能一年换一次教材,而教材的编写也需要时间,这就要求教师要充分利用学校网络资源,及时把最新出现的新技术讲给学生,让学生了解当前生物技术的发展,并可以通过学生的讨论,来增加他们的印象。
3 对双语教学的建议
2001年,教育部在《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》的通知中提出:“……本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学”,掀起了高校双语教学的热潮[3]。目前取得了一定成果,但高校开设双语课程仍处于探索和实践阶段。要求我们把双语教学同高校的专业建设紧密连接起来,促进学校教学工作的全面发展。
但我国应用型本科高校的双语教学仍然存在一些问题。一是认识上有误区,对双语教学的定义、目的和意义等都不同程度存在理解上的偏差。一是脱离本校实际情况,不顾师资条件和学生外语水下强行开设双语教学。以上问题的存在导致双语教学的效果不好,失去了双语教学目的和意义。
相对于重点本科院校研究型本科教育的使命而言,非重点普通高等院校以开展应用型本科教育为主。它们无论是在硬件教学设备和资源上,或是软件教学师资、科研水平或是生源质量上,与重点本科院校相比都有很大的差距。鉴于种种现实情况的不同,非重点本科院校在双语教学的理解和运用上也不适合套用与重点本科院校相同的思路和方法。
充分的了解学生的能力,不能超过学生的理解能力,非生物专业的学生,英语基础本身不是很好,如果全是英文的话,学生根本理解不了,因为涉及到很多英语专业词汇,老师讲解起来费劲,学生掌握程度也不好,我认为,不涉及到专业词汇的可以用英文来做powerpoint,涉及到生物化学专业词汇,最好用中文来讲,效果比较好。
可以随着上课的不断深入,英语的知识可以逐渐增加,让学生有一个逐渐适应的过程,因为学校达不到所有专业都是采用双语教学,学生也要一个适应过程,而且也并不是所有的班级都能开双语教学,因为不同的学校,不同的专业,学生的基础不一样,重点大学可以开一些双语课,学生基础好,而一些二本、三本的学校,尤其三本的学校,开双语课要慎重考虑,拿本校来说,通过教学发现二本和三本的学生的基础相差很大,二本的学生80%以上都能过英语四级,可以给二本的学生开双语课,给三本的或专科的学生不用开双语课,他们的英语非常薄弱,我们的职责是要让学生学到知识。
如果一开始就全部英文,学生会慢慢对这门课失去兴趣。教师上课也就非常困难。因此要循序渐进,开始的时候首先应调动他们的兴趣,每堂课可以留出一部分时间,让学生讨论,自己身边应用到的生物化学知识,学生通过以前的了解已经有了一定的人事,然后慢慢引导学生,去学理论知识。
以人为本是教学的原则,精心组织课堂教学是根本,在生物化学教学活动中注意处理好讲课内容的选择和讲课方式与节奏的把握,完善教学中师生之间的互动过程,结合教学实际,明确教学目标,优化教学手段,不断提高课堂的教学质量。有效提高学生的知识储备,从而达到较为理想的教学效果。作为青年教师应该不断学习,充实自己。
参考文献
[1]李再资.生物化学工程基础[M].北京:化学工业出版社,2004.
[2]丁毅.非专业课考试中考查方式的探索与思考[J].辽宁教育研究,2007(6):127-128.
[3]韩建侠.国内部分高校双语教学现状调查研究[J].齐齐哈尔大学学报(哲学社会科学版),2009,9:178-180.
浅谈生物教育专业的生物化学教学 篇2
［关键词］生物教育专业 生物化学 教学
［作者简介］李晓韬（1971- ），女，陕西榆林人，榆林学院讲师，硕士，主要从事生物化学教学与研究工作。（陕西 榆林 719000）
［中图分类号］G712［文献标识码］A［文章编号］1004-3985（2007）32-0089-01
一、生物化学课程与其他课程的关系
生物化学是研究生命有机体的化学组成及生命过程中化学变化规律的一门科学。它需要以无机化学和有机化学的知识为基础，如果学生的无机化学和有机化学的基础薄弱，对生物化学中的结构、原理、反应过程就很难理解。同时，它又是一些后续课程如植物生理学、遗传学和分子生物学的重要基础课，学好了生物化学才能使这些课程的教学过程顺利进行，因而生物化学课程的教学具有承上启下的核心作用。
二、生物化学课程的教学特点
由于生物化学是从分子水平来研究生命的奥秘，且研究范围涉及生命过程的所有环节，内容抽象，结构繁多，机理复杂，代谢途径纵横交错，使学生感到既枯燥乏味，又难于记忆和理解，因而被历届学生认为是最难学的课程。另外，由于该门课程涉及较多的无机和有机的基础知识，一些学生上述课程没学好，自然感到生化难学难懂，无形中把其他课程学习上的漏洞“开罪”于生物化学教学。学不好生物化学，后面一些课程，如植物生理学、遗传学的学习也会产生困难，形成学习中的恶性循环。
生化教材和内容难以选择与取舍是生化教学的又一特点。国内外生化教材很多，有的教材内容翔实，但过深过难不适合专科教学；有的体系混乱，文笔不通；有的简明系统，但内容陈旧。对生化教师来说，一旦教材选择失当，内容取舍不合适，就会本末倒置，难以完成教学计划，也达不到预期的教学效果。
从学生的特点看，生物教育专业专科学生入校时录取分数较低，知识基础较薄弱，因此因材施教就显得尤为重要。教学进度把握不当，内容过于艰深，都会使学生产生学习上的畏难和厌倦情绪以及对老师的抵触情绪。
三、生物化学课程的教学组织
（一）搞好备课过程
备课时首先面临的就是教材的选择问题。通过对各种教材的分析比较，笔者觉得聂剑初等编修的《生物化学简明教程》系统性强，简明扼要，且能反映一些前沿性的知识，宜于做学生的教材。而沈同、王镜岩的《生物化学》权威性强、内容详细深入，宜于做教师备课的主要参考书。其他同类教材也可对照和参考。
有了教材，接下来就要熟悉教材，理解内容，进而归纳整理，写出一份适于上课的教案。笔者的体会是要从整体上把握教材内容，就要通读教材，而不要急于开始写教案。可以逐章对教材进行学习和理解，一般先学沈同的教材，再通过《简明教程》中同一章节的学习，使该章知识系统化，再进一步看其他教材中的相关内容。有的在这一种教材中难理解的东西，在另一种教材中讲解得很浅显；有的在这种教材中很混乱的内容，在那种教材中又条理清晰。等到生物化学所有章节都学习和理解后，这门课程总的体系在头脑中也就逐渐建立起来了，对哪些内容该讲，哪些内容不需要讲，也就会做到心中有数了。
有了对教材的总体把握，就可以开始写教案了。在写教案的过程中，首先要将知识系统化，形成清晰的知识网络。有时候这种系统在教材中已经建立了，有时则需要教师自己去建立。比如，生化中“酶”这一章，在各种教材中体系都比較混乱，内容前后重叠较多，我们通过多年的教学实践，对该章内容逐渐优化和完善，最终形成了一个清晰的知识体系，取得了好的教学效果。其次，还要字斟句酌，使每一个知识点的表述都是文法通畅、语言优美的，而不是不知所云、语言生涩的。另外还需注意把枯燥的知识和生活实际以及这方面的新进展联系起来，提高学生的学习兴趣。现在网上资源特别丰富，生物化学的发展日新月异，这给生化教师提供了很多可利用的东西。比如讲核酸的一级结构时，可加进人类基因组计划的内容，使课堂教学和科学的发展联系起来，就会激发起学生的学习热情。
随着生物化学使用多媒体教学，会出现一些不同于传统方式的备课特点。我们觉得生化课件利用PowerPoint制作比较好，因为PowerPoint色彩鲜艳、动感强，比Word更适合制作生化课件。网上的生化课件很多，但尽量不要直接用别人的现成课件，因为那是经过别人系统和理解的产物，不一定适合你的思路和教学。我们可以把一些好的、实用性强的生化资源下载后，分类放好，如分成“生化课件”“生化教程”“生化图片”“生化动画”等各个不同部分，这样用起来就会很方便。在制作某一章的课件时，可根据自己备好的教案，看这些资料中哪些部分你能用，哪些需要修改，哪些需你自己创建。无论是课件中的文字部分还是结构式、图表部分都需要精心设计。
（二）组织好课堂教学
课堂教学的各个环节不可能都在教案或课件中反映出来，课堂是一个动态过程，是实战演习，只有组织好课堂教学，才能达到教学目的。
一般在上课开始时，可以将前一节的重点内容回顾一遍，这样既巩固了已学知识，又为新知识的学习打下了基础。在讲课的过程中，教师应该用逻辑严密、条理清楚的语言娓娓道来。既不能过于口语化，又不能过于书面化，找到它们之间的平衡点很重要。还要注意对课堂气氛的调节，使整堂课保持团结紧张、严肃活泼的气氛。在讲课中若能适时地将相关知识进行对比，也可起到事半功倍的效果。例如，在讲DNA双螺旋的结构特点时，将其与蛋白质的三级结构进行对比，就可以使学生明白生物分子为适应细胞内的水环境都要折叠成一种亲水的结构，提高他们的认识层次。
除以上这些需要注意外，多媒体课堂又是一种全新的课堂，还要求教师在授课中逐渐摸索出一套适合于多媒体的教学方法。多媒体信息量大，形象直观，省去了教师写板书和擦黑板的时间，使有效教学时间延长，这些优点毋庸置疑，但它也存在着教学环境光线暗，学生容易昏昏欲睡，学生跟不上老师讲课和幻灯放映的节奏，没时间记笔记等缺点。如何扬长避短，每个教师都有不同的方法。我们的体会是上课尽量用明快激情的语言，牢牢抓住学生的注意，使他们没有思想懈怠的机会，在放映幻灯时保持适当的节奏，给他们留下在书中勾画和记笔记的时间。对内容不需作重大调整的章节，应尽量与书中的体系和内容相一致，这样学生只需在书中作标记，而不需要机械地记笔记，大量的时间可用于他们对知识的理解，提高他们的学习效能。在课堂中加入一些生动有趣的内容，也会出现神奇的效果。在一节课结束后，随着幻灯的放映对本节的内容再作一次回顾和总结，会起到巩固教学效果的作用。
（三）课后的总结与反馈
一节课后，总有一些自己满意的地方，也有一些遗憾的地方，这就需要及时总结并做好记录。例如，在教案中写上“本节空余时间太多，是讲得太快，还是内容过少？”在下次讲到这里时就会特别留意。再如，有的概念自己讲解得很吃力，学生学得也很困难，我们可以试着变换一种方式来讲述，或者干脆把这部分内容删去。
除了自我总结外，听取学生的意见也很重要。他们提出的意见常常是最中肯的。一个教师如果能从善如流，教学能力往往提高很快。例如，有的学生提出我们讲的内容有些深，在后面的教学中应该结合学生的实际情况把难度适当地降低，并删去一些学生不易理解的部分。有的学生提出他们不知道该掌握什么样的知识点，我们就可以设计一些与教材配套、难度适中、趣味性强的习题。这样既检验了他们对生化知识的掌握情况，又激发了他们的学习兴趣和信心。
四、在教学交流中提高自己
平时多与其他的生物化学老师交流，会得到许多有益的经验。例如，他们会告诉你网上有哪些好的生化资源，多媒体上课时有哪些独到的体验，某一个知识点他们是如何处理的。特别是一些老教师的经验会让你少走许多弯路，受益匪浅。
［参考文献］
［1］李燕，李建宁，董泉周.优化课堂教学，提高生物化学教学质量［J］.陕西医科大学学报，2005，7（5）：479-480.
生物化学法 篇3
1 医学生物化学和生物化学检验教学的现状
医学生物化学和生物化学检验由于涉及教学基础理论知识多、抽象、难以理解,给教师的授课带来困难,而且随着学科的不断发展,检验仪器不断地向自动化、智能化方向发展,检测项目由原来的单一项目检测到多项联合检测,检测内容由简单的基本定性或半定量到微量、超微量检测;基因工程技术、酶工程技术、细胞生物工程技术、分子生物学工程技术等,在临床上已广泛应用[1,2]。因此,对检验专业学生的知识结构提出了更高的要求。但目前该课程设置仍然按传统的以学科为中心的模式,课程之间独立性较大,课程设置和教学内容无法适应时代发展要求[3]。
综上所述,医学生物化学和生物化学检验教学只有改革教学内容,改进教学方法,才能提高学生的基础理论水平和实验技能。
2 理论教学改革
2.1 更新教学观念
经济和科技的高速发展,使得如何培养出知识面广、具有创新精神的复合式全面发展人才,是医学高等教育所面临的挑战。传统教育多是“以教师为中心”的教学模式,教学过程中关键环节的选择与确定多由教师掌握,而这种选择很难适合每个学生[4,5]。新的教学模式倡导“以学生为中心”的开放式的教学模式,教师从传统的“惟师是从”专制型师生关系,构建为教学双重主体之间的互动与协作关系。教师的主要职能由“教”变为“导”。使学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工主体和知识意义的主动建构者。在传授知识过程中重视能力培养,注重提高学生创新意识和实践能力,培养他们的创新意识,为他们的职业发展和终身学习打下基础。
2.2 加强师资队伍建设
具有一支高水平的教师队伍,是培养高质量人才的保证。首先根据河南大学实际情况,选送一些实践经验不足的教师到医疗条件和技术条件较好的医学院校和医院进修或短期培训,要求青年教师与教学经验丰富的老教师共同切磋授课经验,集体备课,使他们了解学科最新的发展动态,能将最新的检测技术和信息介绍给学生。在教学上指导青年教师,培养一支既精通专业理论又熟悉实验操作、科研能力较强的“双师型”师资队伍。
2.3 完善教学内容,优化教学组合
教材是教学中最重要的平台。选用教材时发挥任课教师的主导作用,认真听取他们的建议,以此作为甄别,也应征求学生对所用教材的意见和建议。同时教材的使用还需要各教师根据各自专业层次,培养目标,教学时数的不同,对教材内容作适当的侧重,然后编写好相应的教学大纲及教学计划,整体优化与筛选结合[6,7,8]。在本课程的教学过程中要以临床常见疾病及其生化检验指标为主线,突出疾病的生化机制和生化检验技术两个方面,力求将生化检验与疾病诊断、病情监测和预后判断结合起来。
3 实验教学改革
3.1 学生积极参与实验准备工作
为了提高学生的基本技能,培养学生的创新意识和独立思考能力,对实验内容进行优化和整合。因此我们在每次实验课之前,有计划安排一部分学生利用课余时间由实验员手把手教他们配试剂,教师放手不放眼,及时纠正操作中的错误,让学生掌握实验技能,综合性的专业实验技能和独立思考、开拓创新等适应科研的能力。这种做法极大地增强了主人翁意识及责任感。学生在实验准备工作中学到许多实验课中学不到的知识。学生对实验准备工作的兴趣不亚于上实验课,而且收获颇丰。这对于他们今后的工作是大有裨益的。
3.2 开放实验室
开放实验室,相当于开辟了第二课堂,全面推行素质与创新教育思想,健全“学以致用”的教学思想,是理论与实践更好的结合[9,10,11]。学生成为开放实验室的主体,在学生中全面开展探索性实验,自己选做实验。提高学生创新思维,独立分析和解决问题的综合能力,开放实验室的优点是显而易见的,既增加了实验室的利用率,更主要的是它锻炼了学生的科学的思维方式,增加其想象空间,锻炼了独立工作的能力[12]。学生与教师之间的关系也更加融洽,教师更加能够了解学生对知识和实验技能的掌握程度,教学相长,相得益彰。
3.3 组织实验技能的考试
实验课结束后,为如何进行实验课考核进行了有益的探索,现在已形成了一套行之有效的办法[13,14,15]。具体考核方法是每名学生准备一套实验器材,进行方法学实验考核,考核之前同学要自行写出方法学实验设计,然后在教师审核后自行配置试剂准备进行实验。教师实验考核前宣读考核细则,细则包括实验每个具体操作步骤,包括吸量管的正确使用,加样器的正确使用,仪器的调试使用,包括直到实验结束后,试管的刷洗都有具体评分。教研组所有教师在考试时均作考官,监督同学的每一步操作,这种做法使学生在整个实验过程中都不敢有丝毫的麻痹与放松。这种考试方式,是对学生的一种全面的考核与检验,包括是否能正确设计完整实验和独立完成实验,考试的目的是为了培养学生严谨的科学作风,扎实的基本功。
生物化学论文 篇4
关键词：护理专业;生物化学;教学效果;优化设计
生物化学是从分子水平研究人体的化学组成及其在体内代谢转变规律的学科，其主要任务是从分子水平揭示生命现象的本质。对高职高专护理专业学生而言，这是一门重要的医学基础课程，对于学生学习后续专业课程和临床实习、就业等奠定了坚实的基础。
1生物化学的学科特点
(1)用化学和物理等学科的原理和方法研究和揭示问题，出现了大量的化学结构式和代谢反应式。(2)知识点多，且容易在识记中混淆。如：磷酸戊糖途径中的6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶;糖原合成供体UDPG和生物转化结合反应供体UDPGA。(3)代谢途径繁杂，相互关联，不易理解。生物化学中的一个重要内容是三大物质的体内代谢途径，皆是在酶的催化下逐步进行的系列化学链式反应，且三大物质代谢中部分代谢物相互关联，形成网络，对于学生的`理解易造成困难。(4)与临床相关的知识点较多，对于学习基础课而言，理解透彻对后续专业课程的学习有很大帮助，若理解不透彻则对后续相关疾病的正确护理埋下隐患。
2高职高专护理专业学生的特点和教学现状
我校护理专业开设已有60年历史，为省内外各级医院输送了大量护理技术型人才。我校护理专业学生特点如下。(1)高中学习文科者多，理科者少。在历年新课开始前的班级统计发现，高中学习文科者占比达到80%以上，学习理科的学生不足20%。(2)女生较多，男生较少。历年护理专业学生以女生为主，男生人数不到专业总人数的2%。(3)来自于乡镇地区的学生多，县级以上地区的学生少。生源调查发现，我校学生总体来源于乡镇，个别来自较为偏远的山区，而县级以上地区的学生较少。同时在教学中笔者发现：(1)开课前学生的生物和化学知识掌握不足，且有畏难情绪;(2)学生理解层次差异大，进度难以统一，部分知识理科学生接受轻松，认为进度慢，文科学生认为进度过快，不能消化;(3)由于人才培养方案的调整，生物化学总学时为32学时，对完成教学目标而言，略显困难。
3教学的优化设计
基于学科特点和学情分析，为了达到更好的教学效果，在教学过程中，笔者尝试了以下优化措施。
3.1绪论课优化设计
绪论课并非只是常规介绍学科特点和发展史等基本内容，它还承担着激发学生学习兴趣、使学生认识学科对于后续学习和实习的重要性等任务。该任务的实施需要任课教师在学期初对绪论课进行精心的优化设计。比如，介绍学科的前沿性特点时可介绍生物化学方向诺贝尔获奖者的生平和科研故事，介绍学科的基础性特点时可初步联系每章临床代谢障碍疾病，介绍学科的实用性特点时可联系营养的生物化学内容。利用较为丰富的资料和生动的讲解，让学生充分体会到生物化学学科的“临床生活两相宜”，激发学生浓厚的学习兴趣，并在此基础上进一步推荐学习生物化学的方法。层层递进的介绍能缓解学生的畏难情绪，适时指导更能收到事半功倍的效果。
3.2课堂活动优化设计
常规的教学活动往往是“师授生收”，即使采用多媒体辅助教学，大多数时候仍然是以教师为主体的教学模式。学生在度过了最初的学科新鲜期后，面对教师传统单一的课堂教学活动，容易产生厌学情绪，从而影响学习效果。针对这种现象，需要教师对不同教学内容设计多样化的课堂教学活动。比如在维生素内容的教学中，笔者提前两周对学生分组，每8人为一组，收集整理资料，制作PPT，并派出代表在班级完成10~15分钟的讲解;在课堂上，给出学生肝脏检验报告单实例，让其分组讨论不同指标分别来自哪个章节，血清中谷丙转氨酶等升高或降低分别代表什么临床意义，并形成小组报告;将个别理论内容放在实验室教学，通过学生亲自操作，实现教学做一体化，便于学生理解和记忆。多样化的课堂活动可以保证学生始终保持浓厚的学习兴趣。
3.3教学资源优化设计
生物化学是一门既能服务临床也能指导生活的学科，而优化的课堂活动需要丰富的教学资源，这就需要任课教师潜心钻研、贴近临床、留心生活，不断收集各种资料丰富教学资源。临床的案例、报告单、各种病理现象的照片、专业文献、食物的配方及营养成分表、网络教学视频[1]等都是可以运用于辅助教学的优化资源。笔者曾经做过一组对比实验，两个平行班同时教授肝胆生物化学内容，一个班先上传笔者自制的肝代谢的简介视频，要求学生课前观看，然后授课;另一个班直接授课，不观看该视频，授课内容相同。课堂授课结束后10分钟进行测验，先行观看视频的学生答题的时间更短，正确率更高。因此收集各类资料来完善教学资源，可提高教学效果。
3.4考核方式优化设计
学习的目的不在于考试，而在于能学以致用。考核方式应多样化和全面化，不完全依托期末卷面成绩，而是由小组授课评定、讨论报告成绩、实验现象精准度等多部分构成，同时期末卷面考试的题型设计参考护士执业资格考试题型和分值，题目设计偏重于基础概念、生理意义以及与临床相关的内容，摒弃繁琐的结构式和代谢调节等在临床和生活中无实用性和指导性的内容。综上所述，任课教师必须牢牢把握“必需、实用和适度”的原则，采用多种方式不断增强教学效果，方能使学生真正学到和学好生物化学知识，并切实为以后的专业课程、临床实习和就业奠定基础。
参考文献：
初中生物教学法初探 篇5
一、全面分析教材
初中生物课程内容标准包括10个一级主题,每个版本的教材基本上是按照这10个主题来编写的。如苏教版的《生物》七年级上册主要有2个主题(生物体的结构层次和生物圈中的绿色植物);七年级下册只有1个主题(生物圈中的人);八年级上册主要有3个主题(生物的生殖、发育和遗传、动物的运动和行为、健康地生活;八年级下册主要有2个主题(生物的多样性、生物技术)。另外,生物与环境和科学探究2个主题贯穿在四册教材中。科学探究的主题从七年级上册开始一直到八年级下册都有关于科学探究的内容,以循序渐进地逐步培养学生的科学探究能力。生物与环境则也是贯穿四册教材,以人与生物圈为主线,突出了生物与环境之间的相互关系。
人教版的生物教材七年级上下册的内容跟苏教版的编排顺序基本一致。八年级上册和下册的内容跟苏教版的编排顺序有所不同(两册内容与苏教版的正好相反)。教材内容的编排顺序并不影响标准的实施。关键是熟悉课程标准的内容,用好教材。
二、结合教学实际,合理调整教材内容的前后顺序
可以说是学生接触到生物学这门学科的序言,主要是让学生了解生物学科的主要有哪些内容?学习《生物》有什么意义?《生物》与我们的生活有什么联系等,这部分内容可以激发学生探索生命奥秘的好奇心,引导学生进入生物科学的殿堂。生物体的结构层次,从植物细胞、人和动物细胞的结构和功能到生物体的组成。生物圈中的绿色植物,从种子的结构、种子的萌发到植物的生长开花结果,描述了绿色植物的一生以及绿色植物的光合作用和呼吸作用,还有绿色植物在生物圈中的作用。从教材的编排顺序分析,内容是一环紧扣一环,由序言到方法,由微观的细胞结构到宏观的植物体,再到生物圈。按照这个顺序教学从理论上说是没有什么问题的,但在实际教学过程中,教师会碰到很多问题。为此,我们在教学实践中可以大胆尝试调整教材的教学顺序,根据适合的季节天气,合理安排教学内容(具体安排略)。
这样调整可以把第一章第一节作为生物课学习的绪言,让学生了解生物学科的主要内容,激发学生学习生物的兴趣。在第二章第一节“探索生命的器具”的教学中,让学生认识显微镜,初步学会使用显微镜,学会制作临时装片,掌握一些观察微观世界的基本操作技能。而“探索生命的方法”一节内容可以结合“植物光合作用的发现”的教学,让学生学习科学探究的一般方法。
把第六章有关光合作用的内容调到前面来,可以充分利用自然的光能,完成“绿叶在光下产生氧气”、“光合作用需要二氧化碳”、“绿叶在光下制造淀粉”的实验。如果按部就班,放在后面进行教学,这些实验就无法完成。“绿叶在光下产生氧气”、“光合作用需要二氧化碳”2个实验可以让学生在家进行,然后再到课堂上验证。
把第五章的第五节“植物的开花和结果”也调到前面来,可以在秋季寻找到一些植物的花和果实,以便解剖和观察花的结构以及果实的结构等。果实里有种子,接着上种子的萌发到根的生长等内容也很顺理成章。
三、采取灵活多样的教学方法,激发学生的学习兴趣
要改变学生的学习方式,教师首先要转变观念,按照课程标准提出的课程理念,积极倡导探究性学习,给学生提供各种机会和主动参与教学过程的平台,让学生主动学习和实践。我们在教学实践中做了如下的探索。鼓励学生根据自己的兴趣和爱好先学一步。为此,我把八年级下的教学内容进行了梳理分类,并进行了前后内容的调整。例如,八下第一个单元里有酿制酒酿的实验内容,制造酒酿需要一定的温度,对用具的消毒比较严格。而且,八下刚开学(2月份),气温较低。于是,我将这个单元的内容放到后面,同时,改酿制酒酿为制作酸奶或果酒。有的学生对制作酸奶感兴趣,有的学生对制作果酒感兴趣,我便将如何制作酸奶和果酒的资料印发给学生,这些学生回家后立即着手制作,并且获得成功。当时制作酸奶,气温比较低,这位学生通过多次制作,总结和摸索出制作酸奶的规律,写出了制作酸奶的小论文。另一个学生非常想做葡萄酒,可当时不是葡萄上市的季节,市场上没有葡萄出售,他问:现在买不到葡萄,我能不能用其他水果比如用苹果来酿酒呢?对学生的发问我感到非常高兴,这正是引导学生自主学习、主动探索的好机会。我高兴地说:你可以试一试,根据酿制果酒的原理,我想是可以的。这个学生回家后真的就用苹果酿酒了,每天都向我报告发酵瓶中苹果的状态。当酒酿成后,他兴奋地装了一小杯带到学校,给我品尝,味道可真不错。
生物化学法 篇6
1. 教学内容的延续与更新
生物化学可以说是主要用化学的原理和语言在分子水平解释生命现象的一门学科[2]。在教材上, 我们选用清华大学王希成教授主编的《生物化学》作为教科书。编者一直承担清华大学化学、化学工程与工艺和环境工程等专业本科生《生物化学》的授课任务, 该教材也是总结其多年教学工作经验和参考其他国内外优秀生物化学教材的基础上编写而成的。所以, 该教材在内容和语言上都比较符合化学专业本科生的学习要求。比如在静态生物化学部分, 对几类生物大分子如蛋白质、糖类、脂类和核酸的结构、重要官能团和参与的各种氧化还原反应等都有简洁而细致的概述, 学生听起来都比较熟悉, 也易于接受和掌握。
根据化学工艺和环境工程专业的培养目标、专业特色和学生将来的就业方向等因素, 我们课程讲解中在保留生物化学内容整体框架结构完整的情况下, 摈弃了核酸代谢 (DNA复制和RNA合成等) 、激素调控等章节, 重点选择了蛋白质和酶学部分作为讲授重点内容, 探讨了酶类参与的重要生化反应, 同时探讨其在化学工艺、环境保护及水污染控制等过程中可能的角色, 让学生感觉到学有所用, 也更符合专业要求。
同时, 我们在讲课过程中, 不断穿插一些跟授课内容有关的最新科学进展报告。尽管不要求学生都能清晰掌握, 目的只是增加同学学习生物化学的热情, 拓宽他们的视野, 启迪智慧并激发投身科学的信念。如在讲授D N A结构时, 除了C、N、H、O、P元素外, 我们举出上海交大邓子新教授领衔发现了DNA上的第六元素S, 解释科学都是不断进步的, 令同学耳目一新。在蛋白质功能一节中, 我们引用了华东师大的一篇最新研究报告, 显示蛋白质也能作为病毒遗传因子参与疯牛病病毒的复制。作为国际上最先阐明疯牛病致病机制科学问题的国家, 让学生感受到中国科学研究的光明前景, 展示了创新的价值和力量。
2. 教学方法的传承与进步
对化学专业学生来说, 其生物学基础相对薄弱, 学生在学习之前往往就产生畏惧和排斥情绪。我们在绪论中首先让学生放下思想包袱, 消除心理压力, 并列举了很多生化理论成果实际上都是获得了诺贝尔化学奖的例子来增强学生学好这门课程的动力和决心。
在不断的教学积累中, 我们发现除了认真备课、采用通俗易懂的语言、图文并茂的形式、多媒体立体教学等方式是达到更好教学效果的重要措施之外, 教师一定要注重将理论知识与实际生活相联系, 尽量使枯燥深奥的知识变得形象生动。比如在讲脂类时, 我们举出常见的广告含D H A和E P A的奶粉, 说明其相比于其他奶粉的优势, 让学生觉得很实际;在脂类代谢部分又联系高脂蛋白血症、动脉粥样硬化及冠心病等, 让学生感觉到生物化学就在我们身边, 就在日常生活中, 使冷冰冰的知识和现实生活联系在一起, 加深了学生对基本概念和代谢途径的理解, 开拓思维并强化了记忆。
此外, 鉴于生物化学知识点多, 代谢过程复杂等特点, 我们尝试采用启发式、对比式等多种教学方式, 尽可能地启发学生思考, 激起学习兴趣并参与到课堂中来[3]。我们还让学生就糖酵解等代谢途径画出思维导图, 便于学生加深印象。同时, 我们还利用口诀教学让学生更好更快的记忆一些重要生化知识点, 这种方式简明扼要, 学生接受容易并深受欢迎。如在记忆2 0种氨基酸时, 我们利用“甘丙缬亮异 (亮) 脯脂, 丝苏半蛋羟硫添, 天谷精赖组酸碱, 苯丙酪色芳香环, 天冬酰氨谷酰氨, 都有酰基属常见”这句顺口溜来讲解, 学生很快就记住了这些常见氨基酸, 并初步了解了氨基酸的分类和结构特点。而用“流苏鞋, 亮一亮, 显本色, 真不赖”来让学生掌握10种人体必需氨基酸, 也同样达到了目的。
3. 教育理念传授与渗透
教育的精髓在于育人。长期以来, 由于社会强烈的功利化取向, 大学教育越来越有变成工具性教育的倾向。学校注重专业知识和技能的培养, 专业课教师也无意中多关注学生想学的和急需要的知识进行讲授, 忽视了教育本该有的人文和道德等理念的传播[4]。我们在授课过程中, 更多的关注了学生这方面的需要。在开篇绪论时, 就生物化学发展史这一知识点, 回顾我国生物化学发展史, 教育学生树立民族自尊心和自豪感, 激发学生的爱国主义情感。适时引入生物化学先辈在探索真理过程中战胜苦难的毅力和获得成功的艰辛等方面的史实, 培养学生的吃苦耐劳精神和奉献精神。在讲高血糖和糖尿时, 教给学生具体问题具体分析的方法, 出现糖尿并不一定就是糖尿病, 而要看具体情况。在讲维生素一章时, 明确人体维生素的适量, 失度和超度都不可取, 对学生进行马列主义的基本常识教育。而在实验课时渗透给学生集体主义、劳动教育和社会公德理念, 培养学生的团队意识和协作精神、遵守公共秩序等良好品质。
生物化学课程知识范围广、授课难度大, 在有限的授课时间内, 让化学专业这些非生物专业学生对课程有比较系统全面的把握是个值得不断探讨的问题。我们结合教学内容和教学方式等方面进行了改革和实践, 并在教育理念上进行灌输和渗透, 使学生在知识的积累和思想素质的提升上都有了很大的收获, 坚定了我们继续进行这方面教学改革的信心。
参考文献
[1]宋国斌, 席国萍.住三个基本教学环节, 生物化学教学质量.山西医科大学学报.2010, 12 (8) :778-780
[2]王希成.生物化学 (第二版) [M].北京:清华大学出版社.2005, 10
[3]陈国林, 王文.改变教学方法, 提高教学质量.现代医药卫生.2005, 21 (22) :3194-3195
生物化学法 篇7
工业生物技术为利用生物质资源生产平台化合物, 进而生产各种材料和化学品提供了可能, 目前已经通过生物发酵过程可以高效生产的平台化合物有乙醇、乳酸、柠檬酸、天冬氨酸、木糖醇等, 利用这些生物基平台化合物生产聚合物材料, 不仅可以减少对不可再生的化石资源的依赖, 而且可以减少CO2的排放。绿色聚乙烯是以可再生生物质为资源, 通过生物和化学组合过程进行生产, 而且该过程是完全可循环的。由此可以看出, 发展生物基材料的环境效应是通过生物质生长过程捕获CO2从而减少CO2的净排放。例如生产每t的生物基聚乙烯可以减少2t的CO2排放。因此开发生物质资源的生物-化学组合利用技术对于高效利用生物质资源、实现CO2减排有非常重要的意义。
本文结合本课题组的工作基础, 以生物基乙烯和生物基丙烯酸的生物-化学组合开发过程为例, 介绍生物-化学组合开发技术利用生物质资源的几个关键问题, 包括低成本生物质原料的利用、发酵产品的高效浓缩技术、高效化学催化技术以及高效产品分离工艺, 为高效利用生物质资源, 开发基于生物质资源的绿色生物基材料提供技术支持, 推动生物基化学品生产的快速发展。
1低成本生物质资源利用
目前大多生物基化学品的生产还是基于可使用淀粉类生物质资源, 这种路线存在原料成本高, 占用大量耕地面积等缺点, 为了从低成本的非粮生物质资源获得所需要的生物基化学品, 人们进行了大量的研究, 目前非粮生物质利用技术的研究主要集中在:开发高效廉价的秸秆原料预处理技术、选育优良的纤维素酶生产菌株、构筑能利用五碳糖的菌株以及混合发酵工艺调控、实现相对高浓度发酵, 进一步降低生产成本。
结晶结构使纤维素聚合物显示出刚性和高度水不溶性, 因此高效利用纤维素的关键在于破坏纤维素的结晶结构, 使纤维素结构松散, 使得酶水解或化学水解成葡萄糖更容易进行。理想的预处理方法不仅应该经济可行, 而且应满足以下三个要求[1]: (1) 半纤维素和纤维素转化率高; (2) 糖分解率低; (3) 减少副产物。传统的预处理方法如表1所示。
蒸汽爆破是木质纤维素原料预处理较常用的方法[3]。蒸汽爆破法是用高压饱和蒸汽处理生物质原料, 然后突然减压, 使原料爆裂降解。主要工艺:用水蒸汽加热原料至160～260℃ (0.69～4.83 MPa) , 作用时间为几秒或几分钟, 然后减压至大气压。由于高温引起半纤维素降解, 木质素转化, 使纤维素溶解性增加。蒸汽爆破法减小了物料的粒径, 扩大了纤维素的比表面积, 改善了酶与纤维素接触度。蒸汽爆破法预处理后木质纤维素的酶法水解效率可达90%。在蒸爆过程中, 添加H2SO4 (或 SO2) 或 CO2能有效提高酶解效率, 降低抑制物, 以及可以完全去除半纤维素。蒸汽爆破法的优点是能耗低, 可以间歇也可以连续操作, 主要适合硬木原料和农作物秸秆。
我们课题组报道了一种新型的木质纤维素原料预处理体系——稀酸循环喷淋法 (DCF) , 并考察了实验中各因素对玉米秸秆原料的影响[4]。实验结果表明采用稀酸循环喷淋法 (DCF) 对玉米秸秆原料进行了预处理, 有效改善了木糖产率、木质素去除率以及纤维素酶水解效率。在流速为8L/min, 反应温度为95℃, 反应时间为90min以及硫酸浓度为2% (w/v) 的条件下, DCF预处理能达到91%的木糖产率, 75%的木质素去除率、60FPU/g葡聚糖纤维素酶下94%的酶水解转化率。与冲滤法和压缩高温水法两种预处理方法进行对比, 稀酸循环喷林法 (DCF) 同时获得的较高的糖浓度和较高的木糖单体产率。
2生物发酵产物的高效分离技术
生物质资源通过生物过程得到的产品典型特点是浓度低、杂质多、分离成本高、废水量大, 这对于最终的生物产品的生产成本有重要影响。因此针对特定的发酵产品开发低能耗清洁分离工艺对于提高生物基产品竞争力具有举足轻重的作用。
乳酸发酵液的成份复杂, 随原料组成和发酵工艺的不同而有所变化。除乳酸外, 发酵液中还包括菌体、残糖、蛋白质、色素、胶体、有机酸、无机盐等多种杂质。因此, 在乳酸工业生产中, 产品的分离与精制是目前的技术难点。近年来, 为了提高收率、产品质量、降低能耗以及降低钙盐法造成的环境问题, 人们系统研究了乳酸的各种清洁提取和精制技术, 本文重点介绍离子交换法与膜分离方法。
2.1离子交换法
离子交换技术作为一种高效的纯化手段, 在物质分离提取中有着广泛的应用, 该法分离选择性高, 纯化倍数大, 操作简便, 易于自动控制。
澄碧娥等[5]将米根霉素发酵液滤去菌体后经活性炭脱色处理, 直接用离子交换树脂 (732阳离子交换树脂) 除钙, 再经阴离子交换树脂去杂, 连续从发酵液中提取乳酸, 经真空浓缩, 获得质量较高的产品, 不仅节省了大量的设备和劳力, 而且不产生副产物石膏残液污染环境, 提取率达到70%以上。
柳萍等[6]提出固定化乳杆菌细胞生产乳酸, 该法以海藻酸钙凝胶为载体包埋固定化细胞, 用于深沉乳酸发酵, 将离子交换树脂填充柱与发酵反应器相连接, 可及时地从发酵液中分离出产物乳酸。王子镐[7]研究了从葡萄糖-乳酸溶液中提取乳酸的离子交换工艺, 筛选了一种树脂201×4, 吸附量为0.25g/mL, 而对葡萄糖基本不吸附。利用该树脂残余乳酸的发酵, 还可以连续将发酵中的乳酸分离出来, 从而维护发酵所需的pH值。而未参加的葡萄糖则返回发酵罐继续参与发酵, 这样便可能实现乳酸的连续发酵。单树脂201X4对乳酸的交换容量仍不能令人满意, 需要进一步的研究。Cao X J等[8]在pH高于和低于pKa (3.86) 的情况下分别研究了阴离子交换树脂Amberlite IRA-40从发酵液中分离提取L-乳酸的情况, 研究表明, 这两种情况下的吸附机理是不一样的。
与钙盐法相比, 离子交换法有很大的优势, 产品的纯度和收率和大大的提高。但离子交换树脂需要频繁的再生, 会导致大量废液的产生。
2.2膜技术
膜技术是一门新兴的跨学科技术。它可以弥补传统分离技术 (如蒸发、过滤、吸附、冷凝、离心、离子交换、结晶等) 的缺点。乳酸提取工艺中可以使用不同类型的膜:渗析 (依靠扩散排阻) 、电渗析 (依靠离子排阻) 、微率和超滤 (依靠分子排阻) 等。电渗析是一种高效的膜分离技术, 分离效率高、能耗低, 便于工业化生产和自动控制。电渗析作为一种高效的膜分离技术, 许多研究者试图将该技术应用到乳酸的分离提取上, 大大降低了劳动强度, 减少了污染, 提高了产品的得率和质量。但该工艺有着不足之处, 运行费用高, 而且目前还未筛选到一种不易污染、高效耐用的离子交换膜[9]。
近几年来, 原位分离技术在乳酸发酵中的报到引起了世界范围内的广泛关注。原位分离过程及生化反应-分离耦合过程, 就是在生化反应的同时, 选择一种合适的分离方法及时地将对生化反应有抑制或毒害作用的产物或副产物选择性原位移走, 从而实现产物从其他细胞周围的即时分离, 如萃取发酵法[10,11]、吸附法发酵[12,13]以及膜法发酵[14,15]等。这些方法的使用都可以实现在发酵过程中, 通过从培养介质中及时移走乳酸, 实现产物和产品收率, 对于连续过程的实现具有重要意义。
3生物基化学品化学转化催化剂开发技术
生物质发酵制取化学品目前最具可行的研究方案是对发酵产生的平台分子 (大多为多元醇或有机酸) 进行化学催化转化。由于反应物分子的不同, 石油加工过程的催化转化目的是使反应物分子官能化, 而生物基平台分子的催化转化过程是使过度官能化的反应物分子去除官能团。因此在这些多元醇和有机酸的化学加工过程中, 脱水反应是一个非常重要的催化过程。但是由于这些反应物分子相对较活泼, 因此在催化转化过程中, 反应的活性一般都较高, 而研究的难点是如何控制反应的选择性, 高产率地得到所需要的产物。
3.1乙醇脱水催化剂研究
高效的乙醇脱水催化剂是生物乙烯产业化最核心的技术。文献报道的催化剂有[16]:白土、磷酸、硫酸、杂多酸、铝酸锌、活性氧化铝、氧化硅、氧化钍、氧化镉、 氧化锆、氧化锌、氧化铁、氧化锰、Al2O3/SiO2、Al2O3/Cr2O3、Al2O3-MgO/SiO2、MgO-Al2O3、Fe2O3-Mn2O3/SiO2、分子筛等;其中氧化铝基催化剂是最重要的一种, 是当前工业生产中使用最多的催化剂, 最有代表性的是1981年美国SD公司开发的代号为Syndol的催化剂 (主要成分为Al2O3-MgO/SiO2) , 乙醇单程转化率97%～99%, 乙烯选择性96.8%, 单程使用周期达8～12 个月。但是氧化铝基催化剂还是存在不足之处:反应温度高, 乙醇进料浓度高, 进料空速低, 反应所需能耗高[17,18,19]。20世纪80年代开始重视研究沸石 (分子筛) 用于醇类脱水的反应, 所涉及到的沸石有A型、Y型、β型、ZSM-5、SAPO-34和丝光沸石型等[20,21,22,23]。研究发现, 沸石催化剂在乙醇脱水反应中比氧化物催化剂具有更低的反应温度、更高的操作空速、更高的单程反应转化率和乙烯收率, 而且允许进料更低浓度的乙醇原料。而其中HZSM-5是研究得最多的分子筛类催化剂, 最有希望得到工业化应用。
我们课题组研究了磷改性HZSM-5催化剂、镧改性HZSM-5催化剂以及磷-镧复合改性HZSM-5催化剂在乙醇催化脱水制乙烯反应中的催化性能[24]。结果表明, 和未改性的HZSM-5相比, 磷-镧复合改性HZSM-5催化剂不仅显著提高乙烯选择性, 而且催化剂寿命也明显提高。催化剂结构表征结果表明, 磷-镧复合改性HZSM-5改善的催化性能和抗积碳能力主要来自于经过复合改性后催化剂表面合适的酸位以及孔结构。
3.2乳酸催化脱水制丙烯酸催化剂设计
作为乳酸催化脱水的核心技术, 催化剂的开发一直被研究者们关注, 而催化剂的改进将带来整个工艺的革新, 也将为其工业化提供有效可行的保障。
3.2.1 金属磷酸盐
Sawicki R A [25]对载体、催化剂、反应条件进行了详细的优化研究, 发现惰性较小的氧化硅为载体, 酸性较弱的磷酸二氢钠为催化剂, 负载量为1.0mmol/g, 惰性气体流量为20mL/min, 原料液流量为0.34mL/min时以碳酸氢钠为pH调节剂调节到pH为5.9时丙烯酸产量最高, 可达到58%。Willowick等采用相类似的方法, 以用NH3处理过的AlPO4为催化剂于340℃下催化转化乳酸为丙烯酸, 最后的产率为43%[26]。最近Wang J D等研究了NaH2PO4/SiO2 模型催化剂表面乳酸甲酯的催化转化的热力学过程, 计算结果表明乳酸甲酯分解为丙烯酸和甲醇以及乳酸甲酯脱羧生成乙醛、CO和甲醇是该催化剂表面上进行的主要反应[27]。
Lira C T[28]等采用在超/近临界水中以少量磷酸盐催化转化乳酸, 获得较高的丙烯酸产率为58%。比较了加少量磷酸氢二钠增加pH可使产量由35%上升到58%, 而加氢氧化钠则只能增加到45%, 磷酸会减少丙烯酸的产率。说明pH对丙烯酸的产率有直接影响, 但Na2HPO4浓度为0.02g/L时丙烯酸摩尔产率最高, 再增加负载量, 各产物基本无变化。
最近Han Y H等研究了Ca3 (PO4) 2-SiO2 催化剂上乳酸甲酯脱水制备丙烯酸反应[29]。研究结果表明将Ca3 (PO4) 2分散在SiO2载体上可以使催化剂体系获得平衡的酸碱强度, 这在乳酸甲酯催化脱水反应中获得较高的乳酸甲酯转化率和丙烯酸选择性必须的条件。而且质量比为80∶20的Ca3 (PO4) 2∶SiO2催化剂在最优的实验条件下反应100 h乳酸甲酯的转化率一直保持在73.6%, 而丙烯酸和丙烯酸甲酯的总选择性维持在77.1%。
3.2.2 分子筛催化剂表面结构设计
我们课题组在乳酸催化脱水固体酸催化剂设计方面进行了深入研究, 通过分子筛表面酸碱性的调变以及孔结构的修饰, 认识了一系列乳酸在分子筛表面催化转化过程的科学问题。
首先, 我们对不同孔结构和表面结构的分子筛催化剂在乳酸催化脱水反应中的性能进行了对比, 实验结果表明:在对比的13X, Y, ZSM-5以及Beta分子筛催化剂中, 仅有NaY分子筛能够催化丙烯酸的生成。在此基础上, 我们课题组对NaY分子筛表面进行稀土金属改性研究[30]。实验结果表明:La改性的NaY有最好的丙烯酸选择性, 而且最佳的La添加量为2%, 通过对改性后催化剂的表面酸碱性、孔结构以及晶体结构表征, 结果表明, 和别的改性稀土金属离子相比, La改性的NaY分子筛之所以有最优的催化性能, 可能是与其特殊的La离子落位有关, 经过改性的La离子主要位于NaY分子筛的方钠笼 (图1) 。
为了进一步验证La离子落位对丙烯酸选择性的影响, 我们设计了不同的催化剂合成方法, 对La离子的落位进行可控合成[31]。通过原位合成与浸渍两种不同处理方法, 得到了不同La离子落位的La改性NaY催化剂, La离子的落位通过几种物理化学表征方法进行了验证, 得出了不同方法制备的La改性NaY催化剂的结构差别主要是La离子的落位不同 (图2) , 而这正是导致催化剂对丙烯酸选择性不同的主要原因。
为了更进一步对NaY催化剂表面酸性进行弱化以提高催化剂的稳定性, 我们选择了对NaY催化剂进行碱金属离子改性处理[32]。结果表明:KNO3改性的NaY分子筛可有效调控其表面酸碱特性, 比表面积及孔容亦有变化, 在乳酸脱水过程中不仅提高了丙烯酸的选择性, 而且抑制了乙醛的生成, 提高了催化剂的抗结焦性能。表征结果显示, 随着K含量的递增, 其酸量大致递减分布而酸中心仍属单一强度, 碱量波动较大但碱中心分布随含量递增窄化且强度降低, 强碱中心弱化甚至消失, 中强碱中心增强。
在此基础上, 我们研究了NaY分子筛表面上与K离子其协同效应的阴离子对乳酸催化脱水生成丙烯酸的协同效应[33]。在对比了与K离子同时存在的F-、Cl-、Br-、I-、NO-3、SOundefined、POundefined、草酸根以及OH-等阴离子改性的NaY分子筛, 结果表明KI改性的NaY催化剂具有最好的催化性能, 在催化剂表面上可以获得97.6%的乳酸转化率和67.9%的丙烯酸选择性。应用TG-DTA、XRD、N2吸附、XPS、27Al MAS NMR、NH3-TPD、CO2-TPD, 以及反应机理分析, 所有证据表明, K改性后催化剂表面存在的阴离子通过电子效应对催化过程产生显著影响, 提高了丙烯酸的选择性 (图3) 。
4工艺强化提高生物基材料单体能量利用率
现有的生物乙烯生产工艺是发酵乙醇与生物乙烯工段单独进行, 这种以以物料为纽带简单组合的乙醇生产工艺和乙烯生产工艺, 增加了设备的投资、工人的工作岗位、乙醇的储运成本以及在能耗和物耗上的投入。我们在研究过程中提出将乙醇蒸馏与化学催化制乙烯工艺过程进行耦合以充分利用化学催化过程的余热分离生物发酵产品, 即耦合一体化工艺[34]。该过程的原理为从生物乙烯生产全过程系统出发, 将生物乙醇的发酵过程和乙醇脱水生产乙烯的过程进行耦合, 基于乙醇浓缩和乙醇脱水过程的全系统能量最小化观点, 通过研究乙醇提纯和乙醇催化脱水制乙烯的最优工艺技术路线, 将实现系统能耗最小化并提高生产效率。如图4所示, 将乙醇蒸馏和化学催化制乙烯工艺过程耦合, 乙醇经蒸馏系统得到乙醇-水混合蒸气, 该乙醇-水混合蒸汽继续加热到150～350℃后进入气-固催化反应器中经催化剂作用得到产物为粗乙烯, 粗乙烯冷却后, 使用气液分离装置去除其中沸点大于70℃组分得到乙烯气体, 乙烯气体依次通过洗涤、干燥和精制得到乙烯产品。乙醇提纯和催化脱水两工段的耦合一体化工艺设计主要是突出乙醇蒸馏工艺与乙醇脱水制乙烯工艺的有机耦联, 以及工艺内部热能综合利用的耦合、集中化、一体化, 以获得生产效益的最大化和达到节能减排的目标。
5展望
生物质高效利用是以可再生生物质资源为对象, 以资源高效利用为目的, 通过物理、生物、化学以及化学工程组合技术, 开发生物质能源、生物基化学品以及生物基新材料等环境友好型产品。目前利用生物质资源生产生物基材料单体生产技术方面存在着非粮生物质有效利用、发酵产品的高效分离、后续稳定高效化学催化过程的开发、系统集成与工艺强化等共性技术问题, 需要学术界和工程技术人员共同解决生物基材料单体高效生产的技术问题。另外在生物基材料生产企业环境方面存在三个方面制约:缺少国家相应政策的支持;存在生产关键技术的束缚;缺乏优秀的技术和管理人才。因此, 对于生物基材料产业的发展, 应该形成政策支持、技术促进、市场拉动、系统支撑、管理协同五位一体的合力, 实现我国生物基材料及单体的健康快速发展。
摘要：生物-化学组合技术对于延长生物基化学品的产品链、开发生物基材料单体是非常重要的技术。本文综述了生物基乙烯和生物基丙烯酸的生物-化学组合开发研究成果, 从发酵原材料出发, 考虑经过发酵生产平台化合物, 平台化合物经过化学催化过程生产聚合物单体, 从系统角度考虑各阶段的优化与系统的集成, 为生物基材料单体的高效生产提供技术支持。
高中生物趣味教学法 篇8
一、巧用趣味导语导入新课
新课的导入相当于话剧的开幕, 一场话剧会因为好的开幕吸引观众恋而不去, 产生继续观看话剧和进一步了解剧情的心理需求。与此同理, 一堂好课则需要良好的导入以激发学生强烈的求知欲望, 促使学生积极主动地参与课堂教学过程。课堂导入的方法不拘一格。教师可以根据不同的教学内容予以灵活应用, 也可以根据自己的教学特色予以灵活发挥, 但最终的目的和宗旨却是一样的, 就是创设良好的教学情境, 激发学生的学习兴趣。比如, 教师在教授“群落的演替”这一章节时, 可以先从印度尼西亚喀拉喀托火山的爆发进行导入:“……火山爆发之后, 生物死亡, 土地裸露。几年过去了, 裸露的土地上出现了小草, 又出现了蜘蛛……同学们, 你们说说看, 能否把此地的所有的生物称为一个群落呢? (答案:可以。) ……到了1934年, 植物茂盛, 树木成林, 动物种类增至880种。同学们, 此时小树林中的所有生物可否称为一个群落呢? (答案:是。) ……那么, 这两个群落是否属于同一个群落呢? (答案:不是。虽然小树林群落是在前面群落的基础上逐渐发展起来的, 但是它们的物种组成是不一样的, 种间关系与空间关系也不同了。) ……”教师通过绘声绘色的讲述和引人入胜的设疑, 引导同学们跟随教师的思路进行思考和讨论, 从而将“群落演替”的概念在趣味十足的一问一答中自然而然地导入, 优化了课堂教学。因此, 良好的课堂导入环节, 可以提高课堂教学效率, 促进教学目标的圆满完成。
二、丰富教学语言提高课堂教学的趣味性
丰富的知识内涵和扎实的语言功底, 是一名优秀教师所必备的基本功。如果教师能够在高中生物课堂教学过程中游刃有余地加以灵活运用, 那么, 就可以有效提高课堂教学的趣味性。这对于知识内容相对抽象的高中生物教学来说显得尤为重要。比如, 教师在讲授“生命活动的基本单位——细胞”时, 可以利用丰富的语言帮助学生展开想象的翅膀, 使肉眼看不到的抽象的细胞学有关知识通过丰富生动的语言得以生动形象的比喻和诠释。例如, 教师在讲解“物质的跨膜运输的两种方式——被动运输和主动运输”时, 可以将“被动运输”表述为“飞流直下三千尺”, 将“主动运输”表述为“逆水行舟用力撑”, 从而将“从高浓度到低浓度, 不需要载体, 不需要能量”的“被动运输”与“从低浓度到高浓度, 需要载体, 需要能量”的“主动运输”生动形象地描述出来。不仅增加了趣味性, 还使得学生加深了理解。又如, 教师在讲授“遗传和染色体”中的“遗传”知识时, 可以给学生讲轶闻趣事, 通过此方式提高课堂教学的趣味性:“美国曾有一位漂亮的舞蹈女明星, 她的追求者甚多, 但她却偏偏爱上长相普通的科学家爱因斯坦, 她在情书中写道, ‘如果我们结婚, 那该是多么美妙的结合, 我相信, 我们的后代会像您一样的聪明, 像我一样的漂亮……’同学们, 假如他们结婚了, 她能够梦想成真吗……”教师通过对故事情节生动有趣的叙述, 吸引了学生的注意力, 激发了学生的探究热情和学习兴趣, 教师在此基础上再因势利导, 由浅入深地分析基因组合的特点与结合等, 从而收到了事半功倍的效果。
三、利用多媒体提高课堂教学的趣味性
高中生物中的许多教学内容与学生的生活实际相去甚远, 如果教师只是照本宣科地讲解, 那么, 教师讲得乏味, 学生学得无趣, 将一定程度地影响课堂教学效率。如果教师在教学过程中, 能够合理地利用多媒体教学辅助设备, 将看不见的微观世界或抽象的理论知识等直观形象地展现在学生面前, 使学生能够清楚地得以观察和思考, 那么, 可以进一步提高课堂教学的趣味性, 提升课堂教学效率。比如, 教师在讲授“遗传和染色体”中的“基因的分离定律”这一节内容时, 可以利用多媒体教学设备将“孟德尔遗传实验的科学方法”以动态的形式呈现在学生面前, 还可以将“家族系谱图中的遗传病的遗传方式”以直观的形式表现出来, 使生物教学内容通过多媒体的展示变得生动鲜明, 不仅给同学们留下了深刻的印象, 还活跃了课堂气氛, 提高了学生的学习积极性。现代教学技术在课堂上的适度渗透, 巧妙地辅助了高中生物的教学活动, 使得教学内容引人入胜。
生物化学绪论课教学 篇9
一明确绪论教学的重要性
目前, 有些教师觉得绪论与教材内容关系不大, 往往对绪论的讲解是一带而过, 甚至有教师干脆不讲, 这是不对的。好的开始是成功的一半, 绪论是对生物化学课程的高度概括, 是全书的学习指南, 对整个教学过程起着至关重要的作用。教师在教学时就应让学生知道生化要学什么、怎么学, 使学生的学习变得更加从容自如。上好绪论课是今后正常教学的基础。如果绪论课没讲好, 学生一开始对这门学科的性质、作用认识不清楚, 心中自然就会产生“为什么要学这门课、学好了也没用”的思想, 并产生种种疑虑, 影响听课效果和学习的积极性。
二精心设计绪论教学内容
在绪论的教学过程中, 许多教师拘泥于教科书, 生搬硬照地把书本的知识平铺直叙地讲解完, 对一个刚刚开始接触生化的学生来说, 这无疑是枯燥乏味的。绪论课最基本的目的就是要使学生形成对该门课程的学习意愿, 激发学生的学习动机。我们可以引入与生化相关的诺贝尔奖获得者的故事, 如美国的三位科学家发现端粒和端粒酶保护染色体的机理等。在讲生化发展简史时, 如果照本宣科地把三个时期讲给学生听, 很难使学生对生化有概括性的认识。因此, 教师在讲每一个时期时, 都可以举出一个具有代表性的科学事件, 比如教学分子生物学阶段, 我们可以1953年DNA双螺旋结构模型的提出、克隆多莉羊的诞生为例。这不仅活跃了课堂气氛, 而且对提高学生的学习兴趣起到了事半功倍的效果。
医学院校的学生能学到更多的医学知识并应用于实际生活是大家的愿望。如讲生化研究内容时, 第一篇主要研究生物大分子的结构与功能, 可用镰型红细胞贫血症的发生机制, 来阐述结构是功能的基础、功能是结构的体现;第二篇主要研究物质代谢及其调节, 可以讲解白化病的发病机制是由于体内缺乏酪氨酸酶而不能合成黑色素, 让学生明白物质代谢紊乱可引发疾病;第三篇是基因信息传递及调控, 可以介绍一些目前在基因诊断及其基因治疗方面的成功事例等。通过例举这些常见疾病的生物化学基础知识, 让学生感觉到生物化学并不是抽象的学科, 而是和自己的生活健康密切相关的一门学科, 从而充分调动学生学习的主观能动性。
三介绍课程学习方法
最有价值的知识是关于方法的知识, 对绪论课而言, 教会学生怎样学习正是其教学要求之所在。事实上, 给学生传授学习方法也恰恰是绪论课教学的精髓。因此, 教师首先应明确指出生化本身是一门记忆与理解并重的学科, 相关物质的结构、化学反应、代谢途径等必须记忆, 在记忆的基础上融会贯通才能变成理解式的牢固记忆。如我们可以利用“麻油花生”记住“亚麻酸、亚油酸、花生四烯酸”三种必须脂肪酸, 另外归纳法、对比法、联系法等都可以运用到生化的学习中。此外, 理解是记忆的基础, 记忆必须以理解为前提, 在理解的基础上记忆才能牢固。学生只有对生化学习有方法和目标, 才能熟练运用所学知识分析、解决问题。
总之, 教师需要端正对绪论课的教学态度, 充分认识绪论教学的重要性。只有通过对生物化学绪论内容的讲解和精辟的分析, 才能让学生明确学习目的并了解学习内容, 激发学习兴趣, 发挥学习主动性, 达到最好的教学效果。
参考文献
[1]查锡良.生物化学 (第7版) [M].北京:人民卫生出版社, 2008
[2]袁丽丽、赵霞、孙革新.绪论在生物化学中的重要性及其教学方法探索[J].卫生职业教育, 2012 (7) :55～56
[3]田智、郭小芳等.医学生物化学学习兴趣的培养与提高[J].山西医科大学学报 (基础医学教育版) , 2010 (1) :137～138
高中生物愉快教学法初探 篇10
一、从绪论课开始紧紧抓住学生
上好绪论课就是成功的一半。首先，我从美丽的珊瑚开始引出生物与非生物的讨论。那么区别生物与非生物的依据到底是什么呢？是生物的七个基本特征！然后，我详述生物的七个基本特征。
二、利用灵活多样的教学形式，以调节课堂气氛，保持良性循环
具体采用的教法有：1. 用比喻突破难点。细胞膜的结构像花生糕：花生米象蛋白质分子，爆米花像磷脂分子，花生米以不同的深度覆盖、镶嵌或贯穿于其中。2. 用古诗词激发兴趣。物质出入细胞膜有三种方式，它们是：①自由扩散：可形象地表述为：“飞流直下千尺。”“飞流”表明需要能量，“直下”表明从高浓度到低浓度，且不需要载体。②协助扩散：可形象地表述为：“轻舟已过万重山”。“轻舟”表示需要载体不需要能量，“已过万重山”表明从高浓度到低浓度。③主动运输：可形象的表述为：“逆水行舟用力撑”。“逆水”表示从低浓度到高浓度，“行舟”表示需要载体，“用力撑”表示需要能量。3. 用科幻法展开联想的翅膀。光合作用是个难讲的课题，如何设计兴奋点呢？光反应的两个反应式就是很好的材料。①H2O叶绿光体2H+1/2 O2 由于H2可以作为火箭里的高级燃料，是一种无污染的能源物质。如果我们能够得到廉价的H2该多好啊！我们模拟出叶绿体的生理条件，把水放到太阳下晒晒，就产生了H2和O2.②ADP+Pi叶绿 光体ATP该反应式若能科学利用意义更大，因为人生命活动要消耗大量的能量，我们99%以上的食物被消化吸收后都被氧化分解成水和CO2，同时提供能量，用来构成我们身体的物质不到我们食物的1%！ 4. 用比较法综合复习。①课本中有三个“基础”，两个“基本”极易混淆，如何区分它们呢？我把它们找出来，排在一起，加以比较，把重点字加不同标注。其含义就一清二楚了！②有氧呼吸、无氧呼吸和体外燃烧。有氧呼吸和无氧呼吸的目的一样都是分解体内的有机物，释放能量供给生物体生命活动的需要，糖类和脂肪在体外燃烧与在体内彻底氧化分解的产物相同，故它们释放的能量也相同。5. 多用实物，多动手做实验。有识之士都以为：有标本就不用挂图，有实物就不用标本。实物给学生的新鲜感远远超过挂图，让学生多动手，多做实验其意义远比让学生弄清实验原理本身要好得多。亲自动手实验能大大地激发学生的兴趣，学生能通过实验操作发现新问题。
总之，老师绘声绘色的“表演”——人体语言、幽默风趣的文学语言、实物、各种教具、实验等是老师取胜的五大法宝，俗话说：功夫不负有心人。只要我们热爱学生，乐于奉献，我们一定能让生物课堂充满欢乐的气氛，让学生心情愉快地学习。
高职院校生物化学教学体会 篇11
一、实例教学和现代化教学手段结合, 激发学生学习兴趣
笔者根据高职学生特点, 采用实例引导法和现代化教学相结合的手段, 在教学思想、内容和方法上对生化课进行了调整和改革, 学生既开阔了视野, 激活了思维, 也提高了兴趣, 拓展了能力。我主要从以下几个方面进行了尝试:
1. 采用实例教学, 激发学生求知欲。
新课的导入采用实例引导法, 以与本节内容相关的病例作为实例, 带着问题, 层层导入, 引发学生的好奇心, 把被动灌输知识转化成学生主动求索答案的过程, 以具体生动的实例、逻辑清晰的讲解, 达到教学目的。
利用多媒体课件、模型等手段教学时, 注意通过形象的比喻、通俗的语言, 配以实例强化学生的直观感性认识, 对学生知识的理解和记忆帮助很大。比如把DNA的双螺旋结构比喻为旋转向上的楼梯, 碱基相当于台阶, 磷酸戊糖链相当于楼梯的扶手, 这样学生很容易记住它的结构, 通过类比的方法介绍核酸的结构, 找出基本结构单位、主要化学键、官能团的差别, 再介绍性质。如蛋白质的翻译过程较为复杂, 可以记忆为“乘客” (氨基酸) 乘着“小推车” (转运RNA) 来到“大火车” (核蛋白体) , 沿着“轨道” (信使RNA) 5′-3′方向前进的过程。
2. 运用现代化教学手段, 改进教学模式。
“教育是一门科学, 也是一门艺术。”生化课程中有些内容比较抽象、复杂、枯燥。运用多媒体技术, 把教学重点和难点及十分抽象的教学内容以文本、图像、动画等方式展示, 形象直观, 便于理解记忆, 让课堂教学艺术化。比如以flash软件制作的动画还原代谢的动态过程, 帮助学生建立想象空间, 学生可以轻松地对知识点进行理解记忆。此外, 还可以利用网络改进教学模式, 合理引导, 让学生课外检索搜集相关知识, 扩大摄取知识的能力, 学以致用, 养成让知识生活化的习惯。例如学习核酸化学的时候, 先让学生上网收集核酸的相关内容, 提高学生的学习兴趣, 对核酸有个全面的了解, 能起到入门生趣的作用。
二、联系学科背景, 激发学生学习能动性, 并注意把握信息反馈
1. 联系学科背景, 激发学生学习能动性。
在教学中, 适当融入生物化学的学科知识背景和人类最新科研进展, 既能丰富教学内容, 又能开阔学生的视野, 激发学生高昂而持久的学习兴趣。比如2009年10月瑞典皇家科学院授予两位美国科学家和一位以色列女科学家共同获得诺贝尔化学奖, 因三位科学家构筑三维模型来显示不同的抗生素是如何抑制核糖体功能的, 在医学上人们正是利用抗生素来抑制细菌的核糖体从而治疗疾病的, 而“这些模型已被用于研发新的抗生素, 直接帮助减轻人类的病痛, 拯救生命”。教学中及时地把最新科研进展介绍给学生, 可帮助学生真正了解生命科学的本质, 了解人类科学的认知规律, 丰富学生探究科学的精神[2]。
2. 信息反馈和教育引导并重, 调动学生学习积极性。
美国心理学家布格尔斯基认为:“兴趣和注意来自成功。”教师要做到有的放矢, 必须注重信息的反馈和教育的引导。如每次课后, 我都和不同学习层次的同学交流, 第一手掌握学生对当前教学模式的反映情况, 通过他们的反馈信息来完善我的教学模式。课堂上的适当提问、布置适当的作业, 都是获取信息反馈的直接途径。
三、狠抓实验教学, 提高实验效果
生物化学作为医学院校学生的专业基础课, 属于实验性科学。通过实验课, 可以更好地培养和发展学生的智能, 培养学生的理性思维和动手能力。因此, 生物化学实验在教学中占有重要地位。为了提高实验课的教学效果, 笔者主要从实验前、实验中和实验后三个环节狠抓管理, 实验结束后系统考核, 严格把关, 收效明显。
实验前, 要求学生预习实验, 包括实验涉及的相关理论部分和实验操作程序的课前预习, 要求学生每次实验课都要有预习报告, 做到对实验内容心中有数。
实验中, 要求学生严格执行实验操作规则, 并认真观察实验现象, 实事求是记录实验结果, 督促学生自己动手做实验, 培养动手能力。要求学生在做实验的过程中要认真观察实验现象和客观记录实验结果, 如果实验没能一次成功, 不准抄袭他人的实验结果, 应该查找原因, 再重新进行实验。同时, 在实验教学中教师应注重培养学生的思维能力, 重视引导学生发现问题及探讨其他的实验方法。但在实验教学中, 笔者常发现很多学生只重视实验结果, 不重视实验过程分析, 只满足于实验的成功, 而忽略对实验失败的原因分析。造成此现象的原因除了学生的实验目的不明确外, 没有掌握好实验分析方法、不懂得如何分析实验是一个很重要的因素。因此, 教师要努力使学生学会辩证地看待实验的成功与失败, 学会实验分析方法, 培养其实验分析能力。
实验后, 要求学生必须认真完成实验报告。为了防止学生间互相抄袭实验报告, 明确要求如果报告雷同, 所有雷同实验报告以零分记, 并给予批评。同时要求学生写实验的心得体会及对实验改进的意见, 加深学生对知识的理解, 培养学生分析和解决问题的能力, 实验教学效果明显提高。
实验结束, 对学生实践技能的考核尤为重要。笔者将以往单一以实验报告成绩为依据的传统考核方式改变为综合考查学生实验能力的评价方式, 制定了实验考核评价体系, 主要包括课堂表现、实验报告成绩、实验操作考核成绩、实验理论考核成绩。除了考查学生的实验效果、所写实验报告的规范性外, 还着重考查了学生的分析讨论部分, 对于有独特见解或有创新思维的实验报告, 将给予“综合分析讨论附加分”, 加以鼓励。这样既达到了教学目的, 也培养了学生的科研兴趣, 有利于学生的观察能力、独立思考能力、综合分析能力和创新思维能力的提高, 起着鼓励先进、激励后进的作用。
总之, 生物化学的教与学是相互影响的两方面, 只有通过灵活多样的教学方法和手段, 优化教学过程, 教、学、考相结合, 培养学生的探索能力和创新能力, 才能更好地发挥学生的学习自主性, 提高教学效果, 使学生受益无穷。
摘要：生物化学是一门理论性很强的学科。在生物化学课堂教学中, 灵活运用实例和现代化教学等多种方法和手段, 狠抓实验教学管理和考核, 优化教学过程, 是激发学生学习能动性、提高教学质量的有效途径。
关键词：生物化学,教学手段,实验教学
参考文献
[1]尹幼明.生物化学教学理念的更新[J].中国现代医学杂志, 2004, 14 (20) :155-156.