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摘要：生物化學(xué)(簡稱生化)是醫(yī)學(xué)生的專業(yè)核心課程，如何闡述臨床疾病的生化機制，如何讓學(xué)生在生化學(xué)習(xí)中培養(yǎng)科學(xué)思維和創(chuàng)新能力，是生化教學(xué)的重點和難點。沉浸式教學(xué)為此提供了新的方法。采用案例沉浸式引導(dǎo)學(xué)生探討臨床案例中的生化機制，將生化理論與臨床疾病緊密融合；采用歷史沉浸式引導(dǎo)學(xué)生思考科學(xué)問題，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。采用分生(分子的一生)沉浸式幫助學(xué)生構(gòu)建完整、立體的生化知識體系，真正將生化知識融入機體中。沉浸三式的使用，不僅提高了學(xué)生在生物化學(xué)學(xué)習(xí)中的興趣，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動思考，更讓學(xué)生真正成為了課堂的主體，促進了多項能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：生物化學(xué)；沉浸式教學(xué)；醫(yī)學(xué)教育

生物化學(xué)(簡稱生化)是研究生物體中化學(xué)進程的一門學(xué)科，研究內(nèi)容側(cè)重分子機制層面。對臨床醫(yī)學(xué)生來說，在生化課程的學(xué)習(xí)中，不僅要掌握基本的知識，還要具備探究臨床疾病表象下的生化分子機制的能力，要知其然，更要知其所以然[1]。同時還要能夠基于生化機制進而設(shè)計、創(chuàng)新臨床疾病的治療，最終實現(xiàn)“臨床→機制→臨床”的閉環(huán)學(xué)習(xí)。在這一過程中，醫(yī)學(xué)生的理解分析、邏輯推理、應(yīng)用創(chuàng)新的能力均得到培養(yǎng)和提高。但是，在目前的生物化學(xué)教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況還存在不少問題：(1)具有一定自學(xué)能力，但是缺乏學(xué)習(xí)興趣，仍然以被動學(xué)習(xí)為主；(2)學(xué)生通過學(xué)習(xí)能掌握基本知識點，但缺乏對知識的理解和應(yīng)用，仍然以記憶性學(xué)習(xí)為主；(3)缺乏科學(xué)思維、創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力[2]。卓越醫(yī)生培養(yǎng)計劃2.0的實施，對醫(yī)學(xué)生能力培養(yǎng)的迫切需求。學(xué)生在教學(xué)中主體地位的確立與實現(xiàn)，成為醫(yī)學(xué)教育的重要導(dǎo)向。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，學(xué)生的主體、中心地位難以實現(xiàn)，缺乏學(xué)習(xí)興趣，不少學(xué)生都是漫不經(jīng)心的觀光式學(xué)習(xí)。如何改變這種現(xiàn)狀？我們選擇了沉浸式教學(xué)。沉浸式教育模式最早起源于20世紀(jì)60年代，初衷是促進第二語言的學(xué)習(xí)，取得了巨大成功[3-4]。沉浸式教學(xué)的關(guān)鍵是要給學(xué)習(xí)者帶來沉浸體驗，不僅能夠構(gòu)建個性化及情境式的課堂環(huán)境，而且能夠重塑活力課堂，啟發(fā)學(xué)生在交互與反思中獲得全身心的學(xué)習(xí)體驗。在沉浸式教學(xué)中，教師作為指導(dǎo)者和輔助者，通過情景設(shè)置、教學(xué)設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和愉悅感，對知識的獲得感和學(xué)習(xí)效率更高。在生物化學(xué)課堂教學(xué)中，我們采用了沉浸三式——案例沉浸式、歷史沉浸式、分生(分子的一生)沉浸式。

1案例沉浸式

針對生物化學(xué)中與臨床疾病緊密相連的內(nèi)容，我們采用案例沉浸式。采用具體臨床案例引導(dǎo)學(xué)生分析問題，主動思考，抽絲剝繭，探尋真相。物質(zhì)代謝的整體性在傳統(tǒng)教學(xué)中只是一個概念性問題，學(xué)生難以理解其深層含義。在案例沉浸式教學(xué)中，教師先以一個臨床案例進行導(dǎo)入：老年男性，B超顯示中度脂肪肝。通過超星學(xué)習(xí)通等平臺進行課堂調(diào)查，讓學(xué)生對該患者的身材和血脂情況進行推測。95%以上的學(xué)生認(rèn)為，該患者應(yīng)該體型肥胖，血脂升高。此時，再給出患者的具體情況：身高175cm，體重75kg；血糖、血脂均正常；不胖，常年嚴(yán)格素食，無飲酒，平時主食攝入量多。這個出乎意料的情況激發(fā)起了學(xué)生的興趣，充滿了一探究竟的好奇心。但是，教師沒有直接給出解答，而是引領(lǐng)者學(xué)生一步步提出問題，再自己解答，猶如針對疑案，抽絲剝繭，撥開迷霧，去探尋真相。脂肪肝是以肝細(xì)胞中脂肪(甘油三酯)的過度貯積和脂肪變性為特征的臨床病理綜合征。于是，學(xué)生首先會提出第一個問題：肝細(xì)胞中的脂肪是從何而來的呢，是肝臟自己合成的，還是飲食中的脂肪吸收到了肝臟？結(jié)合之前脂代謝的學(xué)習(xí)，學(xué)生馬上會得出答案：肝細(xì)胞中的甘油三酯是肝細(xì)胞合成的，所用原料主要由葡萄糖代謝提供。接下來，學(xué)生又提出了第二個問題：肝細(xì)胞合成的甘油三酯去路如何呢，運出肝外還是儲存在肝細(xì)胞內(nèi)？結(jié)合血漿脂蛋白的代謝，學(xué)生馬上找到答案：肝細(xì)胞合成的甘油三酯會形成脂蛋白輸出肝外，載脂蛋白是此過程中的關(guān)鍵分子。于是，學(xué)生繼續(xù)探究，提出第三個問題：協(xié)助脂肪輸出肝外的載脂蛋白是如何產(chǎn)生的呢？學(xué)生回顧之前所學(xué)后發(fā)現(xiàn)：載脂蛋白是肝細(xì)胞以自身基因為模板，利用氨基酸作為原料，通過翻譯過程合成的。氨基酸中有9種為必需氨基酸，需要由食物提供。至此，關(guān)鍵知識點都已提出，但教師并未直接解答，而是讓學(xué)生綜合思考。通過超星學(xué)習(xí)通在課堂上直接進行選擇，患者的脂肪肝是由于肝細(xì)胞中甘油三酯合成過多，還是由于肝細(xì)胞合成的甘油三酯無法順利輸出肝臟？此時，學(xué)生容易出現(xiàn)不同意見，再組織持不同觀點的學(xué)生進行闡述和辯論，各抒己見，最終找到真正的答案。學(xué)生明確了氨基酸代謝、糖代謝對脂代謝的影響，深刻體會“物質(zhì)代謝的整體性”。通過案例沉浸式，學(xué)生結(jié)合具體臨床案例進行分析和思考，在興趣驅(qū)動下主動學(xué)習(xí)，實現(xiàn)基礎(chǔ)與臨床的有機融合。在案例沉浸式中，學(xué)生始終是學(xué)習(xí)的中心與主體，教師只是引導(dǎo)者。

2歷史沉浸式

隨著科學(xué)的發(fā)展，近年疫情的侵襲，醫(yī)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)得到了大家的重視。老師們通過“科研實例”來實現(xiàn)知識重構(gòu)[5]，而在生化課堂教學(xué)中，針對生化中與科學(xué)進展關(guān)系緊密的內(nèi)容，我們采用歷史沉浸式。將學(xué)生投入特定的歷史時期，教師給學(xué)生提供那一時期的背景資料，讓學(xué)生自己思考科學(xué)進展中每一步該做什么，如何做，然后給出數(shù)據(jù)，讓學(xué)生自己分析得到結(jié)論。歷史沉浸式有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。例如，遺傳信息的傳遞是生物化學(xué)中的重要內(nèi)容，也是難點。此部分講述的是遺傳信息的傳遞過程，跟臨床關(guān)聯(lián)較小，內(nèi)容較為枯燥乏味。此時，我們選擇歷史沉浸式。將學(xué)生置于特定歷史時期：已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了DNA是遺傳信息的傳遞分子，引導(dǎo)學(xué)生思考，下一步的研究重點是什么？學(xué)生思考之后，認(rèn)為接下來應(yīng)該研究DNA的分子結(jié)構(gòu)。此時，教師給出基礎(chǔ)背景知識：查加夫規(guī)則，DNA的X線衍射圖，引導(dǎo)學(xué)生嘗試自行推理DNA的分子構(gòu)象。最終，學(xué)生通過自己的推導(dǎo)和分析，確定了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。如此這般，引導(dǎo)學(xué)生步步思考，步步推測，仿佛自己真的身處歷史長河中，通過自己的思考和分析，推動科學(xué)進展。歷史沉浸式，充分鍛煉了學(xué)生的邏輯思考和科研創(chuàng)新能力，而在這一學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生與歷史同步前進，從學(xué)習(xí)中獲得了巨大的成就感和滿足感，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3分生(分子的一生)沉浸式

目前主流生物化學(xué)教材將基礎(chǔ)的生化內(nèi)容分解為生物大分子(蛋白質(zhì)、核酸和酶)的結(jié)構(gòu)和功能、主要物質(zhì)(糖、脂、蛋白質(zhì)、核苷酸)的代謝、遺傳信息的傳遞(復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、基因表達(dá)調(diào)控)這樣幾部分來分篇進行講解。這種橫向的教學(xué)方式可以讓學(xué)生對生物化學(xué)的主要內(nèi)容有所了解，對各部分的知識點精細(xì)掌握，但是學(xué)生往往很難將這些人為割裂開的生化知識重新整合到“人”這個整體中。這對學(xué)生整體掌握生化知識以及未來進入臨床工作非常不利，這就要求我們在生物化學(xué)的教學(xué)過程中穿插使用縱向的教學(xué)方式來彌補傳統(tǒng)教學(xué)方式和單純按教材教學(xué)的缺陷。針對此，我們采用了分生(分子的一生)沉浸式。以“胰島素”這一人體中唯一降低血糖的激素為例，教師通過“胰島素的一生”這一議題，幫助學(xué)生將各部分生化知識縱向串聯(lián)起來，了解生物體中各種生化過程的運作，使生物化學(xué)不再只停留在虛構(gòu)層面。這一題目中包括了幾乎整個生化教材的各章節(jié)內(nèi)容：胰島素基因(核酸的結(jié)構(gòu))通過遺傳信息的表達(dá)(即轉(zhuǎn)錄、翻譯)合成蛋白質(zhì)(前胰島素原)，而作為一種分泌型蛋白質(zhì)，胰島素的成熟需要進行翻譯后加工，加工成熟的胰島素(蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu))釋放進入血液，通過和靶細(xì)胞的細(xì)胞膜上的胰島素受體結(jié)合進而發(fā)揮作用，經(jīng)由信號轉(zhuǎn)導(dǎo)從而影響靶細(xì)胞內(nèi)部代謝相關(guān)酶的表達(dá)和活性(物質(zhì)代謝)，作用結(jié)束的胰島素則經(jīng)血流入肝進行滅活(蛋白質(zhì)的降解)。“縱向”的串聯(lián)與內(nèi)容重構(gòu)，將生物化學(xué)理論課程中的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，核酸的結(jié)構(gòu)，酶的功能，糖、脂、蛋白質(zhì)三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝，基因的轉(zhuǎn)錄、翻譯，蛋白質(zhì)翻譯后加工，細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等內(nèi)容連貫起來。如此，學(xué)生就能更加系統(tǒng)地了解這些生化機制在人體中究竟是如何運作和整合的以及它們所處的地位及發(fā)揮的作用。分生沉浸式，引導(dǎo)學(xué)生對生物化學(xué)內(nèi)容進行重構(gòu)，形成立體、系統(tǒng)的生化知識體系。

4討論小結(jié)

在生物化學(xué)理論教學(xué)中，70%的學(xué)時為教師講授，30%的學(xué)時則通過沉浸三式對知識進行整合重構(gòu)。引導(dǎo)學(xué)生主動思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，將有助于構(gòu)建立體知識體系。沉浸三式的使用，讓學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)由漫不經(jīng)心的觀光式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生掌握主導(dǎo)的沉浸式學(xué)習(xí)，真正實現(xiàn)了學(xué)生的課堂主體和中心地位。同時，案例沉浸式促進了生化基礎(chǔ)知識與臨床疾病的融合，培養(yǎng)學(xué)生分析、推理和主動思考的能力；歷史沉浸式以歷史為主線進行內(nèi)容重構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生主動思考和科研創(chuàng)新的能力；分生沉浸式以一個分子的一生為主線進行內(nèi)容重構(gòu)，幫助學(xué)生構(gòu)建立體、系統(tǒng)的知識體系。課程進行中，我們對學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)成果進行了分析，對課程中的多次任務(wù)及考試試題進行分類分析，觀察學(xué)生在基礎(chǔ)識記性題目、邏輯推理類題目、理解分析類題目和應(yīng)用創(chuàng)新類題目的得分。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)教學(xué)的學(xué)生相比，在沉浸式教學(xué)下學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和基礎(chǔ)知識掌握雖沒有顯著提升，但是，學(xué)習(xí)興趣與積極性得到明顯增強，同時，邏輯推理、理解分析、應(yīng)用創(chuàng)新等能力均得到了大幅提升?？梢姡两綄W(xué)生能力的培養(yǎng)，實現(xiàn)崗位勝任力具有重要效用。在未來的生物化學(xué)教學(xué)中，我們將進一步完善改進，將沉浸式教學(xué)的優(yōu)勢充分發(fā)揮。

參考文獻

[1]高云,繆明永,盧小玲,等.臨床相關(guān)知識在醫(yī)學(xué)專業(yè)生物化學(xué)教學(xué)中的運用.西北醫(yī)學(xué)教育,2013,21(5):954-956

[2]黃曉,巫光宏,羅娜,等.本科《生物化學(xué)》課堂教學(xué)實戰(zhàn)經(jīng)驗總結(jié).廣東化工,2021,48(9):272-273

[3]央青.美國猶他州漢語沉浸式教學(xué)模式——以UintahElementarySchool為例.民族教育研究,2016,27(4):130-136

[4]韋莉萍.加拿大沉浸式教學(xué)法對我國高校雙語教學(xué)的啟示.教育與職業(yè),2015(2):162-163

[5]史金銘,薛哲勇,王晶英,等.圍繞“科研實例”的知識重構(gòu)在本科教學(xué)中的應(yīng)用—以生物化學(xué)課程為例.中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)報,2021.

作者：陳園園  單位：南京醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)系