浅谈生物氧化章节的教学方法

吴晨怡

（鞍山师范学院附属卫校，辽宁 鞍山 114001）

生物氧化是糖、脂类和蛋白质代谢的基础，学会并掌握生物氧化内容的精髓，糖、脂类和蛋白质章节中有关能量代谢的问题及能量计算便可迎刃而解。

生物氧化一章理论知识较抽象、深奥，逻辑性强且专业术语较多，对中职卫校护理专业学生而言较难理解和记忆。如何在授课中帮助学生理清思路，快速地学通并掌握本章内容，需要教师探索并设计出合理的授课方法。笔者通过剖析教材及教学实践，探索出以生物氧化概念中的3个关键词为出发点扩展到全章内容的授课思路，并运用情境式教学法、多媒体教学法和PBL教学法讲授，收到了较好的教学效果。

1 剖析教材，理清思路

1.1 生物氧化的概念

生物氧化是指生物细胞将糖、脂类和蛋白质等燃烧分子彻底氧化分解生成CO2和H2O并释放能量的过程。

1.2 本章主要内容

（1）CO2的生成；（2）与氧化有关的酶类；（3）呼吸链（电子传递链）的组成；（4）H、e的传递与水的生成；（5）能量的释放和利用；（6）生物氧化的特点。

在上述内容中，（1）是独立的问题；（2）、（3）、（4）是以呼吸链中H、e的传递与水的生成为中心的，教师可以围绕水生成这一个大问题展开讲授；（5）是以ATP（能量）生成为重点的；（6）是对全章内容的归纳概括，更适合以讨论的方式展开教学。

可见本章内容自始至终围绕生物氧化概念中所涉及的3个关键词——CO2、H2O和ATP展开的，因此，笔者在讲授该章时，打乱了原有每小节的顺序，以CO2、H2O和ATP生成3个问题为主要知识点，该章节其他内容以解释、说明这3个知识点的方式讲授。只有完全理解并掌握这3个知识点及其相关问题，糖、脂类和蛋白质代谢中有关能量代谢及计算等问题便可迎刃而解。

2 通过设问，提高学生学习兴趣

上课前，笔者讲道：“我们每天不断地呼吸，呼入氧气，呼出二氧化碳。如果没有氧气，人会因缺氧窒息死亡，那么这么重要的氧气被人体吸入后扮演着什么角色？呼出的二氧化碳在人体内是怎么生成的？一氧化碳为什么会使人体中毒死亡？人为什么吃了饭就有能量，运动就有劲？我们将在生物氧化的学习中揭晓这些问题的答案。那么，什么叫生物氧化？其实就是生物细胞将糖、脂类和蛋白质等燃烧分子彻底氧化分解生成CO2和H2O并释放能量的过程。”

3 运用情境式教学法讲授H2O和ATP的生成

情境式教学是指在教学过程中，教师有目的地引入或创设具有一定情绪色彩的，以形象为主体的生动具体的场景，引起学生一定的态度体验，从而帮助学生理解教材，使学生的学习能力得以发展和提高的教学方法[1]。

3.1 CO2的生成

有机酸脱羧（很容易理解）。

3.2 电子传递链与H2O的生成

在无机化学的学习中，水的生成方式有多种途径，例如，高温、高压和在催化剂的催化下H2与O2化合生成H2O；NaHCO3和HCl发生反应生成NaCl、CO2和H2O等。中职卫校的学生很难理解在人体内代谢物脱下的氢为什么不能直接与呼入的氧气结合生成水，而必须经电子传递链传递后才能与分子氧结合生成水。为此，教师创设以下情境设问：开运动会时，400米赛跑和4×100米接力赛跑的区别是什么。学生争先恐后地发言：400米赛跑是一名运动员跑到终点；4×100米接力赛必须4名运动员按先后顺序将接力棒依次传递给最后一名运动员，最后一名运动员接过接力棒后才有资格跑到终点冲刺，4人协作跑速度快、能量大。教师补充道：“人体内水的生成如同接力赛一样，代谢物脱氢（接力棒）必须经电子传递体（运动员）传递，最后传递给细胞色素a3（最后一名运动员），细胞色素a3将电子传递给分子氧（终点冲刺），氢与氧结合生成水，同时人体中氢和电子（接力棒）在被每一个传递体（运动员）传递的过程中都需要有相应的酶分子催化。”参与电子传递链的酶类有：不需氧脱氢酶类、细胞色素体系、氧化酶和需氧脱氢酶等；电子传递链中各传递体的成员（运动员的名字）分别叫N A D+，递氢递电子体；FMN、FAD，递氢递电子体；CoQ，接受电子和质子并将电子进行传递；铁硫蛋白，递电子体；细胞色素体系（b、c、c1、a、a3），递电子体。

代谢物脱下的氢经递氢体和递电子体按顺序传递后，将2H→2H+＋2e，其中2e最后传递给Cyta3-Fe3+到分子氧生成水（见图1）。

图1 电子传递给细胞色素a3到分子氧生成水的过程

将枯燥难懂的电子传递链中H、e的传递形象化、简单化，增强了学生的理解力。这种情境可以拨动学生思维的兴奋点，使学生热情高涨，由被动学习变为主动学习，增强继续学习的欲望。

3.3 电子传递链与ATP的生成

中职卫校学生对线粒体复杂的膜结构不够了解，因此中职卫校护理专业的生化教材删除了氧化还原电位、自由能以及跨膜梯度等方面的知识。学习内容的减少一方面减轻了学生学习的难度及负担，但从另一方面来讲增加了教师讲授氧化磷酸化和ATP生成过程的难度。电子传递链过程见图2。

图2 线粒体内的两条呼吸链

学生很难理解代谢物脱下的氢为什么经电子传递链的传递后会有氧化还原电位差的出现，这个氧化还原电位差又怎么会产生自由能并释放ATP。

由于学生都参加过春天植树的义务劳动，为此，教师创设如下情境：以班级为单位用水桶从坡底向坡顶传递水，为坡顶的树木浇水。将学生分成3组，每组中每名学生间隔约10米左右。第一组在山坡正面，坡短，10人，由山坡底传递水桶至山腰；第二组在山坡背面，坡长，15人，由山坡底传递水桶至背面山腰再绕至正面山腰；第三组15人，将第一组和第二组传递到正面山腰的两桶水分别依次传递到山顶。学生在物理课上都学过重力势能的知识，因此他们会很快理解：第一组在山坡正面传递水（路径短）的学生如同FAD→CoQ；第二组在山坡背面传递水（路径长）的学生如同NADH→FMN→CoQ；第三组由山腰传递水到山顶的学生如同CoQ→b→c1→c→a→a3。由于学生传递水到山顶是逐渐聚集重力势能的过程，所以也就不难理解H、e的传递就如同传递水一样是逐渐聚集质子动力势能的过程。那么被逐渐聚集的重力势能或质子动力势能又是怎么被释放的呢？

教师利用教室建筑本身创设情境设问：我们现在的教室是5楼，站在5楼的教室，我们身体蕴藏着什么能量？学生：“重力势能！”教师：“如果我手里拿一个物体，物体同样具有重力势能，只是我和物体因重量不同，势能不同。现在，我把物体拋落在外面的地面上，此时该物体的重力势能会被转变为动能释放出去。同样人体内经电子传递链传递聚集的质子动力势能也会以类似的方式被释放，释放的能量使A D P磷酸化生成ATP。这种代谢物脱氢经电子传递链传递给氧生成水释放能量的同时，伴随有A D P磷酸化生成ATP的偶联过程被称为氧化磷酸化。”见图3。

图3 呼吸链中3个产生ATP的偶联部位

由图3可见，经一次氧化磷酸化可产生2个或3个ATP。除了氧化磷酸化外，糖代谢中学过的通过代谢物脱氢或脱水引起分子内部能量聚集所形成的高能磷酸键直接传递给A D P生成ATP的过程，称为底物水平磷酸化，一次底物水平磷酸化可产生1个ATP。

将微观复杂抽象的电子传递链中H、e的传递以及发生氧化磷酸化时ATP的产生过程浅显化为宏观的易于理解的实际生活体验，会很快化解学生头脑中的疑问，使其理清思路，有一种豁然开朗的感觉。这种授课方式可以使学生有效地吸收本次课中的重点和难点内容，提高学习效率，为继续学习打下坚实的基础。

4 充分利用多媒体教学，强化专业知识

教师平时搜集大量资料，包括图片、Flash动画等，通过自己制作课件，生动形象地向学生演示电子传递链和氧化磷酸化的过程，并把生活展现情境和图画再现情境相结合，使学生将情境内容与理论知识很好地结合起来，促进学生更好、更深刻地理解本章所学的理论知识。

5 组织学生讨论生物氧化特点以及与本章相关的糖代谢知识点

在学生深刻理解了CO2、H2O和ATP生成这3个知识点的基础上，教师提出问题：生物氧化特点，糖酵解中ATP生成方式，有氧氧化中ATP生成方式，发生氧化磷酸化的条件，三羧酸循环中发生2次脱羧时CO2的生成方式，4次脱氢时氢的去路以及产生的12ATP中ATP的生成方式等。教师将全班学生分成小组讨论上述问题。讨论结束后，每组派一名学生代表将结果写在黑板上，全班学生讨论，最后教师总结。

总之，传统教学是教师系统地将授课内容运用充满逻辑的专业术语讲授给学生，而中职卫校学生由于文化基础相对薄弱，很难听懂并消化吸收这些抽象的知识，往往理不出头绪，一知半解，一旦涉及能量代谢及计算问题就懵了。确立以CO2、H2O和ATP生成为出发点扩展到全章这样的“由点到面”授课方法，让学生首先抓住了“点”，理出头绪，再通过设计情境来理解“面”，用形象化、简单化的宏观生活体验场景解读抽象的、枯燥的和微观的“面”的理论知识，使学生更容易理解并接受该知识，强化了记忆，最后让学生自己由“面”总结升华到“体”，充分体现了师生间教与学的互动，促进了学生通过积极思考获得知识的主观学习，提高了学习能力。

[1]黄海英.药物化学课程中运用情境式教学法的体会[J].卫生职业教育，2012，30（10）：57-58.