研究成果在中药学类专业《生物化学》课程教学设计案例中的应用

郑晓珂 武慧敏 史胜利 赵 乐 马利刚 韩永光 安 娜

【摘 要】生物化学在医学院校是一门重要的基础课和入门课，学生在学习过程难度大，因其抽象的概念，枯燥繁多的内容，系统性与联系性知识点等方面，造成学生兴趣下降，主动性不强。近年来，在教学设计中引入案例教学已经越来越为各个专业接受，它可以提高学生的学习兴趣和主动性，培养学生思维能力、分析能力、创新能力；同时也可以拓展教师的自身知识体系。故本文探讨案例式教学法在中药学专业生物化学教学中的应用，有助生物化学课程教学效果的提高。

【关键词】教学设计与应用；案例教学；生物化学；中药学类专业

生物化学是医药类院校的专业基础课，是在分子水平研究或阐述生物体的物质组成、结构与功能、代谢变化与调节、生命遗传物质传递规律的科学[1]，与医学和药学有着紧密的联系。生物化学课程在学习过程中，因其内容复杂，概念抽象，教材中经典案例比较少，是比较难理解的课程。以往传统的讲授方式是教师讲，学生听，学生是被动的接受知识，而不是主动的理解与思考，造成学生学习兴趣低，主动性不高，思维与创新能力较差，达不到教学中的基础与实践相结合的要求。

教学设计是根据所授课程的目的要求和教学对象的特点，将教学内容有序安排，确定合适的教学方案。教学设计首先要明确教学目标，以解决教什么的问题。其次教学设计把教学各要素看成一个系统，分析教学问题和需求，确立如何解决，使教学效果最优化。一般包括教学目标、教学重难点、教学方法、教学步骤与时间分配等环节。随着近年来教学设计的开展，我们在生物化学授课过程中加入案例教学法，化解了理论教学的难度，收到了较好的授课效果。

1.案例教学法的特点

案例教学法（CBL，case study-based learning）[2]，也称个案教学法，其特点是：与以往传统的讲授式教学不同，它是在教师的引导下，根据课程的教学目标和教学内容的需要，以案例为素材，将学生引入到一定的情境中或者是某个具体的临床实例或新药研发案例中，培养学生学习的积极性与主动性，思维的创新性，提高其解决问题的能力，是一种开放式、互动式教学方法。

2.研究成果案例在生物化学教学中的应用

生物化学是非常活跃的前沿学科[3]，目前临床新的诊断技术和治疗方法，或是药物的設计与研发均离不开生物化学知识。在新的形势下将生物化学基础知识与临床、研发等实践相结合的教学思路、教学模式的探讨已成为当务之急。

目前，国内大多数医学院校对于生物化学的教学模式依然是以“讲授式”教学为主，教学效果的判断基本上也是以学生的考试成绩为主，在这种模式下不少学生考试的时候能获得高分，但是在以后从事临床工作、医药研发工作时候却不能将所学的知识与实际情况相结合。随着现代科技与医学的发展，生物化学理论与技术渗透到很多的领域，已经成为一门重要的工具学科，对于一名医药专业的学生来说，学好生物化学这门课也是格外重要。

在教学设计中加入案例教学元素，和传统的教学方法相比，在提高学生学习的主动性、创新能力、实践能力方面有很大的优势[4-5]。另外，医学院校有很多生动的临床案例或者是新药研发中的经典案例，可成为案例教学的良好素材，这些案例使课堂教学变得生动活泼，能激发学生学习的积极性。

3.案例教学模式在中药学类专业生物化学教学中的实施

案例教学的首要就是要根据学生所学专业选择合适的案例。案例的选择要有代表性、典型性和启发性，能反应教材中相关知识。

物质代谢与能量代谢是生物化学课程中的难点和重点，根据我院中药学类专业在二年级开设生物化学的特点，授课过程中结合自己的研究课题，在糖代谢、脂代谢、生物氧化及代谢调节等章节引入了研究成果案例。

中药卷柏降糖作用研究案例：

我们目前承担有“十二五”国家重大新药创制-科技重大专项，课题是研究中药卷柏的降血糖作用。在研究过程中我们发现卷柏在降血糖[6-8]的同时还有较好的降脂作用[9]，基于这个研究结果，在讲授糖代谢章节时引入了这个案例，并与学生互动，提出需要思考的问题：卷柏对糖代谢途径有那些影响？

介绍糖分解代谢过程时，插入卷柏对糖尿病大鼠糖代谢影响的结果：卷柏总黄酮能显著降低大鼠的空腹血糖，通过糖代谢相关酶活性测定，发现模型组大鼠葡萄糖激酶（gulcokinase，GK）、6-磷酸果糖激酶-1（phosphofructokinase 1，PFK1）、丙酮酸激酶活性较低，这些酶是糖酵解过程中的关键酶，卷柏总黄酮可以上调这些关键酶的活性。通过学生分组讨论结合研究结果，教师图解归纳分析（见图1）。

图1卷柏总黄酮对糖酵解关键酶活性的调节作用

在讲授糖异生内容时，进一步引入案例：课题研究时测定了糖尿病大鼠糖异生中的两个关键酶，卷柏黄酮可以下调糖异生途径中的磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（Phosphoenolpyruvate，PEP）和葡萄糖-6-磷酸酶活性，该案例图解归纳为图2。

图2卷柏总黄酮下调PEP活性

结果提示卷柏总黄酮可能是通过抑制糖尿病大鼠的糖异生作用、减少血糖的来源，上调糖代谢途径中关键酶活性，促进糖的分解供能，从而发挥降糖作用[10]。通过学生分组讨论结合研究结果，教师图解归纳分析（见图3）。

讲授糖代谢章节时结合中药卷柏降糖研究的实例，使学生对糖代谢章节中的关键酶、糖的来源与去路、糖异生等概念有了深刻的认识，对中药教师在授课过程中也实现了以学生为中心的教学目的。

图3卷柏黄酮对血糖来源和去路的影响

在讲授代谢调节章节物质代谢的相互联系时，进一步引入卷柏降血糖案例，研究发现卷柏总黄酮在降糖尿病大鼠血糖的同时，与模型组相比大鼠体重增加，提示学生思考糖代谢与脂代谢之间的关联性。

糖代谢和脂代谢各有不同的代谢途径，但二者的途径相互交叉，联系密切（见图4）。糖代谢的一些中间产物可转化为甘油，生成的乙酰CoA可以合成脂肪酸，进而合成脂肪，增加血糖的去路；脂肪分解而来的甘油也可转变为磷酸二羟丙酮，通过糖酵解途径分解，通过糖异生途径生糖，通过引入案例加深了学生对代谢调节的认识。

图4糖代谢与脂代谢关系图

上述章节在生物化学课程属于重点内容，案例的引入大大激发了学生对生物化学课程的兴趣，同一个案例在多个章节中的介入，体现了生物化学课程体系的系统性和整体性。通过卷柏对糖代谢途径中关键酶活性的调节，使中药专业学生对中药的物质基础与发挥药效的关联性、以及对中药的多靶点有了新的认识，可以使他们主动的整合原来的知识体系，从中药学角度学习生物化学这门课程，强化学生发现和分析问题的能力，理解生物体三大代谢的基本途径、生理意义、代谢调节以及代谢异常与疾病的关系，提高了学生自主学习的意识和目的性，也体现了案例导入在生物化学教学设计上的重要性。

参考文献：

[1]于英君.生物化学[M].北京：人民卫生出版社，2012：1-2

[2]汪茗，章堯，凌烈锋，等.案例教学法在医学院校生物化学教学中的应用[J].生物学杂志，2012，29（2）：103-105

[3]刘洁，辇晓峰，朱晓波，等案例教学法在生物化学教学中应用的探索[J].医学研究与教育，2011，28（4）：101-103

[4]雷呈.案例教学法在生物化学教学中的运用和评价[J].高师理科学刊，2011，31（31）：107-109

[5]张尤新，杨菁，朱艳凌.案例式教学法在生物化学教学中的应用研究.辽宁医学院院报（社会科学版）[J]，2012，10（2）：47-49

[6]Xiao-ke Zheng，Li Zhang，Wei-wei Wang，et al.Anti-diabetic activity and potential mechanism of total flavonoids of Selaginellatamariscina（Beauv.）Spring in rats induced by high fat diet and low dose STZ[J].Journal of Ethnopharmacology.2011（137）：662–668.

[7]Xiao-ke Zheng，Yu-jie Li，Li Zhang，et al.Antihyperglycemic activity of Selaginellatamariscina（Beauv.）Spring[J].Journal of Ethnopharmacology.2011（133）：531–537.

[8]Zheng Xiao-ke，Wang Wei-wei，Zhang Li，et al Antihyperlipidaemic and antioxidant effect of the total flavonoids in Selaginellatamariscina（Beauv.）Spring in diabetic mice[J]..Journal of Pharmacy and Pharmacology，2013，65（5）：757-766.

[9]郑晓珂，张鑫，王小兰，等.卷柏提取物改善高脂血症大鼠肝脏脂肪变及肝脏保护作用的实验研究[J].中国新药杂志，2010，19（14）：1216-1221

[10]克迎迎.基于蛋白组学技术研究卷柏总黄酮及穗花杉双黄酮改善胰岛素抵抗的作用[D].郑州：河南中医学院，2014硕士论文

作者简介：

郑晓珂（1961-），女，博士，教授，主要从事中药活性成分及其作用机理研究。

基金项目：河南省教育科学“十一五”规划2010 年课题（编号：[2010]-JKGHAG-0312），河南省高等教育教学改革研究项目2014年课题（编号2014SJGLX231）