“思政引领、科研育人”的生物化学课程建设——“戊糖磷酸途径的调控与人类健康”微课教案.pdf

“思政引领、科研育人”的生物化学课程建设“戊糖磷酸途径的调控与人类健康”微课教案史金铭（）东北林业大学生命科学学院，哈尔滨，150040高校生物学教学研究（电子版）2023 年 4 月，13（2）：8-9ISSN 2095-1574 CN 11-9307/R DOI 10.3868/j.issn.2095-1574.2023.02.003专题专题基金项目：黑龙江省教育科学“十四五”规划重点课题“基于科研育人理念的本、研教育深度融合课程教学改革体系的构建”（GJB1422743）通讯作者：史金铭，E-mail：教学背景生物化学是研究构成生命体的生物分子的基本结构及其代谢变化的学科，是生物类专业最重要的专业基础课。学生打下扎实的生物化学基础，对于后续细胞生物学、分子生物学、基因工程等课程的学习，以及科研实践能力的培养至关重要。戊糖磷酸途径是生物化学教学中的重点内容之一，该途径是联系糖分解代谢和其他生物分子合成的关键环节。学生在已经掌握该途径的地位、过程、特点和意义的基础上，还可进行拓展延伸学习，具体包括代谢途径调控的基本规律，基因表达调控对代谢途径的影响，以及林业行业特色小分子化合物在代谢调控方面的价值和实际意义。科研元素的植入和德育元素的挖掘是使生物化学课堂保持生命力的基础。在这个过程中，学生能够实现由“背”知识向“用”知识的转变，使学习的主体意识不断强化、学习的动力与热情得到激发。教学目标（1）掌握戊糖磷酸途径的调控，以及其与生命现象的联系。（2）能够将戊糖磷酸途径的调控运用于对科研实例的解析。（3）能够用“生物化学”的语言辨析林业行业特色科学研究，跟踪我国相关领域顶尖科研进展，以及本学科研究方向，体会行业研究的价值，感受行业魅力。教学内容和切入点本微课教学内容包括背景知识介绍、代谢调控的基础和具体调控方式的拓展。切入点是通过知识回顾，明确该途径的生理意义及其调控与细胞需求的关系，明确调控的关键点，通过科研实例拓展细胞对代谢途径的调控手段。教学重难点分析戊糖磷酸途径的调控是生物化学代谢部分的重点和难点，且与科研实践联系密切。学生学习难度大，对相关概念理解不充分会导致科研实践上的障碍。该途径的调控与细胞戊糖的需求、NADPH 的平衡及代谢相关疾病密切相关，要能够活学活用。教学方法和过程教师围绕戊糖磷酸途径的调控的难点问题，梳理相关知识点，重新组织教学内容，以学以致用为目标，分步实现“知识-能力-素养”的提升。教学中，将最难理解的部分制作为电子板书1，同时将代谢途径形象化为“工厂”和“公路”，制作成动画视频，便于学生理解。科研拓展部分引入科研实例，通过案例教学使生物（23年4月刊）-正文.indd 82023-6-12 15:21:33史金铭：“思政引领、科研育人”的生物化学课程建设“戊糖磷酸途径的调控与人类健康”微课教案 9学生了解代谢途径的调控在细胞层面具有多种多样的方式，以此对细胞调控的精准性和复杂性有所认识。通过对科研实例的讲解，学生能够了解学科研究的实际应用价值，逐渐形成科研思维、锻炼拓展能力、提升科研素养。在科研案例的选择方面，该微课重点突出了我国科学家在该研究方向上取得的令人瞩目的成绩，引导学生跟踪学科前沿，关心我国科研领域的进展和成就。1.引入和知识回顾（1.5 min）首先简要概述戊糖磷酸途径的作用和意义，然后引入课程内容，提出问题，即本课程要解决的 3个问题：关键的调控点在哪里？调控和细胞代谢需求有何线性关联？调控在细胞层面是如何实现的？2.按照“点线面”思路展开教学内容（7 min）按照认识代谢途径调控的规律展开教学内容，通过视频、动画解释细胞对 5-磷酸核糖的需求超过、低于或等于对 NADPH 的需求时，戊糖磷酸途径的 2 个阶段的分段调控。在讲解过程中融入我国科研工作者的 3 项研究成果2-4作为案例，拓展科研视野。3.总结并结合实践引发思考（1.5 min）生物学课程是有效的课程思政和生命教育载体，能够让学生体会到生命的多彩与美好，理解生命的责任与价值5。本微课深入挖掘了蕴含于专业知识中的课程思政元素，从人类健康角度让学生深思自己从事科学研究的价值与意义，同时也向学生展现我国林业资源的优势与利用价值，使学生了解课程学习和科学研究的内在关联，鼓励学以致用。教学总结在线上和线下的教学中，先进教学手段的使用大大提升了教学内容展示的深度和广度，使得复杂难懂的生化代谢途径变得“一目了然”，尤其是对于知识难点的展示，有着显著的提升作用。本微课针对在不同的细胞代谢需求的环境下，戊糖磷酸途径分阶段调控的复杂性进行了直观清晰的展示，结合线下授课，达到了较好的教学效果。案例是知识学习和实践应用之间的有效桥梁，不仅能够拓宽视野，提高课程内容的含金量，还能够引导学生学以致用。在课程改革的过程中，我们发现，使用科研案例，尤其我国科学家，甚至本学科的教师自己的科研案例进行教学，效果要远远好于使用其他距离学生很遥远的研究成果。随着对科研案例的不断了解，学生会逐渐深入认识到科学研究的价值和意义，不仅对科学问题的理解更有深度，而且能够进一步解析和评价科学问题，甚至提出新的科学问题。本微课还涉及对林业来源化合物的应用价值的介绍，让学生理解“绿水青山就是金山银山”，树立用所学知识服务全人类的科学信仰，也能培养学生的行业自豪感，树立行业自信。参考文献1史金铭，隋广超，滕春波.新形势下多元化板书在高校教学中的运用：以生物化学课程为例J.生物工程学报，2021，37（9）：3376-3382.2WU Q，ZHAO B，SUI G，et al.Phytochemicals block glucose utilization and lipid synthesis to counteract metabolic reprogramming in cancer cellsJ.Applied Sciences，2021（11）：1259.3WU S，WANG H，LI Y，et al.Transcription factor YY1 promotes cell proliferation by directly activating the pentose phosphate pathwayJ.Cancer Res，2018，78（16）：4549-4562.4JIANG P，DU W，WANG X，et al.P53 regulates biosynthesis through direct inactivation of glucose-6-phosphate dehydrogenaseJ.Nat Cell Biol，2011，13（3）：310-316.5吴根福，林小清.探索以生物学知识为载体的生命教育，践行生物学通识课课程思政以浙江大学为例J.高校生物学教学研究（电子版），2022，12（5）：32-36.（责编 靳 然）本文配有作者微课作品，请扫描二维码观看。生物（23年4月刊）-正文.indd 92023-6-12 15:21:33