基于學(xué)科交叉的生物有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)探索

基于學(xué)科交叉的生物有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)探索

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2457（2022）01-0099-002

【Abstract】Bioorganicchemistryisanewbranchofsubjectbasedoninterdisciplinaritybetweenorganicchemistryandlifesciences.Bioorganicchemistrycoursecontentsarecomplexandsystematic，whichbringmanychallengestoteachers’teachingandstudents’learning.Aimingtocultivatestudents’comprehensivepracticalability，wecombinescientificfrontierdevelopmentwithpracticalteachingexperience，reformbioorganicchemistrycoursethroughinquiryteachingmodelandobtainbetterteachingefficiency.

【Keywords】Bioorganicchemistry；Chemicalbiology；Inquiryteaching；Teachingreformation

1?n程簡(jiǎn)介

生物有機(jī)化學(xué)作為有機(jī)化學(xué)向生命科學(xué)滲透過(guò)程中形成的一個(gè)新的分支學(xué)科，已經(jīng)成為現(xiàn)代生命科學(xué)討論中的重要組成部分。為了適應(yīng)這一趨勢(shì)，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外很多一流高校都為有機(jī)專(zhuān)業(yè)和化同學(xué)物學(xué)專(zhuān)業(yè)的本科生和討論生開(kāi)設(shè)生物有機(jī)化學(xué)專(zhuān)業(yè)課。生物有機(jī)化學(xué)是一門(mén)進(jìn)展快速的學(xué)科，充分融合了有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)和藥物化學(xué)，該課程的綜合性較強(qiáng)，是化同學(xué)物學(xué)專(zhuān)業(yè)的核心課程。

化同學(xué)物學(xué)這一概念于20個(gè)世紀(jì)末提出，是一門(mén)將化學(xué)小分子作為工具，同時(shí)通過(guò)化學(xué)手段人為干擾或調(diào)控生命體系，從而闡明簡(jiǎn)單生物體系運(yùn)行機(jī)制的新興交叉學(xué)科。與其他化學(xué)分支學(xué)科相比，有機(jī)化學(xué)在與生命科學(xué)的交叉方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，化學(xué)家通過(guò)合成不同的有機(jī)小分子作為化學(xué)探針，可以有效地討論簡(jiǎn)單的生命體系，因此近年來(lái)生物有機(jī)化學(xué)得到了蓬勃的進(jìn)展。

2教學(xué)對(duì)象與課程目標(biāo)

生物有機(jī)化學(xué)是我?；瑢W(xué)物學(xué)專(zhuān)業(yè)本科同學(xué)開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)必修課程。依據(jù)教學(xué)方案的要求，在同學(xué)學(xué)習(xí)完有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)等課程的基礎(chǔ)上于大三上學(xué)期開(kāi)設(shè)本門(mén)課程。同學(xué)已具備了肯定的理論基礎(chǔ)和文獻(xiàn)檢索力量，尤其是大二期間創(chuàng)新課題的開(kāi)展，使大部分同學(xué)已培育了自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐的力量。

通過(guò)學(xué)習(xí)這門(mén)課程，要求同學(xué)把握如何應(yīng)用有機(jī)化學(xué)的結(jié)構(gòu)理論、基團(tuán)相互作用理論、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)機(jī)制和動(dòng)力學(xué)理論，以及應(yīng)用有機(jī)化學(xué)討論方法，在分子水平上討論生物分子的化學(xué)變化和反應(yīng)規(guī)律。并且能夠通過(guò)模擬生物體系的化學(xué)變化，建立有機(jī)化學(xué)討論新體系。培育同學(xué)利用所學(xué)習(xí)的分子識(shí)別理論、酶的作用機(jī)制等學(xué)問(wèn)，來(lái)設(shè)計(jì)生物活性分子，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)藥物化學(xué)、分子生物學(xué)、藥理學(xué)等專(zhuān)業(yè)課程奠定理論基礎(chǔ)；也為今后的畢業(yè)論文、討論生階段的學(xué)術(shù)討論，或者從事相關(guān)工作做鋪墊。

由于生物有機(jī)化學(xué)內(nèi)容繁雜、系統(tǒng)性較強(qiáng)，對(duì)于生物大分子結(jié)構(gòu)、功能、特點(diǎn)的理解需要較好的空間想象力量，反應(yīng)機(jī)制、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等問(wèn)題較難理解需要較強(qiáng)的有機(jī)化學(xué)功底，致使同學(xué)在設(shè)定的課程時(shí)間內(nèi)很難兼顧到各方面學(xué)問(wèn)。同時(shí)，同學(xué)在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)于理論學(xué)問(wèn)往往感覺(jué)枯燥乏味，以至于有的同學(xué)對(duì)該課程專(zhuān)業(yè)學(xué)問(wèn)的學(xué)習(xí)失去愛(ài)好，學(xué)習(xí)熱忱并不高漲，從而影響了教學(xué)效果。鑒于生物有機(jī)化學(xué)課程的重要性，擴(kuò)充教學(xué)內(nèi)容，改善教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，讓同學(xué)在有限的課堂時(shí)間就能夠把握這門(mén)有用的理論課專(zhuān)業(yè)學(xué)問(wèn)，是我們亟待解決的問(wèn)題。我們?cè)谶@里結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)踐閱歷，探討生物有機(jī)化學(xué)課程的教學(xué)的新思路新方法，解決教學(xué)過(guò)程中消失的一些問(wèn)題，以期進(jìn)一步提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。我們以培育同學(xué)的綜合實(shí)踐力量為目標(biāo)，以案例教學(xué)和應(yīng)用為導(dǎo)向，應(yīng)用探究式教學(xué)模式對(duì)生物有機(jī)化學(xué)課程的教學(xué)進(jìn)行改革，并取得了較好的教學(xué)效果。

3教學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)充和改進(jìn)

生物有機(jī)化學(xué)是從20世紀(jì)80年月開(kāi)頭作為一門(mén)理論課程講授的，其交叉性主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一個(gè)是通過(guò)化學(xué)小分子討論生物大分子，另一個(gè)是通過(guò)理性地設(shè)計(jì)、改造生物大分子，用于生產(chǎn)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的功能性化學(xué)小分子。其教材除了HermannDugas和ChristopherPenney最早于1981年出版的BioorganicChemistry以外，國(guó)內(nèi)只有高等教育出版社出版、中山高校古練權(quán)教授于1992年編寫(xiě)的《生物有機(jī)化學(xué)》。我們選用的正是古練權(quán)教授編寫(xiě)的《生物有機(jī)化學(xué)》，該教材非常經(jīng)典，涵蓋了多肽、核酸和酶的生物有機(jī)化學(xué)內(nèi)容，并介紹了一系列酶促有機(jī)化學(xué)反應(yīng)。

考慮到生物有機(jī)化學(xué)是一門(mén)飛速進(jìn)展的學(xué)科，近幾年生物有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)討論取得了許多突破性進(jìn)展，諸多相關(guān)成果發(fā)表在世界top級(jí)別的雜志期刊上，為了緊跟學(xué)術(shù)前沿，我們?cè)谥v授這門(mén)課程的時(shí)候，對(duì)課程內(nèi)容做了肯定的調(diào)整更新。在學(xué)習(xí)核酸的生物有機(jī)化學(xué)這一章時(shí)，對(duì)于DNA堿基挨次分析方法這部分內(nèi)容，我不僅給同學(xué)講解了傳統(tǒng)的Sanger、Maxam-Gilbert測(cè)序反應(yīng)原理，還拓展性地介紹了科學(xué)前沿的Illumina二代測(cè)序技術(shù)，各種測(cè)序方法均配以直觀的動(dòng)畫(huà)小視頻來(lái)模擬其動(dòng)態(tài)過(guò)程，使同學(xué)一目了然，能精確?????把握各種測(cè)序方法的特點(diǎn)。在學(xué)習(xí)酶的生物有機(jī)化學(xué)這一章時(shí)，結(jié)合我們所在的藥學(xué)院的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，著重講解如何利用酶的結(jié)構(gòu)和催化作用機(jī)制來(lái)指導(dǎo)藥物設(shè)計(jì)合成。舉例介紹降血壓藥-血管緊急肽轉(zhuǎn)化酶抑制劑captopril的討論歷程，并組織同學(xué)就藥物分子的設(shè)計(jì)思路綻開(kāi)爭(zhēng)論。此外，生物有機(jī)化學(xué)在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用方面開(kāi)拓了許多新領(lǐng)域。因而我們?cè)趯W(xué)習(xí)酶促有機(jī)反應(yīng)時(shí)，在介紹了自然?酶促有機(jī)反應(yīng)的高效性、專(zhuān)一性、條件溫柔、無(wú)污染等特點(diǎn)后，我們重點(diǎn)講授有機(jī)介質(zhì)中的酶促反應(yīng)在醫(yī)藥、化工、食品、能源、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用，以食品添加劑的生產(chǎn)、生物柴油的生產(chǎn)為例，理論聯(lián)系實(shí)際加深同學(xué)對(duì)學(xué)問(wèn)點(diǎn)的理解。通過(guò)教學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)充和改進(jìn)，課程教學(xué)既突出重點(diǎn)，又契合專(zhuān)業(yè)方向，還緊跟學(xué)科前沿進(jìn)展，這樣才能夠激發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)熱忱，培育同學(xué)的學(xué)習(xí)愛(ài)好，提高科學(xué)素養(yǎng)。4教學(xué)模式的改革

教育家赫爾巴特認(rèn)為愛(ài)好是引起對(duì)物體正確的、全面的熟悉，它導(dǎo)向有意義的學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)問(wèn)的長(zhǎng)期保持，并為進(jìn)一步的學(xué)習(xí)供應(yīng)動(dòng)機(jī)。我們認(rèn)為教學(xué)過(guò)程中詳細(xì)事物的感性啟發(fā)可以引起同學(xué)的回憶，經(jīng)過(guò)思考、映射，可以調(diào)?悠浼且渲械慕萄?內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比，從而更好地把握課堂學(xué)問(wèn)。所以我們的教學(xué)不能是單調(diào)的注入式教學(xué)，可通過(guò)啟發(fā)式的問(wèn)題，以實(shí)踐應(yīng)用為導(dǎo)向，結(jié)合科學(xué)進(jìn)展前沿，選擇生動(dòng)好玩、貼近生活的教學(xué)案例，從而提高同學(xué)的學(xué)習(xí)效率。

在教學(xué)方式上，我們采納老師