易平 杨广笑 朱敏 朱艳红 蒋新农

摘  要：生物化学是生命科学及医学的基础及前沿学科，为实现“双一流”建设目标及适应经济和科技发展的全球化趋势，运用双语教学对生命科学培养高素质人才具有重要的意义。该文指出在生物化学双语教学中存在的问题，提出建立以能力为导向的教学体系，在教学中采用多样化的授课方式并融入思政元素，尽力提高学生的课堂参与度，同时还建立多样化的学习效果评价体系。这些措施使学生的学习成绩明显提高，说明我们在探索双语教学方法的改革中做出的尝试是行之有效的。

关键词：生物化学；双语教学；思政元素；微助教课堂；教学改革

中图分类号：G642        文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2024）03-0029-05

Abstract： Biochemistry is the basic and frontier discipline of life science and medicine. In order to achieve the goal of "double first-class" construction and adapt to the globalization of economics and technologies， bilingual teaching is of great significance to the cultivation of high-quality talents in life science. This paper describes the problems existing in the bilingual teaching of Biochemistry， and proposes to establish a teaching system oriented by ability， adopts diversified teaching methods and integratesideological and political elements in teaching， trying to make students get involved in the class， and establishesa diversified evaluation system for learning. These measures have significantly improved students' academic performance， which shows that the attempt in exploring the reform of bilingual teaching methods is effective.

Keywords： Biochemistry; bilingual teaching; ideological and political elements; micro teaching assistant platform; teaching reform

建設世界一流大学和一流学科，是党中央、国务院作出的重大战略决策，对于提升我国教育发展水平、增强国家核心竞争力、奠定长远发展基础，具有十分重要的意义。在“双一流”建设过程中，要求全面提升学生的综合素质和国际视野[1]。能熟练运用英语进行科研和交流是国际化人才所必备的基本素质之一，而中英文双语教学能够提高学生的英语听、说及阅读理解能力，符合“双一流”建设的战略需求。生物化学作为生命科学的基础课程，其双语教学已在许多高校开展，但在教学中存在一些问题和困难，需要在实践中不断探索和改进，以达到有效教学之目的[2-3]。

一  生物化学双语教学中面临的主要问题

生物化学旨在从分子层面研究生命体内发生的化学反应及各种分子代谢，是生命科学领域的基础课程，也是20世纪以来发展最快、最具活力的学科之一，新技术、新发现层出不穷。生物化学作为生物学、医学、药学、农学、林学、食品科学与工程及部分化学专业的本科生基础课，是学生学习后续专业课程的基础，也是日后从事生物医学及相关领域基础研究及应用研究，如疾病的致病机理、药物研发、临床诊断及治疗中疾病标志分子的鉴定等的理论基础。

华中科技大学生命科学与技术学院于秋季开设生物化学（一），主要讲授生物大分子的结构与功能；春季开设生物化学（二），主要讲授新陈代谢及其调控。笔者在十余年的双语教学中发现生物化学双语教学主要存在以下三个问题。

（一）  学生普遍感到生物化学课程的学习难度较大

生物化学课程（以下简称“本课程”）内容广泛、复杂、抽象，需要记忆的知识点多。此外，生物化学是一门实践性较强的学科，很多生化反应过程和机理是通过实验发现的，缺乏逻辑推理性，记忆难度大。例如，在蛋白质的二级结构中，α-螺旋结构的螺距为0.54 nm，每圈螺旋含3.6个氨基酸残基。在生物大分子的新陈代谢过程中，脱氢酶是催化电子转移的主要氧还酶，不同脱氢酶所需辅酶不同，无规律可循，如3-磷酸甘油醛脱氢酶、苹果酸脱氢酶的辅酶是NAD+，6-磷酸葡萄糖脱氢酶所需辅酶是NADP+，而琥珀酸脱氢酶、酰基-CoA的辅酶是FAD。这些只能强记的知识点，学生学习起来会觉得枯燥、乏味和吃力。

（二）  学生普遍不愿意阅读英文原版教材

本课程的指定英文教材为《Lehninger Principles of Biochemistry》（《伦宁格生物化学原理》），其第一版（1970年）、第二版（1975年）的编写均由美国生物化学家Albert Lester Lehninger（1917—1986）独立完成，条理清晰、综合性强，是当时一项里程碑式的成就[4]。Lehninger去世后，美国威斯康星大学麦迪逊分校的生物化学教授David L. Nelson及Michael M. Cox致力于该教材的编写工作，每4～5年更新一次，2021年出版了第八版[5]。《Lehninger Principles of Biochemistry》是国际上公认的最优秀、最权威、最受欢迎的生物化学教科书之一。对于母语为英语的学生而言，该教材精炼易懂。但是，对于中国学生而言，该教材中的专业词汇量大，有些单词较为冗长，如glycosaminoglycan、homopolysaccharide等，大部分学生在刚刚接触到这类所含字母数超过15个的单词时，产生畏难情绪，以致缺乏阅读教材的勇气。课程结束时，学生因未阅读教材而对课堂知识的理解不透彻、不全面，此外，学生专业英语的阅读理解能力提升也有限，达不到双语教学的预期效果。

（三）  学生的英文基础差异较大

少数学生的英文基礎相当好，可以用英文流畅地回答问题、完成作业及演讲。但部分学生的英文基础较差，学习起来较为吃力，在缺乏督促的情况下，他们会选择放弃努力，导致学习效果不理想。因此，如何兼顾所有学生，使人人都学有所获，是双语教学的一大挑战。

为解决上述问题，笔者根据自己在海外求学时积累的学习经验，在对教学方法进行改革、探索的同时，不断完善学习效果评价体系，希望籍此提高学生的学习积极性，使学生既能学到知识，也能享受学习的过程。

二  探索多样化的授课方式及方法

（一）  通过导言引入授课新内容

在讲授新章节时，展示一些与讲授内容相关的精美图片、视频或新闻报道等，然后启发性地引入新内容，而不是直接进入主题，以此更好地吸引学生的注意力。例如，在讲授糖类分子时，先展示蔗糖、大米、土豆、龙虾壳、棉花和树皮等图片，然后提问：这些物质的主要成分都是碳水化合物，但为什么它们的形态及理化特性存在如此巨大的差异呢？让学生带着问题去听课，注意力会更集中，兴趣也会更大。

（二）  线上线下相结合

在信息化背景下与时俱进，采用线上线下相结合的教学方式。本课程选择微助教课堂[6]作为网络平台，在平台系统中建立英文题库并不断补充与完善，题型主要为选择题、填空题、简答题及讨论题。出题时难、易相结合，并根据题目的难易程度设置答题时间。教师根据授课进度随堂或课后开放题目，学生通过手机端输入答案或观点。此外，将某些题目设置成点答题或抢答题，让其他学生对答题学生的答案进行评价。线上答题可提高学生的学习参与度，增强学生对专业英语的阅读、理解能力，避免填鸭式教学，并能使教师即时了解学生的学习状态、调整授课方式及进度。

（三）  著名科学家的科研经历与思政元素相结合

在生物化学这门学科的发展过程中，无数科学家倾注了大量心血及毕生精力，期间涌现出许多感人和励志的故事。例如，美国女性生物化学和药理学家Gertrude B. Elion大学毕业后，因性别原因无法找到全职工作，但她没有气馁，利用业余时间学习，获得了纽约大学的硕士学位。1944年，她成为George H. Hitchings的助手。二人在工作中没有依赖当时广泛使用的试错法进行药物研发，而是利用正常人类细胞和病原体在生物化学上的差异来设计阻断病毒感染的药物，由此开发出治疗痛风、白血病、疱疹、疟疾及艾滋病等多种疾病的药物。Elion女士与Hitchings博士由于发现了药物治疗的重要原理而获得1988年诺贝尔生理或医学奖[7]。通过Elion女士的科研经历鼓励学生在今后的学习、工作中要勇于创新，从新的角度思考、解决问题，并且在遇到挫折时不要气馁，要坚信只要坚持初心，不断学习、提升自己，一定会战胜困难、达成目标。

（四）  合理利用多媒体教学

蛋白质的结构与功能、新陈代谢等章节的内容抽象、复杂，不易理解与掌握。授课时，适当引入动画及英文视频，可加深学生对这些内容的理解。例如，丙酮酸羧化酶催化反应机制的动画，展示了与酶共价结合的辅酶生物素如何将HCO3-中的羧基以CO2的形式转移至丙酮酸的甲基碳而生成草酰乙酸的过程，生动体现了具有柔性长链的生物素在酶的不同活性位点之间像手臂一样摆动、进行基团转移的特点和优势。又如电子传递及氧化磷酸化视频，对电子在线粒体内膜呼吸链的各复合体之间传递、驱动质子从线粒体基质转运至膜间腔、建立起跨膜质子动力势以及质子从膜间腔回流至线粒体基质时驱动ATP合成的过程进行了生动而形象的演示及英文解说。这类动画及视频有助于学生理解抽象的生化反应机制及复杂的代谢过程，降低记忆难度，同时又有利于学生提高英语听力。

（五）  注重对知识的总结和举一反三

在细胞内发生的生物化学反应千差万别，分别由不同的酶所催化。对这些反应进行分析和比较，会发现有些反应的催化机制相似。例如，在脂肪酸的β-氧化途径中，通过脱氢、水合、再脱氢三个步骤可使脂酰辅酶A中的β-亚甲基转变为羰基，生成酮酰辅酶A；而在三羧酸循环中，也可通过脱氢、水合、再脱氢三个步骤将琥珀酸中的亚甲基转变为羰基，生成草酰乙酸。由此可见，β-氧化和三羧酸循环这两个完全不同的代谢途径可通过相似的反应机制在碳原子上引入羰基。又如，丙酮酸羧化酶、丙酮酸脱氢酶复合物及脂肪酸合成酶复合体可分别催化CO2、乙酰基团及丙二酰基团的转移反应，三者分别与具有柔性长链的生物素、二氢硫辛酸及磷酸泛素共价结合，通过链的摆动在酶的不同活性位点之间转移基团。在授课中适时对这些内容进行比较和总结，可使学生温故而知新，同时也能提高学生对知识进行综合、举一反三的能力。

（六）  讲授英文专业词汇的拆合及记忆方法

很多生物化学专业单词都是合成词，可以通过拆分联想及组合方式进行记忆。

1  拆分联想法

先将单词拆分成词根或词缀，然后在词根或词缀的基础上进行联想、拓展词汇。例如，dehydrogenase（脱氢酶）由前缀de-、hydrogen及后缀-ase三部分组成，其中de通常加在动词或名词之前，表示否定、相反、除去或除掉；hydrogen（氢）由前缀hydro-/hydr-（水、流体或氢化）与gen（产生、类别）组成；-ase置于词尾，表示酶。这三个词缀或词根中的每一个都能与其他词根或词缀组合成新的单词，如 hydro-加-ase为hydrolase（水解酶），与lysis（溶解、分解）组合，成为hydrolysis（水解）；hydr-加名词后缀-tion为hydration （水合作用），加-ase为hydratase（水合酶），hydration 与hydratase进一步加de-成为dehydration（脱水）及dehydratase（脱水酶）； hydrogen加后缀-ate（生成）或-ase，可得到hydrogenate（加氢、使氢化）及hydrogenase（氢化酶），二者再加de-成为dehydrogenate（脱氢）及dehydrogenase（脱氢酶）。生物化学中还有很多含de-、hydro-/hydr-及-ase的单词，根据词根或词缀对其进行分类，列于表格中（表1），使学生在记忆某个由多个词缀或词根组合而成的单词时，既能了解单词的构成法，还能熟悉其他相关词汇，从而做到融会贯通，快速增加词汇量。

2  组合记忆法

生化词汇中，有些表示生物分子的單词前带有不同的前缀，这部分单词可通过组合的方式进行记忆。例如，要表示polypeptide（多肽）所含氨基酸残基的数目，则在其前加前缀di-（二、双）、tri-（三）、tetra-（四）、penta-（五）、hexa-（六）、hepta-（七）、octa-（八）、nona-（九）、deca-（十）、oligo-（少、寡）或poly-（多、聚、复）等，意为二肽、三肽、四肽、五肽、六肽、七肽、八肽、九肽、十肽、寡肽及多肽。相似地，在saccharide（糖类）、nucleotide（核苷酸）等单词前也可加上这些表示数目多少的前缀。如果这些前缀与后缀-ose（单糖的总称）组合，则表示单糖所含碳原子的数目，如triose（丙糖）、tetrose（丁糖）、pentose（戊糖）、hexose（己糖）、heptose（庚糖）等（表2）。将这类单词的前缀及词根或后缀以表格的形式进行组合、总结，可降低记忆难度，使学生在学习的过程中能举一反三、事半功倍。

（七）  学生分组演讲

选择与日常生活、人类健康密切相关的生物化学知识为主题，如维生素、发酵食品、疾病的致病机制等，让学生自由分组、选题，用英文制作ppt并在规定时间内完成演讲。教师对演讲进行点评，学生在微助教课堂手机端提交评分情况。该方式可充分调动师生及生生互动，有助于学生巩固课堂知识、拓宽知识面， 激发学生的学习兴趣，同时也可培养学生在资料查询、逻辑思维、演讲及团队协作等方面的能力，为他们今后的学习及职业生涯打下良好的基础。

三  建立多样化的学习效果评价体系

在教改前，学生的总成绩由考试卷面成绩（70%）与作业成绩（30%）构成。教改后，考试卷面成绩仍占总成绩的70%，但平时成绩的评价更为多样化，包括作业（10%）、微助教课堂（10%）、单词测试（5%）、教材阅读（3%）及分组演讲（2%）五项。

本课程从2017年开始采用上述评价体系以来，学生的学习积极性普遍提高，能认真完成各项学习任务。通过分析2012—2022年十年间（教改前后各五年）学生的学习成绩，发现教改后卷面成绩的不及格率显著降低，而优秀率（尤其是生物化学一）有了明显提高。此外，教改使生物化学（二）卷面成绩在60～69分及80～89分分数段间的分布百分比分别明显降低及增加（图1（a））。教改后，生物化学（一）综合成绩的不及格率及优秀率分别显著下降及上升，而生物化学（二）综合成绩在各分数段的分布都出现了明显变化，其中不及格率及60～79分数段的分布百分比明显降低，良好率及优秀率显著提高（图1（b））。可见，新的教学及评价体系对督促学生平时努力学习、掌握课堂内容、提升学习成绩是行之有效的。

四  结束语

本文所采用的教学方法及评价体系充分调动了学生的学生积极性，明显提升了学习成绩，初步达到了教改目的。同时，由于教改对生物化学（二）成绩的提升更为显著，说明目前的教改措施更适用于生物化学（二）。在今后的教学中，将深度挖掘生物化学（一）的课程特点，引入新的授课方式及方法，并在实践中不断改进，摸索出更适合生物化学双语教学的教学体系，使学生不但能在考试中取得好成绩，也能在今后的学习和工作中根据课堂学到的生物化学知识解决实际问题，达到有效教学之目的。

参考文献：

[1] 国务院关于印发统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案的通知[EB/OL].（2015-11-05）.http：//www.gov.cn/zhengce/content/2015-11/05/content_10269.htm．

[2] 陈小东，惠志丹.“双一流”建设背景下高校《生物化学》双语教学困境及对策[J].高等农业教育.2019（1）：108-112.

[3] 韦剑.高校双语教学发展历程的反思——从政策视角到学生视角[J].教育教学论坛.2020（25）：8-9.

[4] TALALAY P， ＬＡＮＥ Ｍ Ｄ．Ａｌｂｅｒｔ Ｌｅｓｔｅｒ Ｌｅｈｎｉｎｇｅｒ （１９１７—１９８６）：ａ ｐｅｒｓｐｅｃｔive[J].Trends ｉｎ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，１９８６，１１（９）：３５６－３５８．

[5] David L N， Michael M. Cox. Lehninger Principles of Biochemistry（8th edition）[M].W. H. Freeman and Company，2021.

[6] 微助教课堂·精彩课堂好帮手[Z].https：//portal.teachermate.com.cn.

[7] Gertrude B. Elion Biographical[EB/OL].https：//www.nobelprize.org/prizes/medicine/1988/elion/biographical/.