基于学习通平台的血浆脂蛋白代谢教学设计与探索
作者: 张志珍 李彩虹 丁航 马卫列
摘 要:血浆脂蛋白代谢是生物化学与分子生物学脂代谢一章的重点和难点,是高血脂和动脉粥样硬化发生的生化基础。如何运用多种教学方法实现以“学生为中心”的教学理念,达到良好的教学效果是我们的目标。该文详细叙述如何利用超星学习通平台,精心设计课前学生准备内容(线上),课中教师授课内容(线下),课后学生深化学习(线上),编排小剧场表演,提交录像,并建立形成性评价体系的过程,旨在提高生物化学与分子生物学教学质量,与同行交流。
关键词:生物化学与分子生物学;血浆脂蛋白代谢;教学法;教学理念;形成性评价体系
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2023)32-0103-04
Abstract: Plasma lipoprotein metabolism is the focus and a difficult point in the chapter on the blood lipid metabolism in Biochemistry and Molecular Biology, and is the biochemical basis of the mechanisms of hyperlipidemia and atherosclerosis. Our goal is to use a variety of teaching methods to carry out the student-oriented teaching concept and achieve great teaching results. This paper demonstrates in detail how the online education platform provided by Chaoxing is used to make well-designed content for preparation before the class (online), for teaching in class (offline), and for students'deepening their learning after class (online), to design mini-performance and help students submitting their videos, and to establish a formative evaluation mechanism. The aim of this study is to improve the quality of teaching and learning in Biochemistry and Molecular Biology, and to share the teaching experience with peers.
Keywords: Biochemistry and Molecular Biology; metabolism of plasma lipoprotein; teaching methods; teaching philosophy; formative evaluation system
基金项目:教育部高等教育司2021年第一批产学合作协同育人项目“生物化学与分子生物学类理论课程混合式教学一体化教学资源建设及实践研究”(202101128004);2022年度广东医科大学高等教育教学研究课题“角色表演式小组学习模式在生物化学课程中的探索”(2JY22054)、“药学专业开设《医学分子生物学》课程的教学实践”(2JY22056);广东医科大学2022年校级课程思政改革示范项目“《生物化学与分子生物学》课程团队”(1JG22188)
第一作者简介:张志珍(1967-),女,汉族,山西万荣人,博士,教授,硕士研究生导师。研究方向为生物化学与分子生物学教学改革。
*通信作者:马卫列(1970-),女,汉族,四川盐亭人,硕士,副教授。研究方向为生物化学与分子生物学教学改革。
生物化学与分子生物学是生命科学领域最重要的基础学科之一,也是临床医学相关专业必修基础课程[1-2]。课程内容多、涉及面广、机制复杂、逻辑性强、难于理解和记忆,传统“满堂灌”式的教学模式将知识通过讲解直接传授给学生的做法日见弊端[3],已无法满足目前教与学的需求,课堂教学的效果最终要体现在学生身上,只有通过学生的自身实践和领悟去获取知识,才是最佳学习途径。为此,本文积极构建以“学生为中心,以学生自主活动”为基础的新型教学过程,结合现代教育技术手段创新教学方法,打破课堂沉默状态,焕发课堂生机活力。主要教学设计思路如下:以超星学习通为依托,对血浆脂蛋白代谢这一节的教学进行重新设计,分为五个环节,一是问题导入,二是明确目标,三是线上线下混合式教与学,四是小组讨论合作学习,五是布置小组小剧场任务,以学生为主体进行小剧场扮演,将教学内容以学生表演的方式呈现,在小剧场演绎中浸润生化理论知识。教学实施,课前布置授课中要讨论的问题,引导学生自主预习寻找答案,通过学习通平台提前观看相关教学视频,完成自主学习;课中浸入超星教学平台抢答、随堂练习、分组讨论等功能充分发挥学生学习的主观能动性,在教学内容重难点部分,设计四种血浆脂蛋白代谢路径剧场,让学生化身为教学内容,在小剧场表演中消化和吸收理论知识。设计脂肪合成原料来源和人类相关疾病系列启发式问题、引入学科前沿成果等系列策略来激发和培养学生的创新意识与能力、科学素养和健康意识。课后通过教学反馈,再进一步完善教学设计和实施模式,形成成熟的教学模式范本并应用到课程教学实践中。
一 教学设计
(一) 课前线上学习
在超星学习通平台按章节建课、建班,将录制的微课放置到相应章节,要求学生观看视频,计入形成性评价系统。学生自由组合建立学习讨论小组,并在学习通分好组,每组5~6人。
1 布置课前学生准备工作
利用学习通平台分组讨论功能,布置学生画四种血浆脂蛋白模式图。学生在前期课程已学习过甘油三酯和胆固醇的合成与分解,这些脂类物质合成后需要运送入血,并在血液中运输、代谢、清除。脂类物质不溶于水,在血中是以脂蛋白的形式进行运输。血浆脂蛋白有四种形式,在血液中的代谢是学习的难点。首先要清楚四种血浆脂蛋白的结构组成,尤其是脂蛋白颗粒的核心是以甘油三酯还是胆固醇为主,故课前布置思考题。
题目如下:请根据下表血浆脂蛋白组成(表1),画出四种血浆脂蛋白示意图。
绘画要求:画出四种血浆脂蛋白颗粒大小、核心组成,同时蛋白质、甘油三酯、胆固醇的多少也要表现出来。学生画出的脂蛋白颗粒如图1所示。
2 课堂提问准备
在体内运输的四种血浆脂蛋白是内源性还是外源性来源脂质,与它们的生成部位有关,所以要明晰内源性和外源性的概念,设置以下思考题:①外源性和内源性血脂来源有何区别?②甘油三酯和胆固醇的合成场所是什么?③脂肪肝的形成机制是什么?
3 分组讨论
1)分组讨论1。CM的代谢。思考题:①新生CM的生成部位;②CM成熟的标志;③apoCII来自哪里;④如何变成CM残粒;⑤CM的功能。
2)分组讨论2。VLDL的代谢。思考题:①VLDL代谢与CM代谢有何异同点;②新生VLDL的生成部位;③如何变成VLDL残粒;④为何叫IDL;⑤VLDL的功能。
3)分组讨论3。HDL的代谢。思考题:①HDL生成部位;②HDL为何能从圆盘状变成球形;③HDL的功能。
4 案例分析
给出家族性高胆固醇血症病例,引导学生进行案例分析。
(二) 课中(线下)
教学重难点内容通过线下课堂学习完成,利用超星学习通平台辅助线下教学。
1 问题导入课程
播放视频引入目前30岁左右年轻人经常出现“三高”问题,其中高血脂、脂肪肝的发生机制与授课内容密切相关。提问学生,心血管病人必须要查的生化指标是什么,引入血脂的概念,大屏幕显示血脂化验单,用红色框住血脂六项,提问学生是否能看懂这些检测指标,这些检查结果有什么意义,为什么说LDL-c是坏胆固醇而HDL-c是好胆固醇。告诉学生学完本节血浆脂蛋白在机体内的代谢过程后,基本就能看懂上述血脂化验单。
2 形成性评价
利用超星学习通平台功能精心设计随堂练习和抢答题,随时随地把握学生线上学习情况,合理利用信息技术创设教学环境,对学生进行形成性评价。
1)抢答题:外源性血脂来源和内源性血脂来源的区别。
2)随堂练习:①合成胆固醇能力最强的组织是?A.肾上腺与脑;B.肝与小肠;C.肝与脑;D.小肠与肾上腺;E.肾上腺与性腺。②下列哪种组织器官合成甘油三酯能力最强?A.脂肪组织;B.肝脏;C.小肠;D.肾脏;E.肌肉。
提醒学生,这些在各个组织部位生成的胆固醇和甘油三酯,都要进入血液运输和利用,最后被清除。这一代谢途径即是接下来的学习内容。
3 分组讨论
利用平台分组讨论功能,将学生在学习通平台上提交的有典型错误的脂蛋白颗粒模式图投放到大屏幕上,引导学生判断是否正确。主要思路是先判断四种血浆脂蛋白大小是否正确,其次是脂质核心是以胆固醇还是甘油三酯为主。强调掌握内容:CM和VLDL核心以甘油三酯为主,LDL和HDL以胆固醇酯为主。这些是后续学习四种脂蛋白代谢的中心要点。通过现场点评,给出各组评价得分,同时让学生进行互评,最后成为学生形成性评价的依据。
4 小剧场表演
设计四种血浆脂蛋白代谢途径,学生小剧场表演。血浆脂蛋白代谢过程是脂代谢章节授课的难点,内容抽象、复杂,满堂灌教学模式下,即使课上教师详细讲授,学生课后仔细阅读教材,也难以理解。本节授课最大创新点就是将四种血浆脂蛋白代谢基本路径,通过剧场表演形式实现教与学,生动有趣。
以CM代谢路径表演为例:安排4个学生进行表演,其中一个主演。一个学生手持肝脏模型,一个学生手持小肠模型,一个学生手持外周细胞模型,主演从小肠出来,手持新生CM牌子进入血液(设计红色通道代表血管),在血液中变成成熟的CM后,手举成熟CM牌子,同时口述台词,核心的甘油三酯不断分解,产物脂肪酸交给外周细胞利用后变成CM残粒,手举CM残粒的牌子,最后被扮演肝脏的同学摄取。
剧场表演教学思路:将复杂的CM代谢简单化,新生到成熟再到残粒这条主线还有许多代谢细节,由于场地和时间的限制无法一一做到,表演结束后,通过分组讨论将内容丰富。分组讨论题已在课前布置给学生,课堂大屏幕点击题目,各组提交答案,各小组同学讨论交换意见,教师可提问学生,然后进行点评。通过点评后给出各组评价得分,继老师点评后学生进行互评,最后成为学生形成性评价的依据。
5 案例分析
家族性高胆固醇血症案例课前已布置给学生,首先介绍高脂血症的概念,若血浆脂质水平异常升高,超过正常范围上限即可称为高脂血症。由于血脂在血液中以脂蛋白形式存在和转运,因此提醒学生注意高脂血症实际上表现为高脂蛋白血症。目前临床上与动脉粥样硬化密切相关的血浆脂代谢异常包括高胆固醇血症、高甘油三酯血症、混合型高血脂等。请同学们结合LDL的代谢过程,分组讨论家族性高胆固醇血症的生化机制。最后总结强调,LDL受体缺陷是引起家族性高胆固醇血症的重要原因。