Diseño didáctico de bioquímica
Diseño didáctico de Bioquímica
Para impartir una buena clase de bioquímica, los profesores deben tener un alto sentido de responsabilidad y diseñar cuidadosamente la clase para recibir buenos resultados docentes. Entonces, ¿cómo reformar la enseñanza de la bioquímica?
Resumen: Aunque el contenido teórico de la bioquímica es abstracto y difícil de aprender, la bioquímica es muy importante para cultivar la capacidad de resolución de problemas y la innovación. de los estudiantes de las facultades de agricultura, silvicultura y medicina.
Este artículo toma como ejemplo la enseñanza del operón lactosa para explicar el diseño docente de la bioquímica desde cinco enlaces: tutoría, docencia, ampliación del conocimiento, formación intensiva y resumen, con el fin de estimular el interés de los estudiantes por aprender y Mejorar el aprendizaje de los estudiantes. Iniciativa para asegurar la realización de los objetivos docentes.
Palabras clave: bioquímica; operón lactosa; diseño docente
La bioquímica es una disciplina que explora la esencia de los fenómenos de la vida desde el nivel molecular. También es una disciplina en medicina, biología, agricultura. , etc. Herramientas para la investigación científica.
Esta materia es crucial para cultivar las habilidades de innovación y resolución de problemas de los estudiantes de las facultades de agricultura, silvicultura y medicina.
Sin embargo, debido a que la materia de bioquímica es muy abstracta y explica principalmente el proceso de interacción de proteínas, ADN, ARN y otras moléculas en el cuerpo, es difícil de entender para los estudiantes, lo que hace que los cursos de bioquímica sean los más difíciles. curso en facultades de agricultura, silvicultura y medicina. Una de las materias con mayor tasa de fracaso.
Aunque en el actual proceso de reforma docente, el método de enseñanza de ciencias liderado por el ABP [1] y el método de enseñanza experimental liderado por la enseñanza basada en tareas [2] son muy importantes para lograr una verdadera enseñanza centrada en el estudiante. El concepto central de enseñanza proporciona nuevos métodos de enseñanza, pero el modelo tradicional de enseñanza magistral dirigido por el profesor sigue siendo irremplazable.
Por lo tanto, cómo estimular el interés de los estudiantes en el aprendizaje durante el proceso de enseñanza y cómo popularizar mecanismos complejos de manera simple y profunda siempre ha sido la búsqueda incansable de los profesores de bioquímica.
Este artículo toma como ejemplo el operón de lactosa más abstracto en la regulación de la expresión génica para explicar cómo diseñar la enseñanza de bioquímica a partir de los cinco enlaces de tutoriales, enseñanza, expansión del conocimiento, capacitación intensiva y resumen.
1 Configure un tutorial basado en preguntas para estimular el interés de los estudiantes en aprender
Dado que el contenido del operón de lactosa es muy aburrido y complicado, primero les contamos a los estudiantes sobre un fenómeno durante el proceso de enseñanza (dar una curva de crecimiento bacteriano de Zhang): cuando el medio de cultivo contiene glucosa y lactosa, la curva de crecimiento bacteriano no es la fase lenta familiar, la fase logarítmica, la fase estacionaria y la fase de descomposición, pero hay dos fases de crecimiento logarítmico Hay un período de lentitud en el medio.
Entonces, ¿por qué ocurre este fenómeno? Luego se da una curva de consumo de azúcar en el medio de cultivo bacteriano. Los estudiantes analizarán y encontrarán que la primera fase de crecimiento logarítmico se debe principalmente al consumo de glucosa en el medio de cultivo. se consume , y el segundo período logarítmico es cuando se consume lactosa.
Entonces, ¿por qué se consumen glucosa y lactosa en la primera y segunda fase logarítmica del crecimiento bacteriano respectivamente? A través del estudio previo de la parte del metabolismo, los estudiantes generalmente comprenden que se necesitan enzimas para metabolizar la glucosa y la lactosa. Las enzimas requeridas son diferentes. En la primera fase logarítmica, las bacterias tienen enzimas que descomponen la glucosa, y en la segunda fase logarítmica, tienen enzimas que descomponen la lactosa.
Es decir, cuando el medio de cultivo contiene tanto glucosa como lactosa, las bacterias utilizan preferentemente glucosa.
Entonces, ¿por qué? Finalmente, lacmRNA, la galactosidasa y la galactosa permeasa se administran durante el crecimiento bacteriano. En este momento, los estudiantes encontrarán que lacmRNA, el gen para el metabolismo de la lactosa, no se expresa, y el gen correspondiente. Los productos de expresión - galactosidasa y - galactosa permeasa también tienen un contenido muy bajo, por lo que la lactosa no se puede descomponer en la primera fase logarítmica, y solo en la segunda fase logarítmica, la lactosa se puede descomponer.
Entonces, ¿cómo realizan las bacterias este complejo proceso de regulación de la expresión genética? Después de 4 capas de preguntas y de pelado de capullos, se descubre el mecanismo regulador del operón de la lactosa. La mayoría de los estudiantes sentirán curiosidad por saber cómo logran esto las bacterias. proceso regulatorio complejo.
2. Enseñe siempre sobre el fenómeno que el operón lactosa comienza a expresar cuando el medio de cultivo contiene solo lactosa y nada de glucosa.
A través de la explicación de las tres imágenes anteriores, los estudiantes encontraron. Cuando el medio de cultivo sólo contiene lactosa, se producen dos enzimas relacionadas con el metabolismo de la lactosa, galactosidasa y galactosa permeasa, y también se expresa el lacmRNA que codifica estas dos enzimas.
Así se introdujeron los conceptos de expresión inducida y operón.
La expresión inducida significa que el gen comienza a expresarse después de agregar metabolitos; y el operón significa que un lacmRNA produce más de dos proteínas.
A continuación se describirá detalladamente la estructura del operón lactosa y la función de cada elemento del operón.
Se señala también que el modelo de operón propuesto por Jacob y Monod en 1961 es universal en el mecanismo de regulación de la expresión de genes procarióticos, y obtuvo el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1965.
A continuación hablaremos de por qué el operón comienza a expresarse cuando el medio de cultivo contiene lactosa. Esto se debe principalmente a que el efecto regulador negativo de la proteína represora se libera después de ser inducida por la lactosa.
Al mismo tiempo, durante el proceso de explicación se deben combinar los efectos alostéricos de las proteínas y las enzimas, y se debe explicar que el cambio estructural de la proteína represora después de la unión a la lactosa no se puede combinar con el operador. secuencial, para que los estudiantes puedan integrar los conocimientos aprendidos previamente y les convenga entenderlos.
El mecanismo de regulación negativa de la proteína represora del operón de la lactosa sólo explica que las enzimas relacionadas con el metabolismo de la lactosa comiencen a expresarse sólo en presencia de lactosa. Por lo tanto, en este momento surge otra pregunta: ¿Por qué la lactosa? ¿La proteína represora del operón existe al mismo tiempo en el medio de cultivo? Cuando se utilizan glucosa y lactosa, no se induce la enzima del metabolismo de la lactosa. ¿Existen otros mecanismos reguladores? Esta pregunta conduce al mecanismo regulador positivo de la proteína CAP. La proteína tiene un efecto alostérico después de unirse al AMPc, lo que resulta en un fenómeno de cambio funcional.
En el resumen final se destacó que la regulación negativa de la proteína represora y la regulación positiva de la proteína CAP regulan coordinadamente el proceso de expresión del operón lactosa. Esto también explica ¿por qué? El medio no contiene glucosa sino sólo lactosa. ¿Empieza a expresarse el operón lactosa? Ésta es la pregunta central.
3 Centrarse en cultivar habilidades innovadoras y ampliar el conocimiento
La expansión del conocimiento debe centrarse en cultivar la capacidad de los estudiantes para analizar y resolver problemas, y poner más énfasis en cultivar las cualidades innovadoras de los estudiantes.
En el proceso de enseñanza, solemos enfatizar que “es mejor enseñar a pescar a un hombre que enseñarle a pescar. Por lo tanto, después de explicar la estructura del operón de la lactosa, se debe enseñar a los estudiantes cómo hacerlo”. para consultar y descargar la secuencia de GenBank, cómo encontrar los diversos elementos reguladores y genes estructurales en la estructura del operón de la lactosa.
Los estudiantes lo encontrarán muy intuitivo a primera vista y harán muchos descubrimientos nuevos: la secuencia reguladora es realmente muy corta, sólo unas pocas docenas de bases, mientras que el gen estructural es muy largo, con varios miles de bases. unión a la proteína represora La secuencia operadora y la secuencia promotora de la unión a la ARN polimerasa en realidad se superponen; en realidad, hay secuencias espaciadoras entre los genes lacZ, lacY y lacA; el gen de la proteína represora no está afiliado al operón de la lactosa y se transcribe de forma independiente.
Al enseñar a los estudiantes cómo usar GenBank para consultar y descargar secuencias, no solo sienta las bases para que los estudiantes participen en investigaciones científicas en el futuro, sino que también les permite "aprender haciendo" y hacer muchas nuevos descubrimientos Luego buscaremos en la literatura para obtener una comprensión más profunda de las características y mecanismos de regulación de la expresión de genes procarióticos.
Al mismo tiempo, se deben enfatizar los nuevos desarrollos a la hora de ampliar el conocimiento, y se deben enfatizar los resultados innovadores actuales en este campo.
Como describimos, Bhogale et al. encontraron en 2014 que en Escherichia coli, el operón lactosa tiene un estado no inducido convertido en estado inducido, lo que no sólo está relacionado con la despolimerización de la proteína represora. en la secuencia del operador, sino también a la relación entre la proteína represora y la manipulación de correlaciones periódicas en la desagregación de secuencias.
Los estudiantes encontrarán que un modelo tan clásico se ha desarrollado y mejorado continuamente hasta el día de hoy, lo que es eficaz para cultivar la calidad de aprendizaje infinita y el espíritu innovador de los estudiantes.
4. Realizar una formación intensiva en torno a puntos clave y dificultades
Siempre ha sido controvertido si se debe realizar o no una formación intensiva en las aulas docentes universitarias. La razón principal es que los estudiantes tienen. He estado en la escuela secundaria durante mucho tiempo envenenado por la "educación intensiva" y la "educación orientada a exámenes".
Sin embargo, creemos que todavía es necesaria una formación intensiva adecuada en el aula para ayudar a los estudiantes a comprender y dominar contenidos clave y difíciles.
Después de visitar la Universidad de Utah en los Estados Unidos, los profesores de nuestra escuela descubrieron que hay muchos exámenes de escuelas de medicina extranjeras. La parte de bioquímica se evalúa cada dos semanas y los estudiantes toman exámenes similares después de un año de carrera. Al estudiar la parte médica básica, tuve dos oportunidades de tomar el examen nacional unificado para médicos en ejercicio en China, pero abandoné la escuela inmediatamente después de reprobar el examen.
Por lo tanto, en vista de los mecanismos reguladores positivos y negativos del operón lactosa y del hecho de que los estudiantes han perdido más puntos en preguntas de opción múltiple en los exámenes a lo largo de los años, organizamos dos preguntas de opción única y dos preguntas de opción múltiple Primero, permita que los estudiantes escaneen el segundo El código QR se utiliza para responder las preguntas en el sitio web del cuestionario, y luego el maestro verifica directamente los resultados de las respuestas de los estudiantes en el sitio web del cuestionario, verifica el dominio de los estudiantes y los analiza. las razones de las respuestas incorrectas con los estudiantes.
5. Resume el esquema y plantea preguntas para estimular el pensamiento de los estudiantes.
El resumen es una breve descripción del contenido de una lección, y también es un reforzamiento de el contenido importante y difícil, que es propicio para que los estudiantes comprendan lo que han aprendido y comprendan de manera integral el contenido.
Durante el proceso de explicación del operón lactosa, puedes hacer tú mismo una animación sencilla, delineando la estructura del operón lactosa, la regulación negativa de la proteína represora y la regulación positiva de la proteína CAP.
De esta manera, los estudiantes tendrán una comprensión global del contenido de esta sección y no perderán el bosque por los árboles.
Entonces se puede plantear una pregunta para que los alumnos estudien después de clase: ¿Existen enzimas relacionadas con el metabolismo de la lactosa en el cuerpo humano? ¿Cuáles son las diferencias en las características de expresión y regulación de este gen entre las poblaciones del este de Asia y Poblaciones europeas y americanas? ¿Por qué muchos estudiantes tienen diarrea leve después de beber leche? Esta pregunta está estrechamente relacionada con el contenido de aprendizaje de esta sección y la vida diaria de los estudiantes. ¿Cuál es el motivo? ¿Usarlo después de estudiar?
6. Conclusión
Para dar una buena clase de bioquímica, los profesores deben tener un alto sentido de responsabilidad, consultar una gran cantidad de literatura y diseñar cuidadosamente la clase para recibir buenos resultados docentes.
En el proceso de enseñanza de los profesores universitarios tradicionales, debido a la mentalidad de "énfasis en la investigación científica y luz en la enseñanza", el diseño general de la enseñanza en el aula se basa en el capítulo del libro de texto, que a menudo cubre 3 a 5 temas.
Esto hace que los estudiantes se sientan muy desordenados y poco sistemáticos durante el estudio de una clase, y sean incapaces de sentir que el contenido es el contenido clave. Muchas veces el profesor suele enfatizar que este es el punto clave durante la clase. conferencia, pero solo tomó unos minutos comprender los puntos clave. Después de la conferencia, los estudiantes no la entendieron en absoluto.
Por lo tanto, recomendamos que en el proceso de enseñanza se utilice una clase como unidad para realizar el diseño didáctico, y los cinco vínculos se realicen desde la orientación, docencia, ampliación de conocimientos, formación intensiva. y resumen.
Al mismo tiempo, se deben plantear preguntas en todos los niveles durante el proceso de enseñanza para estimular el interés de los estudiantes en aprender. Tomando esta sección como ejemplo, hemos diseñado 5 preguntas para activar el pensamiento de los estudiantes y. las preguntas están vinculadas una por una.
Además, debemos aprovechar al máximo la oportunidad del resumen para repasar brevemente el contenido de una lección para que los estudiantes puedan tener una comprensión general del contenido de la enseñanza.
Finalmente, plantee preguntas que estén estrechamente relacionadas con este contenido de enseñanza y la vida diaria de todos para activar el pensamiento de los estudiantes y permitirles comprender que la bioquímica en realidad está estrechamente relacionada con la vida de todos, en lugar de ser abstracta e inútil.
Referencias
[1] Li Chongqi, Zhang Chenling. Aplicación de la enseñanza ABP en la enseñanza de bioquímica [J].
[2] Li Chongqi. Aplicación del método de enseñanza basado en tareas en la enseñanza experimental de bioquímica y biología molecular [J]. >