食品生物化学中“尿素循环”的教学改革
——以蓝墨云班课为例
刘晓飞 张 帅 王 薇 曲 敏 杨春瑜 哈尔滨商业大学食品工程学院
摘要： 本研究将蓝墨云班课和传统的课堂教学模式融合，以蛋白质代谢中的尿素循环为例对教学模式进行教学改革初探，通过课前准备、课中管理和课后调查反馈评估蓝墨云班课移动教学平台对食品生物化学课程的教学影响。结果显示：蓝墨云班课具有实时互动、即时反馈和多元评价的特征，注重信息化课堂教学的实效性，是本科教学改革中非常有效的教学辅助手段。
关键词： 蓝墨云班课；食品生物化学；教学改革；尿素循环
2018年8月，教育部、财政部和国家发展改革委三部门印发的《关于高等学校加快“双一流”建设的指导意见》的通知中指出，建立知识结构完备、方式方法先进的教学体系，推动信息技术、智能技术与教育教学深度融合，构建“互联网+”条件下的人才培养新模式。如何将智能化的教学手段融入到传统的教学模式中，转变以往的“填鸭式”为“趣味性”的教学状态，是每一个教师所关注的问题。蓝墨云班课是一个利用移动智能设备开展课堂内外即时反馈互动教学的云服务平台，教师在云端创建的班群和班课空间，为学生提供移动设备上的课程订阅、消息推送、作业、课件、视频和资料服务，真正实现了线上线下互动、即时反馈和多元评价于一体的移动教学模式。食品生物化学是以食品体系为核心，以生物化学过程为重点，以食品的化学组成为主线的一门课程，是我校食品工程学院和旅游烹饪学院的专业基础课，也是研究生入学考试的重要专业课。为了让学生真正理解掌握课程内容，以三大代谢之一的蛋白质代谢中尿素循环为例进行教学改革模式的摸索，将蓝墨云班课与传统的教学模式融合，开展课上课下的教学互动，激发学生学习热情和潜能，实现课程内容的精准掌握。
一、课前准备
根据教学大纲对课程内容梳理，在蓝墨云班课平台“资源”中推送教学PPT和复旦大学精品课程视频39集，内容完整观看各获得3个经验值，推荐智慧树2018年国家精品在线开放课程作为知识拓展。在“消息”中推送课前预习内容：血氨来源、血氨的危害、血氨的去路、氨的转运、尿素循环以及尿素循环的调节，课程重点难点：尿素生成过程中氮的来源和关键酶的调节作用，查看消息可以获得1个经验值。“作业/小组任务”中推送内容：冬眠动物尿素是如何排出的？查看内容获1个经验值，思考后课堂上给予分析解释。
二、课中管理
课堂采用手势签到，回顾：氨基酸脱氨方式和脱羧方式以及对应的产物。氨基酸脱氨方式主要有转氨、氧化脱氨、联合脱氨和非氧化脱氨作用，氧化脱氨和联合脱氨产生氨，血液中氨的含量超过60 μmol/L会对人体产生危害，引入本节课的知识不同生物解除氨毒的方式不同。第一种直接排出体外：鱼类等水生动物通过腮排出氨，蝌蚪期直接排氨，成体后化成尿素排出体外；第二种转变为酰胺：将氨转变为酰胺基团解除氨毒；第三种转变为尿素或尿酸：将氨转变成尿素是人类和其他胎盘类哺乳动物解除氨毒的方式，爬行动物和鸟类将氨转变为尿酸[1]。
尿素循环是第一条被发现的循环代谢途径，1932年由Hans Krebs和Kurt Henseleit 发现有氧条件下，将大鼠肝组织生物切片与铵盐保温可以合成尿素，提出尿素合成的循环机制。重点讲解尿素循环：第一步氨基酰磷酸的形成：肝细胞线粒体中的氨在氨甲酰磷酸合成酶-Ⅰ的催化下生成氨基酰磷酸，此反应是尿素循环的预备反应。第二步瓜氨酸的合成：鸟氨酸在鸟氨酸氨甲酰转移酶生成瓜氨酸，产生的瓜氨酸从线粒体进入胞质中。第三步精氨酸的合成：在ATP和Mg2+存在下，瓜氨酸在精氨琥珀酸合成酶催化与天冬氨酸合成精氨琥珀酸，消耗2分子ATP。精氨琥珀酸在精氨琥珀酸裂解酶作用下裂解程精氨酸和延胡索酸，延胡索酸经一系列反应转变为天冬氨酸再次进入尿素循环。第四步尿素的生成：精氨酸在精氨酸酶的催化下裂解程尿酸和鸟氨酸，鸟氨酸被运送回线粒体开启新一轮尿素循环[2]。尿素随血入肝进入泌尿系统排出体外。尿素循环由氨甲酰磷酸合成酶-Ⅰ调控，“作业小组/任务”：试说明摄入高蛋白质和低蛋白质食物对尿素循环的调控，小组成员讨论后回答，正确的全部获得4个经验值。进食高蛋白食物，氨基酸碳骨架用作燃料，同时脱氨产生大量氨，进入尿素循环。
以弗兰西斯·培根为代表的经验主义哲学及其归纳主义方法论，特别是以笛卡尔为代表的理性主义哲学及其直观演绎方法，对近代初期的科学从以整个自然界为对象的博物学，提升为分门别类的研究，发挥了至关重要的作用，于是形成了以精密分析为主要特点的近代西方分析科学的各个学科。既然如此，不同学科的研究对象必定是自然界的个别和局部，一般不会跨越各自的对象领域。以研究机械运动规律为宗旨的牛顿经典力学，就是这种分解分析思维方式最成功的体现。
头脑风暴：尿素循环中每合成一分子尿素，需要消耗多少ATP？回答正确获得2个经验值，生成氨基酰磷酸的预反应消耗2分子ATP，精氨琥珀酸裂解消耗2分子ATP，共消耗4分子ATP。“测试活动”中推送与尿素循环代谢的习题和各高校历年考研真题，采用随机选人和主动回答两种方式，回答正确获得2个经验值，加深理解尿素循环并了解相关的出题形式。答疑讨论：谈谈对冬眠动物尿素排出方式的理解，积极回答同学获得3个经验值，动物冬眠期间尿素进入膀胱，随血经过大肠时被吸收，被微生物产生的脲酶水解成氨，氨被这些微生物合成氨基酸[1]。最后简要回顾课上的重点内容尿素循环过程和产能情况。
三、课后反馈
“投票问卷”中推送问卷，征求同学对互作式授课方式的看法，提出意见或建议，设置2个经验值，“答疑讨论”中了解同学未理解的内容或问题，及时给予解决，设置2个经验值。“作业/小组任务”推送3-5道课后习题，夯实课程内容，设置2个经验值。
蓝墨云班课教学平台与传统教学模式的融入，将所有的学习活动一步步分化，引导学生进行自主探究学习，构建了“老师主导、学生主体”的课堂教学氛围，使学生成为课堂的真正主人；即时反馈和多元评价有效融为一体，注重信息化课堂教学的实效性，是一个将互联网教学发挥到极致的学习教育平台，对于本科教学改革是一个非常有效的教学辅助手段。
兴趣是学习的动力。教师应该努力激发儿童学习兴趣，提高他们自主学习的自信心。创设情境，让每个同学都能踊跃参与，并能在参与中表现自我，提高自己。实施愉快教学，营造轻松、欢乐的学习氛围，引导学生积极思维，寓教于乐。
参考文献：
[1]杨荣武.生物化学原理[M].北京：高等教育出版社,2012.
[2]辛嘉英.食品生物化学[M].北京：科学出版社,2013.
中图分类号： G423.07
文献识别码： A
文章编号： 1001-828X(2019)030-0420-01
基金项目： 黑龙江省教育厅高等教育教学改革研究项目(SJGY20180242)，哈尔滨商业大学校级教改项目(HSDJY2018023和HSDJY201913)。
作者简介： 刘晓飞(1980-)，女，汉族，副教授，博士，主要从事农产品加工利用研究。
标签：蓝墨云班课论文; 食品生物化学论文; 教学改革论文; 尿素循环论文; 哈尔滨商业大学食品工程学院论文;