本文摘要：摘要：基于知識樹方法，依托智慧職教云平臺，構建生物化學糖代謝SPOC教學資源，形成自助餐式學習模式，有助于學生開展個性化學習，提升課程教學效果。 關鍵詞：知識樹;生物化學;糖代謝;SPOC;教學資源 糖代謝不僅是生物化學課程中物質代謝教學的重點內容，也
摘要：基于知識樹方法，依托智慧職教云平臺，構建生物化學糖代謝SPOC教學資源，形成“自助餐式”學習模式，有助于學生開展個性化學習，提升課程教學效果。
關鍵詞：知識樹;生物化學;糖代謝;SPOC;教學資源
糖代謝不僅是生物化學課程中物質代謝教學的重點內容，也是學生學習的難點之一。其代謝過程復雜抽象、晦澀難懂，各途徑條件不同、部位不同，同種底物可以產生不同的產物。學生經常將各代謝過程相互混淆，極易挫傷學習積極性，也影響生物化學后續(xù)內容的學習[1-3]。SPOC(SmallPrivateOnlineCourse，小規(guī)模限制性在線課程)作為一種新型混合教學模式，能夠突破教學的時空限制，正在得到推廣和應用，可起到輔教、輔學的作用[4-5]，但當前有關糖代謝的SPOC資源構建仍存在不足。本文提出基于知識樹方法，構建生物化學糖代謝SPOC資源，以達到更好的教學效果。
生物化學評職知識： 生物質轉化方面論文發(fā)表期刊
1現有SPOC資源構建及呈現的不足
以當前我國許多職業(yè)院校正在使用的智慧職教云課堂為例，分析現有生物化學糖代謝SPOC資源在構建和呈現方面存在的不足之處。
(1)目錄構建，缺乏新意。糖代謝的SPOC資源常采用目錄式結構，一般分為三級目錄：一級目錄為生物化學;二級目錄為糖代謝(章);三級目錄(節(jié))包括糖的分解代謝、糖原的合成與分解(儲存)、糖異生作用(合成)，進而在該目錄下添加課件、視頻、案例等教學資源。這也是目前云課堂資源主要構建和呈現形式。學生打開課程網站，呈現近似教材目錄的翻版，不能有效激發(fā)學生的探究熱情。
(2)知識孤立，缺乏聯系。在糖分解代謝目錄下，學生雖然可以看到與糖無氧氧化、有氧氧化和磷酸戊糖途徑各自對應的資源，但每個代謝途徑有何特點?不同途徑之間存在什么樣的關系?每個途徑重點、難點內容是什么?重、難點又可以通過什么方法突破?通過現有資源構建和呈現形式，學生無法建立各知識點之間的內在聯系或區(qū)分相似知識點，只能通過不斷點擊獲取一些碎片化的信息，不利于知識的串聯和理解。
(3)資源堆砌，缺乏層次。糖代謝包含分解、合成、儲存3個模塊，其中分解代謝模塊又包含3條途徑(無氧氧化、有氧氧化、磷酸戊糖途徑)，每條途徑又有各自對應底物、產物和代謝過程。
現有SPOC資源呈線性排列，不能清楚展示它們之間的層次關系。尤其在課前預習環(huán)節(jié)，學生對每個代謝途徑尚不熟悉，無法將資源與各層次之間建立良好的對應關系，對學生而言資源庫可能就是純粹的“資源倉庫”。因此，雖然現有糖代謝SPOC資源已經滲透課前、課中、課后的每一個環(huán)節(jié)，但在教學過程中教師還是發(fā)現花費大量時間和精力構建的資源利用率低下。如何優(yōu)化SPOC教學資源，形成易教易學的資源構建方式，建立合理的資源呈現形式，提高學生學習興趣和教學效果，已成為生物化學課程教學亟待解決的問題。
2基于知識樹的糖代謝
SPOC資源構建知識樹是一種根據人類對事物的層次化認知規(guī)律，用樹狀結構來體現整個知識結構和知識點內在聯系的圖形化表達方式，它通過樹干、樹枝、樹葉、果實等元素之間的內在關系，將碎片化的知識點串聯成知識體系[6-7]。筆者依托智慧職教云課堂平臺，采用知識樹方法構建糖代謝SPOC教學資源[8]，學生基于知識樹自主學習，可以系統(tǒng)掌握知識點，從而有效提升教學效果。在資源構建過程中，依照學生學習的認知規(guī)律，并將教學過程中采用的各種方法、手段有機融入糖代謝知識樹中。
(1)優(yōu)選方法，凝練表述。教學方法決定教學效果與質量，教師的教法制約著學生的學法。采用有效的方法歸納總結糖代謝的重點和難點內容，并凝練其表述，進行資源構建，有助于提高學習效果。與糖代謝SPOC資源構建相關的教學方法主要有以下幾種。
�、贁底痔釤挿āＬ菬o氧氧化代謝途徑(葡萄糖乳酸)中，代謝過程一直是學生學習的難點，該過程涉及3個不可逆反應，2次底物水平磷酸化和1次脫氫。該過程中3個不可逆反應涉及3種關鍵酶(限速酶)，而代謝速率主要取決于關鍵酶的活性，決定著整個糖無氧氧化的代謝速率。2次底物水平磷酸化是糖無氧氧化過程中兩步產能步驟，決定著1分子葡萄糖經無氧氧化釋放能量的多少。
3-磷酸甘油醛經歷1次脫氫轉化為1，3-二磷酸甘油酸，受氫體為NAD+。在糖分解代謝過程中，糖酵解產生的丙酮酸。面臨有氧氧化和無氧氧化兩種代謝選擇，決定因素是NADH+H+的去路。缺氧時，NADH+H+留在胞質，丙酮酸接受氫而還原生成乳酸;有氧時，NADH+H+與丙酮酸進入線粒體內，NADH+H+經過呼吸鏈生成H2O并釋放能量，丙酮酸則先轉化為乙酰CoA，然后經過三羧酸循環(huán)(TricarboxylicAcidCycle，TAC)徹底氧化分解生成CO2和H2O，1次脫氫過程生成的NADH+H+直接關系到糖的不同代謝方向。
因此，將這3個數字結合各自的特點，分別用“3種(關鍵酶)定速率、2步(底物水平磷酸化)定能量、1次(脫氫)定方向”來命名微視頻資源。糖無氧氧化過程是將葡萄糖轉化為乳酸，而糖異生過程可以將乳酸轉化為葡萄糖，互為“逆向”，但糖無氧氧化這一過程涉及3種關鍵酶，對應另一糖異生過程涉及的4種關鍵酶，為方便記憶，將這2個過程的關鍵酶記憶為“1314關鍵酶”，以增強學習趣味性，提升學習效果。
②案例分析法。結合案例進行資源構建和教學設計，可以有效提高學生分析問題和解決問題能力。在構建磷酸戊糖途徑SPOC教學資源時，可引入“蠶豆病”這個案例，并將其作為微視頻資源的關鍵詞，通過分析蠶豆病發(fā)生的酶學機制，闡明NADPH的生理功能，能夠有效激發(fā)學生的學習興趣。針對“劇烈運動后會出現肌肉酸痛”這一現象，以往許多教師在教學中 解釋運動后肌肉酸痛，直接歸結為乳酸堆積，近來研究認為乳酸并不是導致慢性肌肉酸痛的原因，相反乳酸在運動過程中可能對人體起著非常積極的作用[9]。因此，以“肌酸痛新見解”創(chuàng)建微視頻資源，在更新兩者關系的同時也激發(fā)了學生的好奇心。
�、蹌赢嬔菔痉āＬ窃铣膳c分解代謝過程抽象，其中糖原分解過程涉及的磷酸化酶和脫支酶，分別作用于α-1，4糖苷鍵(生成1-磷酸-葡萄糖)和α-1，6糖苷鍵(生成葡萄糖)，不同的化學鍵在不同酶的作用下生成不同的產物。通過動畫演示，對代謝過程的詮釋更直觀、形象，加深學生的理解，節(jié)省語言描述，提高效率。
(2)順應認知，構建資源。
在糖代謝過程中，考慮到糖分解代謝途徑較為復雜，涉及的重、難點較多，為達到更好的知識呈現效果，先將糖分解代謝構建一個“節(jié)知識樹”，用樹根、樹干、樹枝、樹葉、蘋果等做標記。其中樹根表示代謝過程底物，樹干、樹枝表示不同代謝途徑，樹葉表示產物，蘋果表示該知識點微視頻或動畫資源鏈接。
樹根部標有糖分解代謝的初始底物(葡萄糖或糖原，一般以葡萄糖為例)，在樹根的起始部位標記為6-磷酸葡萄糖，這是糖的分解代謝3條途徑的共同步驟，也是磷酸戊糖途徑與其他兩條途徑的分叉點。有氧氧化過程是機體獲得能量的主要方式，因此，將該途徑作為樹的主干，將其他2個代謝途徑做成枝干，分別標記為“無氧氧化”“磷酸戊糖途徑”。然后將樹根、樹干、樹葉、蘋果等元素進行整合，即可展示糖分解代謝途徑的節(jié)知識樹。
最后，將糖的分解、合成和儲存3個模塊整合成章知識樹，為避免章知識樹顯示繁雜，可以資源鏈接的形式進行構建。章知識樹構建不僅顯示整個章知識體系，還呈現出知識點之間的交錯關系。例如，糖的無氧氧化與糖異生過程，前者以葡萄糖為底物經過多步反應轉化為乳酸(產物);后者也可以乳酸為底物再轉化為葡萄糖(產物)，兩者借助于乳酸循環(huán)互為“逆向”，實現底物與產物的循環(huán)互變(知識樹中顯示為環(huán)形)。
(3)依托載體，呈現資源。通過智慧職教云平臺為載體，將構建好的章、節(jié)知識樹，以“富文本”形式進行呈現，并創(chuàng)建相應的知識點資源鏈接。無論是章知識樹還是節(jié)知識樹，不僅能夠形象直觀地顯示其相對完整的知識體系，還能清楚展示各節(jié)或各知識點之間的內在聯系與區(qū)分，并可以展示重、難點的學習方法，讓學生一目了然，可以根據自己對各部分掌握情況進行選擇性學習。
3考核與評價
課前，學生通過章知識樹初步熟悉該章節(jié)涉及的代謝過程、各個過程相關知識點，以及重、難點突破方法，做到心中有數;課中，學生通過課堂講解熟悉各代謝過程的重、難點內容;課后，學生可以針對各知識點掌握情況，自己決定摘哪個“蘋果”，充分合理利用資源，形成“自助餐式”的學習模式。采用知識樹方法構建的生物化學國家資源庫課程，被引用院校達54家;同時對引用院校就“資源構建形式”進行問卷調查，共發(fā)放1000份問卷，其中收回有效問卷813份，支持該種構建模式的占90.6%;92.3%的用戶認為該模式優(yōu)于傳統(tǒng)資源構建模式;91.5%的用戶認為該模式便于教學，受到廣大師生的認可與好評。
選取我校2019級臨床醫(yī)學專業(yè)6個班(入學成績均分相近，由同一教師授課)，每個班50人左右，隨機抽取3個班開展基于知識樹構建SPOC資源(A組)，另3個班采用傳統(tǒng)資源構建模式(B組)，經過一學期線上線下混合式教學后，對6個班分兩組進行考試，A組學習進度比B組平均高出9.4%，平均成績(包括平時云課堂測試、云課堂作業(yè)、學習進度、期末成績)高出4.15分。
4結語
基于知識樹方法構建生物化學糖代謝SPOC資源，學生通過自主選擇學習資源，提高了學習效率，提升了課堂教學效果。對于其他參與該課程的社會學習者而言，也具有同樣的優(yōu)勢。該構建和呈現模式融合了知識樹的可視化、系統(tǒng)化與云課堂的信息化、智能化于一體的優(yōu)勢，學生能夠在較短時間內獲取更多知識信息。參照該SPOC資源構建模式，也可以構建生物化學課程中其他章節(jié)的知識樹，或者用于信息量龐大的其他醫(yī)學課程的資源構建，借此將煩瑣的知識體系以更清晰、鮮活的形式展示出來。
但目前智慧職教云平臺在構建SPOC資源時，只能在“富文本”編輯界面將創(chuàng)建的知識樹以圖片形式上傳，然后在其下方創(chuàng)建微視頻、動畫等資源鏈接，而不能通過點擊知識樹上的鏈接直接播放。所以現有平臺資源呈現形式的支撐功能有待進一步優(yōu)化，為方便教師構建豐富的教學資源、提高學生學習興趣和學習效果服務。
參考文獻：
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作者：成秀梅，臧宜萍，楊留才，張虎
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