本文摘要：摘要：基于知识树方法，依托智慧职教云平台，构建生物化学糖代谢SPOC教学资源，形成自助餐式学习模式，有助于学生开展个性化学习，提升课程教学效果。 关键词：知识树;生物化学;糖代谢;SPOC;教学资源 糖代谢不仅是生物化学课程中物质代谢教学的重点内容，也
摘要：基于知识树方法，依托智慧职教云平台，构建生物化学糖代谢SPOC教学资源，形成“自助餐式”学习模式，有助于学生开展个性化学习，提升课程教学效果。
关键词：知识树;生物化学;糖代谢;SPOC;教学资源
糖代谢不仅是生物化学课程中物质代谢教学的重点内容，也是学生学习的难点之一。其代谢过程复杂抽象、晦涩难懂，各途径条件不同、部位不同，同种底物可以产生不同的产物。学生经常将各代谢过程相互混淆，极易挫伤学习积极性，也影响生物化学后续内容的学习[1-3]。SPOC(SmallPrivateOnlineCourse，小规模限制性在线课程)作为一种新型混合教学模式，能够突破教学的时空限制，正在得到推广和应用，可起到辅教、辅学的作用[4-5]，但当前有关糖代谢的SPOC资源构建仍存在不足。本文提出基于知识树方法，构建生物化学糖代谢SPOC资源，以达到更好的教学效果。
生物化学评职知识： 生物质转化方面论文发表期刊
1现有SPOC资源构建及呈现的不足
以当前我国许多职业院校正在使用的智慧职教云课堂为例，分析现有生物化学糖代谢SPOC资源在构建和呈现方面存在的不足之处。
(1)目录构建，缺乏新意。糖代谢的SPOC资源常采用目录式结构，一般分为三级目录：一级目录为生物化学;二级目录为糖代谢(章);三级目录(节)包括糖的分解代谢、糖原的合成与分解(储存)、糖异生作用(合成)，进而在该目录下添加课件、视频、案例等教学资源。这也是目前云课堂资源主要构建和呈现形式。学生打开课程网站，呈现近似教材目录的翻版，不能有效激发学生的探究热情。
(2)知识孤立，缺乏联系。在糖分解代谢目录下，学生虽然可以看到与糖无氧氧化、有氧氧化和磷酸戊糖途径各自对应的资源，但每个代谢途径有何特点?不同途径之间存在什么样的关系?每个途径重点、难点内容是什么?重、难点又可以通过什么方法突破?通过现有资源构建和呈现形式，学生无法建立各知识点之间的内在联系或区分相似知识点，只能通过不断点击获取一些碎片化的信息，不利于知识的串联和理解。
(3)资源堆砌，缺乏层次。糖代谢包含分解、合成、储存3个模块，其中分解代谢模块又包含3条途径(无氧氧化、有氧氧化、磷酸戊糖途径)，每条途径又有各自对应底物、产物和代谢过程。
现有SPOC资源呈线性排列，不能清楚展示它们之间的层次关系。尤其在课前预习环节，学生对每个代谢途径尚不熟悉，无法将资源与各层次之间建立良好的对应关系，对学生而言资源库可能就是纯粹的“资源仓库”。因此，虽然现有糖代谢SPOC资源已经渗透课前、课中、课后的每一个环节，但在教学过程中教师还是发现花费大量时间和精力构建的资源利用率低下。如何优化SPOC教学资源，形成易教易学的资源构建方式，建立合理的资源呈现形式，提高学生学习兴趣和教学效果，已成为生物化学课程教学亟待解决的问题。
2基于知识树的糖代谢
SPOC资源构建知识树是一种根据人类对事物的层次化认知规律，用树状结构来体现整个知识结构和知识点内在联系的图形化表达方式，它通过树干、树枝、树叶、果实等元素之间的内在关系，将碎片化的知识点串联成知识体系[6-7]。笔者依托智慧职教云课堂平台，采用知识树方法构建糖代谢SPOC教学资源[8]，学生基于知识树自主学习，可以系统掌握知识点，从而有效提升教学效果。在资源构建过程中，依照学生学习的认知规律，并将教学过程中采用的各种方法、手段有机融入糖代谢知识树中。
(1)优选方法，凝练表述。教学方法决定教学效果与质量，教师的教法制约着学生的学法。采用有效的方法归纳总结糖代谢的重点和难点内容，并凝练其表述，进行资源构建，有助于提高学习效果。与糖代谢SPOC资源构建相关的教学方法主要有以下几种。
①数字提炼法。糖无氧氧化代谢途径(葡萄糖乳酸)中，代谢过程一直是学生学习的难点，该过程涉及3个不可逆反应，2次底物水平磷酸化和1次脱氢。该过程中3个不可逆反应涉及3种关键酶(限速酶)，而代谢速率主要取决于关键酶的活性，决定着整个糖无氧氧化的代谢速率。2次底物水平磷酸化是糖无氧氧化过程中两步产能步骤，决定着1分子葡萄糖经无氧氧化释放能量的多少。
3-磷酸甘油醛经历1次脱氢转化为1，3-二磷酸甘油酸，受氢体为NAD+。在糖分解代谢过程中，糖酵解产生的丙酮酸。面临有氧氧化和无氧氧化两种代谢选择，决定因素是NADH+H+的去路。缺氧时，NADH+H+留在胞质，丙酮酸接受氢而还原生成乳酸;有氧时，NADH+H+与丙酮酸进入线粒体内，NADH+H+经过呼吸链生成H2O并释放能量，丙酮酸则先转化为乙酰CoA，然后经过三羧酸循环(TricarboxylicAcidCycle，TAC)彻底氧化分解生成CO2和H2O，1次脱氢过程生成的NADH+H+直接关系到糖的不同代谢方向。
因此，将这3个数字结合各自的特点，分别用“3种(关键酶)定速率、2步(底物水平磷酸化)定能量、1次(脱氢)定方向”来命名微视频资源。糖无氧氧化过程是将葡萄糖转化为乳酸，而糖异生过程可以将乳酸转化为葡萄糖，互为“逆向”，但糖无氧氧化这一过程涉及3种关键酶，对应另一糖异生过程涉及的4种关键酶，为方便记忆，将这2个过程的关键酶记忆为“1314关键酶”，以增强学习趣味性，提升学习效果。
②案例分析法。结合案例进行资源构建和教学设计，可以有效提高学生分析问题和解决问题能力。在构建磷酸戊糖途径SPOC教学资源时，可引入“蚕豆病”这个案例，并将其作为微视频资源的关键词，通过分析蚕豆病发生的酶学机制，阐明NADPH的生理功能，能够有效激发学生的学习兴趣。针对“剧烈运动后会出现肌肉酸痛”这一现象，以往许多教师在教学中 解释运动后肌肉酸痛，直接归结为乳酸堆积，近来研究认为乳酸并不是导致慢性肌肉酸痛的原因，相反乳酸在运动过程中可能对人体起着非常积极的作用[9]。因此，以“肌酸痛新见解”创建微视频资源，在更新两者关系的同时也激发了学生的好奇心。
③动画演示法。糖原合成与分解代谢过程抽象，其中糖原分解过程涉及的磷酸化酶和脱支酶，分别作用于α-1，4糖苷键(生成1-磷酸-葡萄糖)和α-1，6糖苷键(生成葡萄糖)，不同的化学键在不同酶的作用下生成不同的产物。通过动画演示，对代谢过程的诠释更直观、形象，加深学生的理解，节省语言描述，提高效率。
(2)顺应认知，构建资源。
在糖代谢过程中，考虑到糖分解代谢途径较为复杂，涉及的重、难点较多，为达到更好的知识呈现效果，先将糖分解代谢构建一个“节知识树”，用树根、树干、树枝、树叶、苹果等做标记。其中树根表示代谢过程底物，树干、树枝表示不同代谢途径，树叶表示产物，苹果表示该知识点微视频或动画资源链接。
树根部标有糖分解代谢的初始底物(葡萄糖或糖原，一般以葡萄糖为例)，在树根的起始部位标记为6-磷酸葡萄糖，这是糖的分解代谢3条途径的共同步骤，也是磷酸戊糖途径与其他两条途径的分叉点。有氧氧化过程是机体获得能量的主要方式，因此，将该途径作为树的主干，将其他2个代谢途径做成枝干，分别标记为“无氧氧化”“磷酸戊糖途径”。然后将树根、树干、树叶、苹果等元素进行整合，即可展示糖分解代谢途径的节知识树。
最后，将糖的分解、合成和储存3个模块整合成章知识树，为避免章知识树显示繁杂，可以资源链接的形式进行构建。章知识树构建不仅显示整个章知识体系，还呈现出知识点之间的交错关系。例如，糖的无氧氧化与糖异生过程，前者以葡萄糖为底物经过多步反应转化为乳酸(产物);后者也可以乳酸为底物再转化为葡萄糖(产物)，两者借助于乳酸循环互为“逆向”，实现底物与产物的循环互变(知识树中显示为环形)。
(3)依托载体，呈现资源。通过智慧职教云平台为载体，将构建好的章、节知识树，以“富文本”形式进行呈现，并创建相应的知识点资源链接。无论是章知识树还是节知识树，不仅能够形象直观地显示其相对完整的知识体系，还能清楚展示各节或各知识点之间的内在联系与区分，并可以展示重、难点的学习方法，让学生一目了然，可以根据自己对各部分掌握情况进行选择性学习。
3考核与评价
课前，学生通过章知识树初步熟悉该章节涉及的代谢过程、各个过程相关知识点，以及重、难点突破方法，做到心中有数;课中，学生通过课堂讲解熟悉各代谢过程的重、难点内容;课后，学生可以针对各知识点掌握情况，自己决定摘哪个“苹果”，充分合理利用资源，形成“自助餐式”的学习模式。采用知识树方法构建的生物化学国家资源库课程，被引用院校达54家;同时对引用院校就“资源构建形式”进行问卷调查，共发放1000份问卷，其中收回有效问卷813份，支持该种构建模式的占90.6%;92.3%的用户认为该模式优于传统资源构建模式;91.5%的用户认为该模式便于教学，受到广大师生的认可与好评。
选取我校2019级临床医学专业6个班(入学成绩均分相近，由同一教师授课)，每个班50人左右，随机抽取3个班开展基于知识树构建SPOC资源(A组)，另3个班采用传统资源构建模式(B组)，经过一学期线上线下混合式教学后，对6个班分两组进行考试，A组学习进度比B组平均高出9.4%，平均成绩(包括平时云课堂测试、云课堂作业、学习进度、期末成绩)高出4.15分。
4结语
基于知识树方法构建生物化学糖代谢SPOC资源，学生通过自主选择学习资源，提高了学习效率，提升了课堂教学效果。对于其他参与该课程的社会学习者而言，也具有同样的优势。该构建和呈现模式融合了知识树的可视化、系统化与云课堂的信息化、智能化于一体的优势，学生能够在较短时间内获取更多知识信息。参照该SPOC资源构建模式，也可以构建生物化学课程中其他章节的知识树，或者用于信息量庞大的其他医学课程的资源构建，借此将烦琐的知识体系以更清晰、鲜活的形式展示出来。
但目前智慧职教云平台在构建SPOC资源时，只能在“富文本”编辑界面将创建的知识树以图片形式上传，然后在其下方创建微视频、动画等资源链接，而不能通过点击知识树上的链接直接播放。所以现有平台资源呈现形式的支撑功能有待进一步优化，为方便教师构建丰富的教学资源、提高学生学习兴趣和学习效果服务。
参考文献：
[1]施媚，李恩，刘俊红，等.生物化学中“糖酵解”的课堂设计与教学体会[J].生物学杂志，2018，35(1)：125-126.
[2]安然，王伟，安丽平，等.微信公众平台在生物化学教学中的应用[J].生命的化学，2020，40(4)：622-627.
[3]焦谊，梁小弟，陈艳，等.翻转课堂在医学生物化学实验教学中的应用与探索[J].基础医学与临床，2020，40(10)：1431-1434.
[4]王琪琳.小议生物化学混合式金课之教学方法[J].生命的化学，2020，40(5)：794-798.
[5]颜天明.基于云课堂的混合教学模式探索[J].中国高等教育，2018(17)：58-59.
作者：成秀梅，臧宜萍，杨留才，张虎
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