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你是知道了,学懂了,还是学通了? 精选

已有 7648 次阅读 2018-6-29 17:29 |系统分类:教学心得| 学习;创造;创新

你是知道了,学懂了,还是学通了?

 

中国医学科学院药用植物研究所 吴崇明 chomingwu@163.com

 

在与学生论科研课题时,经常会遇到学生对一些现象无法理解和解释,而其根本原因是对相关基础专业知识的理解并不透彻。往往在经稍加提示之后,他们会恍然大悟地说:“哦!我早就知道这个!这门课我当时考了95分呢!”。对此,我只能表示:“95分的成绩很高啊,但是这个知识你真的学会了吗?”

他们说的一个关键词很重要——“知道了”。“知道了”也可以说是“记住了”。“记住了”可以保证能够考得一个不错的成绩,但学习知识的目的,不能只满足于“知道了”,还必须做到“学懂了”、“学通了”。那么怎样才能叫做“学懂了”,怎样才能做到“学通了”呢?

1.布鲁姆学习分类法

根据美国当代著名心理学家、教育家本杰明·布鲁姆的教育目标分类,他把认知分为6个等级:识记(Remembering)、领会(Understanding)、应用(Applying)、分析(Analyzing)、综合评价(Evaluating)和创造(Creating)

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认知的最低一级叫做识记(Remembering),也就是学生所说的“知道了”。是指对知识材料的记忆,包括具体事实、方法、过程、理论等的记忆,要求能够做到对知识材料的背诵、识别、列出、指出等。识记要能从长时记忆中提取相关的知识,包括识别和回忆。识别即辨认,是在长时间记忆中查找与呈现材料相吻合的知识。而回忆说从长时记忆中提取相关的知识。

比识记高一个等级的叫领会(Understanding)。是指能够把握知识材料的意义的能力。从口头、书面和图像等交流形式的教学信息构建意义,包括:解释(将信息从一种表现形式转变为另一种形式,也就是能够用自己的话或者不同的表述方式来表达所学的知识内容)、举例(找到概念和原理的具体例子)、分类(确定某事某物的类别)、总结(概括总主题或要点)、推断(从呈现的信息中推断出合乎逻辑的结论)、比较(发现两种观点、两个对象等之间的对应关系)和说明(构建一个系统的因果关系)。

认知的第三个层次叫做应用(Applying)。是指能够把学到的知识应用到新的情境中,解决实际问题的能力。包括执行和实施。执行是将知识应用于熟悉的任务,而实施是将知识应用于不熟悉的任务。它以知道和领会为基础,是较高水平的理解。

以上三个层次,属于低层次的认知。要达到高层次的认知,需要在理解的基础上,能够对知识材料进行分析、综合评价和创造。

分析(Applying)是指把复杂的知识整体分解成组成要素部分,确定各部分之间的联系,以及各部分与总体结构或总目标之间关系的能力。包括:区别(区分呈现材料的相关与无关部分或重要与次要部分)、组织(确定一个要素在一个结构中的合适位置或作用)、归因(确定呈现材料背后的观点、倾向、价值或意图)。分析代表了比运用更高的智力水平,因为它既要理解知识材料的内容,又要理解其结构。需要能够对知识材料进行组织、构建、概述和整合。

再高层次的认知是综合与评价“Evaluating”,是指对材料(如论文、观点、研究报告等)做价值判断的能力,要求基于准则和标准作出判断。包括:检查和评论。检查是发现一个过程或产品内部的矛盾和谬误;确定一个过程或产品是否具有内部的一致性;查明程序实施的有效性。而评论是发现一个产品与外部准则之间的矛盾;确定一个产品是否具有外部的一致性;查明程序对一个给定问题的恰当性。例如对材料的内在标准(如组织结构)或外在标准(如某种学术观点)进行价值判断。例如,判断实验结论是否有充分的数据支持,或者评价论文的水平与价值。它要求超越原先的学习内容,综合多方面的知识,并要基于明确的标准,作出评价。

最高层处的认知是创造“Creating”。是指能够将所学知识的各部分重新组合,形成一个新的内在一致的整体或功能性整体;将要素重新组织成新的模型或体系。包括:产生(是基于准则提出相异的假设)、计划(是为完成某一任务设计程序)和生成(是产生一个产品)。例如发表内容独特的演说或论文,拟定一项操作计划或概括一套抽象关系等。

2.如何实现深层次的认知

知识点:有氧糖酵解是癌细胞能量代谢的最主要特征

1)了解背景——为什么有氧糖酵解是癌细胞能量代谢的最主要特征?表现方式如何?

癌细胞生长旺盛,对能量的需求远高于正常细胞,研究发现,癌细胞摄取葡萄糖的能力显著增强,而线粒体的氧化磷酸化功能受损,因此主要通过葡萄糖的酵解来提供能量,即使在有氧环境下,癌细胞也优先进行糖酵解以获得能量,同时生成大量乳酸,这是癌细胞能量代谢的最主要特征。通过优先进行糖酵解,可为癌细胞细胞器的合成提供原料,具有一定的生理意义。但是与氧化磷酸化相比较,这是一种低效的能量代谢方式,因此癌细胞对葡萄糖的消耗非常巨大,而且癌细胞内葡萄糖的浓度比正常细胞高很多倍。

2)领会含义

A. 换一种方式应怎么表述?——有氧糖酵解是区分癌细胞与正常细胞的重要标志。;

B. 这句话应该怎样概括理解?——癌细胞主要依靠葡萄糖的酵解来提供能量和细胞器合成原料;

C. 前后半句的因果关系怎样?——癌细胞代谢机构异常,导致以有氧糖酵解作为主要功能方式;

D. 可以得出怎样的推断?——调节癌细胞的糖酵解会影响癌细胞的代谢和生长;

……

3)学会应用

A. 胃癌细胞与正常胃细胞相比,有氧糖酵解更加旺盛。

B. 在病理检查中可以通过查看是否存在有氧糖酵解旺盛的异常细胞,来判定是否有癌变的细胞。

C. 寻找能够抑制糖酵解的药物,有可能将癌细胞饿死,从而治疗癌症。

……

4 深入分析

由于癌细胞线粒体的氧化磷酸化功能受损,无法高效提供能量,因此,癌细胞只能采用糖酵解来提供大量能量。

有氧糖酵解包含多个步骤:首先,细胞从外界摄取葡萄糖;然后,在糖酵解相关酶系的作用下,将葡萄糖降解生成丙酮酸/乳酸、ATPNADH,其中己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶是糖酵解的限速酶;最后,糖酵解产生的ATP可以提供能量,产物6-磷酸葡萄糖、丙酮酸和NADH等可用于其它生物分子的合成,大量乳酸会导致环境酸化。

癌细胞进行有氧糖酵解的原因是线粒体功能缺陷,从而以糖酵解供能作为取代,这是其内在关系。这种改变,也势必导致癌细胞糖酵解相关酶的表达和活力与正常细胞有所不同。

5)综合评价

有氧糖酵解的过程明白无误,但存在诸多疑问:

A)为什么选择有氧糖酵解供能,而不使用效率更高的线粒体供能?有一种解释是,癌细胞的线粒体氧化磷酸化功能受损,因此不得不使用糖酵解来供能。那么,癌细胞的线粒体供能为什么会受损?有什么现实意义?这个问题目前还没有得到解释。众所周知,线粒体不仅是能量的供应站,也是细胞信号,特别是细胞凋亡的重要调控场所。生长旺盛的癌细胞需要大量的能量供应,但是如果大幅提高线粒体供能,必然会产生过多的ROS,从而诱发线粒体损伤和细胞凋亡。癌细胞为了避免受到线粒体的死亡威胁,聪明地选择性弱化线粒体供能的方法,发展了不依赖线粒体供能的逃逸机制,以保证细胞的长久生活。那么,癌细胞线粒体功能受损的具体表现有哪些?是什么原因导致的呢?基于这些因素,是否能够开发出恢复癌细胞线粒体功能从而使癌细胞正常化,或者促使其死亡的抗癌手段呢?这些问题可以进一步深入探讨和研究。

(B) 产生了大量的乳酸会导致环境pH改变,这对细胞生长是不利的,那么癌细胞如何规避乳酸的危害?有研究显示,癌细胞开发了一个独特的乳酸利用机制。它们能够将乳酸导入线粒体中进行能量代谢,并将之用于其它生物分子如脂质、蛋白质的合成。既然癌细胞中,糖酵解产生的乳酸最终还是会被导入到线粒体内,那为什么要辛辛苦苦地先将葡萄糖变成乳酸,然后再将乳酸导入线粒体,而不是直接将葡萄糖导入到线粒体中呢?原来细胞质中葡萄糖代谢会产生电子,电子需储存在某处,否则细胞内规律性的新陈代谢反应就会停止。一般说来,正常的细胞会将电子移入线粒体中,而癌细胞移入电子的速度会远大于正常电子运输的速度,这使得癌细胞不得不将电子黏于乳酸上,一并排出细胞外。癌细胞虽然将电子黏在乳酸上,但是这并不代表之前的所有营养素都浪费了,它们进入了线粒体中。

(C) 癌细胞内旺盛的有氧糖酵解对于诊断和治疗癌症是否有帮助?由于有氧糖酵解是一个非常浪费的供能过程,导致癌细胞对葡萄糖的摄取远高于正常细胞,因此可以利用同位素或荧光标记的葡萄糖检查细胞摄入葡萄糖的速度,来检查是否存在癌变的细胞。另外,糖酵解产生大量的乳酸导致细胞内pH值酸化,因此可以开发对pH敏感的标记材料,探查人体中癌细胞的存在部位。由于癌细胞严重依赖糖酵解提供能量,通过调控糖酵解的过程,可以开发出抑制癌细胞生长甚至杀死癌细胞的治疗方法。

6)产出创造

对于癌症的治疗,手术切除、化疗毒死和免疫杀死癌细胞是最常规的手段。既然有氧糖酵解是癌细胞能量代谢的最主要特征,为我们治疗癌症提供了一个新的思路——“饿”死它。基于这个话题,可以写一个小的科普短文,讲给小朋友们听。

 

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