給生理學老師的新內容：探索機械式和化學式的消化模組..

讓參與生理學課程的大學生參與消化系統的實驗室，一起探索吃進去的真實食物經過機械式和化學式消化的影響

對於我們的生理學實驗室和實驗前的準備，我們與Dr. Barbekka Hurtt (任教於University of Denver的生物科學系副教授) 開發了對各種真實食物的機械式和化學式消化的交互作用的探索課程，立即在我們的LT人體生理學課程中與我們一起探索吧!

在這次的訪談中，我們與Barb聊她的教學哲學，消化系統的模組是如何開發的，以及她期許老師們能將科技帶進課程中。

機械式消化與化學式消化是如何參與整個消化過程的？

消化系統實驗室研究主要三種大分子的純機械消化、純化學消化與機械式和化學式結合的消化：碳水化合物、蛋白質和脂質。為了鼓勵同學學習，實驗將會分成三組，每一組學生會完成一種大分子的實驗，並和其他組同學分享他們的數據，將三種大份子的數據收集完整。

到達實驗室準備工作

學生透過Pre-lab Prep做好實驗課的準備，該課程提供有關gastrointestinal (GI)的訊息、胃腸道結構、附屬器官、機械和化學消化、大量營養素與單體單元 (monomer units)。這可以使他們為達到消化系統實驗室的學習目標而做好準備：

• 確定三大類常用營養素、其單體單位以及可用於檢測溶液中這些單體的指示劑測試
• 研究機械式和化學式消化對每種營養素的影響
• 描述消化酶在分解碳水化合物、蛋白質和脂質分解成單體單元的過程中的重要性
• 分析實驗結果以確定對消化最有效的條件

進到實驗室後，學生會用研磨、切碎和搖動食物來模擬機械式消化，以及使用胃腸道器官分泌的酶來模擬化學式消化。

通過使用顏色指示劑測試，學生可以推斷每次試驗中消化了多少物質。在透明教學法的一個例子中，學生還被明確告知他們將通過消化系統實驗室活動來發展哪些技能：

發展技術和技能

• 團隊合作
• 執行實驗程序
• 批判思考
• 資料分析

透過實驗學習的重要性

作為2006年開始教書的副教授，Barb隨著時間的推移不停的改善她的教學方法。

“隨著時間的推移，我的教學方式也慢慢改變，我完全相信實驗教育比單純的說教式教育來得重要。事實上，我更願意讓我的學生都在實驗室上課，我們才可以在實驗室立即應用所學，不是嗎?”Barb 說。

在機械式消化和化學式消化模組中，學生有機會利用兩種消化方式實作實驗過程，Barb還提供多種食物來源讓學生進行實驗，以便讓不同種族的學生能夠更好的參與實驗課。

“我們嘗試了上千種食物，我想引入不同種族的食物讓學生可以選擇他們喜歡的食物在實驗室中做實驗。”

“沒有很成功，但是一個把真正食物帶進實驗室的靈感，讓學生模擬機械式消化和化學式消化，然後他們會問說’喔? 什麼最有效? 為甚麼? 為什麼擁有好的牙齒 (可以進行機械磨碎) 或運作良好的肌肉 (可以咀嚼)很重要?’如果胃和小腸功能出現問題…會如何影響消化和吸收營養?’因此，我們想要利用真實食物做為實例，讓學生在學習科學時更能貼近生活。”

COVID過後學生有什麼改變?

疫情發生後，學生經歷了長時間的在家學習，Barb發現學生們似乎不太願意參與並害怕犯錯。

對於給予那些不安全感的學生支持方式是強調每個人都是初學者，犯錯是難以避免的事。Barb解釋，”我試圖與我的助教和學生說，’你們不是來這裡受教育的嗎？如果你已經可以做得很好，那麼來這裡不是浪費你的時間、金錢和精力嗎？’所以我的工作是鞭策你，你的工作是盡你所能的學習。”

現代化大學生實驗室

在開發新消化系統的實驗室中，Barb發現，”真的的生理學實驗室非常少。”Barb 之前的消化實驗室有一組模擬PH值平衡的線上工具、紀錄實驗程序的紙張和紙寫評估之後還要上傳到學習管理系統。現在，一切都可以在LT中完成，包含實驗前準備、實驗程序、評估、評分和學習分析。

學習消化生理學的常見問題

Barb在她的教學生涯中常看到許多學生為複雜生理系統煩惱，她說：學生在學習中遇到最困難的事情之一就是消化過程中的複雜性。

通常在我們討論過後，他們可以理解機械式消化，例如：骨骼肌。如果你收縮一塊肌肉，它會開始收縮。你的這塊肌肉周圍圍都是管子，如果你收縮它，它會受到擠壓，就會產生磨擦力導致某些東西破掉。”

“懂了，喔，但等等，現在，除了不同的pH值外，我還要考慮不同的酶。喔哇! 有3到5種因素可能會影響碳水化合物的消化，也和使脂質和蛋白質消化的3-4種因素不同。然後再考慮賀爾蒙和微生物基因體的表層，腦袋就要爆炸了，我們已經考慮了機械式、化學式、酶、賀爾蒙，現在還要考慮微生物基因體嗎?”

“但我想對我們來說，直到我們有機會研究分解成基本的部分，幫助我們認識這是一個極其複雜的系統。讓人驚訝的是，消化系統在我們生命中大部分時間都運作良好，並對我們整個身體都有影響。”

新的消化系統實驗室通過提供簡潔的背景訊息與相關的消化內容來解決這個問題。此外，將班級分組，讓學生通過實驗親自消化某一種營養素，並通過模擬研究其他兩種營養素的消化狀況，學生可以通過建構式的方法學習這個複雜概念。

用科技教學的技巧

根據Barbekka的17年教學生涯中使用各種教育科技工作的經驗，她分享了以下的建議：

1. 一次嘗試一件事。”不要感到有壓力在使用任何一種特定方式使用科技產品，但是如果從技術角度來看您對某件事感興趣，花一點時間來建立框架，看看這項科技如何創造價值。”
2. 保持耐心。”選擇讓你感興趣的東西並想一想為什麼它有價值，在使用它時也需要您的耐心。因為沒有人一開始就會使用這些東西，所以對自己要保持耐心，發揮創造力，但要有耐心。”