思政元素融入生物化學課程的實踐探索

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摘要：課程思政是立德樹人和教師職責的必然要求。在專業(yè)課中滲透思政教育可以反哺專業(yè)知識教學，有助于實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標。生物化學是高校生命科學相關專業(yè)的重要專業(yè)基礎課，在生命科學知識體系的構建中發(fā)揮關鍵作用，該課程中蘊含著豐富的思政元素。本文通過修訂教學大綱、梳理知識點、建設在線教學資源等手段，深入挖掘提煉出多方面的思政元素，并將其有機融入我校生物化學課程教學中，對專業(yè)課的課程思政教學改革進行了有益的探索。

關鍵詞：課程思政；生物化學；思政元素；混合式教學；新媒體技術

課程思政，簡而言之，就是高校的所有課程都要發(fā)揮思想政治教育作用，是以課程為載體，以思政教育為靈魂，使課程的育人功能和價值取向鮮明[1]。在2016年全國高校思想政治工作會議上強調(diào)，要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人[2]。然而長期以來，高校專業(yè)課程與思想政治教育協(xié)同育人的格局未能有效形成，主要原因在于不能正確認識知識傳授與價值引領之間的關系，專業(yè)課程過于注重專業(yè)技能知識的講授，缺乏對課程中蘊含的思政元素的挖掘，也缺少將思政元素有效融入課程教學中的主動意識。生物化學是用科學方法論和辯證唯物主義的觀點研究生物體化學組成、結(jié)構及生命活動過程中的各種化學變化規(guī)律的科學。生物化學課程是高等院校生命科學類、生物工程類和醫(yī)藥類專業(yè)課程體系中的主干課程和專業(yè)基礎課程；該課程素以“難、繁、雜”著稱，概念多、內(nèi)容雜，特別是大分子結(jié)構抽象難懂，代謝途徑錯綜復雜。學生普遍認為，生物化學是一門較難掌握的基礎課程。同時，作為構建生命科學知識體系的重要組成，生物化學課程也是思政育人主的陣地，其中天然蘊含著如艱苦奮斗、勇于創(chuàng)新、愛國情懷和實事求是、誠實守信等豐富的思政元素，將它們有機融入到課程教學中，促使知識傳授與價值觀教育相結(jié)合，可更好地發(fā)揮課程的育人功能，并對培養(yǎng)學生樹立正確、積極的世界觀、人生觀和價值觀起到潛移默化、潤物無聲的育人效果。

1修訂教學大綱，體現(xiàn)課程思政

課程教學大綱是根據(jù)課程在教學計劃中的地位、作用，以及課程性質(zhì)、目的和任務而規(guī)定的課程目標、范圍、內(nèi)容、體系和教學要求的基本綱要。教學大綱也是課程教學和課程建設的重要指導性文件和評定學生學習成果、成績的標準[3]。我校2018年在開展課程教學大綱修(制)訂工作中，重點要求將“課程思政”內(nèi)涵和教學目標有效融入教學大綱中，以學生的社會責任感、創(chuàng)新精神、實踐能力和國際視野培養(yǎng)為重點，突出學生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展?；诖耍n程組經(jīng)過認真研討，在教學大綱的教學目標中明確提出要注重課程思政。修改前的教學大綱只明確了教學重點、難點和教學方法，修改后則將各章節(jié)的教學要求分為能力培養(yǎng)和素質(zhì)培養(yǎng)，將相關教學內(nèi)容與勇于創(chuàng)新、遠大抱負、社會責任感等具體的思政元素進行了關聯(lián)，為教師在實際教學中指明了思政的方向，引導教師在教學過程中更為主動地思政，讓“隱性思政”變得更為“顯性”，而不是以往常見的無意識或潛意識思政。

2認真梳理教學內(nèi)容，發(fā)掘思政元素

生物化學內(nèi)容繁雜，既有晦澀的生物大分子結(jié)構、錯綜復雜的代謝途徑，也有與生活健康等聯(lián)系緊密的各種代謝疾病。我們以重要知識點為線索，通過梳理教學內(nèi)容，深入挖掘提煉出如生物化學科學史中蘊含的愛國情懷、勇于創(chuàng)新和艱苦奮斗精神，生物化學理論教學中蘊含的職業(yè)道德素養(yǎng)教育、辯證思維教育，生物化學實驗教學中蘊含的誠信教育等思政元素。教學內(nèi)容中涉及的諾貝爾獎是思政案例的重要來源之一。自1901年開始頒布以來，有關生物化學方面的研究共產(chǎn)生諾貝爾化學獎、生理學或醫(yī)學獎合計70余項，是獲得諾貝爾獎最多的一個學科[4]，可見生物化學在醫(yī)學和生物學領域的重要地位。我們對重要知識點中涉及的諾貝爾獎內(nèi)容進行了梳理，通過選擇恰當?shù)陌咐适拢饶芎芎玫芈?lián)系課程教學內(nèi)容，又可以提煉出其中的思政元素，讓專業(yè)知識和思政元素有效地融合在一起。以1958年FrederickSanger因胰島素序列測定獲諾貝爾化學獎為例，Sanger從1943年開始研究胰島素的結(jié)構，試圖找到一種能鑒定出氨基酸自由氨基的試劑。為此，Sanger幾乎嘗試了當時所有的生化試劑，甚至還曾經(jīng)因某種試劑污染了整個實驗室的生物制品而遭到投訴，最終成功確定了一種名為2,4-二硝基氟苯(DNFB，Sanger試劑)的物質(zhì)能和氨基酸的自由氨基結(jié)合，且能顯黃色。他用蛋白酶將牛胰島素切成多肽小段，再將DNFB結(jié)合到多肽段的末端氨基酸上，最后用紙層析分離法鑒定出氨基酸；這是一項操作復雜、枯燥的拼圖工作，工作量巨大。Sanger憑著對科學的熱愛和堅持，最終于1955年推斷出牛胰島素的完整序列。該成果一經(jīng)公布，世界為之轟動，這是首個被解析出特有氨基酸組成的蛋白質(zhì)，也是人們首次知道蛋白質(zhì)具有特有結(jié)構，為此，Sanger一人獨享了1958年的諾貝爾化學獎。此外，Sanger還在1980年因發(fā)明DNA的雙脫氧測序法再度獲得諾貝爾化學獎，是唯一一位兩次榮獲諾貝爾化學獎的科學家。這樣一個諾貝爾獎故事就將“蛋白質(zhì)”一章的多個重要教學知識點串聯(lián)了起來，如胰島素是教學內(nèi)容“天然活性肽”的典型代表，而胰島素的A鏈、B鏈通過二硫鍵連接才能形成有生理活性的分子，涉及了知識點“蛋白質(zhì)的結(jié)構與功能的關系”，在氨基酸化學性質(zhì)一節(jié)的知識點“α-氨基參與的反應”中，所涉及的正是2,4-二硝基氟苯，而紙層析技術則是鑒定氨基酸重要方法之一。通過深入挖掘該案例與這些知識點的聯(lián)系，就能提煉出如不怕困難、敢于探索、嚴謹創(chuàng)新等思政元素，進而將其用于引導學生理解科研工作需要長時間的堅持和積累，要注重培養(yǎng)科研興趣，同時科學家的人格魅力也會對學生產(chǎn)生強大的感染力。

2.1將思政元素有機融入理論課堂教學

理論課堂教學的主要任務是講授專業(yè)知識，但單純講授基礎知識，容易讓學生覺得枯燥晦澀。將整理出來的思政案例有機融入課堂教學，可激發(fā)學生的求知欲，活躍課堂氣氛，拓展專業(yè)視野，培養(yǎng)學生對科學的向往，從而提高教學質(zhì)量[5]。如在講授知識點“酶的抑制劑”時，以屠呦呦的獲獎感言《青蒿素——傳統(tǒng)中醫(yī)藥獻給世界的禮物》一文為切入點，介紹了以屠呦呦為代表的抗瘧藥研究團隊從1969年開始，經(jīng)過大量的反復篩選后，工作重點集中到了中藥青蒿。又經(jīng)過多次提取失敗后，從傳統(tǒng)中醫(yī)古籍文獻中獲得啟示，于1971年9月，重新設計了提取方法，創(chuàng)新性地提出了用乙醚回流或冷浸，而后用堿溶液除掉酸性部位的低溫萃取法，獲得了青蒿乙醚中性提取物樣品，動物實驗發(fā)現(xiàn)其瘧疾抑制率甚至可達100%，并在此后的臨床實驗中療效顯著。1972年11月研究團隊獲得了單體化合物的結(jié)晶，將其命名為“青蒿素”；并在之后的研究中確定了青蒿素的結(jié)構，明確了青蒿素結(jié)構中的過氧基團是抗瘧活性基團。此后，科學家們不斷深入研究青蒿素的抗瘧機理，發(fā)現(xiàn)青蒿素在亞鐵活化后，可以與抑制惡性瘧原蟲鈣ATP酶6(PlasmodiumfalciparumcalciumATPase6,PfATP6)不可逆結(jié)合并抑制其活性，使瘧原蟲胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度升高，引起細胞凋亡，從而發(fā)揮抗瘧作用。在該案例中，我們既講授了抑制劑與蛋白質(zhì)的關系，又向?qū)W生介紹了屠呦呦帶領團隊攻堅克難研究發(fā)現(xiàn)青蒿素、解決瘧疾治療的難題的過程；其中蘊含了多種思政元素，如有抗瘧團隊的艱苦奮斗精神，有傳統(tǒng)中草藥和中醫(yī)古籍文獻的智慧所激發(fā)的文化自信，也有屠呦呦采用低溫萃取法的探索創(chuàng)新精神等；讓同學們在獲得相關專業(yè)知識的同時，激發(fā)了勇?lián)嗅t(yī)藥現(xiàn)代化的使命感，無形中受到熱愛祖國和社會責任感的影響。又如在講授第二章蛋白質(zhì)的內(nèi)容時，以我國首次人工合成結(jié)晶牛胰島素成功的相關故事為切入點。1965年，三個研究單位數(shù)十位科研工作者在前人對胰島素結(jié)構和肽鏈合成方法研究的基礎上，克服困難，經(jīng)過6年多的艱苦工作，最終將A鏈和B鏈通過氧化重新組合形成二硫鍵，實現(xiàn)了人類有史以來第一次人工合成有生物活性的蛋白質(zhì)。雖然該工作最終并沒有獲得諾貝爾獎，但仍具有十分重要的意義。讓學生了解中國在當時艱苦的條件下，仍然做出了杰出的工作，不僅學習了蛋白質(zhì)結(jié)構與功能的關系，還有利于激發(fā)愛國情懷，培養(yǎng)艱苦奮斗的精神。

2.2將思政元素有機融入實驗課堂教學

生物化學是一門實驗科學，實驗教學是生物化學課程非常重要的組成部分，在培養(yǎng)計劃中占據(jù)重要地位[6]。作為實驗科學，數(shù)據(jù)的真實可靠性至關重要，所關聯(lián)的實事求是精神和誠實守信則是職業(yè)道德素養(yǎng)中重要的思政元素。在第一次正式生物化學實驗之前，需要講解生物化學實驗課程的要求和注意事項。我們以日本小保方晴子的學術造假事件造成的嚴重后果為思政切入點，介紹了2014年1月她在國際頂級學術期刊Nature上連續(xù)發(fā)表了兩篇轟動性的論文，報道了在強烈外界刺激下，可誘導體細胞轉(zhuǎn)化為多能干細胞，這種細胞被命名為STAP細胞，并將STAP細胞與胚胎干細胞進行了比較。然而，就在兩篇論文正式在線發(fā)表的當天，有學者提出了關于實驗可重復性的疑問，隨后更多學者認為該論文涉嫌造假。2014年4月，日本理化學研究所調(diào)查發(fā)現(xiàn)小保方晴子的實驗記錄質(zhì)量低下，有修改電泳圖片等行為，認定她在STAP細胞論文中有篡改、捏造等造假問題，屬于學術不端行為，并于2014年7月正式撤回STAP細胞論文。研究所還要求她自證清白，由于無法重復實驗結(jié)果，小保方晴子只能辭職，其博士學位亦被早稻田大學取消。該案例讓學生感受到實驗數(shù)據(jù)的真實可靠對于科學工作者的重要性，引導學生必須重視學術誠信和養(yǎng)成良好的職業(yè)道德素養(yǎng)。當學生了解到同年8月，小保方晴子的導師，也是論文共同作者之一的笹井芳樹因該事件自殺身亡時，更是感受到學術誠信對于科研工作者甚至貴如生命，必須堅持實事求是的科學精神，克服浮躁心理，遵守學術規(guī)范、摒棄學術不端行為。

2.3結(jié)合混合教學模式，融入思政元素

混合式教學結(jié)合了傳統(tǒng)教學模式和數(shù)字化或網(wǎng)絡化輔助教學的優(yōu)勢，既體現(xiàn)了教師的主導作用，又凸顯了學生作為學習過程主體的主動性和積極性[7]。本課程將移動學習與課堂教學有機結(jié)合，進行了混合式教學模式改革[8]，并將思政元素融入課程討論中，通過學生發(fā)言、小組討論，結(jié)合教師點評，增進了課程互動的思想性。如根據(jù)藥學專業(yè)的特點，我們要求學生以“酶抑制劑藥物”為主題，結(jié)合我國當前此類藥物情況，完成一個專題報告，并要求制作PPT和上臺進行答辯。有同學結(jié)合糖代謝一章的內(nèi)容，選擇了日常生活中常見的2型糖尿病的重要治療藥物——阿卡波糖為主題，通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)阿卡波糖的降糖機制是由于其可以競爭性抑制小腸黏膜刷狀緣的α-糖苷酶，從而延長對寡糖、雙糖和多糖的降解，延緩葡萄糖和果糖的吸收，使餐后血糖曲線較為平穩(wěn)，從而降低餐后高血糖。早在1990年德國拜耳公司就研發(fā)出了阿卡波糖，并于1994年在歐美國家上市，次年，阿卡波糖即進入中國市場。此后多年，我國的阿卡波糖市場和技術完全被拜爾壟斷，該藥銷售量巨大，價格昂貴，病人負擔沉重。我校鄭裕國院士帶領團隊從1999年開始了阿卡波糖的微生物發(fā)酵生產(chǎn)研發(fā)，通過多項技術創(chuàng)新，終于成功實現(xiàn)了阿卡波糖片的大規(guī)模生產(chǎn)，且制造工藝更經(jīng)濟、環(huán)保，進而實現(xiàn)了阿卡波糖的國產(chǎn)化和國際化。自2005年上市以來，打破了之前國外醫(yī)藥巨頭的壟斷局面，且售價比進口藥低30%以上，迫使進口藥價格下調(diào)，降低了糖尿病治療成本，減輕了病人負擔。由于該專題內(nèi)容與日常生活關系密切，在講解和討論時同學們均積極參與，同時，教師也補充介紹了鄭裕國院士在菌株的培養(yǎng)條件優(yōu)化、發(fā)酵調(diào)控、有效成分分離和制劑成形等方面所做的相關創(chuàng)新性工作。學生明顯感受到，雖然我國在藥物研發(fā)領域與國外仍有較大差距，但投身其中恰恰能體現(xiàn)自己的價值，認識到自己的專業(yè)大有可為，無形中滲透了專業(yè)認同感和社會責任感的教育，而且這種發(fā)生在自己身邊的科學家故事也增強了他們的自豪感和自信心。學習完代謝生化的內(nèi)容之后，教師還要求學生選擇一個酶作為自己的“本命酶”，并結(jié)合該酶的特點和在代謝中的作用，對其進行點評。同學們紛紛以一首詩或幾句話，表達了自己在學習、生活中的人生感悟。如有同學以磷酸果糖激酶1為“本命酶”，并作了一首小詩，把該酶的特點與工程師、科學家的“貢獻、嚴謹”等精神相關聯(lián)；有同學為肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶制作了一份簡歷，既介紹了其催化性質(zhì)和所涉代謝途徑，還產(chǎn)生了成長過程需要互相幫助、即使平凡崗位上也可以發(fā)揮自我價值的感悟；有同學由DNA聚合酶Ⅰ的催化特點，聯(lián)想到在成就自我的過程中應該學會改正錯誤，不斷進步；有同學通過5-α還原酶與脫發(fā)的關系，提醒大家要關注身心健康；還有人對ATP合酶辛苦勞動，努力工作，日夜不停地合成ATP心生感慨。從這些案例中，我們發(fā)現(xiàn)學生能自發(fā)地對所學知識進行深入的思考和內(nèi)化，在學習專業(yè)知識的同時，思想上也無形中受到了正面、積極的啟發(fā)。

3發(fā)揮新媒體特點，建設融入思政元素的線上教學資源

當前，新媒體技術蓬勃發(fā)展，已在各行業(yè)中得到廣泛應用。特別是通過智能手機、iPad、平板電腦等移動端進行碎片化學習，表現(xiàn)出明顯的便捷性和開放性等特征[9]。當代大學生是網(wǎng)絡時代的原住民，新媒體已經(jīng)成為大學生獲取知識、人際交往、表達自我的新方式和新平臺，高等教育開展移動教學與學習已經(jīng)成為未來的教育趨勢[10]。然而由于新媒體的傳播性和開放性，學生容易受一些不正確的信息渠道和內(nèi)容的影響，因此新形勢下更應該重視線上專業(yè)資源的思政，既要堅持傳播專業(yè)知識，也要結(jié)合現(xiàn)代形式，引入思政元素，才能有效引導學生的學習。利用本課程的移動學習平臺——課程微信公眾訂閱號“ZJUT生物化學”，我們在“生物化學科學史”、“生活中的生化”等欄目蘊含思政元素的文章?！癒rebs的完美報復”一文通過講述了諾貝爾獎得主HansKrebs在1937年向Nature投稿關于發(fā)現(xiàn)檸檬酸循環(huán)的研究論文時，遭到退稿，讓讀者了解到科研工作不是一帆風順的，需要有百折不撓的奮斗精神。在“酶有意思”欄目中將生化課程中七種酶的重要特性比喻為七種武器，讓讀者在了解七種酶的催化特性的同時，感悟到堅持、創(chuàng)新、團結(jié)協(xié)作等精神。在“腦黃金(DHA)”一文中既講述了DHA的結(jié)構與功能，又滲透了健康生活等理念。2020年以來，在疫情的沖擊下，網(wǎng)絡在線學習進行得如火如荼。線上教學除了需要實現(xiàn)知識傳授的基本功能外，也為在線課程如何思政提出了新的命題。本課程組從2017年開始建設生物化學MOOC課程，并于2018年在愛課程——中國MOOC上線運行。在線上教學大綱中，除了包含生化課程各知識點內(nèi)容外，還增加了多個拓展知識點，錄制了如“跑步與ATP”“蠶豆病與PPP”“核酶與癌癥治療”等近30個科普性內(nèi)容的拓展知識視頻，涉及身心健康、探索精神等思政元素，在加強科普的同時，擴大了受益面。

4實際成效

通過兩年的教學改革實踐，課程組修訂了生物化學和生物化學實驗大綱，將課程思政融入大綱的教學要求中，并已經(jīng)在2018年開始使用。在生物化學理論與實驗教學中，我們通過挖掘內(nèi)涵，有效地將思政元素融入了課堂教學。同時，思政元素的滲透也反哺了專業(yè)知識教學，課程教學取得了良好效果。我們分別對2018級和2019級學生的學習效果進行了問卷調(diào)查，結(jié)果表明，認為生物化學課程教學質(zhì)量優(yōu)秀的分別占54%和63%，教學質(zhì)量良好的分別占46%和34%，認為混合式教學過程對學習主動性積極性有明顯提高的分別占39%和41%，有一定提高的分別占58%和59%。學生反映在學習生物化學課程后更加關注自身的生活狀態(tài)，對社會上的一些與專業(yè)有關的傳聞消息，會考慮以更為專業(yè)的方式探究其真相，思維更加理性。此外，通過對課程微信公眾號和MOOC線上資源的持續(xù)建設，發(fā)揮新媒體特點，引入思政元素，也明顯擴大了受益面。課程微信公眾號——“ZJUT生物化學”目前關注人數(shù)近6500人，關注者中既有本校的師生，也有外校的學生和其他高校教師、醫(yī)生、相關從業(yè)人員，其中外校關注者約占90%。已原創(chuàng)文章近100篇，文章點擊量最大的有12000余次，說明具備了較強的影響力。本課程建設的生物化學MOOC上線5期以來，總計學習人數(shù)近43000，在全國同類課程中名列前茅。

5總結(jié)與展望

課程思政是一項長期的工程，其主體是老師，而成效在學生。當前，雖然課程思政的教學研究開展得如火如荼，但仍有不少值得深入探索的問題，比如專業(yè)課如何避免陷入“泛思政化”的困境，線上課堂如何實現(xiàn)“課程思政”，具體學科實現(xiàn)思政的路徑和示范研究仍顯得不足等。在專業(yè)課教學中實施課程思政，關鍵在于任課教師的育人意識和育人責任[11]。因此，在實際教學中，仍有必要不斷提高教師思政素養(yǎng)和主動思政意識。只有認真做好教學設計，解決思政內(nèi)容和專業(yè)知識相結(jié)合時容易形成的“兩張皮”問題，才能將課程思政真正落于實處，做到潛移默化、潤物無聲的育人效果。我們相信隨著高校課程思政工作的不斷加強與改進，將進一步創(chuàng)新和拓寬思政教學的路徑，讓專業(yè)教育和思政教育同向而行，最終實現(xiàn)教書和育人的相互促進、相得益彰。

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作者：邱樂泉  單位：浙江工業(yè)大學生物工程學院