思政元素融入生物化学课程的实践探索

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摘要：课程思政是立德树人和教师职责的必然要求。在专业课中渗透思政教育可以反哺专业知识教学，有助于实现人才培养目标。生物化学是高校生命科学相关专业的重要专业基础课，在生命科学知识体系的构建中发挥关键作用，该课程中蕴含着丰富的思政元素。本文通过修订教学大纲、梳理知识点、建设在线教学资源等手段，深入挖掘提炼出多方面的思政元素，并将其有机融入我校生物化学课程教学中，对专业课的课程思政教学改革进行了有益的探索。

关键词：课程思政；生物化学；思政元素；混合式教学；新媒体技术

课程思政，简而言之，就是高校的所有课程都要发挥思想政治教育作用，是以课程为载体，以思政教育为灵魂，使课程的育人功能和价值取向鲜明[1]。在2016年全国高校思想政治工作会议上强调，要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人[2]。然而长期以来，高校专业课程与思想政治教育协同育人的格局未能有效形成，主要原因在于不能正确认识知识传授与价值引领之间的关系，专业课程过于注重专业技能知识的讲授，缺乏对课程中蕴含的思政元素的挖掘，也缺少将思政元素有效融入课程教学中的主动意识。生物化学是用科学方法论和辩证唯物主义的观点研究生物体化学组成、结构及生命活动过程中的各种化学变化规律的科学。生物化学课程是高等院校生命科学类、生物工程类和医药类专业课程体系中的主干课程和专业基础课程；该课程素以“难、繁、杂”著称，概念多、内容杂，特别是大分子结构抽象难懂，代谢途径错综复杂。学生普遍认为，生物化学是一门较难掌握的基础课程。同时，作为构建生命科学知识体系的重要组成，生物化学课程也是思政育人主的阵地，其中天然蕴含着如艰苦奋斗、勇于创新、爱国情怀和实事求是、诚实守信等丰富的思政元素，将它们有机融入到课程教学中，促使知识传授与价值观教育相结合，可更好地发挥课程的育人功能，并对培养学生树立正确、积极的世界观、人生观和价值观起到潜移默化、润物无声的育人效果。

1修订教学大纲，体现课程思政

课程教学大纲是根据课程在教学计划中的地位、作用，以及课程性质、目的和任务而规定的课程目标、范围、内容、体系和教学要求的基本纲要。教学大纲也是课程教学和课程建设的重要指导性文件和评定学生学习成果、成绩的标准[3]。我校2018年在开展课程教学大纲修(制)订工作中，重点要求将“课程思政”内涵和教学目标有效融入教学大纲中，以学生的社会责任感、创新精神、实践能力和国际视野培养为重点，突出学生知识、能力、素质的协调发展。基于此，课程组经过认真研讨，在教学大纲的教学目标中明确提出要注重课程思政。修改前的教学大纲只明确了教学重点、难点和教学方法，修改后则将各章节的教学要求分为能力培养和素质培养，将相关教学内容与勇于创新、远大抱负、社会责任感等具体的思政元素进行了关联，为教师在实际教学中指明了思政的方向，引导教师在教学过程中更为主动地思政，让“隐性思政”变得更为“显性”，而不是以往常见的无意识或潜意识思政。

2认真梳理教学内容，发掘思政元素

生物化学内容繁杂，既有晦涩的生物大分子结构、错综复杂的代谢途径，也有与生活健康等联系紧密的各种代谢疾病。我们以重要知识点为线索，通过梳理教学内容，深入挖掘提炼出如生物化学科学史中蕴含的爱国情怀、勇于创新和艰苦奋斗精神，生物化学理论教学中蕴含的职业道德素养教育、辩证思维教育，生物化学实验教学中蕴含的诚信教育等思政元素。教学内容中涉及的诺贝尔奖是思政案例的重要来源之一。自1901年开始颁布以来，有关生物化学方面的研究共产生诺贝尔化学奖、生理学或医学奖合计70余项，是获得诺贝尔奖最多的一个学科[4]，可见生物化学在医学和生物学领域的重要地位。我们对重要知识点中涉及的诺贝尔奖内容进行了梳理，通过选择恰当的案例故事，既能很好地联系课程教学内容，又可以提炼出其中的思政元素，让专业知识和思政元素有效地融合在一起。以1958年FrederickSanger因胰岛素序列测定获诺贝尔化学奖为例，Sanger从1943年开始研究胰岛素的结构，试图找到一种能鉴定出氨基酸自由氨基的试剂。为此，Sanger几乎尝试了当时所有的生化试剂，甚至还曾经因某种试剂污染了整个实验室的生物制品而遭到投诉，最终成功确定了一种名为2,4-二硝基氟苯(DNFB，Sanger试剂)的物质能和氨基酸的自由氨基结合，且能显黄色。他用蛋白酶将牛胰岛素切成多肽小段，再将DNFB结合到多肽段的末端氨基酸上，最后用纸层析分离法鉴定出氨基酸；这是一项操作复杂、枯燥的拼图工作，工作量巨大。Sanger凭着对科学的热爱和坚持，最终于1955年推断出牛胰岛素的完整序列。该成果一经公布，世界为之轰动，这是首个被解析出特有氨基酸组成的蛋白质，也是人们首次知道蛋白质具有特有结构，为此，Sanger一人独享了1958年的诺贝尔化学奖。此外，Sanger还在1980年因发明DNA的双脱氧测序法再度获得诺贝尔化学奖，是唯一一位两次荣获诺贝尔化学奖的科学家。这样一个诺贝尔奖故事就将“蛋白质”一章的多个重要教学知识点串联了起来，如胰岛素是教学内容“天然活性肽”的典型代表，而胰岛素的A链、B链通过二硫键连接才能形成有生理活性的分子，涉及了知识点“蛋白质的结构与功能的关系”，在氨基酸化学性质一节的知识点“α-氨基参与的反应”中，所涉及的正是2,4-二硝基氟苯，而纸层析技术则是鉴定氨基酸重要方法之一。通过深入挖掘该案例与这些知识点的联系，就能提炼出如不怕困难、敢于探索、严谨创新等思政元素，进而将其用于引导学生理解科研工作需要长时间的坚持和积累，要注重培养科研兴趣，同时科学家的人格魅力也会对学生产生强大的感染力。

2.1将思政元素有机融入理论课堂教学

理论课堂教学的主要任务是讲授专业知识，但单纯讲授基础知识，容易让学生觉得枯燥晦涩。将整理出来的思政案例有机融入课堂教学，可激发学生的求知欲，活跃课堂气氛，拓展专业视野，培养学生对科学的向往，从而提高教学质量[5]。如在讲授知识点“酶的抑制剂”时，以屠呦呦的获奖感言《青蒿素——传统中医药献给世界的礼物》一文为切入点，介绍了以屠呦呦为代表的抗疟药研究团队从1969年开始，经过大量的反复筛选后，工作重点集中到了中药青蒿。又经过多次提取失败后，从传统中医古籍文献中获得启示，于1971年9月，重新设计了提取方法，创新性地提出了用乙醚回流或冷浸，而后用碱溶液除掉酸性部位的低温萃取法，获得了青蒿乙醚中性提取物样品，动物实验发现其疟疾抑制率甚至可达100%，并在此后的临床实验中疗效显著。1972年11月研究团队获得了单体化合物的结晶，将其命名为“青蒿素”；并在之后的研究中确定了青蒿素的结构，明确了青蒿素结构中的过氧基团是抗疟活性基团。此后，科学家们不断深入研究青蒿素的抗疟机理，发现青蒿素在亚铁活化后，可以与抑制恶性疟原虫钙ATP酶6(PlasmodiumfalciparumcalciumATPase6,PfATP6)不可逆结合并抑制其活性，使疟原虫胞质内钙离子浓度升高，引起细胞凋亡，从而发挥抗疟作用。在该案例中，我们既讲授了抑制剂与蛋白质的关系，又向学生介绍了屠呦呦带领团队攻坚克难研究发现青蒿素、解决疟疾治疗的难题的过程；其中蕴含了多种思政元素，如有抗疟团队的艰苦奋斗精神，有传统中草药和中医古籍文献的智慧所激发的文化自信，也有屠呦呦采用低温萃取法的探索创新精神等；让同学们在获得相关专业知识的同时，激发了勇担中医药现代化的使命感，无形中受到热爱祖国和社会责任感的影响。又如在讲授第二章蛋白质的内容时，以我国首次人工合成结晶牛胰岛素成功的相关故事为切入点。1965年，三个研究单位数十位科研工作者在前人对胰岛素结构和肽链合成方法研究的基础上，克服困难，经过6年多的艰苦工作，最终将A链和B链通过氧化重新组合形成二硫键，实现了人类有史以来第一次人工合成有生物活性的蛋白质。虽然该工作最终并没有获得诺贝尔奖，但仍具有十分重要的意义。让学生了解中国在当时艰苦的条件下，仍然做出了杰出的工作，不仅学习了蛋白质结构与功能的关系，还有利于激发爱国情怀，培养艰苦奋斗的精神。

2.2将思政元素有机融入实验课堂教学

生物化学是一门实验科学，实验教学是生物化学课程非常重要的组成部分，在培养计划中占据重要地位[6]。作为实验科学，数据的真实可靠性至关重要，所关联的实事求是精神和诚实守信则是职业道德素养中重要的思政元素。在第一次正式生物化学实验之前，需要讲解生物化学实验课程的要求和注意事项。我们以日本小保方晴子的学术造假事件造成的严重后果为思政切入点，介绍了2014年1月她在国际顶级学术期刊Nature上连续发表了两篇轰动性的论文，报道了在强烈外界刺激下，可诱导体细胞转化为多能干细胞，这种细胞被命名为STAP细胞，并将STAP细胞与胚胎干细胞进行了比较。然而，就在两篇论文正式在线发表的当天，有学者提出了关于实验可重复性的疑问，随后更多学者认为该论文涉嫌造假。2014年4月，日本理化学研究所调查发现小保方晴子的实验记录质量低下，有修改电泳图片等行为，认定她在STAP细胞论文中有篡改、捏造等造假问题，属于学术不端行为，并于2014年7月正式撤回STAP细胞论文。研究所还要求她自证清白，由于无法重复实验结果，小保方晴子只能辞职，其博士学位亦被早稻田大学取消。该案例让学生感受到实验数据的真实可靠对于科学工作者的重要性，引导学生必须重视学术诚信和养成良好的职业道德素养。当学生了解到同年8月，小保方晴子的导师，也是论文共同作者之一的笹井芳树因该事件自杀身亡时，更是感受到学术诚信对于科研工作者甚至贵如生命，必须坚持实事求是的科学精神，克服浮躁心理，遵守学术规范、摒弃学术不端行为。

2.3结合混合教学模式，融入思政元素

混合式教学结合了传统教学模式和数字化或网络化辅助教学的优势，既体现了教师的主导作用，又凸显了学生作为学习过程主体的主动性和积极性[7]。本课程将移动学习与课堂教学有机结合，进行了混合式教学模式改革[8]，并将思政元素融入课程讨论中，通过学生发言、小组讨论，结合教师点评，增进了课程互动的思想性。如根据药学专业的特点，我们要求学生以“酶抑制剂药物”为主题，结合我国当前此类药物情况，完成一个专题报告，并要求制作PPT和上台进行答辩。有同学结合糖代谢一章的内容，选择了日常生活中常见的2型糖尿病的重要治疗药物——阿卡波糖为主题，通过查阅资料，发现阿卡波糖的降糖机制是由于其可以竞争性抑制小肠黏膜刷状缘的α-糖苷酶，从而延长对寡糖、双糖和多糖的降解，延缓葡萄糖和果糖的吸收，使餐后血糖曲线较为平稳，从而降低餐后高血糖。早在1990年德国拜耳公司就研发出了阿卡波糖，并于1994年在欧美国家上市，次年，阿卡波糖即进入中国市场。此后多年，我国的阿卡波糖市场和技术完全被拜尔垄断，该药销售量巨大，价格昂贵，病人负担沉重。我校郑裕国院士带领团队从1999年开始了阿卡波糖的微生物发酵生产研发，通过多项技术创新，终于成功实现了阿卡波糖片的大规模生产，且制造工艺更经济、环保，进而实现了阿卡波糖的国产化和国际化。自2005年上市以来，打破了之前国外医药巨头的垄断局面，且售价比进口药低30%以上，迫使进口药价格下调，降低了糖尿病治疗成本，减轻了病人负担。由于该专题内容与日常生活关系密切，在讲解和讨论时同学们均积极参与，同时，教师也补充介绍了郑裕国院士在菌株的培养条件优化、发酵调控、有效成分分离和制剂成形等方面所做的相关创新性工作。学生明显感受到，虽然我国在药物研发领域与国外仍有较大差距，但投身其中恰恰能体现自己的价值，认识到自己的专业大有可为，无形中渗透了专业认同感和社会责任感的教育，而且这种发生在自己身边的科学家故事也增强了他们的自豪感和自信心。学习完代谢生化的内容之后，教师还要求学生选择一个酶作为自己的“本命酶”，并结合该酶的特点和在代谢中的作用，对其进行点评。同学们纷纷以一首诗或几句话，表达了自己在学习、生活中的人生感悟。如有同学以磷酸果糖激酶1为“本命酶”，并作了一首小诗，把该酶的特点与工程师、科学家的“贡献、严谨”等精神相关联；有同学为肉碱脂酰转移酶制作了一份简历，既介绍了其催化性质和所涉代谢途径，还产生了成长过程需要互相帮助、即使平凡岗位上也可以发挥自我价值的感悟；有同学由DNA聚合酶Ⅰ的催化特点，联想到在成就自我的过程中应该学会改正错误，不断进步；有同学通过5-α还原酶与脱发的关系，提醒大家要关注身心健康；还有人对ATP合酶辛苦劳动，努力工作，日夜不停地合成ATP心生感慨。从这些案例中，我们发现学生能自发地对所学知识进行深入的思考和内化，在学习专业知识的同时，思想上也无形中受到了正面、积极的启发。

3发挥新媒体特点，建设融入思政元素的线上教学资源

当前，新媒体技术蓬勃发展，已在各行业中得到广泛应用。特别是通过智能手机、iPad、平板电脑等移动端进行碎片化学习，表现出明显的便捷性和开放性等特征[9]。当代大学生是网络时代的原住民，新媒体已经成为大学生获取知识、人际交往、表达自我的新方式和新平台，高等教育开展移动教学与学习已经成为未来的教育趋势[10]。然而由于新媒体的传播性和开放性，学生容易受一些不正确的信息渠道和内容的影响，因此新形势下更应该重视线上专业资源的思政，既要坚持传播专业知识，也要结合现代形式，引入思政元素，才能有效引导学生的学习。利用本课程的移动学习平台——课程微信公众订阅号“ZJUT生物化学”，我们在“生物化学科学史”、“生活中的生化”等栏目蕴含思政元素的文章。“Krebs的完美报复”一文通过讲述了诺贝尔奖得主HansKrebs在1937年向Nature投稿关于发现柠檬酸循环的研究论文时，遭到退稿，让读者了解到科研工作不是一帆风顺的，需要有百折不挠的奋斗精神。在“酶有意思”栏目中将生化课程中七种酶的重要特性比喻为七种武器，让读者在了解七种酶的催化特性的同时，感悟到坚持、创新、团结协作等精神。在“脑黄金(DHA)”一文中既讲述了DHA的结构与功能，又渗透了健康生活等理念。2020年以来，在疫情的冲击下，网络在线学习进行得如火如荼。线上教学除了需要实现知识传授的基本功能外，也为在线课程如何思政提出了新的命题。本课程组从2017年开始建设生物化学MOOC课程，并于2018年在爱课程——中国MOOC上线运行。在线上教学大纲中，除了包含生化课程各知识点内容外，还增加了多个拓展知识点，录制了如“跑步与ATP”“蚕豆病与PPP”“核酶与癌症治疗”等近30个科普性内容的拓展知识视频，涉及身心健康、探索精神等思政元素，在加强科普的同时，扩大了受益面。

4实际成效

通过两年的教学改革实践，课程组修订了生物化学和生物化学实验大纲，将课程思政融入大纲的教学要求中，并已经在2018年开始使用。在生物化学理论与实验教学中，我们通过挖掘内涵，有效地将思政元素融入了课堂教学。同时，思政元素的渗透也反哺了专业知识教学，课程教学取得了良好效果。我们分别对2018级和2019级学生的学习效果进行了问卷调查，结果表明，认为生物化学课程教学质量优秀的分别占54%和63%，教学质量良好的分别占46%和34%，认为混合式教学过程对学习主动性积极性有明显提高的分别占39%和41%，有一定提高的分别占58%和59%。学生反映在学习生物化学课程后更加关注自身的生活状态，对社会上的一些与专业有关的传闻消息，会考虑以更为专业的方式探究其真相，思维更加理性。此外，通过对课程微信公众号和MOOC线上资源的持续建设，发挥新媒体特点，引入思政元素，也明显扩大了受益面。课程微信公众号——“ZJUT生物化学”目前关注人数近6500人，关注者中既有本校的师生，也有外校的学生和其他高校教师、医生、相关从业人员，其中外校关注者约占90%。已原创文章近100篇，文章点击量最大的有12000余次，说明具备了较强的影响力。本课程建设的生物化学MOOC上线5期以来，总计学习人数近43000，在全国同类课程中名列前茅。

5总结与展望

课程思政是一项长期的工程，其主体是老师，而成效在学生。当前，虽然课程思政的教学研究开展得如火如荼，但仍有不少值得深入探索的问题，比如专业课如何避免陷入“泛思政化”的困境，线上课堂如何实现“课程思政”，具体学科实现思政的路径和示范研究仍显得不足等。在专业课教学中实施课程思政，关键在于任课教师的育人意识和育人责任[11]。因此，在实际教学中，仍有必要不断提高教师思政素养和主动思政意识。只有认真做好教学设计，解决思政内容和专业知识相结合时容易形成的“两张皮”问题，才能将课程思政真正落于实处，做到潜移默化、润物无声的育人效果。我们相信随着高校课程思政工作的不断加强与改进，将进一步创新和拓宽思政教学的路径，让专业教育和思政教育同向而行，最终实现教书和育人的相互促进、相得益彰。

参考文献

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[8]邱乐泉,汪琨,汤晓玲,等.基于移动学习的生物化学课程混合式教学改革初探.微生物学通报,2019,46(10):2787-2793

[9]张艳君,武丽萍,刘林.基于移动学习平台的计算机文化基础课程混合教学模式的探讨与实现.教育现代化,2017(35):181-182

[10]安然,王伟,安丽平,等.基于微信公众平台的生物化学移动学习系统的开发.生命的化学,2018,38(6):860-865

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作者：邱乐泉  单位：浙江工业大学生物工程学院