生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程思政設(shè)計(jì)研究

時(shí)間:2022-06-28 08:41:03

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生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程思政設(shè)計(jì)研究

[摘要]《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的不同環(huán)節(jié)中,可以融入“思政”元素,將枯燥的思想政治工作融入到專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,充分發(fā)揮教育育人的作用,增強(qiáng)學(xué)生銳意進(jìn)取、不斷創(chuàng)新的意識;理論聯(lián)系實(shí)際,激發(fā)學(xué)生的求知欲和主觀能動性;大力弘揚(yáng)愛國奉獻(xiàn)的精神;鍛煉學(xué)生百折不撓,勇往直前的意志;培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真,務(wù)實(shí)求真的工作作風(fēng);教育學(xué)生關(guān)注環(huán)保,強(qiáng)化安全意識,使得我們培養(yǎng)的學(xué)生不僅具有高水平的專業(yè)知識和技能,同時(shí)具備強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識和社會責(zé)任感、健全的人格和高尚道德情操。

[關(guān)鍵詞]生物化學(xué)實(shí)驗(yàn);思政;創(chuàng)新;能動性;愛國奉獻(xiàn);百折不撓;嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真;關(guān)注環(huán)保

[中圖分類號]G41[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1007-186在2016年全國高校思想政治工作會議上指出:“要堅(jiān)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(xué)全過程,實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人”。這是對“課程思政”的科學(xué)概括,為新形勢下全面貫徹黨的教育方針和加強(qiáng)大學(xué)生思政教育指明了方向。大學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中不僅僅要傳授專業(yè)知識,培養(yǎng)學(xué)生基本的專業(yè)素質(zhì)和能力,在課程的教學(xué)過程中還應(yīng)該充分發(fā)揮育人的功能[1]。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置上、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡年U述中、實(shí)驗(yàn)原理的講解中、在實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程中、在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析上等實(shí)驗(yàn)課程的各個(gè)環(huán)節(jié)都可以融入“思政”的元素,將思想政治教育巧妙地結(jié)合到專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中,避免居高臨下地用大道理說教,而是以理服人,以典型實(shí)例來開導(dǎo)教育學(xué)生,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中不斷增強(qiáng)創(chuàng)新意識;深刻體會理論聯(lián)系實(shí)際,激發(fā)求知欲和主觀能動性;以科學(xué)家愛國奉獻(xiàn)的事例,幫助學(xué)生建立民族自豪感和社會責(zé)任感;實(shí)驗(yàn)過程中鍛煉學(xué)生行事的嚴(yán)謹(jǐn)性和專業(yè)性,培養(yǎng)精益求精的工匠精神,同時(shí)磨煉學(xué)生的意志力,培養(yǎng)不怕困難、追求卓越的優(yōu)秀品質(zhì);教育學(xué)生關(guān)注環(huán)境保護(hù),強(qiáng)化安全意識。廣東工業(yè)大學(xué)的生物工程系生物化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教師,經(jīng)過長期的教學(xué)實(shí)踐,對《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程進(jìn)行不斷改革和創(chuàng)新,在課程教學(xué)的多個(gè)方面中融入思政元素,具體可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行思政教育:

1增強(qiáng)銳意進(jìn)取、不斷創(chuàng)新的意識

我們在實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容和教學(xué)方法上不斷進(jìn)行改革和創(chuàng)新,將生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置為三個(gè)層次:基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)-綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-創(chuàng)新研究實(shí)驗(yàn),從基本實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng),到參與到全產(chǎn)業(yè)鏈的綜合實(shí)踐,再到創(chuàng)新型素質(zhì)的培養(yǎng),階梯遞進(jìn)式的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容,注重對學(xué)生科研思維的培養(yǎng),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,促使學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)資料收集、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程管理和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析中,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力,掌握科學(xué)研究方法,為日后獨(dú)立開展科研工作奠定基礎(chǔ)[2-3]。雖然《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》是屬于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程,課程內(nèi)容主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)使得學(xué)生能夠牢固掌握理論知識和基本的實(shí)驗(yàn)技能,但在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上,我們可以進(jìn)一步拓展和延伸,可以結(jié)合相關(guān)學(xué)科發(fā)展和行業(yè)發(fā)展需求,設(shè)置了一些綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),比如我們結(jié)合學(xué)院學(xué)科發(fā)展方向:生物檢測和生物制藥,設(shè)置了兩個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn):《病原微生物檢測試劑盒的設(shè)計(jì)研發(fā)》和《基因工程菌的構(gòu)建及產(chǎn)物制備》,兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均以產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝為主線,涉及了7個(gè)生物化學(xué)及分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)課程的內(nèi)容,包括生物信息學(xué)、基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、生物分離工程、酶工程和抗體工程,同時(shí)也包含了正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)模型建立、動力學(xué)模型擬合以及一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法及軟件的應(yīng)用。這兩個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)可以全面訓(xùn)練并強(qiáng)化學(xué)生生物化學(xué)及分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的基礎(chǔ),培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題、努力分析問題、敢于解決問題的綜合能力。完成了這個(gè)階段綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)之后,我們結(jié)合實(shí)驗(yàn)技能大賽、企業(yè)需求、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目及教師的科研項(xiàng)目等不同的實(shí)踐平臺進(jìn)一步開設(shè)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn),充分鍛煉培養(yǎng)學(xué)生的銳意進(jìn)取、不斷創(chuàng)新的能力,讓學(xué)生在不同實(shí)踐平臺上充分展現(xiàn)他們的創(chuàng)新能力,取得驕人的創(chuàng)新成果。

2理論聯(lián)系實(shí)際,激發(fā)求知欲,調(diào)動主觀能動性

將生活中的實(shí)例與所學(xué)的專業(yè)知識相結(jié)合,加深學(xué)生對專業(yè)知識的理解,激起學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣。我們在闡述實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡臅r(shí)候,可以適時(shí)地融入思政元素。比如在糖的旋光性和變旋現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生們一方面可以學(xué)會使用旋光儀測定糖溶液的旋光性,另一方面通過實(shí)驗(yàn)可以深刻理解糖的旋光性,了解區(qū)分不同的對映異構(gòu)體在制藥工業(yè)中有很重要的意義。藥物的手性不同會表現(xiàn)出截然不同的藥理和毒理作用,左旋的多巴是治療帕金森的首選藥物,而右旋的多巴,會造成粒性白細(xì)胞減少;右旋的布洛芬是高效的抗炎、解熱鎮(zhèn)痛藥物,而左旋的沒有藥理學(xué)活性;左旋的甲狀腺素鈉為甲狀腺激素,用于甲狀腺功能減退的長期替代治療,而右旋的甲狀腺素鈉,是一種降血脂藥物[4]。這些有關(guān)的知識會加深學(xué)生對理論課程的深刻理解,激起學(xué)生們學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣,使學(xué)生看到所學(xué)的知識在實(shí)際生活中的應(yīng)用實(shí)例,看到知識造福人類的具體事例,從而激發(fā)學(xué)生的求知欲、探索欲。再如酶的性質(zhì)研究實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生們一方面能夠深刻理解理論課中所學(xué)的關(guān)于酶高效性、專一性等性質(zhì),同時(shí)我們可以告訴學(xué)生們生活中利用酶的高效催化作用可以生產(chǎn)很多有用的生化產(chǎn)品,比如利用纖維素酶的催化作用,我們可以利用農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈來生產(chǎn)生生物柴油等[5],知識創(chuàng)造價(jià)值,這個(gè)道理不言而喻,昭然呈現(xiàn)。還有還原糖的測定實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生們通過還原糖的測定,了解還原糖在食品工業(yè)中的重要作用。還原糖的含量與食品的口感、營養(yǎng)、加工、儲存等密切相關(guān),通過美拉德反應(yīng),還原糖和氨基酸或蛋白質(zhì)加熱時(shí)發(fā)生復(fù)雜的反應(yīng),為食品提供誘人可口的風(fēng)味和色澤[6],所以烤肉特別香,烹飪?nèi)忸愂称窌r(shí)要事先裹些淀粉等等這些生活中的常識與生物化學(xué)知識緊密相連。

3弘揚(yáng)愛國奉獻(xiàn)的精神

實(shí)驗(yàn)的基本原理是揭示一些客觀的自然規(guī)律,講解過程中,可以結(jié)合科學(xué)史上某項(xiàng)研究成果的發(fā)現(xiàn)過程,以科學(xué)家追求真理、奉獻(xiàn)祖國的實(shí)際例子教育學(xué)生要有不畏艱險(xiǎn),勇于追求真理的精神,增強(qiáng)學(xué)生的自信心和民族自豪感。在進(jìn)行《蛋白質(zhì)的性質(zhì)》這個(gè)實(shí)驗(yàn),講解蛋白質(zhì)變性的原理時(shí),就可以結(jié)合我國著名的生物化學(xué)家吳憲的事例。吳憲曾對各種蛋白質(zhì)的變性原因和情況進(jìn)行了全面的仔細(xì)的研究,并對蛋白質(zhì)的變性作出了合理的解說,他認(rèn)天然球蛋白由肽鏈經(jīng)規(guī)律折疊而成,若解折疊,蛋白質(zhì)就將變性。吳憲先生是我國生物化學(xué)和營養(yǎng)學(xué)的奠基人,早年就讀麻省理工和哈佛大學(xué),以優(yōu)異的成績獲得博士學(xué)位,為了報(bào)效祖國,他放棄了在美國優(yōu)越的工作和生活條件。他所提出的血糖測定方法后來被稱為“福林-吳”法,如果沒有這個(gè)方法,后來的胰島素的發(fā)現(xiàn)就會受阻[7]。吳憲先生的兒子吳瑞,也是一位著名的植物分子生物學(xué)家,他對基因工程技術(shù)的發(fā)明、DNA序列測定方法、水稻轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的建立和發(fā)展有突出貢獻(xiàn)。吳瑞將引物延伸(primerextension)用于DNA測序,成為Sanger法測序之重要一步,引物延伸也用于其他兩項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)的工作中:KaryMullis的PCR,和MichaelSmith的定點(diǎn)突變。吳瑞先生是中國學(xué)生赴美留學(xué)深造項(xiàng)目(CUSBEA)的創(chuàng)始人,為中美教育的發(fā)展、科技的交流做出了巨大努力[8]。他的努力成就了一批中國杰出的生物科學(xué)家,為中國生物科技的飛躍發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。

4鍛煉百折不撓、勇往直前的意志

實(shí)驗(yàn)過程中會遇到很多困難,遭遇多次失敗,我們教育學(xué)生要有百折不撓,不畏艱苦的精神。我國第一個(gè)諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者屠呦呦,從系統(tǒng)收集整理歷代醫(yī)籍、本草、民間方藥入手,在收集2000余方藥基礎(chǔ)上,編寫了640種藥物為主的《抗瘧單驗(yàn)方集》,對其中的200多種中藥開展實(shí)驗(yàn)研究,歷經(jīng)380多次失敗,利用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的方法進(jìn)行分析研究、不斷改進(jìn)提取方法,終于在1971年挖掘青蒿抗瘧獲得成功[9]。失敗是成功之母,失敗中要總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),不斷改進(jìn),才能夠獲得成功。我國科學(xué)家在1965年,國家還處于一窮二白階段,就克服重重困難,歷經(jīng)600多次的失敗,發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,通過堅(jiān)持不懈的努力,終于成功合成了世界上第一個(gè)人工合成的蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素。全人工合成結(jié)晶牛胰島素開辟了人工合成蛋白質(zhì)的時(shí)代,在生命科學(xué)發(fā)展史上產(chǎn)生了重大影響,也為我國生命科學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)[10]。

5培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、求真務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)

生命科學(xué)是一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的學(xué)科,它的很多研究都需要借助于實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,要特別注意嚴(yán)謹(jǐn)性,追求真理的過程是要本著認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。如《還原糖的性質(zhì)》實(shí)驗(yàn)中要設(shè)計(jì)一只試管放蒸餾水作為對照,是為了排除蒸餾水使菲林試劑或本尼迪特試劑產(chǎn)生磚紅色沉淀,因?yàn)橛脕碜鰧?shí)驗(yàn)的糖都是溶解在蒸餾水中的,如果加入菲林試劑或本尼迪特試劑產(chǎn)生磚紅色沉淀,實(shí)驗(yàn)體系中除糖本身外,還有蒸餾水存在,必須排除蒸餾水的作用,說明實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性。在酶的活性實(shí)驗(yàn)中,給學(xué)生講解酶的活性部位的時(shí)候可以舉我國著名的生物化學(xué)家鄒承魯先生,工作中精益求精、銳意創(chuàng)新、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、一絲不茍的例子。在酶的活性部位柔性的研究中,采用不同變性劑或變性條件,選擇分子量不同、亞基組成不同、催化類型不同的酶進(jìn)行了構(gòu)象變化和活性變化的比較研究,均得到“酶活性部位柔性”這一規(guī)律。為排除“快”或者“先”失活是被變性劑抑制的可能性,采取了物理因素變性——熱變性和高壓變性,也得到了失活發(fā)生在較構(gòu)象變化更低的溫度和壓力下,表明活性部位的構(gòu)象較酶分子整體構(gòu)象更易受到外界因素的微擾。為排除快失活是由于寡聚酶解聚的可能,又采取各種方法直接探測伴隨失活過程,發(fā)生在活性部位附近的微小構(gòu)象變化等等。因此,“酶活性部位柔性”的假說是建立在大量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的。這項(xiàng)工作進(jìn)行了二十年,先后有十幾個(gè)學(xué)生和助手涉及此項(xiàng)工作,共發(fā)表研究論文七十余篇。研究工作是一步一步深入細(xì)致地進(jìn)行,排除了一個(gè)又一個(gè)的可能性,最終才得出科學(xué)合理的結(jié)論[11]。嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度是一個(gè)科學(xué)工作者必須具備的工作作風(fēng),這個(gè)是我們在實(shí)驗(yàn)中要向?qū)W生們傳達(dá)的思政信息。

6關(guān)注環(huán)境保護(hù),強(qiáng)化安全意識

安全意識的培養(yǎng)是保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作順利開展的前提,關(guān)注環(huán)境保護(hù)是社會賦予教育的責(zé)任,義不容辭。因此我們在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的優(yōu)化上,要考慮安全和環(huán)保;進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí),要一絲不茍,提醒學(xué)生注意規(guī)范地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,如某些實(shí)驗(yàn)儀器的安全規(guī)范操作及有毒有害化學(xué)品的取用規(guī)范等等,學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意督促其注意安全,防患于未然;實(shí)驗(yàn)室廢棄物品處理要嚴(yán)格按照規(guī)范來進(jìn)行,如廢棄化學(xué)品、注射針頭等不能隨便丟棄,會污染環(huán)境、傷害垃圾清潔人員,廢棄生物材料如微生物菌種等需要高壓滅菌,之后才能清洗[12-14],否則會污染環(huán)境。因此,我們在培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能和創(chuàng)新意識的同時(shí),要不斷強(qiáng)化他們的安全和環(huán)保意識,培養(yǎng)出真正高素質(zhì)的、心系社會公共安全、維護(hù)社會可持續(xù)發(fā)展環(huán)境的專業(yè)人才??傊?,學(xué)生是國家的未來,教育乃治國之本。我們要將“愛國、奉獻(xiàn)、求真、創(chuàng)新”貫穿于實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中,引導(dǎo)學(xué)生在專業(yè)認(rèn)同、職業(yè)倫理、社會責(zé)任等方面形成正確的價(jià)值觀。這樣,我們培養(yǎng)的學(xué)生是不僅具有高水平的專業(yè)知識和技能,同時(shí)具備強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識和社會責(zé)任感、健全的人格和高尚道德情操的高素質(zhì)人才。

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作者:傅明輝 趙宏霞 單位:廣東工業(yè)大學(xué) 生物醫(yī)藥學(xué)院