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生物化学课程思政融入途径的实践及探索
【摘要】课程思政的实施对实现立德树人的教育根本任务具有重要的推动作用,在课堂教学中结合专业特色,自然融入思政教育是目前课程教学改革的重要方向和趋势。本文论述了生物化学课程思政元素挖掘和融入的五种路径,并对生物化学课程的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;自然融入
2020年,高等学校课程思政建设指导纲要提出,“全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措”,而落实立德树人的任务,必须将“价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体”。纲要也指出,要根据不同学科的专业特色和优势,深度挖掘和提炼专业知识体系中所蕴含的思想价值和精神内涵。
课程思政的实施对实现立德树人的教育根本任务具有重要的推动作用。专业课程作为课程思政的基本载体,所占学分和课时的数量最大,对学生的影响也最深[1]。相对来说,专业课教师与学生接触较多,联系也更为密切。经过多年的专业课程融入思政的实践证明:以专业知识为载体融入思政教育,比纯粹的思政课更有说服力和感染力,能更好发挥课堂主渠道的功能[2]。因此,在课堂教学中结合专业特色,自然融入思政教育是目前课程教学改革的重要方向和趋势。生物化学作为很多学科的专业必修课,教学内容多、课时学分高,在专业教学和学生学习中都占有重要地位。这门课的课程特点和地位,决定了其在课程思政建设中成为非常重要的课程。首先,生物化学是大农学类、生物类、医学类专业的核心专业基础课,涉及到的学生范围广、数量多。其次,生物化学还是上述专业的考研科目,甚至在研究生阶段还要继续深入学习,学生重视程度较高。第三,生物化学这门课程涉及的内容庞杂丰富,知识面众多,既密切联系人们的日常生活实践,又紧跟生命科学的发展前沿,而且渗入到人类生老病死和可持续发展的方方面面,本身就蕴含着极为丰富的课程思政资源[3]。
目前课程思政在教学实践中存在诸多难点和问题,比如:仅仅从政治教育的意义上理解课程思政。仅仅将课程思政理解为一类特殊的教育理念,而并未深入思考课程思政与教育教学规律之间的内在关联,随心所欲加内容,而缺乏对课程思政教学内容的逻辑思考和系统把握[4]。在课程思政的教学方法上,存在两种倾向:思政内容“生硬植入”而非“自然融入”,教师单方面灌输而非学生主动接收。这些问题的存在,使课程思政教学难以真正打动学生、触及学生心灵。笔者根据在生物化学教学中融入课程思政十多年的教学实践,探索了课程思政的思政元素挖掘以及融入路径。
1生物化学课程思政元素的挖掘和融入路径
1.1 通过讲授生物科学发展史、研究史融入思政教育
核酸化学讲到DNA的研究史会涉及到1869年瑞士生物学家米歇尔研究白细胞,发现DNA的经历:年轻的米歇尔每天都跑到附近的医院收集用过的绷带,将绷带上面的脓细胞刮下来,先用酒精浸泡,除掉脂类物质,再用蛋白酶消化,去掉蛋白质,经过一系列的处理,仍然得到一团灰色的像鼻涕一样的物质,他确信这是新的生物物质,把它们命名为核素。在这里可以引导学生:作为科学家在研究的过程中需要有不怕苦、不怕脏、不怕累的精神,我们普通人要想做好工作,更要有不畏艰苦、一步一个脚印、扎扎实实的工作作风和顽强拼搏的意志品格。另外,这一部分内容还会涉及到1944年艾弗里证明了DNA是遗传物质这一事件,艾弗里在20世纪30、40、50年代,多次获诺贝尔奖提名,但当时有一位诺贝尔评审委员近乎固执地认为,遗传物质存在于蛋白质中,DNA只是遗传物质赖以存在的框架,这也许是艾弗里与诺贝尔奖失之交臂的原因。此处可以启示学生:权威并不总是正确的,权威并不代表真理。著名的物理学家爱因斯坦曾提出:“迷信权威是真理最大的敌人”[5]。凡是成功取得创造性突破的人,都具有特立独行和独立思考的特点。
1.2 通过介绍科学家融入思政教育
蛋白质化学讲授氨基酸的化学反应“桑格尔反应”,会涉及到反应的发明人桑格尔。“人类基因组之父”桑格尔是唯一一个两次获得诺贝尔化学奖的科学家,成就几乎无人能及。桑格尔在自传文章中说:“科学研究包含三个主要步骤:思考、交流和动手实施。我最喜欢最后一项并且也是我最擅长的。我的思维能力平平,而我的交流能力只能算得上差劲了。”通过桑格尔的介绍让学生感受到:这样一个拥有巨大成就的人,如此谦逊、低调,即便学识渊博,也不目中无人,更不恃才傲物。讲授蛋白质的肽键时,会介绍肽键的发现者鲍林。由于化学键方面的研究成果,鲍林1954年荣获诺贝尔化学奖。从1955年开始,鲍林和世界知名的大科学家爱因斯坦、罗素等签署了一个宣言:呼吁科学家应共同反对发展毁灭性武器。他还写了《不要再有战争》一书,书中以丰富的资料说明了核武器对人类的重大威胁。由于鲍林对和平事业的贡献,他在1962年荣获了诺贝尔和平奖[6]。通过鲍林的经历让学生感受到:科学家们并不是“两耳不闻天下事,一心只读圣贤书”,而是以天下为己任,有担当、有良知的人,在关键的时刻敢于站出来,有敢为天下先的精神。
糖代谢部分讲授三羧酸循环时,介绍阐明三羧酸循环的科学家克雷布斯,他起先在德国从事临床医学,第二次世界大战期间因受纳粹的迫害,不得不逃往英国,转而从事基础医学的研究。他刚开始选择课题时,因为对食物在体内是如何变成水和二氧化碳这一课题充满兴趣,他选择了此方向,并且着手调查前人研究这一课题的各种材料。他将数据仔细整理了一番,结果发现食物在体内是按一定顺序变化的,如果存在一种X物质,食物循环反应链就完整了。于是他集中精力,全力寻找X物质。4年后终于查明,X物质就是现在放在饮料中作为酸味添加剂的柠檬酸。他完成了食物的循环链,并且将它命名为柠檬酸循环(三羧酸循环)。由于这一业绩,他在1953年获诺贝尔生理学或医学奖。此处可以带领学生总结,克雷布斯发现三羧酸循环的过程给人的启发:首先,克雷布斯在不能从事临床医学的时候,不是一蹶不振,而是转向基础医学的研究。生活中总会遇到困难和挫折,但不要放弃,要去寻找机会;第二,在做研究时要寻找自己的兴趣点,因为兴趣才是最好的老师;第三,在确定了研究方向后,首先要着手调查搜集前人的研究资料和成果,站在巨人的肩膀上研究,更容易发现问题;第四,在做研究的时候,要有坚持不懈、持之以恒的精神,科学研究不是一蹴而就的,克雷布斯为了寻找柠檬酸花了四年的时间。
1.3 通过社会热点事件融入思政教育
在蛋白质化学,讲到抗体内容时,引入新冠疫情中“新冠肺炎康复者捐献血浆”事件,抗体能与相应抗原发生反应,新冠肺炎康复者捐献的血浆可用于增强重症患者的抗病毒能力,这是因为新冠肺炎患者康复后体内会产生针对新冠病毒的特异性抗体,通过中和及凝集新冠病毒,可减少病毒进入细胞并促进病毒被清除,从而为免疫系统争取了更多战胜病毒的时间,对遏制病情恶化有重要意义。在我国,许许多多接受国家免费治疗最终康复的新冠患者主动捐献自己的血浆,为疫情防控贡献自己的力量。此部分内容可以引导和呼吁学生要去回报社会,将接收到的爱传递下去。
生物氧化部分讲授时,课前在学习通平台发布梨泰院踩踏事件、遇到踩踏事故如何进行自救等短视频,然后结合这一事件,让学生提前思考用生物氧化中呼吸链的知识分析踩踏事件会导致人员伤亡的机制。在这一部分,一方面,可以引导学生学习后要能将知识灵活应用,在生活中要学习简单的自救方法。另一方面让学生去思考,安逸的生活中人们常常忘记了珍惜,可是灾难一旦来临,让人感受到生命的宝贵和稍瞬即逝。每个人不但要珍惜自己的生命,也要珍惜身边人的生命。
1.4 通过探讨与日常生活、生产实践密切相关的生化知识融入思政教育
蛋白质化学讲授时,会讲到构成蛋白质的一种氨基酸谷氨酸,在教学设计时,可以在线上平台,布置一个讨论内容:味精是否有毒,让学生提出自己的看法和论据。学生们各抒己见,对此展开了热烈的讨论。这些讨论的内容可以看到学生们的“前知识”[7],以及学生们查阅资料的范围和广度,教师在授课的过程中就能有的放矢。虽然大多数学生选择的是一个人云亦云的观点,认为味精有毒,但这种选择却成为一个很好的思政教育契机,在用所学的生物化学知识去分析并搞清楚这个知识点后,引导学生去思考:学习知识一定要要学以致用,不要盲目的跟风。也可以布置一个视频录制的作业:让学生自己制作短视频来表达自己的观点。如果时间充足的话,还可以用辩论的方式组织教学,提前布置辩题:味精有毒?无毒?让学生事先查阅资料,做好一切准备。这三种方式,都能帮助学生批判性的思考和阅读,清晰有力的表达自己的观点,学生在不断输出、不断讲述的过程中,将知识掌握得更牢固了。真正能够使人学会的东西,是自己有责任讲出来的东西是翻转式学习的一个基本理念[8]。这个过程也能培养学生独立思考的能力、分析和解决问题的能力,交流的能力以及与他人互动的能力。
蛋白质化学讲授时,会涉及到小分子肽催产素和内啡肽,课前提出问题,让学生思考或者在线上平台讨论:催产素是不是只有女性才分泌?如何利用内啡肽调节自己的情绪。催产素除了在分娩过程中促进子宫收缩,刺激乳汁分泌,它还是一种联系情感的激素,它能促进爱的体验和社交行为,男女均可分泌。它能抵消压力激素皮质醇的作用。人在紧张的时候会产生皮质醇,适量的皮质醇会使人更加积极,但长期处在压力之下时,皮质醇在身体中不断累积会导致各种各样疾病的产生,而催产素可以抵消皮质醇的作用[9]。接下来从催产素延伸到与催产素有类似作用的内啡肽,内啡肽可以减少抑郁、减轻焦虑、改善自尊心、调节食欲、增强免疫反应。超过30分钟的中等强度运动,写作、帮助别人,都有助于提高内啡肽的水平,从而提升人的幸福感。用这里的知识点,通过专业知识渗透心理素质教育,比起单纯“灌”心灵鸡汤,学生在搞清楚了情绪、疾病、健康的底层逻辑是什么,更能引发学生去思考,甚至是引发改变。了解原理才能更好的解决问题。
在酶化学部分:先提出问题让学生思考并查阅资料解答,如:青霉素为何能杀菌?二战中使用的沙林毒气二异丙基氟磷酸(DIFP)为何会导致人的死亡?青霉素和DIFP都是酶的抑制剂,青霉素是细菌转肽酶的不可逆抑制剂,能抑制革兰氏阳性菌细胞壁肽聚糖的合成。DIFP属于有机磷化合物,它是乙酰胆碱酯酶的不可逆抑制剂。昆虫摄入有机磷农药会导致死亡,人置于高浓度的DIFP房间几分钟内就会死亡。最后通过总结进行课程思政:同样是科学技术,有些人用DIFP疯狂地残害人的生命,而有些人却用在为人类社会造福上,从而挽救了千千万万人的生命。科学技术只有正确运用,才有意义和价值。
1.5 通过探讨分析学生有浓厚兴趣的生化知识融入思政教育
讲授三大物质代谢部分,课前调查征集学生感兴趣的问题,先让学生自己查找资料搜集答案,再针对征集的问题,在教学过程中,解答学生的问题并进行引导。讲解脂代谢时,精选出学生提出的问题并进行如下设计:小美节食一段时间为什会变瘦(脂肪的分解)?小美服用左旋肉碱是否能帮助她减肥(左旋肉碱在脂肪分解的过程中的作用)?为了变瘦,小美采取长期过度节食的方法,有可能导致哪些后果(脂肪代谢异常导致酮病)?多吃碳水化合物为什么会长膘(脂肪的合成)?通过这四个问题串起整个章节的内容并且引导学生主动地将营养知识和营养观念转变为自觉的行为、最终达到健康饮食、健康瘦身的目的。通过这种对知识有意义的组织和串联,学生更容易理解专业知识,而且学习过程的趣味性增加了。
讲授蛋白质代谢时,先给学生提出问题:血常规化验单上转氨酶升高意味着什么?课上讲解知识点,同时帮助学生归纳总结:熬夜、过量饮酒、急慢性肝炎都会导致谷丙转氨酶的异常升高。引导学生适量饮酒、早睡早起、健康生活,为健康“存钱”。学生感兴趣的问题能大大激发了他们的学习热情,一旦学生自己愿意学习和探索,就有了主动性,他们的学习的内容、学习的广度和深度,以及学习能力都会超出预期。
在核酸化学探讨基因方面的知识时,先提出两个问题:大象为什么不得癌症?熊猫的基因为何会“堕落”?大象的抑癌基因有20个,而人类只有一个,所以大象几乎不得癌症。熊猫作为活化石,在漫长的演化过程中,捕食太过困难时,慢慢倾向于多吃竹子,在长期吃竹子的过程中,丢失了一个感受味道的T1R1基因,熊猫就感受不到竹子和肉的区别,感受肉的味道的基因一直不用就被机体“放弃”。此处可引导学生:学习可以改变大脑的物质结构,如果坚持学习,让自己的大脑不断的活跃,神经元连接数就会变多。另外让学生去体会不管是大象还是熊猫,都很了不起,让学生产生一种万物平等的觉知,只有拥有对生命的敬畏之心时,我们才会时时处处感受到生命的高贵与美丽。
2 小结
以上仅仅是笔者在讲授生物化学课程过程中课程渗透思政中的一小部分内容。如何有效的课程思政,作为一种科学和经验的结合,需要教师不断探索。《礼记·大学》中有:“大学之道,在明明德,在亲民,在止于至善”。从表面上看来,与专业技能相比,道德品质的养成似乎在实际生活中的应用并不直接,但从长远来看,道德品质的传承,却是一个民族生死攸关的大问题。
要想做到有效课程思政,首先应该应挖掘专业知识蕴涵的思政教育资源,这些思政资源主要包括能够提高人的思想水平、政治觉悟、家国情怀、道德修养、文化素养、法治意识等社会价值认同和价值追求等知识[10]。其次,可以从外部加入不同的思政资源或能提升课程内生的思政资源效果的元素。第三,要根据学生的具体情况、学生的“前知识”选出适合学生的思政资源。在这个过程中甄别很重要,要正确判断哪些知识是有价值的,哪些是需要摒弃的,哪些是需要弘扬的,哪些是需要传承的。一定要选择与立德树人暗合的资源作为课程思政的内容。最后,应依据专业课程的特点,采取恰当的方式自然融入,融入的过程中,在注重深度的时候,还要注意温度,冷冰冰和生硬的方式学生一定是抗拒的。
课程思政,并非思政课程,课程思政也不等于课程+思政。要让思政内容与专业知识自然生长、在专业知识的传授过程中不着痕迹、顺利成章的带出来。为此教师在教学设计的过程中,要多花心思,巧妙设计,这样才能起到思想教育、人文教育的目的,才能激发学生的学习兴趣,从而起到1+1大于2的效果。相反,思政元素的加入生搬硬套、生拉硬拽,不光起不到应有的效果,还可能引起学生的反感。所以在讲授的过程中,一定是将思政知识“自然融入”到专业知识中,如果仅仅是“植入”的话,就有可能像某些植入广告,痕迹过重,不光达不到预期的效果,还会适得其反,不光知识不能深入,思政也无法入心。自然融入,就如盐入水,无声无痕,但水已经慢慢在改变。
参考文献
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[2] 蓝蔚青,谢晶,孙晓红,等.《食品添加剂》课程思政教学改革的实践与探索[J].教育现代化.2018,(45):47-49.
[3] 谢兆辉,焦德杰,王丽燕,等.生物化学课程思政融合点的发掘[J].化学教育: 中英文.2020,(14):71-75.
[4] 孟子敏,李莉.课程思政教学实践中的若干问题及改进路径[J].中国大学教学.2022,(3):51-57.
[5]阿尔布雷希特·弗尔辛.爱因斯坦传[M]薛春志,译.北京:人民文学出版社,2022.
[6]朱万江.鲍林传[M]吉林:时代文艺出版社,2016.
[7]约翰·D·布兰斯福特.人是如何学习的[M]程可拉,孙亚玲,王旭卿,译.上海:华东师范大学出版社,2013.
[8]拉塞尔·L·阿克夫.翻转式学习[M]杨彩霞,译.北京:中国人民大学出版社,2015.
[9]珍妮·西格尔感受爱译[M]任楠,译.北京:机械工业出版社,2018.
[10]刘清田.略谈课程思政的内生性[J].中国大学教学.2020,(11):90-92.