科研育人视角下的生化课程思政育人模式探索

聂 桓， 赫 杰， 黄雪媚， 韩正滨， 田维明， 鹿 敏， 梁 林， 李 钰

(哈尔滨工业大学生命科学与技术学院， 哈尔滨150080)

生物化学作为生命科学专业中必修的一门专业基础课，是研究构成生物体各种生物分子化学组成和生命过程中化学变化规律的科学，为分子生物学、结构生物学、细胞生物学等课程的学习打下基础。因此在注重专业教育的同时，如何传递正确的科学观、人生观、价值观，让学生从生化枯燥的死记硬背转变为主动学习，提升立德树人教育效果是高校教师需要思考的问题[1-2]。本文从科研育人的角度出发，对思政教育融入生物化学课程进行探索与实践。

1 整体思政设计方案

生物化学的理论教学内容主要包括生物大分子(糖、脂、蛋白质和核酸)的结构、功能以及体内的代谢转变规律，并以原核为主讲述遗传信息的传递过程，这些内容无论是生物大分子的结构还是代谢的过程，很多都是经典的理论，在这个过程中，教学团队以立德树人为根本，坚持“德才兼修”，将思政教育融入生物化学课程教学的全过程，理论课程和实验课程相结合，培养学生的科学思维能力和实验动手能力，在传授生命科学基础知识的同时为国育才，培养学生的爱国情怀和科学精神，构建以“民族精神、科学精神、当代中国精神、八百壮士精神”为主线的课程思政总体方案(图 1)。在整个教学过程中，融入思政元素，通过课堂教学、科学问题引导、实验教学和课后科研训练这一专业知识的主线，与培养学生民族精神、科学精神、当代中国精神、八百壮士精神的课程思政主线相融合，就像DNA的两条链一样，相辅相成，实现思政育人与科研育人的相辅相成，以德促智，以智育德。

图1 生物化学课程思政总体设计双螺旋图Figure 1 Double helix diagram of overall ideological and political design of biochemistry course

2 提升“课程思政”教师素养,引领学生成长

课程思政的教学设计做得再好，也要有教师去实施，因此，任课教师要做到立德树人，首先就要提升个人的素养， 这包括人文素养、专业技能和授课能力。教师担负着教书育人的重任，首先要摆正自己的世界观、人生观和价值观，通过向书本学习、向他人学习、向社会学习，逐步让自身“为人师表”，要用自身的魅力吸引学生、影响学生，成为合格的人民教师[3-5]。此外，教师还要增加对学生的了解，要善于与学生进行沟通，寻找与学生的共同语言，或者从他们喜欢的偶像、体育明星、竞技战队入手，讲述他们为实现梦想所做的努力和坚持，激发大家拼搏热情。

3 构建以学生为中心，以科研为引领的科研育人的课堂教学模式

在课堂教学中，要利用好课堂教育的主阵地，引入课程思政，构建以学生为中心，以科研为引领的科研育人教学模式，提升课程的高阶性和创新性[6-8]。教师在传授基础知识的同时，以科学问题为导向，绘制生物化学思政元素与知识点网络图(图2、表1)，将最新的生命科学科研进展、药物研发、名人轶事、中国对生命科学的贡献及哈工大科研工作等内容，以“春风化雨、润物无声”的形式渗透，丰富学生对知识的理解和认识，激发学生科研好奇心和求知欲，实现学生主动参与课堂教学，提升课程的高阶性和创新性，激励学生勇于探索的创新精神和科学精神，由此及彼，引导学生建立科研思维和民族自豪感。

图2 生物化学思政元素与知识点网络图Figure 2 The network diagram of biochemical ideological and political elements and knowledge points

利用黄志伟教授的蛋白质结构解析的例子配合“蛋白质的三维结构”章节，从身边教授的事例出发，讲述黄志伟教授从哈佛回国后如何决定留在哈尔滨，如何从零开始潜心科研，给学生们诠释哈工大八百壮士的信仰、情怀和担当，为国家贡献更多原创性研究成果的八百壮士精神。

利用电影《我不是药神》配合“酶的作用机制和酶活性调节”章节，讲授Bcr-Abl酪氨酸激酶抑制剂格列宁的作用原理，深入理解酶的抑制剂，并引导学生讨论“天价药”对人民生命健康的作用和在经济学上的合理性，并介绍国家将格列宁纳入医保后，以前的天价药已经从几万元/月降到了2000元/月左右，突显社会主义优越性和时代精神。

利用清华大学杨茂君教授解析电子传递链中超级复合物的结构配合“氧化磷酸化”的章节，以科学问题为牵引，引导学生讨论如何解决辅酶Q传递2个电子，而细胞色素c仅传递1个电子，再到诺贝尔奖得主彼得·米切尔的Q-循环假说效率比较低，如何提高效率，再提出杨茂君教授团队发现哺乳动物电子传递链中存在超级复合物(Ⅰ1Ⅲ2Ⅳ1)，再到超超级复合物(Ⅰ2Ⅲ2Ⅳ2)，从而培养学生科研思维，弘扬科学精神(图3)。

图3 电子传递链课程设计实例Figure 3 The example of course design of electronic transmission chain

通过这些学生身边的、最新的、社会热点的科研、药物、人物例子，以最新的科研进展来丰富学生对知识的理解和认识，激发学生科研好奇心和求知欲，实现学生主动参与课堂教学，构建以学生为中心，以科研为引领，以科学问题为导向，提升学生学习动力，提升课程的高阶性和创新性。

4 加强实验技能训练，锻炼学生动手能力和科研能力

生命科学是实验科学，学生除了通过课堂上的学习和接触最新的科研进展外，还要通过实验教学进行实验技能训练，让学生在拥有科研思维的同时锻炼实际的动手能力[9-10]。在实验课程中，加大教学投入，发挥“小而精”的培养特色，一人一组开展实验；同时教师引入科研成果，更新实验内容，减少验证实验，糖、酶活、蛋白含量、甘油三酯和胆固醇等5个分光光度计相关实验中保留1个，增加创新实验，以重组GST标签的酶为材料，将蛋白提取、亲和层析分离纯化、酶活测定整合成1个实验项目，锻炼学生科研能力。同时利用男女间X、Y染色体不同，根据特异序列设计引物，将核酸提取、PCR、电泳整合为性别鉴定实验，提升学生科研兴趣。除了实验内容的调整，还加强学生实验前的预习和实验后的报告分析，实验开始前，利用录制的实验教学和操作视频，加强学生课前预习，明确实验目的，了解实验的基本原理和操作过程，注重操作技术的规范。在实验结束后，教师引导学生利用好实验报告，通过规范实验记录，对实验现象进行解释，如发现实验现象和理论不符合,应尊重实验事实,分析查找原因,总结实验经验教训，提出实验改进方案，培养学生实事求是的科学态度[11]。通过实验技能的训练，结合实验报告的分析，锻炼学生动手能力和基本实验技能，并在科研诚信、实验记录、分析讨论等多个方面提升科研能力，达到科研育人目的。

5 充分利用课后支持体系培养科研兴趣，激发学生探索生命科学的积极性和创造性

课程组建立完善了课后支持体系，包括QQ群、微信群、MOOC资源、新闻推送、公众号、科研平台参观、导师制和创新实验室轮转机制。组织课堂QQ群，在课前将课程的教案发到群里，通过课前提问的方式引导学生提前预习，在课后，通过QQ群提交和点评课后作业。同时课余时间，推送优质MOOC资源，并将最新与生活密切相关的科研进展和新闻报道推给学生，同时在课上进行讲解，推动学生对科研进展的关注，如120万元的天价治疗肿瘤的“CART”疗法等新闻；推荐学院公众号以及科研圈、知识分子、iNature专业公众号、生物通、生物谷等生物网站，激发学生对生命科学的兴趣；组织学生参观学习学院的科研平台，使学生了解生物化学平台在科研中的应用，推动学院出台“导师制”和“创新实验室轮转”，打通学生课下进入实验室的渠道，通过接触科研一线的博士硕士、文献学习、动手实验，加深学生对课程内容的认识和理解。利用建立的课后支持体系，提升学生的科研思维和动手能力，激发学生探索生命科学奥秘的积极性和创造性。

6 总结

生物化学课程将专业知识与课程思政融合，获得哈尔滨工业大学课程思政教学竞赛一等奖、哈尔滨工业大学优秀思政教学设计案例，并获得了学生的认可。近3年学生评教，均为A或A+。学生反馈既学会了书本知识，又提升了科研素养，得到国情教育和主流价值熏陶，提高了思想道德素养。近几年，通过课程建设，学生的科研思维和能力得到显著提升，5年来，100%的本科生参与到创新实验项目，本科生累计获得省级以上科技创新竞赛奖19次。

针对生命科学的快速发展，以“科研育人”为导向，以教师为引导、带动学生主动思考，在培养学生自主学习、科学思维、敢于创新等综合能力的同时，将思政教育融入学科发展和专业知识当中，在学生掌握基础知识的同时，提高学生的思想道德和科学素养，激发爱国主义热情，增强学生的民族自豪感和社会责任感，实现知识传授和价值引领的同频共振,提高思政教育的实效性。