前沿交叉学科“生物化学”课程思政的实践与探索

［摘 要］ “生物化学”课程注重知识、能力、素质的综合培养，使学生具备科学的素养与科学的思维，从而为国家在“生命健康”“新材料”等领域储备充足的高质量人才。通过探讨前沿交叉学科“生物化学”课程思政建设的必要性，深度挖掘提炼“生物化学”专业知识体系中的思想政治元素，按照科学史话、诺奖辨析、中国贡献、生活关注、科学前沿五大模块，将“生物化学”课程设计和日常教学与爱国主义教育结合起来，从而完成“生物化学”课程思政建设的实践与探索，实现春风化雨育英才的课程思政目标，落实育人和育才相统一的教学任务。

［关键词］ 生物化学；课程思政；交叉学科；化学生物学

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）05-0085-04

教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》指出：“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人是教育的根本问题，立德树人成效是检验高校一切工作的根本标准。”“要紧紧抓住教师队伍‘主力军’、课程建设‘主战场’、课堂教学‘主渠道’，让所有高校、所有教师、所有课程都承担好育人责任，守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思政课程同向同行，将显性教育和隐性教育相统一，形成协同效应，构建全员全程全方位育人大格局［1］。”全面推进课程思政建设就是要使各类课程与思政课程同向同行，深度挖掘提炼专业知识体系蕴含的思想价值和精神内涵，科学合理地拓展专业课程的广度、深度和温度，增强课程的知识性、科学性和人文性，提升课程的引领性、时代性和开放性。

一、加强“生物化学”课程思政建设的必要性

“生物化学”注重生命过程中化学物质和化学过程的研究，是北京航空航天大学化学学院化学生物学专业的核心专业课程。而化学生物学是化学领域的一个新兴二级学科，起源于化学的长期发展和成熟，以及生物学与医学科学研究的积累和需求，是21世纪发展最为迅速的前沿交叉学科之一。生物化学不仅聚焦于探索生物体内的分子事件及其相互作用网络，还通过化学的方法和技术拓展生命科学的研究范围［2］。生物化学的研究和发展为使用多学科手段解决疾病危害、粮食不足、资源和能源短缺、环境污染等社会重大问题提供了新思路。如何利用有限的学时，将课程思政元素融入“生物化学”课堂教学，加强课程育人功能，不仅是化学基础学科发展的需要，也是我国赶超世界尖端科学技术所必须重视的战略方向。

二、“生物化学”课程思政课堂教学现状

生物化学的内容体系仍在不断地完善和更新。进入21世纪以来，化学、生物、物理、生命医学等领域的学科交叉研究也越来越广泛。例如，利用PCR技术（基因扩增）提高了新冠病毒检测的效率，受植物光合作用启发的太阳能电池，仿生物酶合成用于产氢、产氧研究，航空航天生命保障系统中的燃料电池应用引领了人类未来生产、生活方式的发展新方向。但是，传统的“生物化学”课程只注重知识技能的教学设计，忽视了课程思政目标的设计。以学生为本、从课程源头设计出发，将思政元素有机融入课程建设方案设计，将“空天报国、敢为人先”的北航精神注入课堂，结合原始创新的思路吸引学生展开研讨，在提高高阶思维能力的基础上进行思政教育，有助于培养出真正“强能力、高素质”的创新型人才［3］。

三、“生物化学”课程思政建设思路

（一）“生物化学”课程的人才培养目标和课程思政教学目标

本科课程教学是认知、思维与能力的结合。我校生化人才培养以教育部提出的一流本科课程“两性一度”（高阶性、创新性和挑战度）新要求作为指导思想，协同立德树人根本要求，将课程思政融入课堂，从而实现知识引领与价值传授同频共振的教学目标［4］。

在教学中注重知识与能力的有机融合。在课程内容上强调广度、深度和前沿特色，并注重培养学生分析和解决问题的能力、勇于探索和创新的精神。通过融入“生物化学”课程教学的思政体系，如通过介绍我国生物化学领域的开拓者和建设者所取得的成就，树立学生民族危机感，明确历史担当和责任。结合前沿热点教学，弘扬“科技兴，则国兴”的拼搏精神和“空天报国、敢为人先”的北航奋斗精神。

（二）“生物化学”课程思政教学设计

1.内容体系模块化。我校化学学院的“生物化学”课程主要内容包括：糖、蛋白质、核酸、脂质等的分子结构、理化性质、生理功能和性质，以及在生物体内的代谢路径、调节方式等。收集和整理与课堂内容相结合的思政教育案例、对应的契合点和思政元素，从而分成五大模块：科学史话、诺奖辨析、中国贡献、生活关注、科学前沿，使课程教学更具有引领性和人文性（见图1）。

模块一，科学史话。立足“生物化学”课程教学，适时恰当地引入生化发展历程，开展思政教学。例如，通过介绍弗雷德里克·桑格两次荣获诺贝尔奖的相关知识（1958年研究了胰岛素的一级结构/1980年核酸DNA序列的确定方法），培养学生不畏艰难、永攀高峰的科学精神。通过介绍DNA双螺旋的发现历程，使学生在掌握DNA二级结构的基础知识上，真正理解DNA双螺旋发现的意义（即开启了分子生物化学的时代，使对遗传的研究深入到分子层次），培养学生的创新精神，并要做到学术诚信。以生物化学科学发展前沿为牵引，让学生注重理解蕴含在生物化学概念、原理和结论之中的科学观点和方法，学会发现和辨析知识背后潜藏的科学问题，理解知识所包含的深层次科学意义。

模块二，诺奖辨析。百余年来，诺贝尔化学奖越来越青睐探讨生命现象化学本质的生物化学，自然科学的学科和门类之间已没有泾渭分明的界限。统计发现，近百年诺贝尔奖获得者有近三分之一与生物化学有密切联系。1901年到2004年的诺贝尔化学奖也有67.9%的人次与生物化学密切相关。通过翻转课堂对若干与生物化学相关的诺贝尔奖案例进行辨析和研讨。例如，在讲授酶化学的章节中，通过辨析2018年的诺奖颁授成果——酶定向进化，即要在试管中通过随机突变、随机杂交来模拟自然界的进化是一种哲学和方法学的巨大贡献，从而进一步简要介绍模拟酶（人工酶）的相关内容。模拟酶是利用有机化学方法合成的比天然酶简单的非蛋白质分子，与生物酶同样具有底物结合位点和催化位点，具有结构对底物键合方向和立体化学专一性。核酸代谢的调节教学涉及基因组编辑技术（2020年诺贝尔化学奖）。教学内容体现出前沿性与时代性，并有效提升学生的思辨精神和沟通交流能力，培养学生的科学素养和创新能力。

模块三，中国贡献。通过介绍中国生物化学领域的开拓者和建设者所取得的成就，明确历史担当。例如，在绪论章节介绍医学路上的追梦人——屠呦呦的杰出贡献，创制了新型抗疟药——青蒿素和双氢青蒿素。教育学生要热爱科学、理解科学、参与科学、尊重科学。通过介绍我国生物化学之父吴宪首次提出“蛋白质变性学说”的贡献，以及邹承鲁创立的“邹氏公式”和“邹氏作图法”，建立酶活性不可逆抑制动力学理论体系、提出酶活性部位柔性学说，并在胰岛素人工合成、蛋白质结构功能关系和酶作用机制等方面做出了开创性贡献，教导学生在未来能够运用科学的方法、技术迎难而上，积极探索未知。

模块四，生活关注。在讲授DNA测序的知识点时，通过介绍PCR（基因扩增技术，也称聚合酶链式反应）技术在核酸检测中的应用，拓展线下教学内容的广度和深度。让学生注重安全意识，懂得生命健康第一的真正要义，能够敬畏生命，并勇于追求真理。以优秀共产党员的个人经历，如“人民英雄”国家荣誉称号获得者陈薇为疫苗研发做出的卓越贡献，“共和国勋章”获得者钟南山的杰出贡献，激励和鼓舞学生勤奋学习，报效祖国，服务人民，奉献社会。引导学生关注生物化学相关领域尚未解决的重大科学问题、前沿学科交叉问题，如“遗传物质如何进化？”“如何进行疾病的预防？”“微生物如何降解塑料？”开阔学生思路，培养学生灵活分析和应用能力。

模块五，科学前沿。通过引入我国科学家在化学和生物交叉领域的前沿研究热点，结合原始创新的思路，吸引学生展开研讨，从而在提高高阶思维能力的基础上进行思政教育。例如，在生物膜章节，在翻转课堂诺奖辨析生物离子通道，包括“纳/钾离子泵”（1997年诺贝尔化学奖）、“水蛋白通道”（2003年诺贝尔化学奖）的基础上，介绍受自然启发的仿生纳米通道的设计原理、研究进展，以及固态纳米孔用于DNA的可行性分析，并将一代和二代基因测序技术进行对比，分析其优势和不足。以“生物化学”知识为依托和载体，通过对“生物化学”知识和前沿学科案例的讲授和研讨分析，减少课堂上的知识灌输，增加学生和教师之间的讨论时间。引入我国科学家在化学和生物交叉领域的前沿研究热点，结合原始创新的思路以吸引学生展开研讨，在提高高阶思维能力的基础上进行思政教育。

2.形成思政元素案例库。目前，课程思政的建设主要体现在线下教学，对于课堂教学内容所包含的深层次科学意义的探讨还不够深入，留给学生思考和讨论的时间偏少。我们将进一步建设生物化学名人先进事迹网上资源库，以科学家的奉献精神感染和鼓舞学生。在线课程建设将利用现代化信息技术，实现对教学内容广度和深度的拓展，以开放性和可扩充性结构组织为框架，建立多层次、多动态的在线教学资源。通过线上教学的优势，有效弥补课程教学短板，有针对性地调动学生的学习兴趣，提高他们参与和实践的积极性。我们建设了三个资源库（思政元素库、诺奖集锦、前沿文献库），将思政内容与信息化技术结合，突破教学学时等的限制，构建与线下内容相匹配的丰富的线上教学资源，拓展线下教学的广度和深度，使生化课程知识体系与课程思政同向同行。发挥学生自主学习能力，并将学习成效纳入考核体系中。通过这些资源更加讲好中国精神、中国情怀（见图2）。

（三）“生物化学”课程思政教学实践

利用先进的教学手段，我们建设了融入“生物化学”线下课程教学的线上和线下课程思政资源。例如，线下教学主要是围绕课程思政五大模块内容，润物无声地融入教学实践过程。以案例展示、师生互动、主题讨论的方式进行。线上思政建设将利用三个资源库，使“生物化学”课程知识体系与课程思政同向同行。学生可以在课前与课后利用线上资源进行自行学习，思辨质疑并结合翻转课堂任务进行分组讨论，从而形成教学教育闭环，实现知识传授和价值引领的同频共振。通过线下线上思政资源建设和教学实践，一方面可以提高教师的思政水平，以高尚的品格感染学生，以用心的关爱赢得学生，以模范的言行影响学生；另一方面还弘扬了“科技兴则国兴”的拼搏精神和“空天报国、敢为人先”的北航奋斗精神（见图3）。

结语

以立德树人为根本要求，以教育部提出的一流本科课程“两性一度”新要求为指导，以学生为中心，将思政元素有机融入课程建设方案设计，形成具有学科交叉特色前沿性和先进性的教学内容与教学体系，使学生能运用所学的知识和技术解决生物和化学交叉领域中的前沿科学问题，培养学生的科学素养、探索和创新能力，从而为培养厚基础、高素质、强能力的复合型人才奠定基础。思政内容融入线下教学，结合线上思政建设资源，培养学生自主学习能力、逻辑思维能力、思辨精神和沟通交流能力。以科学家的爱国精神、奉献精神和科学追求激励我们每一个人，并进行传承和发展。

参考文献

［1］教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知：教高〔2020〕3号［A/OL］.（2020-05-28）［2023-10-02］.https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-06/06/content_5517606.htm.

［2］徐伟丽，徐平，韩晓军，等.“课程思政”视角下研究生高等生物化学课程建设的实践与探索［J］.大学化学，2022，37（10）：269-274.

［3］商瑜，张明磊，郭健，等.动态生物化学课程思政元素的挖掘与运用［J］.生命的化学，2022，42（10）：1937-1944.

［4］赵静，陈祯，王占娣，等.课程思政理念下生物化学课程教学及考核评价体系构建［J］.高教学刊，2022（28）：107-113.

The Construction of Curriculum Ideology and Politics of Biochemistry towards an Interdisciplinary Frontier Science

FAN Xia， SONG Lu， LIN Wei-feng