思政教育融入生物化学与分子生物学课程的教学探索
作者: 朱正歌 张倩 张金秀 赵立强 王耕 周春江摘 要:将思政教育融入研究生专业课程的教学环节是高等教育改革的重要任务。生物化学与分子生物学课程是生物学大类硕士研究生的专业必修课,为充分落实立德树人的根本思想,充分挖掘生物化学与分子生物学课程内容中蕴含的思政元素。采用多种形式,将有利于传承中国古代文明、弘扬民族科学精神和体现我国现代科技发展的重要内容有机地融入教学过程中;同时,基于OBE理念,强调以学生为主体,以社会需求为导向,注重成果产出和能力培养,构建生物化学与分子生物学课程教学的多元化评价体系,促进生物学硕士研究生核心素养的提升。
关键词:思政教育;生物化学与分子生物学;OBE理念;核心素养;研究生教育
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2025)10-0183-04
Abstract: It is a pivotal task for integrating ideological and political education into the teaching of professional courses for graduate students in the reform of higher education. Biochemistry and Molecular Biology is a compulsory professional course for master degree students in biology. To fully implement the fundamental idea of fostering virtue and talents, we have thoroughly explored the ideological and political elements which embed in the course content of Biochemistry and Molecular Biology. We have integrated important contents that help to carry forward ancient Chinese civilization, promote the spirit of national science, and embody the development of modern Chinese science and technology with variety of forms. At the same time, based on the Outcome-Based Education, we design student-centered and demand-oriented approaches, focus on outcome and competency, and construct a diversified evaluation system for the teaching of Biochemistry and Molecular Biology, in order to promote the enhancement of the core literacy of master degree students in biology.
Keywords: ideological and political education; Biochemistry and Molecular Biology; OBE concept; core literacy; graduate education
习近平总书记强调“国无德不兴,人无德不立”,“高校立身之本在于立德树人”。高等教育不仅承载着对知识、思想、真理的传播,而且更重要的是坚持将“立德树人”作为根本任务,为国家发展培养有用人才。硕士研究生阶段是很多学生在校接受教育的最后阶段,毕业之后就直接走上工作岗位,肩负起国家建设和民族复兴的重任。因此,认真贯彻教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》文件精神[1],培养研究生具有正确的世界观、人生观和价值观,已成为十分必要的任务。
生物化学与分子生物学课程是生物学大类硕士研究生的专业必修课,其重要的理论与实践技术为生命科学的发展作出了重要贡献[2-3]。由于其理论较为抽象和枯燥,理解起来难度较大,部分学生对该课程的学习兴趣较低,给课程教学带来一定难度。但是,该课程与生命科学的众多基础学科有着千丝万缕的联系,是生命科学发展过程中的重要技术支撑。在长期的生物化学与分子生物学教学过程中,我们深刻领悟“立德树人”与“核心素养”的根本要求,坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,将大量与教学内容相关的思政元素融入其中,解析生命观念,注重科学探究过程,引领科学思维的培养,强调人与自然的和谐相处,大大增加了该课程的趣味性和实用性。以学生为主体,实现全方位、全过程培养全面发展的社会主义建设人才。
一 生物化学与分子生物学课程教学改革的思考
生命科学专业研究生,其未来从事的职业可能是生物学领域领军人才和科学研究骨干,也可能是生物医药领域的研发专家,或可能是生物学教师等重要岗位;而生物化学与分子生物学理论和技术是从事相关领域工作必不可少的重要支撑。因此,教学过程中注重成果导向、能力导向和需求导向,提高教学质量,培养高质量人才一直是本课程教学追求的目标。基于此,我们从以下几个方面进行深入探索,并付诸实施。
第一,围绕“立德树人”,基于OBE(Outcome-based Education)教育理念[4],优化生物化学与分子生物学课程教学体系,提升研究生的创新能力。以立德树人为核心,针对课程目标,分解学习过程,将教学过程分为课前导读、资料学习、课堂讲解与答疑、检测评价与反思等环节。同时,结合具体教学内容,融入思政教育元素,建构“爱党爱国”“爱岗敬业”“修身养德”;等思想,明确学习的产出及评价标准,根据生命科学大类不同专业研究方向的需求,调整学习过程,促进个性化需求,让学生切身感受到该课程的课堂学习与社会需求及未来发展密切相关。
第二,“以终为始、逆向推导”[5],构建生物化学与分子生物学课程教学改革设计,注重整体培养质量。围绕生命科学专业研究生未来就业方向,结合该课程的主要理论与技术,注重课程学习结束后的成果。由于该课程教学安排在研究生入学第一学年的第一学期,因此,对学生学习效果的评价不局限于该课程授课的学期,还会紧密跟进后续培养过程,评价研究生对该课程学习的应用与产出;时刻关注提高每位研究生的综合素质,为满足生命科学领域的社会需求培养高质量人才。思政教育元素的设计与渗透也同样采取反向设计思路,结合本课程教学目标及科学研究案例,将实事求是、独立与质疑、团结协作等科学精神等思政元素自然融入教学。
第三,实现精熟学习。精熟学习理念认为,高等教育的主要培养目标是实现每位学生的精熟学习,而非精英教育。结合生物化学与分子生物学课程教学目标,针对每一个研究生的具体情况和培养目标,区别不同生源和不同专业研究生的学习成绩,制定具体的“教学—评价—调整”策略,并且在该课程的具体教学实施过程中,不断调整该策略,直至达到最优目标。
二 生物化学与分子生物学知识体系中思政元素的挖掘
生物化学与分子生物学包含的教学内容非常丰富,既有静态的生物大分子结构与功能,又有动态的生物大分子的合成与分解,还有生物大分子的表达与调控,其知识体系中蕴含丰富的思政教育元素。物质的合成与分解是生物化学与分子生物学课程的重要内容,其基础知识已广泛渗透于中小学教材,该部分内容的思政教育元素不胜枚举。如结合核酸、蛋白质、糖类等生物大分子的合成与分解,使学生正确理解生物大分子的代谢在生物生长发育过程中举足轻重的作用,由此提出基于人体健康需求,应合理膳食、调整饮食结构、降低高血脂和高血糖,才能减少疾病困扰。同时,渗透环保理念,通过实例分析环境改变对生物代谢的影响。如某些化学污染物的任意排放可导致水土污染、饮食环境变差,使进入人体的污染物无法进行适当的新陈代谢,可能会引发疾病和危害身体健康,等等。教学中我们以党的二十大报告为理论指导,倡导人与自然和谐共生,充分认识到“绿水青山就是金山银山”,从生命科学角度,引导学生尊重自然和保护自然。
基因表达及调控是生物化学与分子生物学课程的重要内容,与生活息息相关。如基因表达包括转录和翻译,这个过程是生物生长发育及适应环境的重要基础,无论是细胞分裂和分化,还是组织器官形成和发育等,基因表达及其调控均发挥至关重要的作用。同时,基因表达还与环境因素密切相关,一些基因表达激活或被抑制均可能导致疾病的发生。如敲除小鼠的Rubicon基因可降低自噬相关肝脏疾病的发生,科学家推测改变Rubicon基因的表达,可改善年龄相关因子的表达,进而适当延长生物机体的寿命[6]。无论是原核生物的操纵子,还是真核生物的转录因子、表观修饰因子等,均维持有序的变化,多种基因共同协作保证生命活动的有序进行。如吸烟和体重指数均为细胞因子反应变异的重要影响因素,并且影响程度与年龄、性别和遗传因素有关,吸烟对免疫反应具有短期及长期调节作用,因此,从基因表达调控等原理角度提倡戒烟[7]。基于此,教学中应强调基因表达调控包含多个层次和水平,尤其真核生物的基因表达调控更为复杂,通常包含表观遗传调控、转录水平和翻译水平调控等。由此引导学生深入理解宏观社会的调控与生物体分子水平的微观调控的相似性,每一个因素的调控都精细且复杂。因此,我们很自然地将思政元素融入教学,提倡尊重自然规律,保持健康生活方式;同时,作为自然界和社会的一员,每个人都要遵守秩序,紧密协作,共同维护自然的和谐统一。
三 生物化学与分子生物学教学过程中民族文化自信的厚植
生物化学与分子生物学虽然属于较为年轻的学科,然而不少课程内容和科学原理在中国古籍早有体现。中华优秀传统文化的寥寥数语,竟孕育了很多生物学道理。例如“向阳花木早逢春”展现了光和温度对植物基因表达调控的影响;“橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳”“年年岁岁花相似”等均体现了表观遗传调控对生物性状的影响;“悠悠文明史,漫漫丝绸路”不仅体现了我国古代劳动人民利用生物学知识和技术进行生物育种的养蚕文化,而且促进了中外交流;等等。这些传统文化所蕴含的生物化学与分子生物学专业知识基础,均彰显中华文化的博大精深,教学中自然地将专业知识教育升华至价值引领高度。
纵观近代和现代生物化学与分子生物学发展的重大发现,诸多中国学者活跃在科技舞台,为该领域的发展作出了不可磨灭的贡献。邹承鲁院士带领科研团队攻坚克难,采用巯基氧化方式,将胰岛素的A链和B链重新组合,形成具有较高活性的胰岛素分子,为结晶胰岛素的合成奠定了基础。因此,当英国化学家桑格1958年指出“合成胰岛素将是遥远的事情”的时候,我国科学家团队于1965年就合成了多肽类生物活性物质——结晶牛胰岛素[8],开创了人工合成生物活性大分子的先河。中国生物化学家吴宪院士率先在世界上提出“蛋白质变性学说”,他认为构成天然可溶性蛋白质的氨基酸之间存在次级键,这些次级键的断裂可导致蛋白质构象和性质的改变。此外,他还明确提出“改良膳食,乃复兴民族之一策”[9]。华裔科学家吴瑞先生不仅为DNA测序及DNA重组技术的发展作出杰出贡献,而且发起了中美生物化学联合招生项目(CUSBEA),为中国生命科学事业发展作出了卓越贡献。诺贝尔生理学或医学奖获得者屠呦呦,参考《肘后备急方》的“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”启迪了她的智慧,叩开了成功的大门[10]。20世纪90年代,我国是发展中国家中唯一参与了人类基因组计划的国家,圆满完成了人类基因组测序工作的1%;目前我国的基因组测序工作走在世界前列,先后完成了杂交水稻、大熊猫等多种生物的测序工作。
近年来,我国科学家在生物化学与分子生物学领域的贡献更是层出不穷。如中国科学院李伟、周琪和李劲松团队等首次通过可编程连接,揭示了染色体重排对有性生殖的影响,证明基因组的稳定性是染色体演化的重要基础[11]。全球气候变暖、极端高温天气频发均可使作物大量减产,从而加剧粮食安全问题,中国科学院林鸿宣团队与上海交通大学林尤舜团队合作发现了水稻高温抗性的新机制,揭示抗高温遗传模块TT3可感知并传递高温信号,进而保护叶绿体免受热伤害,为作物抗高温育种提供珍贵的基因资源[12]。中国农业科学院万建民院士团队系统鉴定了引起籼稻和粳稻杂种花粉不育的位点,解开了水稻生殖隔离之谜,揭示了基因的演化规律及其分布,为利用杂种优势培育高产品种提供了理论依据和技术支撑[13]。这些研究成果的背后,蕴含着科学家实事求是、开拓进取、团结协作、坚持不懈的科学精神,引领我们为中华民族伟大复兴而奋斗。