高级生物化学课程思政教学案例设计

中图分类号：G641 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2025）13-0181-04

Abstract：AdvancedBiochemistryisoneofthemaincoursesforgraduatestudentsinscience，enginering，agricultureand medicine.Itscontentishighlytheoretical，theknowledgepointsarecomplexandtheintroductionistoosimple，andthe experimentaloperationsarediffculttounderstand.Intheabsenceofefectiveteachingmethodsandmeans，thegraduate students‘enthusiasmforlearningisgenerallynothigh，andthelearningefectispoor.Thispapertakesthethree-dimensional structureof proteinsinChapter1ofAdvancedBiochemistryasanexampletodesigntheteachingcontent.During theteaching implementationprocess，teachigndideoogicalducationwilleintegatedmphasingteombiationoftoreticalatio andpracticalactivities，andreal-timesharingofideologicalandpoliticalstoriesrelatedtothcontent.Thoughteachingmethos suchascaseanalysis，classroomdiscusion，andpracticaloperation，theteachingobjectivesandideologicalandpolitical objectiveshavebeencariedoutinthesamedirection.Thisstudyprovidesreferencefortheimplementationandpromotionof ideologicalandpoliticaleducationinthecourseofAdvancedBiochemistry，andalsoprovidesreferencefortheconstructionof ideological and political education in other courses in the field of chemistry.

Keywords：AdvancedBiochemistry;curiculumideologicalandpoliticaleducation；teachingcases；proteins；thethreedimensional structure

案例教学法最初是由美国哈佛大学法学院于19世纪70年代开创的，后流传于欧美等国家。它最先运用于工商管理的教学中，教师和学生碰到一些疑难问题时，他们共同参与，相互讨论，由学生提出疑问并试着去解决，教师再进行引导和补充，并将理论与实践结合，从而使得课堂上的气氛活跃，学生的思维也很敏锐，并能够将所学内容迅速牢记，所学的理论知识不再是枯燥乏味、虚无缥缈的，而是生动有趣、切实可行的。目前，案例教学已经被广泛运用到经济学、医学和药学等多个学科领域，现已成为一种非常热门和高效的教学方式，已得到了教师、学生和各大教育机构的广泛认可，教育教学也不再局限于课本和课件2。但是，在有机化学、分析化学、化学生物学、生物与医药等理工科硕士学位研究生教育方面尚属起步阶段，教师在备课时选取的教学案例很没有针对性，案例信息也不完整，致使课堂效果欠佳。而且理工科教师和学生的思维模式普遍在于追求效率和实用性，更加注重的是逻辑思维能力，对思政课程认识还不够深入，从而导致对课程思政存在偏见，并产生抵抗心理，所以要进一步强化广大师生的思政意识和思维能力，从而提高教师和学生课程思政的能力，才能确保课程思政建设落到实处，并取得实效。

由于生物化学的飞速发展，急须建立课程学习网络共享资源或教学案例库，以适应学科的发展和满足不同专业研究生的不同要求。因此，非常有必要建设适用于现代教学模式的高级生物化学课程教学案例库，这对于从事高级生物化学教学的教师和学生都有着十分重要的教学和实践意义。在高级生物化学课程教学过程中适当地融入合理、贴切并又非常科学的思政元素，建立思政案例库，并采用思政案例式的教学模式进行教学，教师通过系统地、浸润式地授课，在提升研究生专业水平同时，思政能力也得到了大大的提高，从而推动了理工科类研究生在思政文化方面的建设，进而促进学生扎实掌握专业课中的理论知识，达到教学、科研与思政三者有机结合的目的。本文以高级生物化学第一章蛋白质的三维结构为例，设计了授课内容，并总结出可用于课程思政教学的若干元素，以期为高级生物化学课程思政教育建设的实施推进提供参考，也为课程思政在化学领域其他课程的建设提供借鉴，更好地实现知识传授与价值引领。

一课程性质

高级生物化学是面向理、工、农、医类研究生开设的一门必修课，是本科生物化学知识的深化和进一步提高，也是连接生物化学和分子生物学的桥梁，课程内容主要涉及蛋白质的结构与功能、寻靶和研究技术；基因、基因表达调控、基因组学和研究技术；生物信号转导及代谢组学等方面。通过本课程的学习，可以使研究生在已有生物化学专业知识的基础上，进一步加深和拓展生物化学的理论知识，更高层次地认识生物化学的基本原理、事实及内涵，强化生物化学的基本实验理论和技能，提高学生独立分析问题和解决问题的能力，为今后进一步学习和开展科学研究打下坚实的基础。

二 学情分析

高级生物化学是针对生物与医药、化学生物学及药学等相关专业硕士研究生的必修课之一。它是介于生物化学和分子生物学之间的一门学科。该课程的授课是在研究生一年级上学期开展，学生虽然已经掌握本科生物化学、分子生物学和遗传学等相关课程的基本理论知识，但实验操作能力相对较弱。因此，在教学过程中应结合高级生物化学教学大纲，紧贴教学重点和教学难点，提取并整合高级生物化学理论知识和实验操作过程中的问题个案，反映高级生物化学方向的典型特征和普遍存在的问题，将相关内容再融入思政元素，进一步加工与完善，打造课堂授课和学生可以自主学习的实际案例，从而形成一套线上与线下为一体的，具有一定关联性、典型性和真实性的课程思政教学案例库，引导学生实事求是、独立思考、勇于开拓，为推进新时代中国特色社会主义伟大事业而努力奋斗。

三思政教学案例建设意义

由于高级生物化学内容理论性较强、知识点繁杂，且课本上对于知识点的介绍过于简单，实验操作难理解，在缺乏有效教学方法和教学手段的情况下，学生学习的积极性普遍不高，学习效果较差。而案例教学具有教学目标明确、教学内容清晰、教学互动性好、教学结论开放性高、重点突出、实践性强和以学生为教学主体等特点已被广泛运用，并得到学生、教师和各大教育机构的一致认可。

目前，国内仍没有形成较为完整的高级生物化学教学案例库，特别是融人课程思政的教学案例库更是空白。因此，挖掘蕴含于高级生物化学课程中的显性及隐性的思想政治教育资源，形成可听、可视、可学、可做的课程思政教学案例库，可有效地推动课程思政教学改革，促进学生自主学习，改变传统学习模式，从而达到培养学生自主获取知识和资源的能力。高级生物化学思政教学案例资源库的建立将有利于教师在教学过程中满足学生的现实需求，培养学生逐渐适应社会的能力和水平，达到教书育人的目的，从而提高人才培养质量。

四思政案例教学设计思路一以蛋白质的三维结构为例

（1） 课堂导入

首先通过创新情景、设疑引入的方式开始章节内容。列举在新冠疫情期间，复旦大学生物医学研究员张文宏教授提出“一定要吃高营养，高蛋白的东西，每天早上准备充足的牛奶，充足的鸡蛋，吃了再去上学，早晨不许吃粥”。张文宏教授说这句话的意思是什么？是否合理？原因是什么？然后通过善诱善导、突出重点的方式解惑。以人体为例，结合之前所学知识举例说出身体中的蛋白质，并试着概括出其结构与功能的关系，让学生深刻体会蛋白质在各项生命活动中的重要作用，迫切想知道蛋白质结构是怎样的，从而增加了学生的学习兴趣。

（二） 教学内容设计

根据教学目标，本章将重点探讨蛋白质的三维结构，并着重从以下5个主题进行详细讲解。第一是氨基酸的序列决定蛋白质的三维结构；第二是蛋白质的结构决定其功能；第三是弱相互作用力是稳定蛋白质的主要作用力；第四是每种蛋白质都有其独特的三维结构；第五是通过认识一些蛋白质共有的独特结构模式来理解蛋白质的构造。采用理论结合实际的方式，清晰、深入浅出地对相关理论知识进行讲授，再根据学生的生活经验和经历，利用短视频、形象的比喻、生动的图片等，并结合本人多年来的科研成果展示，增加学生对于蛋白质的感性认识，使学生在主动获得知识的同时完成对重点和难点知识的学习，并在整个讲解中巧妙融人思政元素，对教学内容进行改革与创新。

1蛋白质结构的概述

天然蛋白质只是在一定程度上的稳定，理论上一条特定的多肽链可以取无数不同的构象，通常自由能最低的蛋白质构象就是弱相互作用力数目最多的一种构象，所以弱相互作用力是稳定蛋白质构象的主要作用力，但共价键也是多肽链的重要限制因素。15世纪30年代末，LinusPauling和RobertCorey从事了一系列的研究，总结出肽键C-N具有部分双键的性质而不能自由旋转，N-Ca和Ca-C可以自由旋转，因而多肽链的共价主链被看作是一系列的刚性平面，这些刚性平面是由具有共同旋转点Ca的连续平面组成的，并用拉氏构象图（Ramachandranplot）来举例说明。这部分内容学生很难理解，也看不懂，所以在教学过程中，增加在线视频教学生如何构建蛋白质的拉氏构象图，图1为现场给学生讲解而构建的蓖麻毒蛋白拉氏构象图，主要目的是将教学与科研结合起来，使学生能够更有效地对知识点进行掌握、消化和吸收，同时激发了学生对科学研究的兴趣。

2蛋白质的一级和二级结构

蛋白质的一级结构是指多肽链中氨基酸的排列顺序，其化学键主要是肽键，它非空间结构，但决定蛋白质的空间构型。二级结构是指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，是该肽链主链骨架原子相对空间位置，并不涉及氨基酸残基和侧链的构象，其结构键主要是氢键，其主要形式有 -螺旋、 -折叠、β-转角、无规则卷曲4种。此部分内容在本科《生物化学》教材里已有详细介绍，复习之前内容作为铺垫，并引入下一节蛋白质的三级结构。在教学过程中，增加“三聚氰胺毒奶粉事件”，使学生明白诚信的重要性；然后介绍诺贝尔化学奖得主弗雷德里克·桑格（FrederickSanger，英国生物化学家）成功破解蛋白质一级结构的案例，以培养学生的科学素养和科学精神；最后介绍1965年，我国科学家首次采用化学方法人工合成结晶牛胰岛素，这也是世界上第一个人工合成的蛋白质，激励学生对科学研究的热情和培养学生的家国情怀。

3蛋白质的三级和四级结构

蛋白质的三级结构是指多肽链在二级结构、超二级结构和结构域的基础上进一步盘绕、折叠形成紧密的球状分子构象，维持蛋白质分子三级结构的作用力主要有氢键、离子键、范德华力、疏水作用和二硫键。蛋白质的四级结构是指多亚基蛋白或大的蛋白质聚集体中亚基之间的互作，其中每个具有三级结构的多肽链称为亚基，亚基一般由一条或多条肽链组成，中间以二硫键相连。维持蛋白质四级结构的作用力与维持三级结构的力是相同的。四级结构的形成使蛋白质结构更加复杂，以便执行更为复杂的功能。