以核酸適體為載體討論前沿技術(shù)和應(yīng)用成果在分析化學(xué)教學(xué)中的作用

談潔 ，王文杰 ，袁荃 ,2,＊

1湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，化學(xué)生物學(xué)與納米醫(yī)學(xué)研究所，長沙 410082

2武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院，武漢 430072

分子醫(yī)學(xué)主要是指分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，包括分子生物學(xué)的重要理論、技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，例如核酸適體技術(shù)、蛋白質(zhì)技術(shù)、克隆載體手段等等。分子醫(yī)學(xué)在疾病的精準(zhǔn)診斷與治療中有著廣闊的應(yīng)用前景，對于保障人民生命健康有著重要推動作用。其中，核酸適體在分子醫(yī)學(xué)的精準(zhǔn)診斷和治療中有著不可替代的作用，被譽為分子醫(yī)學(xué)的“基石”。核酸適體是指一系列經(jīng)指數(shù)富集的配體系統(tǒng)進(jìn)化技術(shù)(Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment，SELEX)篩選出的，能與目標(biāo)物發(fā)生特異性結(jié)合的寡核苷酸序列。自1990年SELEX技術(shù)問世至今，核酸適體已經(jīng)能廣泛識別和結(jié)合各種目標(biāo)物，在生物傳感器領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[1]。令人驕傲的是，我國的譚蔚泓院士首創(chuàng)了以活細(xì)胞為目標(biāo)物的創(chuàng)新篩選方法——細(xì)胞SELEX (Cell-SELEX)。通過細(xì)胞SELEX方法，我們能夠得到多種癌癥相關(guān)的核酸適體探針，在癌癥生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)、抗癌藥物的靶向遞送等方面有著重要的突破，使分子醫(yī)學(xué)從理論研究到臨床應(yīng)用成為可能。

為了使學(xué)生建立完整的化學(xué)學(xué)科的知識體系，當(dāng)前許多高校已經(jīng)開設(shè)了分析化學(xué)等理論課程以及相關(guān)實驗課程，幫助學(xué)生理解和學(xué)習(xí)分析化學(xué)的基本知識和技能，達(dá)到能夠從事分析化學(xué)相關(guān)工作的基本要求。盡管過去的幾十年間，我國高校已成功地培養(yǎng)了大量分析化學(xué)人才，推進(jìn)了我國分析化學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的長足發(fā)展，但是思想教育在分析化學(xué)教學(xué)中的重視程度往往還不夠，要培養(yǎng)當(dāng)代分析化學(xué)人才的家國意識、思想情懷、社會責(zé)任感，使他們更好地用自己所學(xué)知識為建設(shè)社會和國家服務(wù)，還需要對傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)過程進(jìn)行深入改革，引入高質(zhì)量的思政教育內(nèi)容，達(dá)到培養(yǎng)高素質(zhì)化學(xué)人才的目的。在分析化學(xué)教學(xué)當(dāng)中引入以核酸適體為載體的前沿技術(shù)和應(yīng)用成果，不僅對于知識的拓展學(xué)習(xí)、能力的培養(yǎng)有著巨大幫助，還對于學(xué)生的思想教育有著重要意義，可以有效提升學(xué)生的思想道德境界和培養(yǎng)學(xué)生的優(yōu)良品質(zhì)。本文將圍繞高校分析化學(xué)教學(xué)中的思想教育問題，以及以核酸適體為載體的前沿技術(shù)和應(yīng)用成果在這方面的解決手段進(jìn)行詳細(xì)討論。

1 傳統(tǒng)高?；瘜W(xué)教學(xué)目前主要存在的思想教育問題

盡管我國現(xiàn)有的高校分析化學(xué)教學(xué)模式已培養(yǎng)了大量優(yōu)秀人才，但在科技高度發(fā)達(dá)和社會日益發(fā)展的今天，分析化學(xué)教學(xué)仍面臨著諸多問題。關(guān)于當(dāng)前化學(xué)教育在創(chuàng)新訓(xùn)練、知識滯后等內(nèi)容方面已有許多學(xué)者進(jìn)行了討論[2–6]，關(guān)于這些問題的解決方法已經(jīng)有許多實踐經(jīng)驗。另一方面高校分析化學(xué)教學(xué)當(dāng)中的德育教育仍不夠深入，甚至是缺失的，但是德育教育和思想教育對于分析化學(xué)教學(xué)往往有著重要的影響，是不容忽視的[7,8]。赫爾巴特說，“教學(xué)如果沒有進(jìn)行道德教育，只是一種沒有目的的手段，道德教育如果沒有教學(xué)，就是一種失去了手段的目的[8]”，因此高校分析化學(xué)教學(xué)應(yīng)當(dāng)充分重視思想教學(xué)的作用。本文主要圍繞高校分析化學(xué)教學(xué)中愛國教育、德育教育等思想教育問題進(jìn)行闡述，討論了分析化學(xué)這一重要學(xué)科在學(xué)生多方面思想情懷培養(yǎng)中存在的問題。

1.1 與社會和國家實際需求相脫節(jié)

十九大以來，我國已確定了許多新的時代發(fā)展目標(biāo)，對于重大戰(zhàn)略需求、人民身體健康、環(huán)境污染等方面已經(jīng)提出了新的要求和任務(wù)。對此，教育工作者需要引導(dǎo)學(xué)生承擔(dān)時代重任、攻克國家新的難題，積極用自己所學(xué)知識來解決社會實際問題，服務(wù)于社會和人民的需要。但是目前分析化學(xué)學(xué)科的教材編寫和課堂教學(xué)過程較少涉及這部分內(nèi)容，容易局限于對分析化學(xué)知識本身的學(xué)習(xí)和理解，忽視了為什么要掌握好扎實的分析化學(xué)知識，以及如何運用自身所學(xué)的分析化學(xué)基礎(chǔ)知識來服務(wù)社會。在分析化學(xué)領(lǐng)域，面對重大疾病早期診斷、環(huán)境監(jiān)測等影響人民生活質(zhì)量的實際難題，需要開發(fā)一系列方便、快捷、可實現(xiàn)實時檢測的分析方法。教材中傳統(tǒng)的儀器分析方法因存在操作復(fù)雜、耗時長等局限性而不利于實際問題的解決。一些分析化學(xué)領(lǐng)域的前沿技術(shù)與應(yīng)用成果(例如核酸適體功能化的熒光探針)在這些問題中表現(xiàn)出操作簡便、響應(yīng)速度快、分析結(jié)果可視化等諸多優(yōu)點，如果能將這部分知識緊密結(jié)合到教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中，可以讓學(xué)生正確認(rèn)識分析化學(xué)前沿技術(shù)與應(yīng)用成果在人民生活中的作用，從而更好地將分析化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容與國家社會需求相銜接。這不僅需要更加深入和實用性的理論學(xué)習(xí)來與實際需求相銜接，也需要適當(dāng)?shù)膼蹏逃齺硪龑?dǎo)學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)目標(biāo)。對于前沿的國防建設(shè)、醫(yī)藥健康、環(huán)境治理、能源開發(fā)等重點問題，更需要將高校分析化學(xué)教學(xué)與社會和國家需求良好銜接，從而更好地為社會主義建設(shè)輸送人才，讓分析化學(xué)教學(xué)成為國家和社會發(fā)展的重要推動力。

1.2 缺乏社會責(zé)任感教育

社會責(zé)任感的培育工作是高校培養(yǎng)完整的高素質(zhì)人才的必需內(nèi)容之一，對于社會和國家發(fā)展具有重要意義[9]。當(dāng)前環(huán)境污染、生命健康問題無不對人民生活造成巨大的影響，需要引起更多的重視，特別需要高校人才肩負(fù)起更多的社會責(zé)任來解決國家和社會面臨的各種問題。然而現(xiàn)有的分析化學(xué)教學(xué)過程中對于社會責(zé)任感的培養(yǎng)較弱。例如新冠疫情發(fā)生時，高校人才的社會責(zé)任感為國家的疫情防控和穩(wěn)定發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，新冠病毒的核酸檢測試劑盒開發(fā)、抗病毒口罩研制、口罩消毒設(shè)備開發(fā)等，對疫情防控產(chǎn)生了積極的影響，這些都是社會責(zé)任感的突出表現(xiàn)，但是在分析化學(xué)教學(xué)當(dāng)中很少會對類似的案例進(jìn)行介紹。重大疾病的診斷與治療仍然是全球面臨的難題，無數(shù)人為此飽受折磨，并且花費了巨額金錢來醫(yī)治。分析化學(xué)的發(fā)展對于疾病的早期診斷技術(shù)的開發(fā)有著重要意義，但是目前在分析化學(xué)教學(xué)中很少有對于人民生命健康、生物醫(yī)學(xué)技術(shù)相關(guān)思政教育的合理引入，缺乏社會責(zé)任感教育。社會責(zé)任感教育的欠缺，會導(dǎo)致人才培養(yǎng)模式的不完整，不能達(dá)到培養(yǎng)高素質(zhì)人才的要求。

1.3 缺少對于學(xué)生科學(xué)精神和品質(zhì)的塑造

學(xué)習(xí)科學(xué)家的精神和品質(zhì)對于德育教育有著重要意義[7,10]。人類文明發(fā)展至今，離不開各位科學(xué)家特別是化學(xué)家們的進(jìn)取精神和努力付出，他們的杰出工作為當(dāng)今化學(xué)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。目前在化學(xué)教學(xué)當(dāng)中，雖然會有介紹化學(xué)家們工作的內(nèi)容，我們曾在研究生課程中講授汪爾康院士領(lǐng)導(dǎo)研制中國第一臺脈沖極譜儀和新極譜儀，湖南大學(xué)王雙印教授實現(xiàn)常溫常壓條件下通過電催化合成尿素為“火星種菜”提供肥料，但這些內(nèi)容往往是作為一種科普內(nèi)容來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而這些化學(xué)家身上堅忍不拔的意志和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神卻鮮有提及。對學(xué)生科學(xué)精神和善于鉆研、勤于付出的品質(zhì)的塑造，對于學(xué)生日后的科研之路或者是工作具有重要的引導(dǎo)和啟發(fā)作用，這一部分內(nèi)容還需要進(jìn)一步加強學(xué)習(xí)和思考。分析化學(xué)領(lǐng)域已有許多優(yōu)秀、勤奮的科學(xué)家，我們應(yīng)在分析化學(xué)教學(xué)中加強這一部分內(nèi)容。

2 前沿學(xué)術(shù)和應(yīng)用成果在分析化學(xué)教學(xué)當(dāng)中的應(yīng)用

對于上述化學(xué)教學(xué)中存在的問題，我們可以通過在傳統(tǒng)教學(xué)中引入以核酸適體為載體的前沿技術(shù)和應(yīng)用成果來嘗試解決。以核酸適體為代表的生物分析相關(guān)研究對于社會發(fā)展、人才培養(yǎng)有著重要幫助。湖南大學(xué)近年來以分析化學(xué)為首的學(xué)科在科研前沿取得了許多重大成果。我校擁有“化學(xué)生物傳感與計量學(xué)”國家重點實驗室、“生物醫(yī)學(xué)與生命分析化學(xué)”等多個重點實驗室，具有深厚的分析化學(xué)與分子醫(yī)學(xué)的交叉底蘊。其中核酸適體是我校分析化學(xué)學(xué)科的一大特色和研究重點，因而我們的教學(xué)團(tuán)隊在這方面為課堂教學(xué)提供了扎實的理論和實驗基礎(chǔ)，能夠?qū)⒁院怂徇m體為載體的前沿技術(shù)和應(yīng)用成果融會貫通于課堂教學(xué)當(dāng)中。將核酸適體等前沿學(xué)術(shù)知識理論融會于分析化學(xué)教學(xué)中，可以拓寬學(xué)生的科學(xué)視野、培養(yǎng)他們的學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力和科研能力[2–6]。更重要的是，以核酸適體為載體的前沿技術(shù)和應(yīng)用成果在愛國教育和德育教育方面有著重要作用和意義，可以幫助提升學(xué)生的思想境界、道德情操、學(xué)習(xí)動力等。以核酸適體為載體的前沿技術(shù)和應(yīng)用成果作為一種重要的思想教育方法卻鮮有文章進(jìn)行討論。本教學(xué)團(tuán)隊在分析化學(xué)課程的教學(xué)過程中多次引入核酸適體相關(guān)的前沿知識與應(yīng)用實例，對于提升課堂的教學(xué)質(zhì)量、融會貫通思政教育有著許多教學(xué)探索，本文則圍繞此點進(jìn)行展開討論。

2.1 讓分析化學(xué)教學(xué)與國家和社會需求緊密銜接

前沿學(xué)術(shù)研究往往圍繞一些重大的國家和社會需求展開[2,3]。在分析化學(xué)教學(xué)中，圍繞國家和社會需求進(jìn)行前沿科研成果的介紹可以在學(xué)業(yè)和就業(yè)之間構(gòu)筑橋梁，有助于學(xué)生立志解決前沿科學(xué)難題，勇于承擔(dān)國家提出的重大戰(zhàn)略任務(wù)，進(jìn)行愛國的主題教育[11]。核酸適體是一類非常好的教育素材，核酸適體由于其出色的選擇性和結(jié)合能力在生物醫(yī)學(xué)、檢測等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，與國家和社會的需求緊密相關(guān)，并且我國科學(xué)家首創(chuàng)了核酸適體的細(xì)胞篩選方法，我們在分析化學(xué)課堂上圍繞核酸適體介紹了一系列學(xué)術(shù)前沿進(jìn)展，幫助學(xué)生培養(yǎng)愛國主義情懷，讓他們意識到自己所學(xué)的知識應(yīng)當(dāng)與國家與社會需求緊密銜接。

在生物分析化學(xué)課程中第二章節(jié)核酸部分，我們對核酸適體篩選技術(shù)有前沿知識介紹?！昂怂崾敲撗鹾颂呛怂?DNA)和核糖核酸(RNA)的總稱，是生命體中最重要的物質(zhì)之一”，在介紹完核酸的基礎(chǔ)知識之后，包括核酸的擴增與序列分析，我們引入了核酸適體的教學(xué)內(nèi)容，“核酸適體是一類具有特殊功能的核酸序列”，我們將其與抗體的功能、性質(zhì)進(jìn)行了對比，引導(dǎo)學(xué)生思考核酸適體在生物分析化學(xué)當(dāng)中的重要意義。以此為基礎(chǔ)，我們進(jìn)而介紹了核酸適體與分子醫(yī)學(xué)的聯(lián)系。我國科學(xué)家譚蔚泓院士開創(chuàng)了以完整細(xì)胞為靶標(biāo)的篩選技術(shù)，在攻克癌癥等健康難題方面實現(xiàn)了重要技術(shù)突破，對解決人民生命健康問題有著重要意義[12]。這類內(nèi)容是很好的愛國教育題材，對于激發(fā)學(xué)生的愛國情懷、民族自豪感有著重要作用。我們在生物分析化學(xué)課程第二章節(jié)中，安排了一課時的課堂容量來介紹我校譚蔚泓院士所做的一些前沿工作，包括腫瘤超靈敏檢測、分子成像、靶向給藥等。例如，譚蔚泓院士團(tuán)隊通過活細(xì)胞篩選獲得了與胰腺癌具有高結(jié)合親和力的核酸適體XQ-2d，該核酸適體還能進(jìn)一步負(fù)載抗癌藥物阿霉素實現(xiàn)靶向治療，為胰腺癌的診斷與治療提供了有力工具[13]；譚蔚泓院士團(tuán)隊還開發(fā)了基于二茂鐵人工堿基的核酸適體，二茂鐵人工堿基可以讓核酸適體膠束對腫瘤微環(huán)境產(chǎn)生響應(yīng)而解聚，從而實現(xiàn)高腫瘤組織滲透性的化學(xué)動力學(xué)治療[14]。譚蔚泓院士不僅在學(xué)術(shù)研究和論文發(fā)表方面處于領(lǐng)先地位，并且還在中國科學(xué)院大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院等機構(gòu)開展了臨床研究，提出要助力健康中國，讓學(xué)生們了解到我國在基礎(chǔ)研究方面有許多領(lǐng)先的領(lǐng)域，他們也受此鼓舞，在課堂中表現(xiàn)出了很好的學(xué)習(xí)熱情和愛國主義情懷，同時提升了民族自信心。為了進(jìn)一步強化知識的理解和進(jìn)行愛國教育，我們布置了相關(guān)課堂作業(yè)，要求學(xué)生自行組隊，以文獻(xiàn)匯報的方式進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)，圍繞“核酸適體與我們的健康”進(jìn)行專業(yè)性和科普性的文獻(xiàn)匯報工作，并根據(jù)學(xué)術(shù)水平和演講水平進(jìn)行打分作為平時成績計算。

另一方面，以核酸適體為載體的教學(xué)內(nèi)容對于銜接分析化學(xué)課堂教學(xué)與社會需求也有幫助。在分析化學(xué)教材下冊的分子發(fā)光分析法章節(jié)中，我們介紹了光致發(fā)光、化學(xué)發(fā)光的機理，并且引入了生活中的發(fā)光現(xiàn)象來加強對基礎(chǔ)知識的理解(例如水母發(fā)光、螢火蟲發(fā)光)，然后我們采取了觸類旁通的方式引入了長余輝發(fā)光、上轉(zhuǎn)換發(fā)光的現(xiàn)象和機理。其中上轉(zhuǎn)換材料發(fā)光指的是被低能量的光激發(fā)，發(fā)射出高能量的光，因此上轉(zhuǎn)換材料可以很好地消除背景熒光。以此為基礎(chǔ)，我們在課堂中引入了核酸適體修飾的上轉(zhuǎn)換納米材料用于無背景指紋成像的研究，上轉(zhuǎn)換特有的波長轉(zhuǎn)換特性、核酸適體優(yōu)異的靶向性和結(jié)合能力提高了指紋成像的準(zhǔn)確性、可靠性和分辨率，這類研究成果在刑偵領(lǐng)域具有很強的應(yīng)用前景，也是一種以人民安全和社會安全為導(dǎo)向的教育素材[15]。學(xué)習(xí)此類具有社會應(yīng)用價值的前沿知識，可以引導(dǎo)增強學(xué)生運用所學(xué)知識來解決社會需求的能力。在學(xué)習(xí)電位分析法部分時，我們介紹了指示電極的工作原理，同時重點介紹一些重金屬離子、農(nóng)藥殘留物對于人民身體健康有著巨大危害，為了幫助檢測這些有害物質(zhì)，基于核酸適體設(shè)計的生物傳感器能夠靈敏、準(zhǔn)確地檢測這些物質(zhì)，同時能夠以較低的成本進(jìn)行運行，對解決國家和社會的檢測需求有著重要幫助。除了介紹已有的成果外，我們還應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生看到核酸適體技術(shù)發(fā)展中存在的問題，從而讓他們思考如何運用自己的知識與能力來解決國家社會對核酸適體技術(shù)發(fā)展的需求問題。例如，核酸適體的檢測能力可以與抗體相媲美，同時核酸適體的合成非常簡便，因此開發(fā)基于核酸適體的檢測試劑盒對于疾病診斷、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域具有非常重要的意義。但是目前可實際使用或者商業(yè)化的基于核酸適體的檢測試劑盒卻非常少，我們應(yīng)當(dāng)在分析化學(xué)課堂中啟發(fā)學(xué)生思考這一現(xiàn)象背后的原因，例如已經(jīng)篩選得到核酸適體的生物分子種類有限，核酸適體與目標(biāo)分子的結(jié)合受到離子濃度、溫度等因素的影響，為實際臨床樣品的檢測帶來很大的挑戰(zhàn)等等，讓學(xué)生們嘗試提出合理的解決方案，同時幫助他們進(jìn)一步深入了解核酸適體和分析化學(xué)領(lǐng)域的前沿進(jìn)展。這不僅是知識的學(xué)習(xí)過程，也可以讓學(xué)生意識到國家社會需求與實際科研過程存在的諸多矛盾，為他們?nèi)蘸笾铝τ诳蒲泄リP(guān)方面打下了良好的思想基礎(chǔ)。

除了一般性的課堂內(nèi)容，在實驗部分我們還采取了科普的方式，回歸到理論知識的學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)儀器分析中高效液相色譜的使用時，我們讓學(xué)生嘗試了使用色譜柱對核酸適體功能的化療藥物進(jìn)行純化，分析了基團(tuán)修飾對于保留時間的影響，以此為基礎(chǔ)我們還在課堂上簡要補充了核酸適體功能化藥物的研究進(jìn)展，作為課堂的穿插興趣內(nèi)容。一些化學(xué)藥物的合成也是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域面臨的重大挑戰(zhàn)，核酸適體功能化的化療藥物在癌癥的靶向治療方面有著巨大的應(yīng)用前景。在分析化學(xué)課程中，通過向?qū)W生介紹核酸適體功能化的藥物如何攻克癌癥問題，可以給他們樹立“論文寫在祖國大地上”的重要理念，讓學(xué)生能夠立志在未來進(jìn)行相關(guān)科研工作來解決國家和社會的實際需求。通過介紹這些關(guān)于核酸適體的研究案例及其重要社會意義，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生們表示課堂的趣味性較高，同時還讓他們了解到了所學(xué)知識是如何與國家、社會需求相銜接的。這些內(nèi)容不僅是很好的愛國教育素材，也能為他們的學(xué)習(xí)提供動力，學(xué)生們在課堂上也紛紛圍繞國家與社會需求各抒己見。

2.2 培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感

在分析化學(xué)教學(xué)中引入前沿學(xué)術(shù)和應(yīng)用成果可以為學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，另一方面也可以培養(yǎng)他們良好的社會責(zé)任感，培養(yǎng)“心憂天下，敢為人先”的精神。在生物分析化學(xué)的細(xì)胞分析化學(xué)章節(jié)的學(xué)習(xí)中，我們有詳細(xì)介紹微電極實時動態(tài)檢測單細(xì)胞，并進(jìn)一步引入了核酸適體技術(shù)在細(xì)胞成像、分子成像中的研究進(jìn)展，在課件中詳細(xì)展示了我們課題組的一些實驗數(shù)據(jù)，包括使用共聚焦顯微鏡拍攝的高清細(xì)胞成像圖片，讓學(xué)生非常直觀地了解和對比核酸適體功能化的納米材料在成像領(lǐng)域的巨大優(yōu)勢，這讓他們深入領(lǐng)會到前沿知識對于人民與社會有著非常重要的意義。近年來癌癥的發(fā)病率不斷增高，但高額的治療費用以及巨大的副作用使得癌癥患者飽受煎熬。核酸適體功能化的化療藥物，能夠精準(zhǔn)靶向癌細(xì)胞，不產(chǎn)生毒副作用，同時核酸適體的合成過程簡單、成本低，對于緩解癌癥患者的身體和經(jīng)濟負(fù)擔(dān)有著巨大幫助[12,16]。作為課堂外的科普內(nèi)容，我們在上述核酸適體技術(shù)用于成像的前言部分介紹了全球的癌癥治療現(xiàn)狀，以及在成像后續(xù)的教學(xué)內(nèi)容中介紹了核酸適體功能化化療藥物的應(yīng)用前景，與成像技術(shù)并用為癌癥治療提供新的解決方案，“相比于傳統(tǒng)化療藥物，經(jīng)過核酸適體功能化后藥物的副作用大大減小，并且能夠在腫瘤組織高濃度富集，這使得化療藥物的效果大大提升”，我們還播放了相關(guān)網(wǎng)絡(luò)視頻作為興趣導(dǎo)入，使學(xué)生全方位了解核酸適體技術(shù)在癌癥的診斷和治療中的重要作用。經(jīng)過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生們表示要勇于肩負(fù)起社會重?fù)?dān)，把解決社會實際問題、人民問題作為自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)，培養(yǎng)自己良好的社會責(zé)任感。

在核酸的學(xué)習(xí)章節(jié)和分子發(fā)光分析的學(xué)習(xí)章節(jié)中，圍繞本次新冠疫情，我們也介紹了許多基于核酸生物檢測的相關(guān)研究內(nèi)容。新冠病毒的檢測與核酸擴增和序列分析學(xué)習(xí)內(nèi)容緊密相關(guān)，我們在核酸章節(jié)布置了課堂作業(yè)，讓學(xué)生調(diào)研了解聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù)如何在新冠病毒檢測中發(fā)揮作用，包括檢測原理、為什么會存在假陽性等，并進(jìn)行作業(yè)評分。在上述學(xué)習(xí)章節(jié)中還特別介紹了此次湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院師生積極將核酸檢測技術(shù)運用到海關(guān)新冠病毒的實際檢測當(dāng)中，還開展了一系列靶向新冠病毒的核酸適體篩選研究，體現(xiàn)了高校學(xué)生所需要的社會責(zé)任感，學(xué)生們對自己母校的社會責(zé)任擔(dān)當(dāng)有了深刻的認(rèn)識。國內(nèi)其他高校的一些研究成果也當(dāng)作教學(xué)案例用于培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感，在課堂的討論環(huán)節(jié)介紹了廈門大學(xué)研制的新冠病毒抗體檢測試劑盒能夠在30分鐘內(nèi)給出檢測結(jié)果，大大提高了一線醫(yī)療機構(gòu)的檢測效率。學(xué)生圍繞這類研究與社會責(zé)任感之間的聯(lián)系進(jìn)行了交流，以分組匯報的形式對分析化學(xué)工作者承擔(dān)的社會責(zé)任進(jìn)行討論，討論內(nèi)容選題有：核酸適體檢測新冠病毒的原理及其優(yōu)勢、核酸適體在癌癥早期診斷中的研究成果、核酸適體在污染物檢測中的應(yīng)用等多個方向，并且最后由教師對各個組的報告進(jìn)行點評，總結(jié)這一系列案例是如何體現(xiàn)分析化學(xué)工作者積極承擔(dān)社會責(zé)任的。

除了課堂教學(xué)外，我們還引入了一些現(xiàn)場考察的學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生與取得實際應(yīng)用的分析化學(xué)技術(shù)更加近距離地接觸，全方位了解分析化學(xué)、核酸適體技術(shù)在攻克前沿重要難題中的作用。在生物分析化學(xué)的學(xué)習(xí)結(jié)束后，我們要求學(xué)生到我校分子科學(xué)與生物醫(yī)學(xué)(MBL)實驗室進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，讓他們了解了我?？蒲衅脚_的建設(shè)情況，包括大型儀器以及論文發(fā)表情況，向他們介紹了譚蔚泓院士在核酸適體攻克癌癥方面的研究成果和臨床應(yīng)用情況，特別是在醫(yī)院臨床應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化成果方面的進(jìn)展，并讓他們圍繞此次參觀撰寫心得感想作為平時成績計分，并鼓勵他們在本科階段積極參與到科研工作當(dāng)中，可以選擇合適的導(dǎo)師加入到MBL的科研團(tuán)隊當(dāng)中。我們團(tuán)隊曾帶領(lǐng)過本科生和研究生圍繞核酸適體的檢測項目進(jìn)行大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃，讓學(xué)生用科研創(chuàng)新的方式承擔(dān)社會責(zé)任。這類活動讓學(xué)生清晰地認(rèn)識到我們現(xiàn)有核酸適體技術(shù)對于社會生產(chǎn)、人民生命健康有何重要意義，進(jìn)一步加強他們的社會責(zé)任感，對于思政教育有著非常重要的意義，同時使課堂更加具有人文情懷[17]。此外積極鼓勵學(xué)生進(jìn)行科研活動，有利于發(fā)揮他們的才智來實現(xiàn)社會價值，也是培育社會責(zé)任感的有效手段。以核酸適體為載體的前沿技術(shù)和應(yīng)用成果的引入，對于強化學(xué)生的社會責(zé)任感有著很好的理論和實際指導(dǎo)作用，為培育有責(zé)任、有擔(dān)當(dāng)?shù)母咚刭|(zhì)的分析化學(xué)人才提供了有力的幫助。

2.3 培育學(xué)生良好的科學(xué)精神和品德品質(zhì)

分析化學(xué)前沿學(xué)術(shù)和應(yīng)用成果來自于科學(xué)家們的勤勉付出和一絲不茍的科研精神，通過學(xué)習(xí)這些知識，并了解背后科學(xué)家們所經(jīng)歷的故事、肩負(fù)的使命、研究的過程，可以為學(xué)生樹立良好的科學(xué)榜樣，讓他們培養(yǎng)科研中勤懇踏實、精益求精的精神和品質(zhì)[10]。在分析化學(xué)的最后兩個課時學(xué)習(xí)中，我們介紹了譚蔚泓院士等分析化學(xué)家求學(xué)期間的學(xué)習(xí)成長經(jīng)歷，圍繞他們在核酸適體領(lǐng)域做出的科研成果，要求學(xué)生在課堂上圍繞這些背景進(jìn)行討論交流，一方面可以讓學(xué)生了解核酸適體、生物分析等前沿領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識和科研成果，還能幫助學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)和思想觀念，有利于提升他們自主學(xué)習(xí)的自覺性。在該內(nèi)容的授課中，我們脫離了傳統(tǒng)的知識型授課模式，以講故事和課堂討論的方式講述了譚蔚泓院士的求學(xué)經(jīng)歷。譚蔚泓院士在知青下鄉(xiāng)期間，曾被勸說放棄高考，但譚院士并沒有就此放棄，而是白天照常出工參加勞動，晚上則努力復(fù)習(xí)，最終考上大學(xué)，為后來的科研經(jīng)歷打下了堅實的基礎(chǔ)，并在國外留學(xué)期間取得了重大科研成果，開發(fā)出了核酸適體細(xì)胞篩選的重要技術(shù)。他的奮斗經(jīng)歷和科研經(jīng)歷對于培養(yǎng)學(xué)生熱愛學(xué)習(xí)、頑強拼搏的品質(zhì)有著重要的啟發(fā)意義，學(xué)生們在課堂上也紛紛踴躍發(fā)言表示要學(xué)習(xí)譚院士的奮斗精神，要在自己的學(xué)習(xí)經(jīng)歷中將其落實。在分析化學(xué)課堂上，我還邀請過湖南大學(xué)的優(yōu)秀博士生、國家獎學(xué)金獲得者作關(guān)于自己科研經(jīng)歷和成果的報告，他們在分子醫(yī)學(xué)、功能核酸領(lǐng)域有著深入研究，學(xué)生對這些報告的內(nèi)容以及報告人的學(xué)習(xí)經(jīng)歷深有興趣，現(xiàn)場提問踴躍，激發(fā)了他們科研探索、勇攀高峰的科學(xué)精神，為以后走上科研道路奠定一定的思想基礎(chǔ)。為了幫助學(xué)生成長，湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院還為本科生設(shè)立了導(dǎo)師制，我作為本科生的培養(yǎng)導(dǎo)師，會讓他們進(jìn)入實驗室一線了解我們課題組在分析化學(xué)、生物分析化學(xué)領(lǐng)域的科研進(jìn)展，讓學(xué)生親手進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)和核酸適體篩選的實驗，同時也會給他們安排文獻(xiàn)學(xué)習(xí)和文獻(xiàn)匯報的任務(wù)，讓他們在分析化學(xué)實驗和閱讀核酸適體相關(guān)文獻(xiàn)的過程中培養(yǎng)他們不懼困難、敢于挑戰(zhàn)的精神，以及良好的學(xué)術(shù)道德品質(zhì)。在未來的分析化學(xué)教學(xué)中也應(yīng)積極探索如何把科研工作融入到本科生的分析化學(xué)教學(xué)當(dāng)中，從而培養(yǎng)他們的科研能力和學(xué)術(shù)精神。

3 結(jié)語

分析化學(xué)是化學(xué)科學(xué)的重要組成部分，對于科學(xué)進(jìn)步、社會發(fā)展有著重要的影響，培養(yǎng)一批高素質(zhì)的分析化學(xué)人才是當(dāng)前高校建設(shè)當(dāng)中的一個重要課題和難題。盡管過去的分析化學(xué)教學(xué)模式已經(jīng)取得了相當(dāng)大的成功，但隨著科技發(fā)展以及學(xué)科的發(fā)展，越來越多的問題在教學(xué)當(dāng)中出現(xiàn)，特別是思想教育環(huán)節(jié)在分析化學(xué)教學(xué)當(dāng)中的缺失沒有得到足夠的重視。這些問題包括教學(xué)方式與國家和社會需求相脫節(jié)，在教學(xué)時沒有很好地培養(yǎng)分析化學(xué)人才的社會責(zé)任感，以及對于學(xué)生在分析化學(xué)學(xué)習(xí)、研究方面的德育教育還不夠深入，因此對分析化學(xué)教學(xué)的內(nèi)容和模式進(jìn)行改革是當(dāng)前一個需要討論的內(nèi)容。以核酸適體為載體的前沿技術(shù)和應(yīng)用成果在分析化學(xué)教學(xué)中具有諸多好處，可以幫助提升學(xué)生的基本素質(zhì)，更為重要的是能夠在思想教育方面發(fā)揮重要作用。經(jīng)過我們教學(xué)團(tuán)隊的教學(xué)實踐證明，以核酸適體為載體的前沿技術(shù)和應(yīng)用成果可以激發(fā)學(xué)生對于我國科技進(jìn)步的自豪感，培養(yǎng)愛國主義精神，還能將學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)目標(biāo)與社會、國家需求相銜接，能夠通過了解核酸適體技術(shù)對分子醫(yī)學(xué)、人民健康的重要影響來培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感，還能用前沿優(yōu)秀分析化學(xué)家們的事跡來培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)精神和塑造品德品質(zhì)。以核酸適體為載體的前沿技術(shù)和應(yīng)用成果的思想教育作用對于提升學(xué)生的精神境界、思想情懷、學(xué)習(xí)動力具有重要意義。因此，把以核酸適體為載體的前沿技術(shù)和應(yīng)用成果深入淺出地引入到課堂教學(xué)當(dāng)中，是解決傳統(tǒng)分析化學(xué)教學(xué)當(dāng)中一些問題的重要手段，未來還需要進(jìn)一步深入探討相關(guān)教學(xué)改革的方法，使以核酸適體為載體的前沿技術(shù)和應(yīng)用成果更好地服務(wù)于高校的分析化學(xué)教學(xué)和高素質(zhì)人才培養(yǎng)要求。