“酶工程”課程融入思政元素的實(shí)踐探索

李秀涼，宋永，孟利

黑龍江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院（哈爾濱 150080）

生物工程在當(dāng)今時(shí)代無(wú)疑是一大朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，無(wú)論是生物工程與技術(shù)方面不斷取得科學(xué)突破，還是生物產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，都昭示著生物工程與人類美好未來(lái)息息相關(guān)。因此，高等院校生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量尤為重要?！懊腹こ獭笔巧锕こ痰认嚓P(guān)專業(yè)本科生的專業(yè)必修課，在酶工程課程中貫穿思政教育，發(fā)揮課堂教學(xué)在德育中的主渠道作用，有助于引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀和理想信念，培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞膶I(yè)人才。但“酶工程”課程融入思政元素較有難度，因?yàn)樵摾砉た祁愓n程實(shí)踐性強(qiáng)、邏輯性強(qiáng)，課程與思想政治教育聯(lián)系較為松散，蘊(yùn)含的思政元素相對(duì)較少，也比較隱蔽[1-5]*，因此通過(guò)對(duì)“酶工程”的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理總結(jié)，可進(jìn)一步挖掘和提煉思政教育元素。

習(xí)近平總書記指出，辦好中國(guó)特色社會(huì)主義大學(xué)，要堅(jiān)持立德樹人，把培育和踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀融入教書育人全過(guò)程[6]*。要挖掘各門課程所蘊(yùn)含的思政元素及其承載的思政教育功能[7-9]*，實(shí)現(xiàn)思政教育與知識(shí)體系教育的有機(jī)結(jié)合和統(tǒng)一，提升課程教學(xué)在培養(yǎng)時(shí)代新人方面的責(zé)任意識(shí)。因此，以“酶工程”課程為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行專業(yè)知識(shí)與思政元素融合育人的實(shí)踐探索，以期為中華民族的偉大復(fù)興培養(yǎng)優(yōu)秀的人才。

1 “酶工程”課程教學(xué)中思政元素的挖掘

“酶工程”課程主要講述酶的特性和化學(xué)本質(zhì)、命名和分類、結(jié)構(gòu)與功能、酶活力測(cè)定與分離純化、酶分子修飾、酶的固定化、酶非水相催化、酶定向進(jìn)化及應(yīng)用等內(nèi)容。為發(fā)揮“酶工程”專業(yè)課程的育人作用，需解決在課程體系中如何通過(guò)深入研究教學(xué)內(nèi)容，挖掘“課程思政”元素這一關(guān)鍵問(wèn)題。

1.1 從酶學(xué)研究進(jìn)展中挖掘思政元素，通過(guò)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者事跡激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

在酶學(xué)研究歷程中，有多位科學(xué)家獲得諾貝爾獎(jiǎng)，可以利用此類案例進(jìn)行思政元素的融入。如在介紹“緒論”章節(jié)前，安排學(xué)生查閱酶學(xué)研究領(lǐng)域獲得諾貝爾獎(jiǎng)的資料，教師也可以通過(guò)超星學(xué)習(xí)通等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)推送相關(guān)文獻(xiàn)，開展“從諾貝爾獎(jiǎng)看酶學(xué)研究發(fā)展歷史中的重大發(fā)現(xiàn)”等主題討論，調(diào)動(dòng)學(xué)生興趣，激發(fā)學(xué)生鉆研科學(xué)研究熱情。這樣不僅讓學(xué)生掌握酶學(xué)研究發(fā)展史，也在科學(xué)發(fā)明和發(fā)現(xiàn)的背景下及科學(xué)家艱難探索中引入思政元素。

在科學(xué)家追尋真理的過(guò)程中，體現(xiàn)科學(xué)精神。如1896年，德國(guó)化學(xué)家Eduard Buchner經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)酵母的無(wú)細(xì)胞抽提液能將糖發(fā)酵成酒精，質(zhì)疑酶催化必須在活細(xì)胞中進(jìn)行的權(quán)威觀點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)發(fā)酵是酶作用的結(jié)果，Buchner因此獲得1911年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?？梢园l(fā)現(xiàn)創(chuàng)造性與批判性思維是推動(dòng)科技進(jìn)步的主要助力，培養(yǎng)新時(shí)代大學(xué)生不僅要傳授課堂知識(shí)，且要注重培養(yǎng)其獨(dú)立思考、善于批判，在傳承基礎(chǔ)上不斷探索與創(chuàng)新的能力。1926年，Sumner在經(jīng)過(guò)多年實(shí)驗(yàn)積累基礎(chǔ)上，首次從刀豆提取液中分離純化得到脲酶結(jié)晶，Northrop也先后制得多種酶晶體，二人共同獲得1947年度的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)[10]*，值得一提的是，Sumner是在左臂殘缺的情況下進(jìn)行科學(xué)研究工作的，其艱苦奮斗精神可見(jiàn)一斑。Thomas Cech與Sidney Altman等分別在1982年和1983年發(fā)現(xiàn)具有催化功能的RNA，這一發(fā)現(xiàn)使酶學(xué)研究又進(jìn)入了一個(gè)新領(lǐng)域，Cech和Altman共同獲得1989年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。在酶學(xué)研究過(guò)程中，諾貝爾獎(jiǎng)的獲得闡明科學(xué)家們堅(jiān)持不懈，求真務(wù)實(shí)的精神。

1.2 從我國(guó)酶學(xué)研究領(lǐng)域的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)中挖掘思政元素，讓學(xué)生增加文化自信

通過(guò)介紹酶在我國(guó)應(yīng)用的悠久歷史，引導(dǎo)學(xué)生感悟中華民族的勤勞與智慧。我國(guó)早在4 000多年前的夏禹時(shí)代就掌握了釀酒技術(shù)，在3 000多年前的周朝開始釀造醬油，春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期用曲治療消化不良等疾病，說(shuō)明我們的祖先在幾千年前就開始利用酶為生產(chǎn)生活服務(wù)，我國(guó)對(duì)酶作用的認(rèn)識(shí)比國(guó)外早了1 300多年[11]*。學(xué)生通過(guò)了解祖先對(duì)酶的應(yīng)用歷史，感知中華文化的博大精深，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和文化自信心，增強(qiáng)傳承中華文化、弘揚(yáng)中華文化的自覺(jué)性，鼓勵(lì)學(xué)生熱愛(ài)祖國(guó)并為中華民族偉大復(fù)興而努力奮斗。

介紹我國(guó)酶學(xué)領(lǐng)域近幾十年的研究進(jìn)展，引導(dǎo)學(xué)生樹立勇攀科學(xué)高峰的信心。如1987年，鄒承魯?shù)瓤茖W(xué)家完成“蛋白質(zhì)功能基團(tuán)的修飾及其生物活性之間的定量關(guān)系”研究，提出的判斷酶必需基團(tuán)及其個(gè)數(shù)的方法得到國(guó)際上廣泛采用。鄒承魯?shù)壤弦惠吙茖W(xué)家為我國(guó)酶學(xué)發(fā)展做出杰出貢獻(xiàn)，他們?cè)谄D苦的科研環(huán)境中勇于攀登世界級(jí)的科研高峰，把愛(ài)國(guó)奉獻(xiàn)的熱情轉(zhuǎn)化到創(chuàng)新創(chuàng)造中，執(zhí)著的科學(xué)精神與赤忱的愛(ài)國(guó)情懷值得當(dāng)代大學(xué)生學(xué)習(xí)。

1.3 從課程體系中挖掘思政元素，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新思維

在學(xué)習(xí)米氏方程，求解米氏常數(shù)時(shí)，可將雙曲線的米氏方程進(jìn)行雙倒數(shù)這一簡(jiǎn)單變式，形成直線形式的林-貝氏方程，從而計(jì)算出米氏常數(shù)Km等。方程形式的轉(zhuǎn)變使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)研究并不都是高精尖或高大上，有時(shí)簡(jiǎn)單的思維轉(zhuǎn)換也可以解決科學(xué)問(wèn)題。不僅要有發(fā)散思維與正向思維，還要具備逆向思維與求異思維，為學(xué)生今后的繼續(xù)學(xué)習(xí)和深造打下基礎(chǔ)。同時(shí)也讓學(xué)生體會(huì)到，科學(xué)研究離生活很近，要練就一雙善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的眼睛。

在“微生物發(fā)酵產(chǎn)酶”章節(jié)學(xué)習(xí)中，不同的發(fā)酵過(guò)程或發(fā)酵過(guò)程的不同階段，所采用的發(fā)酵溫度、pH、溶解氧等工藝參數(shù)不同，應(yīng)根據(jù)發(fā)酵過(guò)程的整體目標(biāo)控制這些參數(shù)，據(jù)此讓學(xué)生感悟局部服從全局的道理，要樹立全局意識(shí)、團(tuán)隊(duì)意識(shí)，善于站在全局的高度思考問(wèn)題、研究問(wèn)題和解決問(wèn)題。

“固定化酶的應(yīng)用”章節(jié)，介紹極端環(huán)境下微生物產(chǎn)生的嗜熱或嗜冷、嗜鹽、嗜堿或嗜酸、嗜壓等多種具有特異功能的極端酶，如PCR技術(shù)中的關(guān)鍵酶——DNA聚合酶，是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)來(lái)自水生嗜熱菌的極端酶。該知識(shí)點(diǎn)打破學(xué)生對(duì)酶作用條件溫和的常規(guī)理解，引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)研究中不能墨守成規(guī)，要善于改變思維定式，突破常理，勇于創(chuàng)新。

1.4 從酶工程相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域前沿研究成果中挖掘思政元素，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

酶工程正處在蓬勃發(fā)展階段，不斷有新的研究成果產(chǎn)出。將有關(guān)酶工程最新研究成果引入到課程的相應(yīng)章節(jié)中，可以讓學(xué)生了解酶工程的最新前沿進(jìn)展，把課堂變?yōu)閷W(xué)生探索新知識(shí)、開發(fā)新思維的場(chǎng)所，在全球視野下進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)[11]*，激發(fā)其銳意進(jìn)取和改革創(chuàng)新，如通過(guò)“人工酶的研制與開發(fā)”“多酶組裝的應(yīng)用”“納米酶的開發(fā)與應(yīng)用”等最新研究成果的介紹，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，增加其科學(xué)素養(yǎng)，增強(qiáng)為人類做貢獻(xiàn)的決心和信心。

1.5 從酶制劑發(fā)揮“健康中國(guó)”作用中挖掘思政元素，培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)精神

從我國(guó)傳統(tǒng)食品豆豉中分離的微生物，通過(guò)發(fā)酵獲得的豆豉纖溶酶可以特異地催化血纖維蛋白水解，從而達(dá)到溶血栓的作用。超氧化物歧化酶具有抗氧化、抗衰老、抗輻射作用，對(duì)紅斑狼瘡、皮肌炎、結(jié)腸炎等疾病有顯著療效，是一種多功效低毒性的藥用酶，其缺點(diǎn)是穩(wěn)定性差，經(jīng)過(guò)大分子結(jié)合修飾等可大幅增加其穩(wěn)定性，為其臨床使用創(chuàng)造條件，利于患者恢復(fù)健康?？梢?jiàn)，酶制劑在“健康中國(guó)”中具有重要的作用。

而市面上的一些保健品，以酶為噱頭進(jìn)行虛假宣傳。如酵素，以超氧化物歧化酶、端粒酶等含量高為宣傳主題，夸大其作用。而實(shí)際上以口服方式給藥，這些酶類經(jīng)消化道時(shí)會(huì)被分解，并不能發(fā)揮治療或保健作用。因此，培養(yǎng)學(xué)生善于運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)分析與鑒別這些產(chǎn)品，尤其是保健品宣傳語(yǔ)的準(zhǔn)確性，且要以嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度對(duì)待今后從事的研發(fā)、銷售、宣傳等工作，為學(xué)生建立求真務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)奠定一定基礎(chǔ)。

2 “酶工程”課程融入思政元素的教學(xué)效果分析

對(duì)課程思政的研究普遍注重思政元素挖掘與教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和開發(fā)[12]*，但思政融入后的教學(xué)效果如何，如何進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)等問(wèn)題，相關(guān)工作開展的研究不多。從多角度、全方位評(píng)價(jià)酶工程課程思政的教學(xué)效果，增加文獻(xiàn)閱讀整理、學(xué)習(xí)小組討論、線上線下課堂參與、作業(yè)、課前小測(cè)、課后小測(cè)、章節(jié)測(cè)試、翻轉(zhuǎn)課堂等多種途徑過(guò)程性考核，對(duì)部分學(xué)生建立信息檔案，進(jìn)行長(zhǎng)期多維度綜合評(píng)價(jià)。課程思政是新形勢(shì)下貫徹黨的教育方針，落實(shí)“立德樹人”教育任務(wù)的根本需要，要積極探索和檢驗(yàn)課程思政的考核形式、育人成效，真正做到知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和思政教育的有機(jī)統(tǒng)一。

3 “酶工程”課程融入思政元素的體會(huì)

在“酶工程”課程思政實(shí)施過(guò)程中，經(jīng)過(guò)專業(yè)課教師充分研究教學(xué)內(nèi)容，研究課程相關(guān)領(lǐng)域的最新研究結(jié)果等，深入挖掘及凝練思政元素，建立完善的課程思政體系，解決在理工科類專業(yè)課程中較難融入思政元素的問(wèn)題。同時(shí)經(jīng)過(guò)多元化過(guò)程性考核，明確“酶工程”課程融入思政元素取得的顯著效果，即專業(yè)知識(shí)與課程思政緊密結(jié)合，融會(huì)貫通，在專業(yè)知識(shí)傳授中進(jìn)行思政引領(lǐng)，拓展專業(yè)課程教育的廣度和深度，培養(yǎng)德才兼?zhèn)?、全面發(fā)展的專業(yè)人才，確?！懊腹こ獭闭n程教書育人的效果。

但課程思政不是一朝一夕之事，是一項(xiàng)任重而道遠(yuǎn)的任務(wù)，需要教師不斷學(xué)習(xí)政治理論，鉆研教學(xué)內(nèi)容，跟蹤專業(yè)領(lǐng)域最新研究進(jìn)展，注意時(shí)刻挖掘思政元素，將思政元素巧妙地融入到專業(yè)知識(shí)中，完成把學(xué)生培養(yǎng)成社會(huì)主義建設(shè)者和接班人的根本任務(wù)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)從酶學(xué)研究進(jìn)展、我國(guó)在酶學(xué)研究領(lǐng)域的貢獻(xiàn)、酶工程課程體系、酶工程相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域前沿研究成果及酶制劑發(fā)揮“健康中國(guó)”作用等方面挖掘思政元素，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)祖國(guó)悠久歷史、傳統(tǒng)民族文化的熱愛(ài)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)科學(xué)創(chuàng)新思維，求真務(wù)實(shí)精神，引導(dǎo)學(xué)生樹立共產(chǎn)主義遠(yuǎn)大理想。完成以酶工程專業(yè)知識(shí)、實(shí)踐技能為承載，專業(yè)知識(shí)與思政元素的有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮課程在“三全育人”中的重要作用。