“食品生物化學(xué)”課程思政教學(xué)案例設(shè)計(jì)
——以酶為例

鐘凱

四川大學(xué)輕工科學(xué)與工程學(xué)院（成都 610065）

2020年5月，教育部《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指出：要深入梳理專業(yè)課教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合不同課程特點(diǎn)、思維方法和價(jià)值理念，深入挖掘課程思政元素，有機(jī)融入課程教學(xué)，達(dá)到潤物無聲的育人效果[1]。因此，積極構(gòu)建專業(yè)課程教學(xué)過程中的思政內(nèi)容體系和豐富課程思政內(nèi)涵是全面實(shí)現(xiàn)課程思政的重要舉措。

“食品生物化學(xué)”是探討食品成分組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和在人體內(nèi)的代謝，以及在貯藏加工過程中化學(xué)變化規(guī)律的一門學(xué)科，主要運(yùn)用生物化學(xué)原理來分析和闡述食品及其原料的化學(xué)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其在人體內(nèi)的代謝過程。它是基于普通生物化學(xué)和食品化學(xué)的基本原理，應(yīng)用于食品科學(xué)的一門交叉學(xué)科，是食品科學(xué)與工程等專業(yè)的基礎(chǔ)課[2]?！笆称飞锘瘜W(xué)”的知識(shí)體系含有豐富的思政元素，將這些思政元素的相關(guān)故事有機(jī)地引入教學(xué)過程中，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生的民族自豪感和家國情懷，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)；結(jié)合專業(yè)社會(huì)屬性，注重將大政方針與知識(shí)點(diǎn)相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，增加學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)同感和社會(huì)責(zé)任感[3-4]。

為貫徹思想政治教育在食品專業(yè)課程教學(xué)過程中全面融合，以酶這章節(jié)為例，探索課程思政背景下“食品生物化學(xué)”課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，充分挖掘該章節(jié)內(nèi)容的思政元素，通過以提問為導(dǎo)向、案例分析討論等教學(xué)方式，探討了思政元素有效融入課堂教學(xué)的有效途徑。

1 學(xué)情分析

“食品生物化學(xué)”課程是針對(duì)食品科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)的必修課。課程的授課是在大二下期開展。學(xué)生已掌握有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)等相關(guān)課程內(nèi)容；在“食品生物化學(xué)”前期課程中，也對(duì)蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)有較深入的理解和掌握。因此，在酶章節(jié)的課程學(xué)習(xí)中使用以提問為導(dǎo)向和案例的教學(xué)方法，可有效地將已學(xué)知識(shí)點(diǎn)和章節(jié)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，促進(jìn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的融會(huì)貫通。

2 教學(xué)目標(biāo)

在酶章節(jié)教學(xué)過程中，需要實(shí)現(xiàn)章節(jié)教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)通過教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)置并完成該章的課程思政教學(xué)目標(biāo)。章節(jié)主要的教學(xué)目標(biāo)有：了解酶的概念、分類、命名及與一般催化劑的異同點(diǎn)；掌握酶的分子組成及結(jié)構(gòu)和酶活性中心等基本概念；掌握有關(guān)理化因素對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響；理解酶單位的含義及用途，掌握酶活力的概念及正確測定酶活力的方法。章節(jié)課程思政目標(biāo)包括：培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)；增強(qiáng)學(xué)生專業(yè)的認(rèn)同感和社會(huì)責(zé)任感；增加學(xué)生的民族自豪感和榮譽(yù)感；培養(yǎng)學(xué)生的堅(jiān)忍不拔、敢于擔(dān)當(dāng)?shù)木瘛?/p>

3 案例設(shè)計(jì)思路——以“酶”為例

3.1 課程導(dǎo)入

通過日常生活與專業(yè)相關(guān)的一些現(xiàn)象引入章節(jié)內(nèi)容，如果蔬褐變問題，以及在食品工業(yè)中采取的相關(guān)措施。通過貼近生活中的現(xiàn)象引入酶的案例，提示酶的重要性。

3.2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

根據(jù)章節(jié)的教學(xué)目標(biāo)，重點(diǎn)內(nèi)容是酶的含義、酶的結(jié)構(gòu)和催化原理，為清晰、深入淺出地對(duì)相關(guān)理論知識(shí)進(jìn)行講授，并且在整個(gè)講授環(huán)節(jié)中巧妙運(yùn)用思政元素，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。

以問題為導(dǎo)向，明確酶的概念和重要性。提問學(xué)生“日常生活中哪些和酶相關(guān)”，篩選有用答案，并結(jié)合這些答案進(jìn)行相關(guān)知識(shí)拓展。如：（1）酶制劑在洗滌中的應(yīng)用，以往都需要在溫水中進(jìn)行洗衣，而現(xiàn)在低溫下可同樣達(dá)到有效的洗滌效果，提出酶在洗滌過程中的高效性和重要性；（2）鮮切蘋果褐變的問題，酶可在一定的條件下加速食品的品質(zhì)劣變，并結(jié)合酶促褐變反應(yīng)，提出酶在整個(gè)褐變過程中發(fā)揮的作用；此外，結(jié)合專業(yè)知識(shí)，分析解決鮮切蘋果褐變問題的相關(guān)方法，如鹽水浸泡、漂燙等，提出酶的化學(xué)本質(zhì)；（3）結(jié)合農(nóng)副產(chǎn)品“豐產(chǎn)不豐收”的普遍現(xiàn)象，強(qiáng)調(diào)專業(yè)在實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興過程中發(fā)揮重要作用。

以對(duì)多酚氧化酶抑制劑為案例，采用動(dòng)畫結(jié)合分子對(duì)接3D模擬展示酶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及作用機(jī)制。以蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫中的一種多酚氧化酶（PDB：3NQ1）為例，向?qū)W生展示酶的空間構(gòu)象對(duì)其發(fā)揮生物作用的重要性，且進(jìn)一步提示一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白酶發(fā)揮催化作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。結(jié)合PCR反應(yīng)中的核酸聚合酶為例，說明酶需要在一定條件下才能高效發(fā)揮其催化作用，如離子強(qiáng)度、pH、Mg2+等，這些條件是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象完整的前提，并引出輔酶和輔基的定義。結(jié)合多酚氧化酶（PDB：3NQ1）的3D示意圖，向?qū)W生演示酶的競爭性和非競爭抑制作用機(jī)理，能使學(xué)生更直觀地掌握酶的活性中心的概念，也能讓學(xué)生更清晰地明確競爭性抑制劑是通過與底物競爭性結(jié)合酶的活性中心，從而達(dá)到抑制酶的活性。通過提問“食品工業(yè)哪些原料前處理是和酶有關(guān)？”，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)酶相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解掌握。

酶的催化機(jī)制通過動(dòng)畫演示和3D動(dòng)態(tài)圖展示酶誘導(dǎo)契合學(xué)說，能夠更加直觀生動(dòng)地展示酶與底物的結(jié)合方式，以及酶底物中間復(fù)合物形成后酶構(gòu)象的改變過程，同時(shí)結(jié)合動(dòng)畫和3D動(dòng)態(tài)展示圖對(duì)中間復(fù)合物、鄰近定向、張力形變、酸堿催化和共價(jià)催化等關(guān)鍵術(shù)語進(jìn)行闡述說明，有利于學(xué)生對(duì)酶催化機(jī)制知識(shí)的理解和掌握。

現(xiàn)階段所講授的酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因此結(jié)合前期蛋白質(zhì)所學(xué)的知識(shí)，通過圖示和案例展示蛋白質(zhì)變性的相關(guān)條件，能夠更加清晰直觀地分析酶的催化活性為什么要在一定的條件下發(fā)揮催化作用，有利于學(xué)生將相關(guān)章節(jié)知識(shí)聯(lián)系起來，更有效地對(duì)知識(shí)進(jìn)行消化掌握。

通過提問和思維導(dǎo)圖對(duì)章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，有助于學(xué)生對(duì)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的理解掌握。

3.3 教學(xué)過程中思政元素的引入

在酶的教學(xué)過程中，針對(duì)各節(jié)知識(shí)點(diǎn)，恰當(dāng)?shù)匾胂嚓P(guān)的思政元素，以提高課程的趣味性，有利于提高學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感和使命感，培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷和科學(xué)素養(yǎng)。主要內(nèi)容如表1所示。在講授“豐產(chǎn)不豐收”的現(xiàn)象時(shí)，引入食品科學(xué)與工程專業(yè)的社會(huì)責(zé)任，結(jié)合“食品生物化學(xué)”的知識(shí)，提出合理的解決方案，助力鄉(xiāng)村振興，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)自信和家國情懷。在酶結(jié)構(gòu)和功能知識(shí)點(diǎn)講解過程中，引入：諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主、英國科學(xué)家Frederick Sanger歷經(jīng)12年成功破解蛋白一級(jí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的追求真理和淡泊名利的科學(xué)素養(yǎng)；1965年9月，我國科學(xué)家成功完成結(jié)晶牛胰島素的全合成，是世界首個(gè)人工合成的蛋白質(zhì)，預(yù)示著我國在蛋白質(zhì)合成方面的強(qiáng)大科研實(shí)力，增加學(xué)生的民族榮譽(yù)感；施一公研究團(tuán)隊(duì)采用冷凍電鏡等先進(jìn)技術(shù)，在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能等方面取得一系列重大科研突破，使我國在該領(lǐng)域的科研水平名列國際前茅，增加學(xué)生的民族自豪感；我國生物化學(xué)屆泰斗吳憲教授在1929年在第十三屆國際生理學(xué)會(huì)議上，首次提出第一個(gè)關(guān)于蛋白質(zhì)變性的理論，且沿用至今，這一理論的提出為后續(xù)蛋白質(zhì)研究工作的順利開展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，提高學(xué)生的民族自豪感，以及培養(yǎng)學(xué)生腳踏實(shí)地、求真務(wù)實(shí)的科學(xué)精神。

表1 酶相關(guān)內(nèi)容思政元素挖掘

4 結(jié)語

課程思政是實(shí)現(xiàn)“三全育人”和立德樹人的重要保障，而如何有效地將思政教育和課程專業(yè)知識(shí)有機(jī)結(jié)合是值得每位教師深入思考的問題；需結(jié)合各個(gè)課程的特點(diǎn)，充分挖掘課程每個(gè)知識(shí)點(diǎn)中所蘊(yùn)藏的思政元素；根據(jù)課程目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，通過及時(shí)調(diào)整優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)方案和教學(xué)方式等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)專業(yè)教育和思政教育的有機(jī)融合，以提高學(xué)生的專業(yè)知識(shí)水平和道德情操，以及塑造學(xué)生良好的品格。

“食品生物化學(xué)”作為專業(yè)課程，在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí)多選擇每章的重難點(diǎn)知識(shí)；根據(jù)每章內(nèi)容的具體要求，可針對(duì)性地采用不同的教學(xué)方式講授課程，如提問、案例分析、討論等，以提高食品專業(yè)學(xué)生的分析問題、解決問題的能力。課程思政的融入方式則因每章相關(guān)內(nèi)容的不同而異，需契合每章的教學(xué)目標(biāo)，合理選題、精心設(shè)計(jì)，采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，以保障該課程思政的教學(xué)質(zhì)量。而“食品生物化學(xué)”可挖掘的思政元素眾多，可根據(jù)學(xué)情合理制定教學(xué)方案，深度挖掘思政元素，與時(shí)俱進(jìn)，精心打磨高質(zhì)量課程，以實(shí)現(xiàn)教書育人、立德樹人的目的；教學(xué)過程中，需言傳身教、實(shí)事求是、引經(jīng)據(jù)典，在傳授專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，幫助學(xué)生樹立正確的人生觀、世界觀和價(jià)值觀，實(shí)現(xiàn)專業(yè)教育和思政教育同向同行，培養(yǎng)符合新工科背景下的具有高品格和創(chuàng)新思維的應(yīng)用型、復(fù)合型人才。