創新意識、科研興趣在“生物化學”教學中的培養

尚立國 封毅 王超 樂寧 卓少元

摘要生物化學是醫學類專業重要的基礎課程，不僅要求學生掌握專業的理論基礎知識，還要求學生積極主動的了解醫學相關的生物化學前沿進展知識，從而激發學生的創新意識和科研興趣。筆者結合生物化學教學過程的經驗，探討了幾種旨在培養大學生創新意識、科研興趣的措施。

關鍵詞 生物化學 創新意識 課程思政 設計性實驗 大學生創新創業

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.20.051

Cultivation of Innovation Consciousness and Scientific Research Interest in Biochemistry Teaching

SHANG Liguo， FENG Yi， WANG Chao， LE Ning， ZHUO Shaoyuan

（School of Basic Medicine， Guangxi University of Chinese Medicine， Nanning， Guangxi 530200）

AbstractBiochemistry is an important basic course for medical majors. It not only requires students to master the basic theoretical knowledge of the major， but also requires students to actively understand the frontier knowledge of Biochemistry related to medicine， so as to stimulate students’ innovation consciousness and research interest. Based on the experience of biochemistry teaching， this paper discusses several measures to cultivate college students’ innovation consciousness and research interest.

Keywordsbiochemistry； innovation consciousness； curriculum Ideological and politics； design experiment； innovation and entrepreneurship ofcollegestudents

2015年10月，在中國科技界發生了一件里程碑式的大事件，我國科學家屠呦呦獲得諾貝爾醫學獎，打破了百余年來無中國本土科學家獲此類榮譽的歷史。屠呦呦是我國土生土長的科學家，她的獲獎極大的鼓舞了我國成千上萬的科研工作者。提到科學，不少人還因為思維慣性認為我國科學體系起源于西方，在科技水平以及科學精神上，我國始終處于跟隨和模仿階段，與美國為首的科技強國具有非常大的差距，甚至不少人擔憂中國的文化特性導致我國不可能產生出一流的科技成果，這種“科學自卑”情緒不利于我國科技的進步。然而近些年我國科技水平取得了飛速的發展，與國際先進水平的差距在不斷的減少，在一些特定領域已經取得了國際領先，國人的科學自信心得到極大的提高。大學生是我國未來科技發展和進步的根本動力所在，如何提高大學生創新意識，在他們的專業課學習過程中培養它們的科研興趣以便為從事科研創新工作做好思想準備和素質準備是高等教育的一個重要命題。

生物化學課程是多種生命科學與醫學類相關本科專業的專業基礎課程。當今生命科學領域的研究進展日新月異，生物化學的科學前沿也不斷更新。鑒于本科教育的主要教育目標是實施通識教育以及某一專業的基礎和專業理論、知識和技能教育，在實際的生物化學理論課教學中仍然以基礎知識和基礎理論的教學為主，科技前沿知識的拓展十分有限。這種情況存在客觀原因，目前本科大學生大都面臨非常繁重的課程學習任務，根據筆者對所在學校大學生的了解，大學生在課堂外完成基礎知識的掌握已顯吃力，用于學科前沿知識的拓展學習的時間少的可憐。除此之外，目前尚有不少任課教師很少從事所教課程的學術科研項目，對所教課程的科技前沿了解不足，給學生提供的這方面的教學支持十分有限。

科學史貫穿在生物化學教學中并發揮著重要的作用，值得提出的一點就是生物化學教材中提到的科學家以及科學實驗大都采用外國的例子，這給我們的學生造成一個假象：整個生物化學學科是外國科學家創造與發展而來的，中國科學家沒有起到作用。造成這一現象的原因有很多，例如能夠被寫進教科書的知識都是經歷了時間考驗的重要科學成就，我國生物化學在早期發展較為落后，有影響力的科學成就本來就十分有限，而被編入教材的例子更是少之又少。另外，目前我國采用的生物化學教材大都依然采用國外生物化學教材做模板，那么主要使用外國科學家和其實驗的例子也就不足為奇。

在生物化學實驗教學方面，由于對生物化學試劑與相關儀器設備具有很高的要求，在教學經費和實驗室平臺有限的情況下，很多院校只能開展一些內容簡單，缺乏探究和設計的演示實驗或驗證性實驗，本科生參與實際的科研項目更是少之又少，大學生的科研思維和創新能力很難有實質性的鍛煉。長此以往，學生在生物化學課程上學習的都是些“公理化”的標準基礎理論知識，生物化學給學生的印象也變成了生澀難懂，脫離生活與科研的老舊學科，對學習好生物化學存在很強的畏難情緒，無法深刻體會生物化學在生命科學專業中的基礎地位，更難以培養從事生物化學相關工作和科研的創新意識。因此，在生物化學的教學過程中，學生的“創新意識”和“科研興趣”必須予以重視。筆者通過自身的教學經歷，總結了以下幾點實踐措施以供同仁交流與討論：

1課程內容調整與創新

目前在我們的課堂教學中，課程內容主要還是依托學校指定教材來圈定的，經常存在不同專業采用相同的教材，教師拘泥于教材以及根據教材編寫的教學大綱，沒法針對不同專業的實際情況來做出有效的教學設計。為此，筆者在具體開展教學前，會做充分的學情分析，了解學生的知識儲備以及學生所學專業將來的就業方向，有針對性的修改課程內容。例如，針對本校的護理學專業，“生物化學”屬于他們的選修課程，學生的基礎比較薄弱，在實際的教學中，教學案例的選取不再是以理論性強的醫學或藥學案例為主，而是選取更容易被理解的生活中衣食住行有關的生物化學案例，例如在蛋白質化學章節，學習蛋白質變性部分時，鼓勵大家采用生活中的變性劑對雞蛋卵清蛋白溶液進行變性并觀察，激活學生的科研興趣；講授蛋白質沉淀方法時，列舉了傳統豆腐的制作工藝中蛋白質的沉淀現象，鼓勵學生通過自主思考與小組討論分析引起沉淀的生物化學原理；在學習糖代謝章節，與學生分享了自制甜酒釀與葡萄酒的心得體會，喚起學生將生物化學知識運用到實際生活中的意識；在脂代代謝部分，分析了有氧運動來減肥的背后生物化學知識。這些貼近生活的生物化學案例不僅讓學生學習了生物化學知識，還讓學生認識到知識的創新應用的重要性，鼓勵學生動手進行生活中的科研小活動。

另外一個重要方面就是在課堂教學中，適時導入我國著名生物化學家或者醫學家的個人簡歷、主要科學成就以及科研方向。這樣做有以下好處，第一，目前“課程思政”已經作為大學生專業教育必不可少的重要部分被提出，我國生物化學家或者醫學家的個人事跡恰好是“課程思政”的良好載體，添加這部分的課程內容可以增強學生的愛國情感，筆者選擇的這些科學家的學術成就扎根于中國國內，同時在國際上也產生了很大的影響（表1）。他們為我國的生物化學科學快速發展做出了巨大貢獻，是我們大學生的學習榜樣。第二，可以加強知識的延展性與交融性，通過介紹這些科學家的研究方向和成就讓學生體會到目前生物化學仍是一門快速發展的學科，并非一成不變的，并且生物化學作為生命科學的基礎學科，往往與其他學科交叉發展而并不是孤立的發展的。啟迪學生在學習其他課程中注意生物化學知識的交叉應用。

2實驗教學改革

生物化學是一個以實驗為基礎發展起來的學科，在傳統的本科生物化學實驗中，教師首先對實驗原理和實驗設計思路進行介紹，再強調實驗過程中注意事項，等學生完成實驗后由教師評價實驗結果，這種類型的實驗內容固定，學生無法發揮自主能動性，因為只是照搬教師講述的實驗步驟，雖然可以比較準確的完成實驗，但是對實驗設計思路以及重要的實驗操作細節都認識不充分，同時也會導致學生完成實驗的積極性不高。

筆者嘗試改變這種被動的實驗模式，以學生為中心，讓學生自主設計，提高學生的參與度，通過4人一小組形式，讓小組成員充分討論提出實驗方案并通過協作的方式完成實驗。實驗完成后讓學生討論實驗方案和實驗結果的優缺點，以及讓學生提出改進的措施。例如在利用沉淀法來測定酪蛋白的等電點實驗中，讓學生復習蛋白質等電點的基本概念，以及在蛋白質處于等電點條件下常見的理化性質，進而引導學生確定該實驗的目的：在不同pH的緩沖溶液中加入酪蛋白，通過沉淀多少的觀察來粗略測定酪蛋白的等電點。由教師提供酪蛋白試劑、冰醋酸、和蒸餾水，以及實驗可能用到的玻璃試管、量筒、移液管、微量移液器、pH計等基本的實驗器材。從酪蛋白溶液以及不同pH梯度溶液的配制，到具體的反應體系中各溶液的加入體積的確定，最后到實驗結果的描述和記錄方式都由學生通過充分討論來確定。通過完成此類自主設計性實驗，學生確實能體會到科學研究的一些基本思路，認識到科學研究實際上離他們并不遙遠，這會增強他們的創新意識和科研興趣。

3大學生創新實踐和科研訓練

自從2015年國務院總理李克強強調大學生是推動大眾創業、萬眾創新的生力軍后，各高校對大學生創新創業項目的扶持力度空前加大。通過引導和鼓勵大學生申報大學生創新創業項目可以非常好的調動學生將所學理論知識轉化成實驗項目。對于思維活躍性好，專業理論知識較扎實的學生鼓勵他們發揮聰明才智來確定項目主題。而對于其他基礎薄弱，積極性欠佳的學生，可以由任課教師提供可選的項目主題，學生根據自己興趣愛好來選擇。無論以上哪種情況，指導教師必須充分發揮指導和監督作用，確保學生能較為順利的完成項目，從而提高學生們的創新能力與動手能力，激發科學興趣。

為了鼓勵學生進行創新實踐與科研訓練，在實際的教學課堂中，筆者會根據教學內容，在合適的時機導入我所從事的科學研究方向，并積極邀請學生來我所在的實驗室進行參觀。在筆者的科研項目申報中，從所教班級中挑選活躍度比較高的學生來進行談心談話，對有意向參與的學生，將他們列入項目的參與者并詳細介紹科研項目的研究背景以及即將開展的實驗方法，親自指導他們開展實驗研究。在學生進入筆者實驗室半年左右的時間，鼓勵這些學生撰寫大學生創新實踐和科研訓練申請書，并指導修改，讓學生獲得寫作方面的訓練。最后，在科研論文發表中，將參與實驗的大學生列為論文作者，這對于大學生是很好的鼓勵作用，讓他們認識到科學研究并非高不可攀和遙不可及，“創新意識”和“科研興趣”在大學生中依然可以得到很好的培養。

隨著中國科技取得長足的進步，美國開始對我國實施強大的技術封鎖。在此過程中，我國的科學家在美國的重重阻撓下在科學與技術領域取得一系列重要突破，這些成績都離不開獨立自主和創新。大學生作為未來各行業的儲備人才，培養其專業知識和技能的同時，創新意識和科研能力訓練也必須努力跟進。同時，作者作為一名普通的生物化學教師，也是一名分子生物學的科研人員，深知生命科學領域的競爭激烈程度，要時刻保持創新意識，做好科學研究和努力提升教學效果，為培養出優秀的大學生而不斷拼搏。

*通訊作者：卓少元

基金項目：廣西中醫藥大學教育教學改革與研究項目（2019ZD001，2020A012）