“細胞生物學”實驗課程思政元素的挖掘

［摘 要］ 生命科學是實驗性學科。實驗課教學是培養創新型人才的重要手段。在細胞生物學實驗課程中，根據實驗內容，講述相關華人科學家的研究經歷和生平，有利于達成育人目標。學生在課堂上積極討論話題和人物；課后自主學習并查找資料；下次課堂上清楚準確地講述觀點。因為科學家們的榜樣作用，學生更加積極地參與實驗，提交詳細清晰的實驗報告，取得更加優異的成績，對未來有了更加清晰的規劃。學生樹立了正確的“三觀”，激發了愛國情懷，并希望為民族復興而努力奮斗。此次教學改革可為其他專業課程提供借鑒。

［關鍵詞］ 細胞生物學實驗；教學改革；華人科學家；榜樣作用

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）31-0033-04 ［收稿日期］ 2023-06-14

一、“細胞生物學”課程思政建設的重要性

現代大學生面對形式多變的世界和觀念，存在太多的未知和迷茫。教師需要幫助學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，并度過美好的大學生活，促進學生成為合格的社會主義建設者和接班人。以前把樹立“三觀”的任務全部交給了思政課程的教師，但發現效果并不理想，現在專業課的教師也一起承擔起責任。高校思想政治工作關系高校培養什么樣的人、如何培養人以及為誰培養人這個根本問題。要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面［1］。

隨著課程思政的推廣，生命科學領域的很多課程都已經開展相關教學，尤其是細胞生物學與思想政治教育的融合，主要以育人目標為導向，結合多種課程思政實施方法，融入社會主義核心價值觀的內容，但未曾見到由實驗課程延伸的華人科學家的講解［2-6］。與諾貝爾獎獲得者的介紹相比，華人科學家的研究經歷和生平更加親切，使得專業知識更加生動，更加容易引發學生的愛國情懷。學生也能了解到在細胞生物學學科發展過程中，華人科學家做出了不可忽略的貢獻。以他們為榜樣，學生在實驗課程中表現更加積極，從實驗習慣和思維方面進行轉變，努力成為更好的自己，對于自己未來的發展更加清楚。

二、“細胞生物學”實驗課程思政的教學設計

“細胞生物學”實驗課程分三步展開。一是根據實驗內容，在課堂上討論確定華人科學家。二是分小組搜索人物的文獻和報道，進行總結、歸納、思考和借鑒。三是做好PPT，由小組代表上臺講一講人物、事件、體會和對自己的影響。“細胞生物學”實驗課程有12次課，確定了跟實驗相關的12位科學家，根據人物關系，每次延伸1～2位相關科學家（見表1）。學生對于這種形式接受度高，樂于了解這些華人科學家，了解他們背后的科學故事，積極思考，反思自己的現狀，學習變得更加主動和勤奮，對自己的未來發展更加自信。

三、“細胞生物學”實驗課程思政元素的挖掘

（一）顯微鏡相關的思政元素

在講述顯微鏡的2次課程中（表1的1-1和1-2），提到各種形式的顯微鏡，如普通、相差、體式、熒光和暗視野顯微鏡等，平時使用的品牌多數來自德國和日本。學生好奇國內的顯微鏡發展如何，課程中介紹兩位在顯微鏡領域具有特殊貢獻的華人科學家——莊小威和程和平。莊小威院士實驗室發明的隨機光學重構顯微術（STORM），應用該方法搭建了超高分辨率顯微鏡，與2014年諾貝爾化學獎“超分辨熒光顯微技術”研究類似。該方法還用于分析單細胞生命體和哺乳動物的大腦，發現新的細胞結構，揭示新的作用機理。程和平院士團隊研制了第一代2.2克微型化雙光子顯微鏡，用于觀察小鼠自由行為下的大腦皮層神經元和神經突觸活動，之后將成像視野擴大7.8倍，研發的微型化三光子顯微鏡突破成像深度極限，可以直接觀察小鼠海馬CA1亞區，鈣信號達1.2毫米，血管達1.4毫米，不產生明顯的光毒性。

（二）細胞器相關的思政元素

在講述細胞器的3次課程中（表1的2-1、2-2和2-3），講到葉綠體，我們聯想到研究光合作用的匡廷云院士。匡廷云院士是名副其實的追光者，致力于解開光能轉化之謎，是我國光合膜結構與功能研究領域的開拓者，她在老師湯佩松的支持下，經過不懈努力，完成了分辨率為2.72埃的菠菜主要捕光復合物結晶結構解析。講到線粒體和液泡系，我們聯想到研究線粒體和溶酶體等生物膜的楊福愉院士。楊福愉院士從事線粒體膜的結構與功能的研究，致力于生物膜膜脂——膜蛋白相互作用的研究，提出克山病是一種心肌線粒體病。同年當選院士的還有他的弟弟楊福家，在國內開創了離子束分析研究領域。“一門雙院士”成為中國學術界的佳話，可見家庭教育的重要性。講到多糖和過氧化物酶，我們聯想到研究過氧化物酶體轉運膽固醇的宋保亮。宋保亮院士揭示了一條膽固醇合成調控通路，發現了轉運膽固醇的新途徑，有利于降脂藥物的研發。隨著社會老齡化，參與脂代謝、糖代謝和肥胖、糖尿病和脂肪肝等代謝疾病的研究的人越來越多，例如院士夫妻林圣彩和李蓬。林圣彩解密了神藥二甲雙胍的靶點，李蓬擔任鄭州大學校長，加快了學校的發展。

（三）細胞骨架相關的思政元素

在講述細胞骨架的2次課程中（表1的3-1和3-2），講到微絲的光學觀察時，我們想到首次證明高等植物中存在微絲的閻隆飛；講到微管的免疫熒光觀察時，我們想到揭示微管參與miRNA細胞間轉運機制的陳雪梅。閻隆飛院士運用傳統的生物化學方法，從植物中分離到肌動球蛋白，比美國學者提前了10年。他也是一位優秀的教育工作者，培養的學生有曹曉風院士。曹曉風主要從事植物表觀遺傳學的研究。陳雪梅院士最先從植物中分離miRNA，首次發現miRNA的3’末端核糖基上帶有2’-O-甲基化修飾，是植物發育生物學領域的重要發現，現任北京大學生命科學學院的院長。曾任該職位的還有饒毅，被稱為科學界的魯迅，促進了教育改革，一心想著改善我國的科研大環境，為科研工作者盡心盡力。

（四）染色體相關的思政元素

在講述小鼠骨髓細胞染色體的3次課程中（表1的4-1、4-2和4-3），我們想到單細胞基因組學領域的謝曉亮、研究細胞核重建的翟中和、研究結構生物學的施一公。謝曉亮院士是相干拉曼散射顯微成像技術和單細胞基因組學的開拓者，開發了單細胞全基因組均勻擴增的新方法——多重退火循環擴增法（MALBAC），和喬杰、湯富酬合作，在北醫三院誕生了世界首例“MALBAC嬰兒”，為三百多個患有單基因遺傳病的家庭成功避免了疾病的子代傳遞。我們最熟悉的是翟中和院士，他編寫了我們使用的《細胞生物學》教材，從事細胞核重建及細胞核骨架—核纖層—中間纖維系的研究，培養了優秀的學生丁明孝，為我國的細胞生物學教育和發展作出了卓越貢獻。施一公院士運用結構生物學研究細胞凋亡和阿爾茨海默病的分子機制，籌建了西湖大學，培養了優秀的學生顏寧院士。顏寧主要研究跨膜運輸蛋白的結構和機理，現回深圳創立了醫學科學院，為建設國際一流科研機構而奮斗。

（五）細胞培養相關的思政元素

在講述細胞培養的2次課程中（表1的5-1和5-2），我們聯想到研究細胞衰老的童坦君，研究細胞死亡的王曉東、袁鈞瑛和韓家淮。童坦君院士建立了一套國際認可的評估細胞衰老的定量指標，用于衰老理論研究和藥物抗衰效果評價。他主編了《醫學老年學》，第一次系統引入了分子生物學現代理念。童坦君從腫瘤研究轉向做衰老課題，是因為妻子張宗玉實驗室需要處理一批老齡的小鼠，所謂的“廢物利用”開啟了我國的衰老研究領域。王曉東院士主要研究細胞凋亡的分子機制，發現了細胞內Caspases執行的細胞凋亡過程，以及腫瘤壞死因子受體下游的激酶Rip3如何殺死細胞。這些開創性的工作與2002年諾貝爾生理學或醫學獎“器官發育和細胞程序性死亡的遺傳調控機理”的研究類似。袁鈞瑛院士是第一個細胞死亡基因的發現者。韓家淮院士關注病原菌入侵免疫細胞后引起的炎性壞死即細胞焦亡，鑒定了炎癥小體的關鍵蛋白Gasdermin D，在治療膿毒癥方面取得了重要進展。

四、細胞生物學實驗與思政教育的有效融合

在這次教學改革過程中，課堂上學生的交流討論更加熱烈，在課后學生主動學習和搜索內容更加積極，下次課堂上學生的講解特別生動形象。學生也表示，以華人科學家為榜樣，自己現在努力學習，以后要為祖國的科學事業添磚加瓦。反映在成績上，兩年的教學改革與之前相比，學生的平時成績明顯提高，平時成績的平均分從81.67提高到92.05和91.63。第三年的教學改革中，在期末考試中，積極參與教學改革項目的班級（平均分83.25）比平行班（平均分78.97）取得了更好的成績。學生了解到在細胞生物學發展的長河中，華人科學家起到了舉足輕重的作用，產生了強烈的民族自豪感。過去很多科學家去國外學習并做研究，科學沒有國界，但科學家有，很多華人科學家回國后，在教學和科研上更加努力，促進了我國教育的改革，也推動了科學的進步。他們愛國家、愛事業、愛學生，用心教書育人；他們講使命、勇擔當、樂奉獻，盡力科學探索。

五、生物專業課程思政建設的推廣

“細胞生物學”實驗是生命科學和基礎醫學的重要專業課程，是細胞生物學理論的延伸和應用，是學生未來從事科學研究的基礎。本次教學改革中增加了相關華人科學家的講述，激發了學生的積極性，明顯提高了成績，有利于確立學生正確的“三觀”，學生更加理解實驗對生命科學發展的意義，能清晰地規劃自己的未來，為以后從事科研事業奠定堅實的基礎。這種方式可以推廣到其他專業課程的教學改革，完善人才的培養體系，推動高校教育事業的發展。

參考文獻

［1］全國高校思想政治工作會議12月7日至8日在北京召開［EB/OL］.（2016-12-08）［2023-05-14］.https：//www.gov.cn/xinwen/2016-12/08/content_5145253.htm#1.

［2］李翡翡，楊寧，王瑋，等.細胞生物學中融入課程思政的思考［J］.中國細胞生物學學報，2022，44（12）：2287-2293.

［3］劉軍鋒，李正軍，聶開立，等.“細胞生物學”課程思政實施方法初探［J］.中國細胞生物學學報，2021，43（7）：1490-1494.

［4］唐寶定，李姝婧，李蕾娜，等.細胞生物學課程思政資源的挖掘與應用［J］.中國細胞生物學學報，2022，44（2）：314-317.

［5］孫文秀，熊濤，羅岸，等.地方高校細胞生物學課程思政教學的探索與實踐［J］.中國細胞生物學學報，2021，43（8）：1638-1643.

［6］李強，李蕾娜，劉長青，等.混合式醫學細胞生物學實驗課融入思政教育的探索研究［J］.中國細胞生物學學報，2022，44（7）：1370-1376.

Exploration of Ideological and Political Elements in Cell Biology Experiment Course

Abstract： Life science is an experimental subject. Teaching experimental courses is an important means to cultivate innovative talents. In the cell biology experiment course， the research experiences and biographies of relevant Chinese scientists are introduced according to specific experimental contents， which is conducive to reaching the goal of education. Students discuss topics and scientists actively and enthusiastically in class， find information and study independently after class， and state their ideas clearly and accurately in the next class. Motivated by the scientists as role models， students participated more actively in the experiments， submitted more detailed and clear lab reports， received better grades， and had clearer plans for the future. The students generally established a correct outlook on the three views （on the world， value and life）， inspired their patriotism and desire to work hard for national rejuvenation. This teaching reform can provide a reference for other professional courses.

Key words： cell biology experiments; teaching reform; Chinese scientists; role model