生物物理课程中思政元素的思考

（北京工业大学环境与生命学部 北京 100124）

育人之本，在于立德铸魂。习近平总书记在2016年12月全国高校思政工作会议上指出：“要把做人做事的道理、把社会主义核心价值观的要求、把实现民族复兴的理想和责任融入各类课程教学之中，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成‘协同效应’”。思想政治工作是高校工作的生命线，将立德树人深植于课堂，实现知识传授、价值塑造和能力培养的多元统一，对培养出色的社会主义建设者和接班人是十分必要的。

生物物理学是生物学的二级学科，是我校生物医学工程专业的专业必修课程，承担着我院学生从基础课到专业课顺利过渡中知识掌握、逻辑思辨、科学素养能力培养的重要任务。作为生物物理课程的老师，就如何实现课程思政，在课堂上融入哪些内容，如何精心设计来达到理想的育人效果和目的，进行了反复琢磨和深入思考，并在实践中总结了几点切身的体会与感受，希望对类似课程的教学有所帮助和启发。

1 通过生物物理学家充满正能量的故事培养学生高尚情操

生物物理学科中的很多发明和发现都承载着科学家智慧的思考、执着的追求和艰辛的付出，同时也折射出他们种种人格魅力，可以充分利用科学家的故事弘扬正能量。例如，在讲生物电的由来一节，借助意大利科学家伽伐尼和伏达间的“蛙腿论战”这个事件，从不同的角度给予学生多方面的启示。角度1：伽伐尼发现解剖刀碰触到金属板上死青蛙的腿会使蛙腿剧烈地痉挛抽搐，之后在验证试验中由于考虑不够全面最后得出了错误的结论：动物体内存在着一种不同于静电的生物电。由此，教导学生要严谨周密地考虑科学实验设计，否则很容易得出错误结论。角度2：伽伐尼在英国皇家学会会议上当众演示他的实验，这使得整个欧洲科学界都为之兴奋。在这种情形下，伏达仍敢于挑战权威，在多次严谨试验后，认定这是金属接触电，非生物电。这让学生明白权威并不总是对的，不能迷信权威，要有挑战权威的勇气。角度3：当伏达发现只需用两种不同的金属和湿的溶液接触就能产生电时，他开始转向金属的生电性质，并发明了人类最早的化学电池。这告诉学生要学以致用，勇于创新。角度4：尽管伏达在蛙腿论战中获胜，但他仍然认可伽伐尼在化学电池发明中的重要作用。由此，教导学生要谦虚，淡泊名利，尊重他人。这样的例子还有很多。再如罗得里克·麦金农测定被誉为国际难题的钾离子通道结构的事件。为了解析钾通道的结构，40岁的麦金农开始从头学习他根本不懂的X射线衍射，并亲自多方申请资金资助。他在哈佛的博士后都不愿意跟随他从事这一极端冒险的工作。最后，在洛克菲勒大学的资助下，他凭借着自己坚定的决心和辛勤的工作，终于成功解析出了第一个钾通道的结构，引起了世界的关注。这种对科研的执着和迎难不退的精神促动了学生们的内心，从他们崇拜的目光中我知道这位科学家已成为他们心中的楷模，并将坚定他们日后战胜困难的勇气。还有，在放射生物学一章，通过讲述德国科学家伦琴主动放弃自己发现X射线的专利权，而将成果归属于全人类，并把所得的诺贝尔奖金献给他的学校，让学生看到科学家超越国界的爱心和博大的奉献精神。

以上通过教师介绍和学生自主对科学家资料的调研，坚定了学生的理想和信念，激发了他们为科学研究不懈追求和勇于创新的斗志，培养了学生热爱祖国、为国家和人民的事业奉献终身的高尚情操。

2 利用生物物理课程中丰富的理论实践案例提升学生哲学思辨能力

在多年的教学中发现生物物理学科中包含了丰富的自然哲学思想。例如，在学习细胞电活动的基础和机制时，通过讲解人的视觉、痛觉等感觉的形成都是源于外界刺激所引起的钾钠钙等离子在神经细胞间的定向流动，来让学生领悟世界是物质的，生物体也不例外，生命起源于非生命物质。又如，通过讲述为应对细胞动作电位期间由于离子不断外流或内流造成的细胞内外离子严重不均衡问题，细胞膜上的钠钾ATP酶会消耗能量反向转运离子来维持离子浓度的正常水平，来说明细胞是一个系统，它可以感知外界信息，并通过反馈处理来进行自我调控。系统论、信息论、控制论的精髓在生物体上得到完美体现。又如，在蛋白质结构保守与进化一节，让学生看到蛋白质为完成确定的功能必须保持相对稳定，是一种相对“静止”；同时一些位点变异使分子得以演变和进化，是一种绝对“运动”。保守的相对性和变异的绝对性体现了静止的相对性和运动的绝对性。又如，可以结合“溶液温度等的量的变化会导致蛋白质热稳定平衡打破”的教学，将辩证唯物主义的“量变到质变”哲学思想融入蛋白质折叠的学习中。又如，在生物熵理论一节，可以让学生查阅资料，展开讨论，引导学生认识“热死论”的荒谬性，指出其错误的根源是没有考虑定律使用的限制，从而让学生意识到任何真理都是绝对真理和相对真理的辩证统一。再如，在讲述生物学对物理学的重大影响—能量守恒定律的提出中，通过介绍德国随船医生迈尔从发现热带水手静脉血鲜红，得出热和（生命的）运动的等价，联想到马拉车时车与地面摩擦产生的热量是由马的运动及其作功产生的，进而普遍推广，到最后形成能量守恒定律的雏形，来让学生领悟事物普遍联系的观点。

在教学中自觉、自然地渗透学科综合思想不仅能在生物物理的教学中增加一个新的亮点，提高学生的学习兴趣，而且可以帮助学生站在哲学的高度领悟科学的真谛，这对于学生形成辩证思维和科学的世界观具有重要意义。

3 利用有关生物物理原理知识点及应用对学生进行思政教育

例如，通过介绍利用核磁共振原理制造的核磁共振成像仪、超声多普勒原理制造的血流计和彩色多普勒超声检测仪等，让学生明白学以致用，培养学生的创造性思维，提高学生自主创新的意识。以多普勒原理制造血流计为例，首先从频率的基本概念讲起，提问学生物体发声的频率和接收者接收到的频率是否总是相等，进而启发学生当两者有相对运动时两频率的关系怎样。学生努力思考并经过推导最后得出结论：接收者接近发声物体时，所接收到的频率大于发声的频率，否则接收者远离发声物体时，所接收到的频率小于发声的频率，且频率差与相对运动的速度之间有一定的关系。在这个多普勒效应和关系的数学表达式得出后，我会继续就公式启发学生：公式中两个变量知道其一则可以推出另一个，学生们很快想到了利用多普勒原理可以测量行驶中汽车等的速度，并很自然地可以理解一束超声打在血细胞上就可以测量血流的速度。以上的讲解从基本概念出发，不断提问引深，从而知识的传授和创新过程教学在教师与学生的积极互动中顺利完成。学生也会感觉创新其实并没有那么困难。

再如，在地磁场的生命保护伞效应一节，通过讲述地磁场的减弱会使太阳风（超声速等离子体带电粒子流）横扫大气，结果海洋日益蒸发，其中溶解的二氧化碳等气体大量排放，导致温室效应，最终引起地球上几次动物的大灭绝的事件，进而引向近年来由于地球上人类种种活动的增加引起空气中二氧化碳浓度升高而导致温室效应这一现象。用数据、图片和视频向学生展示温室效应带来的种种灾难，让他们从内心树立起“金山银山不如绿水青山”的环保理念，建立起可持续科学发展观和绿色生态技术观这些思想理念。

经过教师深入地挖掘，可以发现很多教学知识点中都蕴藏着思政的元素。教师需要认真地研究各知识点，深入思考其中可能蕴含的思政元素，理清知识点与思政元素间的内在关系，找准两者间的“契合点”，而后依照专业知识内容的逻辑，精心设计教学过程，以专业知识为依托，注入思政元素，以无缝衔接的方式建立起“专业知识—思政元素”相互交融的统一体。

4 用国家在生物物理学科中的建设成就对学生进行思想教育

借助中国生物物理厚积而薄发的发展让学生感受到中国的强大，并树立民族自豪感和为祖国发展添砖加瓦的志向。从我国生物物理的发展：20世纪50年代中国生物物理学始创，1982年成立中国生物物理学会，1983年正式加入国际纯粹与应用生物物理联合会（IUPAB），1984年首次参加IUPAB大会，1987年申请第11届大会主办权失败；在这之后的十八年，中国生物物理厚积薄发，于2005年再次申请时一次成功—第17届国际生物物理大会终于在北京拉开帷幕，这一天中国的生物物理学研究者们期待了很久，他们终于圆梦了。从以上讲述中，学生们不仅看到了我国生物物理与国际的差距，更看到了前赴后继的科学家们不懈的努力与攀登，看到了我们已经在世界的舞台上扮演着越来越重要的角色。当我看到学生们眼中坚定的目光时，我知道他们的心被触动了，相信此时此刻一个为了祖国美好明天而奋斗的小小的种子正在他们心中生根发芽。

从教学方式上，可充分利用网络优质资源，布置学生收看与课程内容有联系的国产优秀纪录片，一方面提高学生的学习兴趣，全方位引导学生的科学观和人文观，另一方面让学生在获取知识的同时提升爱国主义情怀。还可将课堂由教师讲学生听变为学生讲教师听、学生之间交流，在增强学生自主学习的同时，也让学生能够亲身感受生物物理课程与社会生产生活的紧密联系。教师可将研讨从课程知识层面引导上升到社会经济层面，甚至上升到国家发展和民族振兴层面，从而激励学生独立思考，鼓励学生敢于表达，培养学生科学思辨能力，激发学生为中华文明复兴而读书的使命感。

5 结束语

在生物物理课堂上以习近平总书记的重要讲话精神为指导，以社会主义核心价值观为灵魂和主线，通过深入挖掘思政元素、并精心设计讲授方式，引导学生树立正确的人生观、价值观、世界观，将价值引领、能力培养和知识传授有机融合，与思政课程形成相向而行，最终实现教育“立德树人”的根本任务。