创新意识、科研兴趣在“生物化学”教学中的培养

尚立国 封毅 王超 乐宁 卓少元

摘要生物化学是医学类专业重要的基础课程，不仅要求学生掌握专业的理论基础知识，还要求学生积极主动的了解医学相关的生物化学前沿进展知识，从而激发学生的创新意识和科研兴趣。笔者结合生物化学教学过程的经验，探讨了几种旨在培养大学生创新意识、科研兴趣的措施。

关键词 生物化学 创新意识 课程思政 设计性实验 大学生创新创业

中图分类号：G424文献标识码：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，在中国科技界发生了一件里程碑式的大事件，我国科学家屠呦呦获得诺贝尔医学奖，打破了百余年来无中国本土科学家获此类荣誉的历史。屠呦呦是我国土生土长的科学家，她的获奖极大的鼓舞了我国成千上万的科研工作者。提到科学，不少人还因为思维惯性认为我国科学体系起源于西方，在科技水平以及科學精神上，我国始终处于跟随和模仿阶段，与美国为首的科技强国具有非常大的差距，甚至不少人担忧中国的文化特性导致我国不可能产生出一流的科技成果，这种“科学自卑”情绪不利于我国科技的进步。然而近些年我国科技水平取得了飞速的发展，与国际先进水平的差距在不断的减少，在一些特定领域已经取得了国际领先，国人的科学自信心得到极大的提高。大学生是我国未来科技发展和进步的根本动力所在，如何提高大学生创新意识，在他们的专业课学习过程中培养它们的科研兴趣以便为从事科研创新工作做好思想准备和素质准备是高等教育的一个重要命题。

生物化学课程是多种生命科学与医学类相关本科专业的专业基础课程。当今生命科学领域的研究进展日新月异，生物化学的科学前沿也不断更新。鉴于本科教育的主要教育目标是实施通识教育以及某一专业的基础和专业理论、知识和技能教育，在实际的生物化学理论课教学中仍然以基础知识和基础理论的教学为主，科技前沿知识的拓展十分有限。这种情况存在客观原因，目前本科大学生大都面临非常繁重的课程学习任务，根据笔者对所在学校大学生的了解，大学生在课堂外完成基础知识的掌握已显吃力，用于学科前沿知识的拓展学习的时间少的可怜。除此之外，目前尚有不少任课教师很少从事所教课程的学术科研项目，对所教课程的科技前沿了解不足，给学生提供的这方面的教学支持十分有限。

科学史贯穿在生物化学教学中并发挥着重要的作用，值得提出的一点就是生物化学教材中提到的科学家以及科学实验大都采用外国的例子，这给我们的学生造成一个假象：整个生物化学学科是外国科学家创造与发展而来的，中国科学家没有起到作用。造成这一现象的原因有很多，例如能够被写进教科书的知识都是经历了时间考验的重要科学成就，我国生物化学在早期发展较为落后，有影响力的科学成就本来就十分有限，而被编入教材的例子更是少之又少。另外，目前我国采用的生物化学教材大都依然采用国外生物化学教材做模板，那么主要使用外国科学家和其实验的例子也就不足为奇。

在生物化学实验教学方面，由于对生物化学试剂与相关仪器设备具有很高的要求，在教学经费和实验室平台有限的情况下，很多院校只能开展一些内容简单，缺乏探究和设计的演示实验或验证性实验，本科生参与实际的科研项目更是少之又少，大学生的科研思维和创新能力很难有实质性的锻炼。长此以往，学生在生物化学课程上学习的都是些“公理化”的标准基础理论知识，生物化学给学生的印象也变成了生涩难懂，脱离生活与科研的老旧学科，对学习好生物化学存在很强的畏难情绪，无法深刻体会生物化学在生命科学专业中的基础地位，更难以培养从事生物化学相关工作和科研的创新意识。因此，在生物化学的教学过程中，学生的“创新意识”和“科研兴趣”必须予以重视。笔者通过自身的教学经历，总结了以下几点实践措施以供同仁交流与讨论：

1课程内容调整与创新

目前在我们的课堂教学中，课程内容主要还是依托学校指定教材来圈定的，经常存在不同专业采用相同的教材，教师拘泥于教材以及根据教材编写的教学大纲，没法针对不同专业的实际情况来做出有效的教学设计。为此，笔者在具体开展教学前，会做充分的学情分析，了解学生的知识储备以及学生所学专业将来的就业方向，有针对性的修改课程内容。例如，针对本校的护理学专业，“生物化学”属于他们的选修课程，学生的基础比较薄弱，在实际的教学中，教学案例的选取不再是以理论性强的医学或药学案例为主，而是选取更容易被理解的生活中衣食住行有关的生物化学案例，例如在蛋白质化学章节，学习蛋白质变性部分时，鼓励大家采用生活中的变性剂对鸡蛋卵清蛋白溶液进行变性并观察，激活学生的科研兴趣；讲授蛋白质沉淀方法时，列举了传统豆腐的制作工艺中蛋白质的沉淀现象，鼓励学生通过自主思考与小组讨论分析引起沉淀的生物化学原理；在学习糖代谢章节，与学生分享了自制甜酒酿与葡萄酒的心得体会，唤起学生将生物化学知识运用到实际生活中的意识；在脂代代谢部分，分析了有氧运动来减肥的背后生物化学知识。这些贴近生活的生物化学案例不仅让学生学习了生物化学知识，还让学生认识到知识的创新应用的重要性，鼓励学生动手进行生活中的科研小活动。

另外一个重要方面就是在课堂教学中，适时导入我国著名生物化学家或者医学家的个人简历、主要科学成就以及科研方向。这样做有以下好处，第一，目前“课程思政”已经作为大学生专业教育必不可少的重要部分被提出，我国生物化学家或者医学家的个人事迹恰好是“课程思政”的良好载体，添加这部分的课程内容可以增强学生的爱国情感，笔者选择的这些科学家的学术成就扎根于中国国内，同时在国际上也产生了很大的影响（表1）。他们为我国的生物化学科学快速发展做出了巨大贡献，是我们大学生的学习榜样。第二，可以加强知识的延展性与交融性，通过介绍这些科学家的研究方向和成就让学生体会到目前生物化学仍是一门快速发展的学科，并非一成不变的，并且生物化学作为生命科学的基础学科，往往与其他学科交叉发展而并不是孤立的发展的。启迪学生在学习其他课程中注意生物化学知识的交叉应用。

2实验教学改革

生物化学是一个以实验为基础发展起来的学科，在传统的本科生物化学实验中，教师首先对实验原理和实验设计思路进行介绍，再强调实验过程中注意事项，等学生完成实验后由教师评价实验结果，这种类型的实验内容固定，学生无法发挥自主能动性，因为只是照搬教师讲述的实验步骤，虽然可以比较准确的完成实验，但是对实验设计思路以及重要的实验操作细节都认识不充分，同时也会导致学生完成实验的积极性不高。

笔者尝试改变这种被动的实验模式，以学生为中心，让学生自主设计，提高学生的参与度，通过4人一小组形式，让小组成员充分讨论提出实验方案并通过协作的方式完成实验。实验完成后让学生讨论实验方案和实验结果的优缺点，以及让学生提出改进的措施。例如在利用沉淀法来测定酪蛋白的等电点实验中，让学生复习蛋白质等电点的基本概念，以及在蛋白质处于等电点条件下常见的理化性质，进而引导学生确定该实验的目的：在不同pH的缓冲溶液中加入酪蛋白，通过沉淀多少的观察来粗略测定酪蛋白的等电点。由教师提供酪蛋白试剂、冰醋酸、和蒸馏水，以及实验可能用到的玻璃试管、量筒、移液管、微量移液器、pH计等基本的实验器材。从酪蛋白溶液以及不同pH梯度溶液的配制，到具体的反应体系中各溶液的加入体积的确定，最后到实验结果的描述和记录方式都由学生通过充分讨论来确定。通过完成此类自主设计性实验，学生确实能体会到科学研究的一些基本思路，认识到科学研究实际上离他们并不遥远，这会增强他们的创新意识和科研兴趣。

3大学生创新实践和科研训练

自从2015年国务院总理李克强强调大学生是推动大众创业、万众创新的生力军后，各高校对大学生创新创业项目的扶持力度空前加大。通过引导和鼓励大学生申报大学生创新创业项目可以非常好的调动学生将所学理论知识转化成实验项目。对于思维活跃性好，专业理论知识较扎实的学生鼓励他们发挥聪明才智来确定项目主题。而对于其他基础薄弱，积极性欠佳的学生，可以由任课教师提供可选的项目主题，学生根据自己兴趣爱好来选择。无论以上哪种情况，指导教师必须充分发挥指导和监督作用，确保学生能较为顺利的完成项目，从而提高学生们的创新能力与动手能力，激发科学兴趣。

为了鼓励学生进行创新实践与科研训练，在实际的教学课堂中，笔者会根据教学内容，在合适的时机导入我所从事的科学研究方向，并积极邀请学生来我所在的实验室进行参观。在笔者的科研项目申报中，从所教班级中挑选活跃度比较高的学生来进行谈心谈话，对有意向参与的学生，将他们列入项目的参与者并详细介绍科研项目的研究背景以及即将开展的实验方法，亲自指导他们开展实验研究。在学生进入笔者实验室半年左右的时间，鼓励这些学生撰写大学生创新实践和科研训练申请书，并指导修改，让学生获得写作方面的训练。最后，在科研论文发表中，将参与实验的大学生列为论文作者，这对于大学生是很好的鼓励作用，让他们认识到科学研究并非高不可攀和遥不可及，“创新意识”和“科研兴趣”在大学生中依然可以得到很好的培养。

随着中国科技取得長足的进步，美国开始对我国实施强大的技术封锁。在此过程中，我国的科学家在美国的重重阻挠下在科学与技术领域取得一系列重要突破，这些成绩都离不开独立自主和创新。大学生作为未来各行业的储备人才，培养其专业知识和技能的同时，创新意识和科研能力训练也必须努力跟进。同时，作者作为一名普通的生物化学教师，也是一名分子生物学的科研人员，深知生命科学领域的竞争激烈程度，要时刻保持创新意识，做好科学研究和努力提升教学效果，为培养出优秀的大学生而不断拼搏。

*通讯作者：卓少元

基金项目：广西中医药大学教育教学改革与研究项目（2019ZD001，2020A012）