劉暢,張莉弘,殷立穎,吳修利
長春大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院(長春 130122)
習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)要用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道,使各類專業(yè)或通識(shí)課程與思想政治理論課同向同行,形成協(xié)同育人的效應(yīng)[1-3]。課程思政的實(shí)施對(duì)落實(shí)教書育人的主體責(zé)任以及實(shí)現(xiàn)立德樹人的教育根本任務(wù)具有重要的推動(dòng)作用,是當(dāng)前高校思想政治工作的新途徑[4]。
食品生物化學(xué)是食品類專業(yè)學(xué)生進(jìn)入食品專業(yè)領(lǐng)域?qū)W習(xí)的基礎(chǔ),主要內(nèi)容圍繞構(gòu)成生命有機(jī)體的糖、蛋白質(zhì)、脂、核酸、酶等生物大分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、生物學(xué)功能,以及其在生物有機(jī)體內(nèi)的代謝和調(diào)控。教材選用高等教育出版社的第6版《生物化學(xué)簡(jiǎn)明教程》(魏民、張麗萍、楊健雄主編)[5]。“蛋白質(zhì)”為該教材第二章,內(nèi)容涵蓋蛋白質(zhì)的分類、蛋白質(zhì)的組成單位——氨基酸、肽、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、蛋白質(zhì)性質(zhì)與分離、分析技術(shù)。通過對(duì)該部分教學(xué)中專業(yè)知識(shí)與課程思政有機(jī)結(jié)合的探索和思考,將課程思政的思想延伸至整個(gè)課程教學(xué)的體系當(dāng)中,目的是在大思政背景下更好地為課堂教學(xué)提供可借鑒的教學(xué)思路和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),以期為中華民族的偉大復(fù)興培養(yǎng)優(yōu)秀的社會(huì)主義建設(shè)者。
知識(shí)目標(biāo):了解蛋白質(zhì)的分類;掌握氨基酸的種類、名稱、符號(hào)、結(jié)構(gòu)和性質(zhì);掌握蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的概念,各級(jí)空間結(jié)構(gòu)的構(gòu)象特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系;掌握蛋白質(zhì)的一些理化性質(zhì)及其實(shí)踐意義;了解幾種蛋白質(zhì)分子量測(cè)定方法的基本原理,并掌握有關(guān)術(shù)語。
能力目標(biāo):能夠利用蛋白質(zhì)知識(shí)解釋人體的生命活動(dòng)現(xiàn)象,能夠鑒別蛋白質(zhì)的類型;會(huì)進(jìn)行氨基酸的分離。
思政目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生敏銳的科學(xué)研究意識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和實(shí)事求是的工作作風(fēng);樹立牢固的專業(yè)思想和良好的職業(yè)道德,使學(xué)生具備較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和能力,獲得繼續(xù)深造所需的基本食品生物化學(xué)知識(shí)和技能。
表1 蛋白質(zhì)教學(xué)單元的思政融入點(diǎn)
在講授蛋白質(zhì)的分類中蛋白質(zhì)的元素組成時(shí),提到蛋白質(zhì)是生物體主要的含氮化合物,各種蛋白質(zhì)的含氮量都比較恒定,平均值在16%左右。因此可以通過凱氏定氮法測(cè)量蛋白質(zhì)中氮元素含量,間接計(jì)算出蛋白質(zhì)的含量,這是蛋白質(zhì)定量分析的經(jīng)典方法之一。該方法因方法簡(jiǎn)便、少干擾而長期被我國作為奶粉中蛋白質(zhì)含量的國標(biāo)測(cè)定方法。但凱氏定氮法無法區(qū)分蛋白質(zhì)氮和非蛋白質(zhì)氮,因而被不法商家利用。為提高蛋白質(zhì)的含氮檢測(cè)值,在奶粉中非法添加含氮量達(dá)66.7%的工業(yè)原料三聚氰胺,最終于2008年曝出重大食品安全事故,造成數(shù)十名嬰兒健康出現(xiàn)嚴(yán)重問題,隨后各大乳品企業(yè)均爆出存在非法添加三聚氰胺現(xiàn)象。該事件重創(chuàng)中國制造乳制品行業(yè)的信譽(yù),多個(gè)國家禁止中國乳制品進(jìn)口,其社會(huì)影響至今存在。通過講授上述事件,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到公共健康和公共安全無小事,作為未來的食品、藥品行業(yè)的從業(yè)者,應(yīng)必須牢記遵紀(jì)守法、嚴(yán)守底線[6]。同時(shí),這個(gè)事件提醒我國的食品分析標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不斷健全、不斷發(fā)展、與時(shí)俱進(jìn),才能最大限度保證人民群眾的食品安全,這也是未來的食品人的責(zé)任。
在講述氨基酸的化學(xué)性質(zhì)時(shí)提到Sanger法,Sanger是英國劍橋大學(xué)的一名科學(xué)家,因發(fā)明蛋白質(zhì)和核酸序列檢測(cè)方法成為1958年和1980年2次諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主。Sanger歷經(jīng)12年完成胰島素的測(cè)序工作,且一直工作的實(shí)驗(yàn)室位于地下室,條件可謂艱苦,然而其視這段工作時(shí)間是最愉快的年華[7]。通過上述科學(xué)家的故事引導(dǎo)學(xué)生要找到自己的興趣點(diǎn),并進(jìn)行潛心研究。
已發(fā)現(xiàn)的氨基酸中用于合成蛋白質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)氨基酸僅20種,而正是這些有限種類的氨基酸組成數(shù)以萬計(jì)的蛋白質(zhì),維持生命活動(dòng)、保證種族的繁衍。為確保蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的完整和功能得以實(shí)現(xiàn),這些氨基酸之間要按照一定的次序排列組合,每一個(gè)單元都各司其職。如甘氨酸和脯氨酸由于結(jié)構(gòu)的特殊性不能與其他氨基酸形成氫鍵從而構(gòu)成α-螺旋,但它們是形成β-轉(zhuǎn)角的主要力量。沒有側(cè)鏈基團(tuán)的甘氨酸能在β-轉(zhuǎn)角中調(diào)整其他氨基酸殘基的空間位阻。通過上述知識(shí)點(diǎn)的講述,引導(dǎo)學(xué)生從中領(lǐng)悟集體和個(gè)人的關(guān)系[8],個(gè)人的行為應(yīng)遵守整個(gè)集體的規(guī)則,集體才能正常運(yùn)轉(zhuǎn),同時(shí)個(gè)人的個(gè)性不同,又會(huì)在集體中發(fā)揮不同作用。
講述我國科學(xué)家的貢獻(xiàn)。我國科學(xué)家在世界上首次用人工方法合成具有生物活性的結(jié)晶牛胰島素。主要參與者紐經(jīng)義、鄒承魯?shù)纫淮茖W(xué)家在祖國十分貧瘠的情況下,放棄國外的高薪挽留,毅然回國進(jìn)行科學(xué)研究。通過我國科學(xué)家的故事,讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)家的愛國精神、求實(shí)進(jìn)取的科學(xué)探索精神,引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值理念[7]。
蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與其功能關(guān)系中講述同源蛋白質(zhì)的物種差異與生物進(jìn)化。在不同生物中行使相同或相似功能的蛋白質(zhì)稱為同源蛋白質(zhì),同源蛋白質(zhì)的氨基酸序列的相似性稱為序列同源。同源蛋白質(zhì)的氨基酸序列中有許多位置的氨基酸殘基對(duì)所有已研究過的物種來說都是相同的,稱為不變殘基,其對(duì)蛋白質(zhì)的功能起決定作用;而其他位置的可變殘基不同物種有相當(dāng)大的變化??勺儦埢町惖臄?shù)目可提供物種之間親緣關(guān)系遠(yuǎn)近的信息。如細(xì)胞色素c,根據(jù)不同物種之間可變殘基的差異,可繪制生物進(jìn)化樹。通過生物進(jìn)化樹的講述讓學(xué)生進(jìn)一步樹立唯物主義思想。
另外,蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)改變,其生理功能隨之發(fā)生改變,將會(huì)引起疾病,人類有很多分子病已查明是某種蛋白質(zhì)異常導(dǎo)致的,典型的例子是鐮刀狀細(xì)胞貧血病,其病因在于異常血紅蛋白HbS的p鏈N末端第6位氨基酸是Val,代替正常血紅蛋白HbA分子中的Glu??梢钥闯?,蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)中一個(gè)氨基酸的改變,就會(huì)改變蛋白質(zhì)的功能。蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致分子病的例子中,比較典型的是“瘋牛病”,是由于蛋白質(zhì)的空間折疊由正常的α-螺栓變成β-折疊,導(dǎo)致海綿狀壞死,這種被感染的蛋白質(zhì)稱為“朊病毒”,人類食用被感染的畜肉也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的感染。通過這個(gè)單元的講解,讓學(xué)生體會(huì)到生命體是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的、具有整體性的龐大體系,任何一點(diǎn)謬誤都可能導(dǎo)致整個(gè)體系的崩塌,正所謂“失之毫厘,謬以千里”,一種氨基酸的錯(cuò)位乃至空間結(jié)構(gòu)的一點(diǎn)異常的變化都會(huì)引起生物體功能的喪失[6]。作為未來的食品相關(guān)工作的從業(yè)人員,應(yīng)具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度,避免因一點(diǎn)小的失誤造成嚴(yán)重的后果,同時(shí)“瘋牛病”的例子引導(dǎo)學(xué)生重視檢驗(yàn)檢疫及食品安全問題。另外,講述2010年一名24歲的法國研究人員在“朊病毒”的實(shí)驗(yàn)操作中不慎劃破手套導(dǎo)致感染,9年后身亡,提醒學(xué)生提升安全意識(shí),注意實(shí)驗(yàn)室安全操作。
在講述蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)變化,蛋白質(zhì)功能發(fā)生改變時(shí),講述新冠病毒變異毒株的例子,新冠病毒表面刺突蛋白(S)蛋白發(fā)生位點(diǎn)突變后,其蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,變異毒株的侵襲力變得更強(qiáng)、傳染速度更快,如德爾塔和奧密克戎變異株,但毒性更弱。在病毒流行初期,沒有發(fā)生這些突變之前,新冠肺炎病毒的毒力相當(dāng)強(qiáng),國家采取及時(shí)有效的措施阻止病毒在中國的蔓延,最大程度保護(hù)人民的生命安全,相比在世界的其他地方,新冠肺炎感染造成大量的死亡。這充分體現(xiàn)中國特色社會(huì)主義的優(yōu)越性,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)中國特色社會(huì)主義的信心,以及對(duì)中國特色社會(huì)主義制度的認(rèn)同感[9]。
蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的執(zhí)行者,在講述蛋白質(zhì)功能的內(nèi)容時(shí)可向?qū)W生提及基因編輯事件。基因編輯的目的是使特定表達(dá)的蛋白質(zhì)活性增強(qiáng)或減弱或消失。作為一種先進(jìn)技術(shù),基因編輯應(yīng)用于基礎(chǔ)理論研究和生產(chǎn)應(yīng)用,從研究植物和動(dòng)物的基因功能到人類的基因治療的各個(gè)領(lǐng)域。應(yīng)用于改良農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,比如改良豆油品質(zhì)[10]和增加馬鈴薯的儲(chǔ)存潛力?;蚓庉嫾夹g(shù)新的進(jìn)展有助于人類研究疾病發(fā)生的機(jī)制及治療疾
病,如改善阿爾茨海默病的病理癥狀[11]。然而在2018年11月,中國科研人員賀建奎將其應(yīng)用于基因編輯嬰兒,使她們出生后就能天然抵抗艾滋病。該事件迎來從科學(xué)家群體到普通民眾對(duì)人類實(shí)施基因編輯倫理的正當(dāng)性甚至事件真實(shí)性的普遍質(zhì)疑[12]。該問題的核心在于在無法保證大概率有效的情況下將該技術(shù)應(yīng)用于人類,并且國際上對(duì)于人類胚胎的倫理管理是僅限于14 d內(nèi)的胚胎,且研究后需要銷毀,更不能讓其出生。任何科學(xué)試驗(yàn)的目的都是造福于人和社會(huì),而非傷害,如果考慮到有一絲一毫對(duì)人的傷害,這樣的研究就不能獲得批準(zhǔn)?;蚓庉媼雰菏录?,我國于2021年將基因編輯、克隆的人類胚胎植入人體或動(dòng)物體內(nèi),或?qū)⒒蚓庉嫛⒖寺〉膭?dòng)物胚胎植入人體的行為寫入刑法[13]。通過這些案例,使學(xué)生進(jìn)一步明確科學(xué)是一把雙刃劍的道理,科學(xué)研究的從業(yè)者應(yīng)將科學(xué)倫理和人類福祉放在首位,而不是個(gè)人興趣和利益,對(duì)學(xué)生加強(qiáng)職業(yè)道德教育。
為及時(shí)了解課程中“蛋白質(zhì)”章節(jié)的思政教學(xué)效果,可以從課堂教學(xué)效果、課后平臺(tái)活動(dòng)參與度、學(xué)生教學(xué)評(píng)價(jià)調(diào)查3個(gè)方面進(jìn)行思政教學(xué)評(píng)價(jià)[14]。
評(píng)估對(duì)設(shè)計(jì)的思政教學(xué)融入點(diǎn)對(duì)于提升課堂互動(dòng)效果是否有較大幫助。通過對(duì)比未融入課程思政,評(píng)估課堂氣氛的活躍度和學(xué)生的注意力是否有提高。從過程性評(píng)價(jià)中了解學(xué)生對(duì)于課程學(xué)習(xí)的熱情提高程度。通過在教學(xué)平臺(tái)上發(fā)布的拓展知識(shí)、討論話題、小組作業(yè)等的參與程度能夠反映出課堂教學(xué)的效果。設(shè)計(jì)調(diào)查問卷,了解學(xué)生對(duì)于課程思政融入的感受。如學(xué)生對(duì)于課程思政的接受程度、學(xué)生是否感覺到課內(nèi)學(xué)習(xí)效果得到提升,課程思政是否提高學(xué)生的思想覺悟,在哪一方面提升較多等。
課程思政是當(dāng)代高校課程教學(xué)的重要指導(dǎo)思想,表明國家對(duì)人才培養(yǎng)的新要求,食品專業(yè)“課程思政”改革是貫徹習(xí)近平新時(shí)代教育思想和落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的基本要求。生物化學(xué)作為食品類專業(yè)的基礎(chǔ)課程,對(duì)食品人才培養(yǎng)肩負(fù)著基礎(chǔ)性、專業(yè)性的作用。因此在生物化學(xué)課程的教學(xué)中,講授專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),該課程的講授在學(xué)生的思政教育中具有重要作用。以“蛋白質(zhì)”章節(jié)為例,從政治認(rèn)同、家國情懷、職業(yè)素養(yǎng)、科學(xué)精神4個(gè)方面優(yōu)化補(bǔ)充思政內(nèi)容。已有不少關(guān)于課程思政的教學(xué)研究,但是仍有諸多問題需要進(jìn)行深入探索,如進(jìn)一步完善課程思政學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)體系,在教學(xué)過程中進(jìn)一步將專業(yè)知識(shí)與課程思政的有機(jī)融合,以期實(shí)現(xiàn)全員、全過程、全方位育人。