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课程思政“食品生物化学”教学案例设计——以酶为例

2023-09-21 509 上传者：管理员

摘要：课程思政是实现立德树人的重要举措,强调思政教育在专业课程中的有机融入。“食品生物化学”作为食品科学与工程专业的专业基础课,课程内容含有丰富的思政元素。以“酶”章节的课堂教学设计为例,在课程主要内容的讲授过程中,实时地分享与内容相关的思政故事,通过案例分析、课堂讨论等教学方式,对实现教学目标和思政目标同向同行进行探讨,旨在为大思政背景下的“食品生物化学”课程改革完善提供思路。

关键词：
教学设计
课程思政
课程教学
酶
食品生物化学
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2020年5月，教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》指出：要深入梳理专业课教学内容，结合不同课程特点、思维方法和价值理念，深入挖掘课程思政元素，有机融入课程教学，达到润物无声的育人效果[1]。因此，积极构建专业课程教学过程中的思政内容体系和丰富课程思政内涵是全面实现课程思政的重要举措。

“食品生物化学”是探讨食品成分组成、结构、性质和在人体内的代谢，以及在贮藏加工过程中化学变化规律的一门学科，主要运用生物化学原理来分析和阐述食品及其原料的化学结构、性质及其在人体内的代谢过程。它是基于普通生物化学和食品化学的基本原理，应用于食品科学的一门交叉学科，是食品科学与工程等专业的基础课[2]。“食品生物化学”的知识体系含有丰富的思政元素，将这些思政元素的相关故事有机地引入教学过程中，有利于提高学生学习的积极性，激发学生的学习兴趣，增加学生的民族自豪感和家国情怀，提高学生的科学素养；结合专业社会属性，注重将大政方针与知识点相结合，引导学生学以致用，增加学生对专业的认同感和社会责任感[3,4]。

为贯彻思想政治教育在食品专业课程教学过程中全面融合，以酶这章节为例，探索课程思政背景下“食品生物化学”课程的教学设计，充分挖掘该章节内容的思政元素，通过以提问为导向、案例分析讨论等教学方式，探讨了思政元素有效融入课堂教学的有效途径。

1、学情分析

“食品生物化学”课程是针对食品科学与工程专业开设的必修课。课程的授课是在大二下期开展。学生已掌握有机化学、无机化学等相关课程内容；在“食品生物化学”前期课程中，也对蛋白质的基础知识点有较深入的理解和掌握。因此，在酶章节的课程学习中使用以提问为导向和案例的教学方法，可有效地将已学知识点和章节所学内容进行有机结合，有助于提升学生的学习积极性，锻炼学生发现问题、解决问题的能力，促进学生对所学知识的融会贯通。

2、教学目标

在酶章节教学过程中，需要实现章节教学目标，同时通过教学设计设置并完成该章的课程思政教学目标。章节主要的教学目标有：了解酶的概念、分类、命名及与一般催化剂的异同点；掌握酶的分子组成及结构和酶活性中心等基本概念；掌握有关理化因素对酶促反应速度的影响；理解酶单位的含义及用途，掌握酶活力的概念及正确测定酶活力的方法。章节课程思政目标包括：培养学生的科学素养；增强学生专业的认同感和社会责任感；增加学生的民族自豪感和荣誉感；培养学生的坚忍不拔、敢于担当的精神。

3、案例设计思路——以“酶”为例

3.1课程导入

通过日常生活与专业相关的一些现象引入章节内容，如果蔬褐变问题，以及在食品工业中采取的相关措施。通过贴近生活中的现象引入酶的案例，提示酶的重要性。

3.2教学内容设计

根据章节的教学目标，重点内容是酶的含义、酶的结构和催化原理，为清晰、深入浅出地对相关理论知识进行讲授，并且在整个讲授环节中巧妙运用思政元素，对教学内容进行设计。

以问题为导向，明确酶的概念和重要性。提问学生“日常生活中哪些和酶相关”，筛选有用答案，并结合这些答案进行相关知识拓展。如：（1）酶制剂在洗涤中的应用，以往都需要在温水中进行洗衣，而现在低温下可同样达到有效的洗涤效果，提出酶在洗涤过程中的高效性和重要性；（2）鲜切苹果褐变的问题，酶可在一定的条件下加速食品的品质劣变，并结合酶促褐变反应，提出酶在整个褐变过程中发挥的作用；此外，结合专业知识，分析解决鲜切苹果褐变问题的相关方法，如盐水浸泡、漂烫等，提出酶的化学本质；（3）结合农副产品“丰产不丰收”的普遍现象，强调专业在实现乡村振兴过程中发挥重要作用。

以对多酚氧化酶抑制剂为案例，采用动画结合分子对接3D模拟展示酶的结构特点及作用机制。以蛋白质数据库中的一种多酚氧化酶（PDB:3NQ1）为例，向学生展示酶的空间构象对其发挥生物作用的重要性，且进一步提示一级结构是蛋白酶发挥催化作用的结构基础。结合PCR反应中的核酸聚合酶为例，说明酶需要在一定条件下才能高效发挥其催化作用，如离子强度、p H、Mg2+等，这些条件是蛋白质空间构象完整的前提，并引出辅酶和辅基的定义。结合多酚氧化酶（PDB:3NQ1）的3D示意图，向学生演示酶的竞争性和非竞争抑制作用机理，能使学生更直观地掌握酶的活性中心的概念，也能让学生更清晰地明确竞争性抑制剂是通过与底物竞争性结合酶的活性中心，从而达到抑制酶的活性。通过提问“食品工业哪些原料前处理是和酶有关？”，进一步加深学生对酶相关知识点的理解掌握。

酶的催化机制通过动画演示和3D动态图展示酶诱导契合学说，能够更加直观生动地展示酶与底物的结合方式，以及酶底物中间复合物形成后酶构象的改变过程，同时结合动画和3D动态展示图对中间复合物、邻近定向、张力形变、酸碱催化和共价催化等关键术语进行阐述说明，有利于学生对酶催化机制知识的理解和掌握。

现阶段所讲授的酶的本质是蛋白质，因此结合前期蛋白质所学的知识，通过图示和案例展示蛋白质变性的相关条件，能够更加清晰直观地分析酶的催化活性为什么要在一定的条件下发挥催化作用，有利于学生将相关章节知识联系起来，更有效地对知识进行消化掌握。

通过提问和思维导图对章节内容进行总结，有助于学生对章节知识点的理解掌握。

3.3教学过程中思政元素的引入

在酶的教学过程中，针对各节知识点，恰当地引入相关的思政元素，以提高课程的趣味性，有利于提高学生的专业认同感和使命感，培养学生的家国情怀和科学素养。主要内容如表1所示。在讲授“丰产不丰收”的现象时，引入食品科学与工程专业的社会责任，结合“食品生物化学”的知识，提出合理的解决方案，助力乡村振兴，增强学生的专业自信和家国情怀。在酶结构和功能知识点讲解过程中，引入：诺贝尔化学奖得主、英国科学家Frederick Sanger历经12年成功破解蛋白一级结构，培养学生的追求真理和淡泊名利的科学素养；1965年9月，我国科学家成功完成结晶牛胰岛素的全合成，是世界首个人工合成的蛋白质，预示着我国在蛋白质合成方面的强大科研实力，增加学生的民族荣誉感；施一公研究团队采用冷冻电镜等先进技术，在蛋白质结构与功能等方面取得一系列重大科研突破，使我国在该领域的科研水平名列国际前茅，增加学生的民族自豪感；我国生物化学届泰斗吴宪教授在1929年在第十三届国际生理学会议上，首次提出第一个关于蛋白质变性的理论，且沿用至今，这一理论的提出为后续蛋白质研究工作的顺利开展奠定坚实基础，提高学生的民族自豪感，以及培养学生脚踏实地、求真务实的科学精神。

4、结语

课程思政是实现“三全育人”和立德树人的重要保障，而如何有效地将思政教育和课程专业知识有机结合是值得每位教师深入思考的问题；需结合各个课程的特点，充分挖掘课程每个知识点中所蕴藏的思政元素；根据课程目标和教学内容，通过及时调整优化教学设计方案和教学方式等内容，实现专业教育和思政教育的有机融合，以提高学生的专业知识水平和道德情操，以及塑造学生良好的品格。

“食品生物化学”作为专业课程，在进行课程设计时多选择每章的重难点知识；根据每章内容的具体要求，可针对性地采用不同的教学方式讲授课程，如提问、案例分析、讨论等，以提高食品专业学生的分析问题、解决问题的能力。课程思政的融入方式则因每章相关内容的不同而异，需契合每章的教学目标，合理选题、精心设计，采用恰当的教学方法，以保障该课程思政的教学质量。而“食品生物化学”可挖掘的思政元素众多，可根据学情合理制定教学方案，深度挖掘思政元素，与时俱进，精心打磨高质量课程，以实现教书育人、立德树人的目的；教学过程中，需言传身教、实事求是、引经据典，在传授专业知识的同时，帮助学生树立正确的人生观、世界观和价值观，实现专业教育和思政教育同向同行，培养符合新工科背景下的具有高品格和创新思维的应用型、复合型人才。

参考文献:

[1]教育部.高等学校课程思政建设指导纲要(教高[2020]3号)[M].(2020-05-28).

[2]周海燕,谢达平.食品生物化学[M].北京:中国农业出版社, 2021.

[3]侯春彦,杨留枝,闫溢哲,等.课堂思政在“食品生物化学”中的探索与实践[J].轻工科技, 2022, 38(6):188-189.

[4]谭伟,李伟,王雪山,等.“食品生物化学”中课程思政教学的探索[J].食品工业, 2022, 43(10):125-127.

[5]卓丽琼.当前农产品丰产不丰收滞销问题的原因及对策[N].楚雄日报(汉), 2018-09-22(002).

[6]段艳芳.酵母剪接体高分辨率三维结构的解析[J].自然杂志, 2015, 37(6):470-472.

[7]张令仪,秦咏梅.学习中国生化发展史,培养学生的爱国情怀——回顾中国科学家人工合成牛胰岛素的历程[J].生命的化学, 2021, 41(7):1370-1374.

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文章来源:钟凯.“食品生物化学”课程思政教学案例设计——以酶为例[J].食品工业,2023,44(09):194-196.