关于《化学生物学》课程建设的几点思考

苑立博，刘 捷，胡乐乾

(河南工业大学 化学化工学院，河南 郑州 450001)

化学生物学是一门新兴的交叉学科，主要利用化学的原理及方法去研究生命过程中的问题，该学科的发展带动了诸如核酸化学、蛋白质化学、结构生物学等学科的发展。如何将化学生物学课程的知识体系深入浅出的传授给学生，使他们在进入相关研究领域前获得充分的知识储备，是目前化学生物学课程的一个重要任务。笔者在科研方面一直从事化学生物学的研究工作，在教学上也积累了一些关于此门课程的体会和认识，现由以下几个方面进行阐述。

1 化学生物学目前课程教学存在的问题

化学生物学是一门新兴的重要学科，知识更新速度快、跨越范围广。如何把化学生物学的基础知识和前沿动态传递给新一代的大学生，是十分必要的且具有重要的意义。20世纪90年代哈佛大学首先将化学系更名为化学生物学系，同时欧美一些大学也开始为研究生和高年级本科生开设了化学生物学课程，从而使化学生物学形成了一个研究范围更加广泛的新的学科。2000以来，美国国立卫生研究院已经把该领域列为重要研究方向，国际很多制药公司也把该领域的研究作为药物新靶点和新药的途径。我国的一些高等学校和科研单位也成立了化学生物学系，并设立化学生物学专业，尝试培养该专业的研究生。化学生物学的课程建设正是在这样的学科大发展背景下应运而生的，它必然对化学、生物、医学人才的培养具有深远的意义。

但目前化学生物学的课程教学中仍然存在一些问题。主要表现为以下几个方面：(1)授课内容陈旧，授课方式陈旧。化学生物学的兴起得益于现代生命技术的飞速发展，因此为我们提出了大量全新的需要解决的科学问题，但目前的授课内容仍然比较陈旧，授课方法依然停留在课堂教学，大量丰富的课外扩展内容没有引入到课堂中。(2)理论教学多，实践教学少。化学和生物都是实验科学，除了理论知识的学习外，离不开实验课程。但是目前授课很大的问题是讲的多、想的少、做的更少。(3)考核方式落后。大多还是以考试的形式给出成绩，只注重结果考核，而不重视过程考核。

2 化学生物学课程教学实践

笔者在化学生物学的教学过程中搜集了大量国内外相关领域的最新研究成果，对国内外化学生物学的教材进行了归纳、比较，确定了课程体系和课程内容，制定了相应的教学大纲。制作了化学生物学电子课件，将教学改革成果固化到教学大纲和课件中，为教学时间改革奠定了良好的基础。

2.1 精心组织课程内容，构建化学生物学新课程体系

化学生物学是化学、生物、医学等多学科相互渗透的交叉学科，其内容不仅涉及有机化学、分析化学等传统化学学科，也涉及很多诸如生物化学、分子生物学、细胞生物学等领域知识。在教学实践中，将化学专业学生熟悉的化学知识和不太熟悉的生物知识时刻联系在一起，诸如抗癌药物顺铂的作用机制、曾获诺贝尔奖的绿色荧光蛋白的发现等内容，时刻培养学生用化学的观念、方法去分析、解决生命过程中问题的思维，从而使学生掌握化学生物学的基本方法和理念，培养学生的创新思维和创新能力。

化学生物学的教学内容主要分为以下几个部分：一、化学生物学的分子基础：主要讲述核酸、蛋白质、糖类三大生命体基本物质以及生命体系中的有机小分子和金属元素。二、化学生物学的概念和技术：主要讲述基因组学、蛋白质组学、化学遗传学的概念以及化学生物学常用的研究手段。三、化学生物学的应用和延展：主要讲述化学小分子药物的作用原理，疾病的早期诊断。和以往课程相比，1)加入了化学生物学的最新的技术和研究手段，使学生能够根据所学的知识进行分析判断，进而运用到自己的科研体系中去。2)加入小分子药物作用机制以及疾病早期诊断新技术、新方法这部分内容，使想从事医学交叉学科研究的学生尽早掌握相关知识。

2.2 坚持理论教学和实践教学相结合的“科教融合”模式

化学生物学由于其课程本身的交叉学科性质，所涉及知识面广，知识更新快，对任课教师提出了更高的要求。为了充分发挥科研的育人作用，积极推行“科教融合”，以科研带动教学，以教学促进科研，改变传统的人才培养模式，切实提高学生实践能力和科技创新能力。在理论教学中，时刻围绕用化学思维、方法去解决生命过程中的问题这个主线，结合该学科的前沿领域研究成果，体现教学内容的创新性和前沿性，培养学生的创新思维和创新能力。实践教学中，围绕目前生命科学中亟待解决的热点问题，从中选取适合本科生知识、能力的小问题，让学生自己查阅文献，设计解决相应问题的实验过程，从而使学生掌握化学生物学研究的基本方法和基本技能。通过这种参与式、开放式、自主式的教学方法，使学生从被动的“填鸭式”学习，逐渐转变为主动地“捕鱼式”学习，培养了学生兴趣，提高了学习主动性，充分体现了以学生为主体的教学理念。

同时，化学生物学的课程改革中鼓励教师和科研团队吸纳本科生加入科研项目研究，让本科生接触本学科专业的最新研究内容和成果，通过参与教师科研项目，得到专业技能和方法的训练，提升学生的实践能力和创新能力。同时在学生对本专业和学术领域有所了解的基础上，教师结合自己的科研项目，带领学生开展科研工作，并将科技创新实践、科研成果与学生创新创业训练计划项目、学科竞赛等学生素质提升类项目有机融合。已有大三学生加入笔者实验室，进行初步的科研研究，发表论文一篇，取得了较好的效果。

2.3 采用现代化的教学手段与教学方法，树立以培养学生创新能力为主线的现代教学观

化学生物学课程信息量大，知识点更新快，课堂教学采用PPT幻灯片，极大的提高了课堂教学效率。充分利用网络空间，鼓励学生从文献中汲取自己所需要的知识。同时引导本科生积极参与到课程改革中，鼓励学生在教师的指导下互相合作，查阅相关文献，寻找化学生物学研究的前沿热点问题，合理设计相关实验，训练化学生物学的基本研究手段和方法，培养学生的创新能力和自主获取知识的能力，提高科研探索能力。

2.4 树立新的质量关，改革课程考核方法

为考核学生综合利用化学生物学解决实际问题的能力，将以往“一次考试定终身”的考核方法进行拆分，改以往的结果考核为过程考核，总成绩包括平时作业，查阅文献，实验设计和最后的PPT汇报。充分调动学生的学习积极性以及课下学习时间，将选择的研究内容查阅文献、设计实验后，以PPT汇报的形式向指导教师和其他同学讲授，训练学生综合分析文献的能力和自我主动学习的能力，同时训练学生的表达能力。

3 总结与展望

习近平总书记在2018年全国教育大会上强调：评价学校好与坏的根本标准是立德树人的成效，要努力构建德智体美劳全面培养的教育体系，形成更高水平的人才培养体系。第十一届“中国大学教学论坛”上，教育部高等教育司司长吴岩强调课程正是落实“立德树人”根本任务的具体化、操作化和目标化。即课程应具有高阶性、创新性、挑战度。所谓“高阶性”，就是知识能力素质的有机融合，是要培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。所谓“创新性”，是指课程内容要反映前沿性和时代性，教学形式呈现先进性和互动性，学习结果具有探究性和个性化。所谓“挑战度”，是指课程有一定难度，需要跳一跳才能够得着，老师备课和学生课下有较高要求。

正是由于以上要求，化学生物学课程亟待改革，改革的目的就在于：在化学、生物、医学多学科交叉内容的优化和整合上，突出化学理念和方法的应用，突出课程内容的基础性和前沿性；充分利用现代化的信息技术，用现代化的教学理念指导教学过程，使学生全面掌握化学、生物等相关领域的基本概念、基本原理，培养学生在交叉学科的学习能力、实践能力与创新能力，能够利用化学生物学的基本方法和基本技能解决遇到的实际问题，从而培养出能够独立思考、敢于批评、敢于质疑，有创新能力、创新思维的社会需要的时代新人。