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“卫生化学”课程思政的设计与实践
——以《色谱分析法概论》为例

2023-11-25何磊良刘利娥

教育教学论坛 2023年39期
关键词:色谱分析色谱法色谱

于 斐,何磊良,刘利娥

(郑州大学 公共卫生学院,河南 郑州 450001)

引言

习近平总书记在2016年12月召开的全国高校思想政治工作会议上发表重要讲话,强调“把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程”,“要用好课堂教学这个主渠道”,“其他各门课都要守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应”。[1]这里面均蕴含了一种新的思维方式和教育教学理念——课程思政,是将思政教育与专业课教学结合起来,使得专业课程既能够传授知识培养能力,又具有思想政治教育功能。

新冠病毒感染使得公共卫生引发全球关注,公共卫生预防医学专业走进了大众视线内。“卫生化学”是预防医学专业本科生的专业核心课程,是应用分析化学特别是仪器分析的基本理论和实验技术,研究预防医学领域中与健康相关化学物质的质、量及其变化规律的学科,被誉为预防医学的“眼睛”和“耳朵”,它为制订各项卫生标准、评价环境质量、保障食品安全、控制和预防疾病流行提供可靠的信息、方法和依据。如何获取准确、有效的信息和科学的实验数据,是对疾病进行精准预防和控制的前提,因此在“卫生化学”授课当中引入思政的内容显得尤为重要。

课程思政不是简单将思政内容生搬至专业课程当中,而是以专业课程内容学习为中心任务、以课堂讲授为主要手段,在授课过程中自然顺畅地融入思政元素,使得学生在掌握专业知识的同时,能够坚持正确的理想信念和品德修为,树立正确的人生观和价值观,探索从事疾病预防控制工作的家国情怀、责任担当和行业信心。为此,依据“卫生化学”课程特点,精心设计了相关的思政元素,并在授课当中找准时机和节点引入思政内容,完成本课程教学目标任务的同时,收获思政育人效果。本文以《色谱分析法概论》为例进行讲述。

一、教学探索与实践

(一)问题导入,激发兴趣

在教学设计中,坚持以学生发展为中心,优选课程教材。理论课教材为康维均主编的《卫生化学课程》。其中,《色谱分析法概论》为教材的第十二章,是学习所有色谱分析法的基础。在此之前,学生已经详细、系统地学习了两类具体的分析方法——光谱法和电化学法。这些分析方法有一个共同的特点,即均适用于单组分样品的检测,如果样品中存在两个或两个以上的混合组分,组分之间相互影响、相互干扰,会使得测定的结果不准确。然而,自然界中的物质如:大气、水、土壤、动物、植物等,尤其是预防医学专业工作当中所面临的食品、环境、生物组织、体液等样品,极大部分以非常复杂的混合物的形式存在,采用前面两类分析方法很难完成分析任务。那么如何实现对复杂混合物的分析检测呢?需要引入一种新的分析方法——色谱分析法。

中药文化是我国传统文化的代表,是瑰宝[2-3]。在新冠病毒感染期间,中药发挥了重要作用。但中药要获得世界认可,仍面临不少挑战,原因是中药材取之于自然界动物或植物,成分复杂,质量控制也较难。而色谱法正是解决上述问题的关键技术。

通过知识回顾,提出问题,引起学生对一类新的分析方法——色谱法的好奇心,从而自然导入本章学习内容;同时,以当前我国中药文化的发展和输出所面临的困境为契机,阐述学习色谱分析法的重要性,激发学生的爱国主义情怀,进一步激发其学习兴趣与动力。

(二)历史发展,科学精神

我国著名的物理化学家和化学教育家傅鹰教授曾说过:“科学给人知识,历史给人智慧。”[4]他认为,学习科学中的定律、学说等可以得到知识,然而了解这些知识的产生背景和过程,以及前人寻求这些知识时所秉持的信念和历经的坎坷更为重要。这些宝贵的财富不仅能够使后人从中吸取经验和教训,在科学研究中少走弯路,更能够激励其持之以恒,勇攀科学高峰。色谱学是一个具有百年历史的科学[5],从发现到确立过程非常曲折。俄国植物学家茨维特早在1901年已经观察到了色谱现象,并进行了多年的潜心研究。然而因为其当时并不著名,他的研究遭到了德国著名化学家维尔斯太特的不信任和排斥。直到1931年德国化学家Kuhn和Lederer采用色谱法从维生素B中成功分离出B6,并获得了1938年的诺贝尔化学奖,色谱法才引起了各国科学工作者的重视,并得以迅速发展和应用。

从茨维特的故事当中学生可以体会到几点重要的启示:在科学研究当中要善于观察、保持好奇、勤于思考、追根究底。观察一个新的现象引起好奇心,这是科学研究的起点。有了起点,还需要在研究过程中勤于思考,持之以恒,不断探索,才能收获累累硕果。要坚持真理,不惧权威,敢于突破科学才能发展和进步。但当你成为权威时,须秉持不骄不躁、谦虚谨慎的科学态度;要学会用心去体会一个国家的实力对本国科学发展的重要性:茨维特创立色谱的时代背景正处于第一次世界大战前夕,当时的德国工业和军事非常发达,是世界发展的引领者,德国的科学界是世界科学界的权威,强大的国家实力不仅为科学研究提供保障,也能促使本国科学家的研究成果被快速地传播和得到认可。

(三)实际应用,人文素养

随着各类新技术和新方法的不断涌现和利用,色谱法已经成为物理、化学、材料、药物等领域中不可或缺的重要分离分析工具。

2015年的诺贝尔生理学或医学奖授予了中国的科学家屠呦呦以及另外两名科学家,以表彰他们在寄生虫疾病治疗研究方面取得的成就。屠呦呦的贡献不仅是发现了一种全新的抗疟疾药物,而是分离得到了青蒿素单体,并确定了它的立体结构,这为今后新药的设计合成指明了一个新的方向。在青蒿素的发现过程中,对青蒿粗提物的提取和纯化,是第一步也是非常关键的一步,在此期间,色谱分离功能起到了关键的作用[6]。1972年初,屠呦呦发现青蒿乙醚中性粗提物的鼠疟、猴疟抑制率达100%,但是粗提物中关键的有效成分是什么还未可知。为了进一步提高临床疗效,她对粗提物经过多次的色谱分离提取,最终得到了有效单体——青蒿素。青蒿素是目前治疗疟疾最有效的药物,得到国家和世界卫生组织的大力推广。通过了解色谱法在青蒿素发现过程中的应用,学生不仅体会到学习色谱的重要性,同时也为我国科学家获得诺贝尔奖感到骄傲,更为传统中药能够治疗和控制这一人类重大传染病而增加了民族自豪感。

至今,色谱法仍旧是中药类药物分离分析研究的重要工具[7-8]。除此以外,色谱法在环境监测、食品营养与食品安全、代谢组学等领域中,显示出了无可替代的研究优势[9-10]。

(四)现实问题,家国情怀

色谱法在各行各业发挥着重要的作用,是许多科学研究和日常分析的重要手段,各类大型色谱及其联用仪器也是各个分析测试实验室必备的精密仪器。然而,目前我国色谱仪市场仍以进口为主。仅2021年一年,我国共进口色谱仪近3万台,进口金额高达71.58亿元人民币,进口率高达88.45%(见表1)。近年来,尽管我国的色谱仪器在国产化上已取得积极进展,出口规模和金额也在逐年上升,但出口产品多集中于低端产品,单台价格不足5万元,高端色谱仪器依赖进口的局面尚未得到根本改观。

表1 2021年我国气相色谱和液相色谱进出口数据

“国家兴亡,匹夫有责”,通过对我国色谱仪器的现状介绍,能够激发学生的爱国主义情怀,使其努力学习科学课程,培养科学精神,树立科学理想,积极发展创造高精尖仪器,为祖国的科技发展做出贡献。

(五)发展趋势,创新思维

进入21世纪以来,随着新技术、新方法的层出不穷,色谱法的应用领域不断扩大,已经成为材料、环境、医药卫生、生命科学等领域必不可少的研究手段。色谱已经成为新世纪研究的重要领域之一。色谱的发展趋势目前主要有:新型分离材料的研制、新型检测器的开发、色谱新方法开发、色谱专家系统创建、仪器微型化等。

从以上色谱法发展趋势看,创新对色谱发展具有重要的意义。通过此部分内容的学习,引导学生对未知的领域怀着敬畏之心和探索之心,将“创新驱动发展”作为理想信念,在学基础知识的同时,着重培养自身创新意识。

二、教学成效评价

依照上述色谱分析概论的教学思路,结合公共卫生与预防医学专业本科生的专业基础,制作了“卫生化学”课程思政的教学视频,供校内外学生随时随地学习,经过一年多的教学实施,取得了较好的教学效果。课后问卷调查显示,任课教师挖掘出课程背后的故事、规律以及体现的精神对学生思想具有较好的启发作用。主要体现在提高了学生对课程理论的理解;提高了综合分析问题的能力和创新意识;提高了专业素养和专业认同感;增强了社会责任感等,如图1所示。

图1 “卫生化学”课程思政对学生思想启发程度调查

“卫生化学”课程肩负着培养科学、严谨、具有一定实践能力、创新能力和发展潜力的预防医学专业技术人才的责任,同时也肩负着培养诚实勇敢、有责任担当的新时代的“公卫人”的重任。高校课程大多处于线上教学—学习阶段,网络环境极大地影响了学生的生活方式和心理状态。在“卫生化学”课程授课当中融入思想教育的内容,使得学生在复杂的网络环境下能够坚持正确的政治方向,树立正确的人生观和价值观,增强其社会责任感、使命感。

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