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摘要：文章基于理论基础， 以蛋白质工程章节为例，首先阐述了“BOPPPS+课程思政”教学模式在“细胞分子 生物学”课程教学中应用的流程，然后论述了“BOPPPS+课程思政”教学模式在“细胞分子生物学”课程教学 中应用的成效与反思。
目前，细胞分子生物学已成为医学、遗传学、畜牧 学、兽医学等生命科学领域非常重要的基础学科。随 着科学技术的不断进步和发展，细胞分子生物学研究 领域已深入到显微、亚显微和分子水平，这对“细胞分 子生物学”课程教学内容和教学模式提出了更高的要 求[1]。“细胞分子生物学”课程作为动物科学专业的一 门基础课程，通过研究细胞内核酸、蛋白质、糖类等生 物大分子的结构和功能，有助于人类从分子水平真正 揭开和认识生物世界的奥秘。同时，学生通过对“细胞 分子生物学”课程的学习，可以为“动物遗传学”“家 畜育种学”“生物技术概论”“畜牧微生物学”等课程 的学习奠定基础，从而为自身更好地认识动物遗传与 变异、动物育种与繁殖、动物生长与发育等生命规律 提供良好的理论知识基础[2]。
一直以来，部分动物科学专业学生认为细胞分 子生物学的研究成果以西方科学家为主，如德国植 物学家施莱登和生理学家施旺创立了细胞学说;美 国科学家沃森和英国科学家克里克由于提出了 DNA 双螺旋模型而获得了诺贝尔生理学或医学奖;日本 科学家大隅良典对细胞自噬机制的研究获得了诺贝 尔生理学或医学奖;美国生物化学家珍妮弗·杜纳和 法国微生物学家艾曼纽·夏蓬迪尔因开发出一种类 似于“分子剪刀”的基因编辑方法而获得了诺贝尔化 学奖。以上事例可能会使学生产生“国外的空气都是 甜的”等错误的思想，也可能会导致学生缺乏民族自 信和文化自信[3] 。但实际上，我国在细胞分子生物学研究领域取得的成就是令人瞩目的。例如，我国第一 代病毒学家汤飞凡分离出世界上第一株沙眼病毒，被 命名为“汤氏病毒”，于 1981 年获国际沙眼防治组织 追赠颁发的“沙眼金质奖章”[4];1965 年，我国科学家 成功合成结晶牛胰岛素，这是世界上第一个人工合成 的蛋白质，在生命科学发展史上产生了重大影响[5]; 我国著名药学家屠呦呦发现了治疗疟疾的药物青蒿 素，挽救了发展中国家数百万人的生命，获得了 2015 年诺贝尔生理学或医学奖[6];施一公院士团队关于细 胞剪接体的研究成果在国际上处于领跑的地位[7] 。因 此，教师如何在“细胞分子生物学”课程教学过程中 选择有育人功能的教学案例，并在教学中融入课程思 政的理念和方法，是实现“三全育人”和立德树人的 主要任务。
现阶段，BOPPPS 教学模式 已被广泛应用于 30 多个国家，近百余所大学和科研机构也在推广使用 该模式。国内针对 BOPPPS 模式也在多门课程中有一 定的探索和应用，可以激发学生课堂学习的积极性， 提升学生的口头表达能力和思辨能力，取得了良好的 教学效果[8] 。因此，本文拟以蛋白质工程章节为例，将 “BOPPPS+课程思政”教学模式应用于“细胞分子生物 学”课程教学，通过挖掘课程中蕴含的思政元素，将我 国科学家不畏艰难、迎难而上及甘为科学献身的精神 融入蛋白质工程章节教学，以此激发学生的学习兴趣 与爱国精神，促使学生形成正确的人生观与价值观， 提 高学生的文化自信与民族自信。
一、理论基础
BOPPPS 模式起源于加拿大的教师技能培训，主 要由课程导入(Bridge-in，B) 、学习目标(Objective，O) 、 课堂前测(Pre-assessment，P) 、参与式学习(Participa- tory Learning，P) 、后测(Post - assessment ，P) 和总结 (Summary，S) 6 个环节构成。它是一种重视教学互动、 反思、总结等方面的闭环反馈教学模式，目前在高等 教育中已发展成为一种以学习目标为导向、以学生为 中心的新的教学模式。课程思政是 2014 年上海市委、 市政府提出的一种教育理念，它将思政教育与课程教 学相融合，其目的是实现知识学习和思政教育的有机 统一，从而达到“三全育人”和立德树人的目的。本文 使用“BOPPPS+课程思政”教学模式进行“细胞分子生 物学”课程中的蛋白质工程章节的教学设计，共分为 3 个环节 6 个模块：3 个环节包括“课前—课中—课后”， 6 个模块包括“课程导入(B) → 学习目标(O) → 课堂前 测(P) →参与式学习(P) →后测(P) → 总结(S) ”。具体 设计如图 1 所示。
二、“BOPPPS+课程思政”教学模式在“细胞分子 生物学”课程教学中应用的流程
(一) 课程导入(B)
第一个环节为课程导入，即教师通过用故事、问题、 热门话题、图片和视频等多种方式进行课程的导入， 使学生对后续内容产生好奇心，引导学生积极主动地 学习。因此，在蛋白质工程章节中， 教师可先使用提出 问题进行讨论的方式进行导入，如提问“胰腺和糖尿 病之间的关系是什么?胰岛素是什么物质，它是怎样 被发现的? 早期使用的胰岛素是从哪些动物组织提取 的，有什么利弊”。在讨论这些问题的过程中，将糖尿 病和胰岛素的发现历史以故事和图片的方式进行展 示，便可引起学生对细胞分子生物学知识的学习热情。
(二) 学习目标(O)
第二个环节为学习目标，这个环节需要让学生学 完本节课以后知道要达到的知识目标和情感目标。因 此，在教学过程中，教师不仅要根据授课内容和知识 点设立知识目标，还要融入思政元素设立情感目标， 使学生树立正确的人生观与价值观，建立文化自信与 民族自信。基于此，在本章节可以设定如下知识目标 和情感目标。
1.知识目标 。①可以了解和掌握蛋白质的结构与 功能之间的关系;②可以熟悉蛋白质工程的原理和 应用及其对人们生活的影响。
2.情感目标 。①使学生树立报效祖国和无私奉献 的思想理念;②提高学生的民族自豪感和文化自豪 感，使其对我国生命科学研究领域的发展充满信心。
(三) 课堂前测(P)
第三个环节为课堂前测，主要用来分析学生对所 授知识的熟悉情况，从而方便教师及时调整讲授内容 的深度和进度。因此，在课程开始之前， 教师可通过提 问、讨论和小组汇报等方式进行前测，了解学生的先 备知识。 比如，教师在本章节可以提出几个问题：“胰 岛素作为一种蛋白质激素，是机体内唯一能降低血糖 的物质，那么胰岛素是如何被发现的?在历史上，人们 都使用了哪些来源的胰岛素治疗糖尿病，其效果如 何?为什么要开展胰岛素的人工合成，我国成功合成 结晶牛胰岛素的意义是什么? ”
(四) 参与式学习(P)
第四个环节为参与式学习(也是核心环节) ，该环 节不仅要保证学生的学习效果， 而且还要把思政元素和教育理念融入课程教学过程。因此，该环节需要教 师不断探索科学知识、挖掘思政元素，并将其与教学 内容进行融合设计，实现专业知识和思政教育的和谐 统一。在这个环节， 教师可以通过讲案例、播放图片和 视频、提问和讨论等方式引导学生积极主动地学习， 培养学生的科研兴趣，并使其形成正确的人生观与价 值观，建立正确的民族自信和文化自信。比如，在本章 节中可以引入以下内容。
1.胰岛素的发现过程及其对人类健康的贡献 。可 以讲述胰岛素发现过程的故事：1889 年，德国学者闵 可夫斯基通过切除胰腺的动物试验发现了胰腺和糖 尿病之间的关系;1911 年，斯科特研究发现胰岛素提 取失败的原因是胰蛋白酶的存在;1921 年，加拿大学 者班廷等人成功地从狗的胰腺中提取出胰岛素，并证 实胰岛素可以降低糖尿病患者的血糖;1923 年，美国 开始量化生产牛胰岛素，并将其用于治疗糖尿病，也 正因为胰岛素的发现，让糖尿病有了治疗方法，改变 了无数糖尿病患者的命运。通过上述故事，学生能明 白科学研究并非一蹴而就，而是需要具备攻坚克难和 持之以恒的精神[9]。
2.早期胰岛素的使用效果及胰岛素的发展史 。可 以讲述胰岛素的发展历史：1923 年，糖尿病患者使用 牛胰岛素容易引起过敏反应，作用时间短且需每日多 次注射，这给患者带来了不便和痛苦;1936 年，丹麦学 者哈格顿开发出鱼精蛋白锌胰岛素，降血糖效果可维 持长达 20 小时;1946 年，中效胰岛素研制成功，每天 注射两次可以满足全天基础胰岛素需求，但容易引发 低血糖; 1978 年，美国科学家利用基因重组技术生产 出人胰岛素，但必须在餐前 30 分钟注射;1996 年，美 国礼来公司研制出胰岛素类似物， 临餐注射即可; 1998 年，我国成功研制了重组人胰岛素，成为世界上 第 3 个能生产销售重组人胰岛素的国家。教师可通过 上述故事引导学生思考和讨论：“为什么人胰岛素比 牛和猪胰岛素副作用小? 利用基因工程技术生产重组 人胰岛素的前提是什么?”同时，教师也要强调我国在 种种不利形势下，依然能够生产出自己的重组人胰岛 素，由此体现出我国科学家艰苦奋斗、奋发图强和自 力更生的精神。
3 . 我国人工合成结晶牛胰岛素的背景和重大意 义 。可以讲述我国人工合成结晶牛胰岛素的历史故 事：1958 年，中科院生物化学研究所、中科院有机化学研究所、北京大学组成联合研究小组，利用已知的牛 胰岛素结构组成，探索用化学方法合成牛胰 岛素; 1965 年 11 月，我国人工合成结晶牛胰岛素研究成果 首次在《科学通报》杂志上公开发表;1966 年 12 月， 《人民日报》头版头条刊登了《我国在世界上第一次 人工合成结晶胰岛素》的文章;2015 年 9 月，中国邮 政首发“人工全合成结晶牛胰岛素五十周年”纪念邮 票。人工合成结晶牛胰岛素的意义在于：它开辟了人 工合成蛋白质的时代，促进了合成生物学的发展，同 时也推动了人类探索生命奥秘的进程。近些年，我国 科学家在人工合成酵母染色体、二氧化碳人工合成 淀粉、克隆猴等生命科学研究领域取得了一系列“从 0 到 1”的原创性成果。教师要通过上述故事强调我 国在尖端科研领域取得的巨大成就，以此增强学生 的民族自 豪感，培养学生 的爱 国精神和科研奉献 精神[10]。
4.我国人工合成结晶牛胰岛素与诺贝尔奖擦肩而 过。可以讲述我国在人工合成结晶牛胰岛素方面取得 的重大成果：20 世纪 60 年代初，美国匹兹堡大学和德 国亚琛工业大学分别合成过胰岛素，但是活性不高且 没有获得胰岛素结晶，而我国仅用了 7 年时间就在世 界上第一个合成了具有生物活性的牛胰岛素结晶。当 时，英国专门组织电视节目详细报道中国人工合成牛 胰岛素的情况，并且瑞典诺贝尔奖评获得者、诺贝尔 奖委员会主席蒂斯利尤斯也称赞了这一成果。然而我 国人工合成牛胰岛素这一具有诺贝尔奖水平的重大 科学成果却未能登上诺贝尔奖的领奖台。事实上，历 史上与我国人工合成结晶牛胰岛素具有相同分量的 科研成果由于这样或那样的原因都与诺贝尔奖擦肩 而过。教师可通过上述故事让学生明白从事科研不能 急功近利，要具有甘于寂寞、潜心探索和埋头苦干的 精神，不断突破和创新，实现“从 0 到 1”的成果才是科 学研究的目的。
(五) 后测(P)
第五个环节为后测，教师可基于学习目标，借助 思考、问答、测试等方式，检查学生对知识的了解和掌 握情况，形成学习反馈。同时，参与式学习和后测环节 在教学中可多次交叉进行，以便教师及时查看学生的 学习情况，增加课堂的活跃度和提高学生的参与度。 比如，教师可请学生回答“人为什么不能长期服用牛 和猪胰岛素? 为什么要用基因工程和蛋白质工程技术获得人用胰岛素? 蛋白质工程对人类生活的影响有哪 些事例? ”等问题，通过随机提问，检查学生学习目标 和情感目标的达成情况。
(六) 总结(S)
第六个环节为总结，教师要综合学习目标(O) 、课 堂前测(P) 、参与式学习(P) 和后测(P) 4 个环节对教 学内容进行回顾和答疑，明确本节课程的知识点、重难 点，并发布课后作业。学生在课后可借助班级 QQ 群 或微信群向教师询问不懂的知识点，由此方便双方的 沟通和交流，增强师生互动。
三、“BOPPPS+课程思政”教学模式在“细胞分子 生物学”课程教学中应用的成效与反思
(一) 成效
为了解“BOPPPS+课程思政”教学模式在“细胞 分子生物学”课程教学中的应用效果，以便将来更好 地进行教学改革，笔者对该教学模式和学习效果反馈 进行了问卷调查与分析。结果发现，与传统教学方法 相比，“BOPPPS+课程思政”教学模式对学生来说在 知识的掌握程度、知识的融会贯通、新知识的获取上 效果更好，学生对“细胞分子生物学”课程满意或基 本满意的比例达到了 96%;93%的学生觉得课堂学习 气氛活跃，喜欢教师在课堂中讲授科学家故事、生物 技术与健康、科学技术应用等方面的知识;95%的学 生认可教学模式改革，认为其对提高专业认同感有很 大的帮助;92%的学生认为“BOPPPS +课程思政”教 学模式能激发他们的学习兴趣、科研兴趣和爱国主 义精神;有近 30%的学生积极参与申报与细胞分子 生物学技术相关的国家级、省级和校级创新创业训 练计划项目，以及校级 SRT 项目。 因此，从以上问卷 调查结果来看，“BOPPPS+课程思政”教学模式在“细 胞分子生物学”课程教学中的应用，对学生的专业学 习、价值观塑造和爱国情怀的确立有积极的引导和 促进作用。
(二) 反思
“细胞分子生物学”是动物科学专业的一门基础 课，开设时间为本科二年级上学期。由于“生物技术概 论”“动物遗传学”“畜牧微生物学”“生物化学”等与 本课程相关的课程为同时或之后开设，学生没有前期 的知识积累，这直接影响了学生对本课程的学习兴 趣。教师将“BOPPPS+课程思政”教学模式在蛋白质工 程章节教学中应用，既能让学生充分理解课堂知识，又可通过人工合成结晶牛胰岛素的故事，将我国科学 家团结协作、埋头苦干和勇攀高峰的精神传达给学 生，明显提高了学生的学习兴趣和科研兴趣，增强了 学生的文化自信和民族自信，也实现了知识传授和思 政教育的有机结合。
四、结语
近年来，BOPPPS 教学模式已广泛应用于课程内 容丰富、理论性强、知识点多和知识面广的专业课程 教学。针对动物科学专业大二学生基础知识不扎实、 思政意识薄弱、易被外界环境影响等特点，本教学团 队将“BOPPPS+课程思政”教学模式应用于蛋白质工 程章节教学， 以我国人工合成结晶牛胰岛素的故事 为主线，挖掘课程中丰富的思政元素，在深化学生对 蛋白质工程理论知识学习的同时，还培养了学生的 科学探索精神和科学奉献精神，也提高了学生的民 族自信和文化自信。但是“BOPPPS+课程思政”教学 模式在具体应用过程中也存在一些不足，如 BOPPPS 模式主要适合微课教学，而一堂课时间为 50 分钟， 所以教学设计中需要适当调整 BOPPPS 中的 6 个环 节;课程思政元素挖掘不够深入，部分思政元素与教 学内容融合不顺畅，没有形成由点到面的课程思政 教学体系。因此，在“细胞分子生物学”课程的后续教 学改革中，本教学团队仍将不断探索和实践教学方 法，建设和创新课程思政体系，以期为国家培养更多 德才兼备的动物科学专业人才。
参考文献：
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[10] 汤卡罗.人工合成胰岛素的精神代代相传:纪念我国人工合成 结晶牛胰岛素 50 周年[J].大学化学,2015.30(2):1-5.
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