以遺傳學(xué)實驗課程思政教學(xué)為例探索思政元素與專業(yè)課的有機結(jié)合

李文靜,賈永紅,孫艷香,周志國,張月松,馮 雪*

（1.廊坊師范學(xué)院,河北 廊坊 065000；2.廊坊第一實驗小學(xué),河北 廊坊 065000）

0 引言

近年來，黨和國家高度重視對高校課程思政的建設(shè)并給予殷切期望。習(xí)近平總書記強調(diào)，做好高校思想政治工作，要用好課堂教學(xué)這個主渠道，各類課程都要與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)［1-3］。在這一精神指導(dǎo)下，各高校關(guān)于課程思政的研究和探索成為熱點。生物學(xué)是一門研究性很強的學(xué)科，其中的實踐性課程是訓(xùn)練學(xué)生專業(yè)技能運用與分析研究的重要平臺。實驗教學(xué)是以實驗項目的形式，通過學(xué)生的學(xué)習(xí)、研究與實踐，達到培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。與理論教學(xué)相比，實驗課更具綜合性與創(chuàng)新性，在加強學(xué)生素質(zhì)教育與能力培養(yǎng)方面起著不可替代的作用。生物實驗也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維與學(xué)術(shù)素養(yǎng)的重要途徑，因此實驗教學(xué)是生物專業(yè)本科教育的重要環(huán)節(jié)［4］，而《遺傳學(xué)實驗》是各高校生物類本科生的核心實驗課之一。但是長期以來該課程致力于學(xué)生專業(yè)知識和實踐能力的培養(yǎng)與提升，忽略了思政教育。本文將以《遺傳學(xué)實驗》課程為例，闡述如何將思政教育與實驗課堂教學(xué)融合，真正實現(xiàn)三全育人。

1 《遺傳學(xué)實驗》課程概述

《遺傳學(xué)實驗》課程是生物系列專業(yè)的專業(yè)必修課，是與遺傳學(xué)理論課堂相配套的實驗課程。目前，多數(shù)高校該門課程設(shè)置了經(jīng)典的細胞遺傳和現(xiàn)代分子遺傳學(xué)兩個模塊。本教學(xué)團隊通過將實驗課程分層分類，建立了“三層次一提升”模式的實驗課程體系?！叭龑哟巍笔侵福夯A(chǔ)性（技能性）實驗、綜合性實驗和研究創(chuàng)新性實驗，分別用于訓(xùn)練學(xué)生的基本專業(yè)技能、提高學(xué)生的綜合能力、加強學(xué)生的創(chuàng)新能力和探索精神，通過實施達到提升本科生參與科研訓(xùn)練創(chuàng)新能力的目的［5-6］。

1.1 基礎(chǔ)性（技能性）實驗

該部分包括經(jīng)典遺傳實驗和細胞遺傳實驗，前者包括果蠅的飼養(yǎng)、形態(tài)及生活史的觀察，果蠅三齡幼蟲唾腺染色體的制備及觀察等，保留這些傳統(tǒng)實驗是因為它們可以直觀再現(xiàn)遺傳學(xué)基本定律，而且果蠅具有個體小、容易飼養(yǎng)、生活史短、繁殖力強、突變型多、遺傳背景清晰等優(yōu)點，短期內(nèi)可以驗證多個知識點和遺傳學(xué)定律，且該設(shè)計理念對現(xiàn)代生物學(xué)的學(xué)習(xí)和研究仍具有重要參考價值和啟示。后者包括動植物細胞減數(shù)分裂觀察，針對動植物細胞分裂和切片制備進行研究。

1.2 綜合性實驗

遺傳學(xué)實驗部分包括果蠅單因子、雙因子、伴性遺傳分析和三點測驗實驗，人類對苯硫脲的嘗味能力差異分析與人類若干遺傳性狀的測定、調(diào)查實驗，該類實驗要求學(xué)生運用統(tǒng)計方法，歸納總結(jié)出相應(yīng)的遺傳學(xué)數(shù)據(jù)。整個分子生物學(xué)實驗圍繞載體構(gòu)建過程進行，設(shè)計了質(zhì)粒提取、PCR擴增目的基因、雙酶切、連接、轉(zhuǎn)化大腸桿菌、篩選六個實驗，綜合使用多種方法，通過該種實驗有效提高學(xué)生的動手能力和分析解決問題的能力。

1.3 研究創(chuàng)新性實驗

該類實驗要求學(xué)生為了驗證所學(xué)知識自行查閱相關(guān)文獻，利用現(xiàn)有實驗條件，在教師的引導(dǎo)下自行設(shè)計實驗，小組成員合作完成實驗操作，并按照相應(yīng)格式撰寫實驗報告。植物染色體畸變的觀察實驗，要求學(xué)生自主選擇感興趣的試劑處理蠶豆或者洋蔥根尖，觀察染色體畸變之后的表型，并了解染色體畸變導(dǎo)致的遺傳學(xué)效應(yīng)。該類實驗以學(xué)生為中心，學(xué)生自主性強，能夠激發(fā)學(xué)生的科研興趣和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生駕馭知識的能力。

2 《遺傳學(xué)實驗》課程思政的必要性和迫切性

自課程思政提出以來，各高校雖然高度重視思政教育，但在教學(xué)實施過程中思政教育卻遠遠滯后于專業(yè)課教育。多數(shù)高校思政教育由思政老師和輔導(dǎo)員承擔(dān)，專業(yè)教育由專業(yè)課老師講授，思政教育和專業(yè)課分開進行，存在明顯分離［3］。實驗課程教學(xué)注重實驗原理、儀器使用和操作技能的培養(yǎng)，思政教育效果更是不盡人意，因此將思政教育與專業(yè)課合體顯得尤為重要。

在教學(xué)實施過程中，發(fā)現(xiàn)遺傳學(xué)與生活、生產(chǎn)實際緊密聯(lián)系，比如遺傳疾病、疾病檢測、生男生女、優(yōu)生優(yōu)育、動植物育種等多個方面。在帶領(lǐng)學(xué)生探究這些問題答案的同時，生物安全和生物倫理等新的問題又接踵而至。這就要求遺傳學(xué)相關(guān)老師在傳授專業(yè)知識的同時，還要注意價值引領(lǐng)，培養(yǎng)新型的高素質(zhì)人才?！哆z傳學(xué)實驗》課程是遺傳學(xué)理論聯(lián)系實際的重要手段，在培養(yǎng)學(xué)生實驗操作能力、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力和科研思維方面具有重要作用。該門課程教師在培養(yǎng)生物科學(xué)相關(guān)專業(yè)大學(xué)生的過程中擔(dān)當(dāng)重要角色。不同于思政老師及輔導(dǎo)員，實驗課教師同時承擔(dān)理論和實驗教學(xué)，與學(xué)生的接觸機會更多，因此學(xué)生愿意與其溝通，對專業(yè)課教師的認同度更高。綜上，專業(yè)課教師將顯性知識和隱性思政教育有機結(jié)合，找好育人的角度，不僅能使學(xué)生掌握遺傳學(xué)知識、了解遺傳學(xué)技術(shù)及其與社會和環(huán)境的關(guān)系，而且能使學(xué)生具有良好的科學(xué)素養(yǎng)和正確的價值取向，將有助于將課堂主渠道作用最大化［7］。

3 《遺傳學(xué)實驗》課程思政的實踐

課程思政是指在專業(yè)課教學(xué)過程中融入思政教育，將專業(yè)課的科學(xué)內(nèi)涵與思政教育融合到一起，呈現(xiàn)給學(xué)生。本學(xué)院遺傳學(xué)實驗主要在辯證思想、團隊合作、家國情懷、法治意識、生態(tài)文明等方面融入思政元素。

在講授遺傳學(xué)三大定律（分離、自由組合、連鎖互換定律）及伴性遺傳定律時，為了讓學(xué)生更直觀地掌握這些定律，我們巧妙設(shè)計了純合三隱型和黑檀體果蠅雜交實驗。在講解的過程中，向?qū)W生發(fā)問：“為什么科學(xué)家要選用模式生物作為研究對象？果蠅作為模式生物有何優(yōu)點？少數(shù)模式生物能代表普遍生物現(xiàn)象嗎？”教師在與學(xué)生討論上述問題時，可以引導(dǎo)學(xué)生通過對少數(shù)模式生物的深入了解，了解生命的部分普遍規(guī)律，從而讓學(xué)生接受辯證唯物主義思想。整個果蠅雜交過程包括處女蠅選擇、親本蠅雜交與去除、F1代果蠅雜交與親本蠅去除、F2代果蠅雜交到各種表型果蠅數(shù)目的統(tǒng)計，工作量巨大，需持續(xù)5~6周，某個環(huán)節(jié)操作失誤會導(dǎo)致整個實驗失敗。因此實驗過程需要學(xué)生分工合作，使學(xué)生意識到每個成員的操作都對整個團隊有很大影響，團隊的最終成功取決于團隊成員間及時溝通及通力合作，從而提升學(xué)生的集體榮譽感，進而增強團隊合作精神。同時在觀察、培養(yǎng)果蠅過程中，分享摩爾根通過大量果蠅實驗，在經(jīng)歷了相信-質(zhì)疑-驗證-重新相信-修正孟德爾學(xué)說的過程后，發(fā)現(xiàn)了超越孟德爾定律的基因的連鎖和交換定律。通過摩爾根與果蠅背后的故事，使學(xué)生感受到其在科學(xué)探索過程中持之以恒、嚴謹求知、大膽創(chuàng)新和求真務(wù)實的精神，以及通過實驗數(shù)據(jù)進行歸納總結(jié)的理性思維。

在講授植物染色體畸變觀察時，引入的畸變既可以是染色體數(shù)目變異，也可以是結(jié)構(gòu)畸變，這些變異可能是有利的也可能是有害的。其中有些染色體結(jié)構(gòu)變異可能會產(chǎn)生微核，造成生物產(chǎn)生不良表型，從而導(dǎo)致多種疾病甚至癌癥的產(chǎn)生。而引起染色體變異的原因往往是由于核輻射、水污染、空氣污染等因素導(dǎo)致。讓學(xué)生分組自行設(shè)計實驗，挖掘生活中常見的有毒有害物質(zhì)，比如工業(yè)廢水、農(nóng)殘污染、方便面調(diào)料等，通過實驗真實檢驗這些物質(zhì)對細胞中微核產(chǎn)生的影響，使學(xué)生樹立環(huán)境保護和生態(tài)文明意識。而染色體數(shù)目變異則可能起到改良生物性狀的作用，比如多倍體草莓個頭更大、多倍體西瓜無籽、異源八倍體黑小麥等。其中異源八倍體小麥是我國科學(xué)家鮑文奎利用染色體畸變培育出的抗病能力強、蛋白質(zhì)含量高的性狀優(yōu)良的小麥，是在基于遵循自然界物種進化規(guī)律的基礎(chǔ)上，通過創(chuàng)新，人工培育出的小麥新品種。引導(dǎo)學(xué)生運用辯證眼光看待問題，抓住事物好的方面，對其充分進行利用。

整個分子生物學(xué)實驗以DNA重組技術(shù)為核心，圍繞分、切、連、轉(zhuǎn)、選進行，包括目的基因PCR擴增、質(zhì)粒提取、體外重組、大腸桿菌轉(zhuǎn)化、抗性篩選等過程。分子生物學(xué)實驗是微量操作，而且是一個連續(xù)的過程，整個設(shè)計環(huán)環(huán)相扣，前邊一步出錯，會直接導(dǎo)致后續(xù)實驗失敗，因此實驗操作過程中一定要小心謹慎，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)。實驗過程中所用到的PCR儀、離心機、電泳儀等儀器設(shè)備都需要共用，需要大家合理安排實驗進度、分工協(xié)作，從而節(jié)約實驗時間和提高儀器使用效率。同時，分子生物學(xué)實驗常常需要設(shè)置陰性、陽性對照以及分子量Marker，在不需要每一組都設(shè)置對照及Marker的情況下，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過團隊協(xié)作來設(shè)置對照。因此，整個實驗過程就是培養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作和責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)倪^程。

由于分子生物學(xué)實驗比較抽象，學(xué)生不容易把本門課程和日常生活關(guān)聯(lián)，教師在講解相應(yīng)的原理和操作步驟時，也應(yīng)適當(dāng)拓展這些技術(shù)的應(yīng)用。PCR在分子生物學(xué)領(lǐng)域主要應(yīng)用于基因克隆，在法醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，采用頭發(fā)或血斑PCR可為法醫(yī)鑒定提供證據(jù)，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域主要用于臨床診斷。例如新冠病毒肺炎核酸檢測就是通過PCR技術(shù)進行。引導(dǎo)學(xué)生將分子遺傳學(xué)專業(yè)知識與實際生活密切聯(lián)系起來，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)造性的同時，繼承中華民族的優(yōu)良傳統(tǒng)、樹立大國工匠精神。

然而，分子生物學(xué)技術(shù)是一把“雙刃劍”，其在造福人類的同時，也存在著一些爭論。比如基因編輯等?；蚓庉嬜鳛橐环N新興技術(shù)，能對生物體基因組特定目標基因進行修飾，在研究動植物的基因功能、搶救瀕危珍惜物種、人類的基因治療方面都起到重要作用。然而，2018年“基因編輯嬰兒露露和娜娜”的橫空出世，引起了大家對人類實施基因編輯倫理的正當(dāng)性普遍質(zhì)疑。因此教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在專業(yè)知識的武裝下，遵循技術(shù)風(fēng)險評估“可測、可控、可塑”三原則，尊重生命、尊重環(huán)境，具有良知和職業(yè)道德底線，建立良好的生態(tài)文明，將學(xué)到的知識用于造福人類而不是危害社會。

4 遺傳學(xué)實驗課程思政教學(xué)反思

將《遺傳學(xué)實驗》教學(xué)和課程思政有機結(jié)合，必須緊扣課程思政改革的初衷，找準專業(yè)課內(nèi)容與價值觀引領(lǐng)的契合點，充分挖掘本課程的思政元素，并注意專業(yè)課和思政教學(xué)取得平衡。思政元素在融入課程時切忌忽略不同課程、不同知識點之間的差異性而一味生搬硬套，而應(yīng)是巧妙靈活地將其“基因式”嵌入專業(yè)知識的教學(xué)之中。課程思政教學(xué)切忌教師在思政元素的教學(xué)過程中蜻蜓點水式進行描述，導(dǎo)致思政元素和知識點相脫離，而應(yīng)在尊重專業(yè)教學(xué)的前提下，將思政元素和每一個知識點相結(jié)合。課程思政切忌教師在感受到本課程背后含有豐富的思政元素后，在課程講授過程中植入過多的思政元素，導(dǎo)致思政與專業(yè)失衡，從而破壞了該門課程知識體系的完整性。課程思政教學(xué)切忌強行對學(xué)生進行思政知識的灌輸，而應(yīng)著重于對青年學(xué)子思想品格的塑造，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)動力，最終使學(xué)生既牢固掌握了專業(yè)課程知識，又樹立了勇于探索、刻苦務(wù)實的胸懷和思想，于潛移默化、潤物無聲中實現(xiàn)育人目標。

5 結(jié)語

課程思政作為一種新的教育理念，是高校全面提升思想政治工作質(zhì)量的一項重要舉措。課程思政要求教師將專業(yè)課教學(xué)與思政教育有機融合。本文以遺傳學(xué)實驗課程為例，結(jié)合本門課程特點，列舉了大量關(guān)于辯證思想、家國情懷、團隊合作、法治意識、生態(tài)文明相關(guān)的課程思政實例，將思政元素滲入實驗教學(xué)各個環(huán)節(jié)。課程在講授過程中，保證了知識傳授和價值引領(lǐng)的同時進行，既提高了學(xué)生的專業(yè)知識和道德水平，又促進了學(xué)生科研創(chuàng)新能力的提升。