“課程思政”理念下《生物技術概論》教學改革與實踐

陳贏男， 韋素云， 尹佟明

(南京林業(yè)大學林木遺傳與生物技術省部共建教育部重點實驗室，南京林業(yè)大學林學院， 南京 210037)

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出：立德樹人是高等教育的根本任務，思想政治教育是培養(yǎng)能夠擔當民族復興大任時代新人的根本保障[1]。伴隨經(jīng)濟社會日新月異地發(fā)展，經(jīng)濟全球化、信息網(wǎng)絡化和高科技發(fā)展對青年大學生的學習行為、生活方式和價值觀念都產(chǎn)生了極為深刻的影響，大學生思想政治教育面臨前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。順應時代的發(fā)展，做好高校思想政治教育工作，需要因事而化、因時而進和因勢而新[2]。要用好課堂教學這個主渠道，其他各門課都要守好一段渠和種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應[3]?！陡叩葘W校課程思政建設指導綱要》(教高〔2020〕3號)明確了要將“思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)全過程”，要“全面推進高校課程思政建設”的工作目標，同時對不同學科專業(yè)課程如何開展課程思政建設給出了指導意見。為適應新時代高等教育立德樹人的新要求，切實做好大學生思想政治教育，必須結合學校、專業(yè)和課程實際，發(fā)揮好專業(yè)課程與思政課程協(xié)同育人的作用，將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體，才能實現(xiàn)“全員、全過程、全方位”育人。生物技術已經(jīng)成為21世紀高新技術革命的核心內(nèi)容，新興生物技術迅猛發(fā)展，近年來以高通量測序、iPS細胞(induced pluripotent stem cells，誘導性多能干細胞)、基因編輯等技術為代表的生物學相關技術取得了一系列重大突破與成果。新興技術如同一把雙刃劍，在推動社會歷史發(fā)展的同時，也引發(fā)諸多極具爭議的社會學與倫理學問題。例如，人類基因組信息的隱私權問題；基因編輯嬰兒；轉(zhuǎn)基因食品安全性和動物克隆等。新理論、新技術以及新倫理問題的不斷涌現(xiàn)也為《生物技術概論》教學提出了新的挑戰(zhàn)。在新時代背景下，如何進一步豐富教學內(nèi)容反映學科發(fā)展最新動態(tài)，圍繞專業(yè)課程德育培養(yǎng)目標，引導學生正確理解和認識新科技帶來的倫理問題，樹立社會主義核心價值觀念、道德信仰和科學思維，也是《生物技術概論》課程教育教學改革面臨的新課題[4]。

1 課程思政改革的意義

課程思政是在專業(yè)課程教學中，融入思想觀念、政治觀點和道德教育等思想政治教育，是以課程為載體開展思政教育的教學理念或思維方式[5]?！渡锛夹g概論》是南京林業(yè)大學林木遺傳育種系面向林學和森林保護專業(yè)本科生開設的一門前沿性專業(yè)基礎課，旨在讓學生了解生物技術的基本理論、內(nèi)容和方法，加強對生物技術的認識，為學生在相關領域的深造、就業(yè)和發(fā)展提供必要的理論基礎。該課程以現(xiàn)代生命科學的重要成果為基礎，內(nèi)容涵蓋基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程和蛋白質(zhì)工程等先進的工程技術，具有知識點繁多且涉及范圍廣和知識更新快等特點。《生物技術概論》課程以自然知識和科學技術為基本對象，反應事物的自然規(guī)律和運行機制，課程知識體系中所包涵的科學思辨、客觀理性、求真求實和精益求精等專業(yè)素養(yǎng)，其本身便是全人教育和思政教學所希望引導大學生形成的積極世界觀、人生觀和價值觀的重要組成部分。因此，開展《生物技術概論》課程思政改革，深入挖掘?qū)I(yè)課程的思政內(nèi)涵，匯集鮮活的教學案例，通過恰當?shù)慕虒W方式將這些思政元素有效地傳遞給學生，是踐行“課程承載思政，思政寓于課程”育人理念和方法的必然要求，也是培養(yǎng)創(chuàng)新能力并確立價值導向、落實立德樹人的重要保障[6]。

2 課程思政改革的思路和方法

開展《生物技術概論》課程思政改革的總體思路是：豐富和更新《生物技術概論》課程教學內(nèi)容，系統(tǒng)梳理和深入發(fā)掘該課程思政元素和德育教學資源，以專業(yè)知識為載體，將思政元素滲透到教學大綱、課程教案和教改實踐各個環(huán)節(jié)中，構建一套完整的《生物技術概論》思政教育體系。通過構筑專業(yè)課程思政教育體系，落實立德樹人和全程全方位育人的理念，實現(xiàn)專業(yè)課程的德育功能。

2.1 課程教學團隊的組建

課程思政改革是一項系統(tǒng)工程，個體教師可能擅長某一門專業(yè)課程的教學，但是在當下信息網(wǎng)絡技術高速發(fā)展的情況下，只靠教師個體很難取得全局性的教改效果。挖掘?qū)I(yè)課思政資源、發(fā)揮隱性思政作用和傳承立德樹人教育觀念等，都需要集體的智慧和團隊的力量。以“2～3名專業(yè)課教師+1名思政課教師”的形式組建一支目標明確、能力互補和效果優(yōu)良的教學團隊，專業(yè)課教師與思政課程教師溝通探討，加強經(jīng)典思政理論學習，持續(xù)提高專業(yè)課教師自身的思政理論水平及教學技能；專業(yè)課教師之間通過共享教學資源、交流教學經(jīng)驗和觀摩課堂教學等方式，形成團隊戰(zhàn)斗力。通過組建教學團隊，構筑《生物技術概論》課程思想政治教育體系，打造教學研究和思想政治教育共同體。

2.2 專業(yè)知識與思政元素的有機融合

綜合《生物技術概論》課程特點、德育內(nèi)涵和團隊成員的授課經(jīng)驗，對教學大綱進行修訂，將思政元素滲透到《生物技術概論》教學大綱，從教學目標、教學內(nèi)容和教學方法3個方面，將知識傳授和價值塑造進行“有機融合”(Fig.1)，形成知識目標與價值導向合而為一的立體化育人模式。

在教學目標方面，根據(jù)生物技術專業(yè)人才培養(yǎng)目標的畢業(yè)指標點，完善《生物技術概論》課程德育培養(yǎng)目標，重構“知識+能力+德育”三位一體的育人目標。在教學內(nèi)容方面，全面系統(tǒng)梳理各章節(jié)教學內(nèi)容，從家國情懷、科學精神、文化自信、法制意識和全球視野等方面，充分挖掘基礎理論知識內(nèi)在的文化基因和價值范式，確定課程中融入的思政元素，細化融入點和融入方式，建立課程思政元素與專業(yè)知識有機融合的教學體系。在教學方法方面，注重思政育人的滴灌滲透性，在傳統(tǒng)課堂講授基礎上，利用“小組討論”、“翻轉(zhuǎn)課堂”、“課堂辯論賽”等多種進行互動教學模式，培養(yǎng)學生科學思維，提高學生分析和解決問題的能力，以潤物細無聲的方式幫助學生樹立正確的人生觀、世界觀和價值觀。在教學設計方面，通過參與、討論、啟發(fā)和辯論等互動教學方式，巧妙設計課程思政的課堂教學，實現(xiàn)課程思政內(nèi)涵在生物技術概論教學中的有機融合與精準對接。此外，充分利用微課、短視頻、虛擬仿真系統(tǒng)等先進教學手段和資源，使課程思政教育更加多元和生動，提高課堂吸引力、感染力和說服力。

3 課程思政教學案例與教學設計

本文以《生物技術概論》課程第一章基因工程的第七節(jié)“基因編輯技術及其應用”為例，介紹筆者教學團隊將思想政治教育融入專業(yè)課教學的探索與實踐。通過與教學團隊教師交流討論，首先確定本章節(jié)的專業(yè)教學目標；其次，挖掘本章節(jié)蘊含的重要思政元素，確定課程思政教學目標；在明確專業(yè)知識和課程思政教學目標的基礎上，匯集典型教學案例，依托案例教學將專業(yè)知識與思政元素相互交融，形成本章節(jié)的頂層課程教學內(nèi)容設計(Table 1)。

表1 “基因編輯技術及其應用”章節(jié)教學設計Table 1 Teaching design of the chapter of “Gene editing technology and its application”

3.1 課程思政教學案例一

基因編輯技術的迅猛發(fā)展，顯著加快了作物遺傳改良進程，同時使定向設計和精準分子育種成為可能。由于可以對目標基因開展定向編輯，CRISPR/Cas9技術為精準育種提供了前所未有的便捷工具，在提高作物產(chǎn)量、改良作物品質(zhì)、培育抗脅迫新品種等方面已有廣泛的研究報道[7]。最近，這一技術被用于定向改良作物的野生近緣種。2021年，中國科學院遺傳與發(fā)育研究所李家洋院士團隊實現(xiàn)了野生四倍體水稻的“從頭馴化”，創(chuàng)造了世界首例重新設計與快速馴化的四倍體水稻[8]。傳統(tǒng)作物馴化過程通常需要上百年甚至上千年的時間，上述研究證實，通過CRISPR/Cas9技術介導的精確育種能夠?qū)崿F(xiàn)野生植物的快速馴化。利用野生植物的從頭馴化，能以特異植物資源為起始材料，利用基因組編輯技術將與馴化改良相關的性狀快速整合，有效避免了傳統(tǒng)馴化所需的漫長的雜交和篩選過程，將馴化的時間從上百年甚至上千年縮短到10年左右，從而極大拓展了人類利用植物界豐富的遺傳變異的能力。

課前將相關文獻打印分發(fā)給學生提前閱讀，通過課堂上詳細講解上述科研案例，補充介紹李家洋院士在水稻育種研究中做出的重要貢獻，分析中國科學家在基因編輯育種領域取得的成績，讓學生直觀的感受我們國家在相關研究領域取得的突破性進展和在世界范圍內(nèi)的學術地位，不僅幫助學生了解學科前沿，更有助于學生樹立民族自豪感和自信心。

3.2 課程思政教學案例二

目標基因靶點設計與基因編輯載體構建是應用基因編輯技術開展植物育種研究的首要環(huán)節(jié)。華南農(nóng)業(yè)大學劉耀光院士團隊是國內(nèi)最早使用CRISPR/Cas9 基因編輯技術開展水稻育種的研究團隊之一。該團隊開發(fā)了一套用于植物多靶點基因編輯的載體系統(tǒng)(命名為：pYLCRISPR/Cas9載體系統(tǒng))，共包括6個雙元載體和12個中間載體，可以分別實現(xiàn)對單子葉和雙子葉植物的多靶點基因編輯，具有簡便、高效和適用性廣等特點[9]。此外，該團隊還開發(fā)了配套的一站式在線軟件工具包CRISPR-GE(http://skl.scau.edu.cn/)，用于靶點設計、脫靶效應評估以及突變靶點測序分析[10]。pYLCRISPR/Cas9載體系統(tǒng)建成后，其全套載體圖譜和完整序列均共享在全球質(zhì)粒非營利組織Addgene(https://www.addgene.org/)網(wǎng)站上，各國科學家可以無償獲取該載體系統(tǒng)。CRISPR-GE在線軟件的詳細使用流程也在國際植物學TOP期刊Molecular Plant上發(fā)表的論文中予以公開[10]。目前，pYLCRISPR/Cas9載體系統(tǒng)和CRISPR-GE軟件工具包已在國內(nèi)外得到廣泛應用，并在擬南芥、水稻、番茄、油菜、棉花、楊樹和獼猴桃等植物中成功實現(xiàn)基因組編輯[11]。

在講授上述案例過程中，展示pYLCRISPR/Cas9載體系統(tǒng)的圖譜示意圖，課堂上帶領學生登錄Addgene網(wǎng)站，介紹pYLCRISPR/Cas9載體的查詢和獲取方式；課下布置作業(yè)，安排學生自主嘗試使用CRISPR-GE軟件工具包，熟悉靶位點設計、脫靶效應評估以及編輯結果分析的主要流程。通過課上課下實際的嘗試和體驗，幫助學生掌握科學方法，提升實踐動手能力，潛移默化的引導學生感受科學家開放創(chuàng)新、普惠共享的科學精神，鼓勵學生以頂尖科學家為榜樣，不斷拓寬國際視野，勇攀科學高峰，不負青春韶華。

3.3 課程思政教學案例三

科學技術是推動社會發(fā)展的“雙刃劍”，基因編輯技術幫助科學家取得了令人矚目的研究成果，同時也帶來一些風險和倫理問題。2018年南方科技大學教師賀建奎宣布世界首例基因編輯嬰兒在中國誕生。該研究的初衷雖然是希望通過編輯CCR5基因使嬰兒獲得對艾滋病毒的免疫力，但CCR5基因?qū)θ梭w免疫和神經(jīng)系統(tǒng)都有作用，一旦被敲除，不僅會影響人體免疫功能發(fā)育，還會影響神經(jīng)細胞和造血細胞的功能[12]。賀建奎在未取得醫(yī)生執(zhí)業(yè)資格的情況下，違反國家有關科研和醫(yī)療管理規(guī)定，逾越科研和醫(yī)學倫理道德底線，構成非法行醫(yī)罪，法院依法判處賀建奎有期徒刑3年，并處罰金人民幣3百萬元?！盎蚓庉媼雰骸笔录趪鴥?nèi)外造成了惡劣影響，是違反生物倫理的典型反面警示案例。

在對上述案例開展課堂討論之前，教師首先補充講解該事件涉及到的相關專業(yè)背景知識：(1)CCR5基因本身對人體免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮的作用；(2)CCR5基因與HIV病毒感染人類T細胞的關系。這些專業(yè)知識能夠幫助學生更加科學、理性的看待和分析“基因編輯嬰兒”事件。在此基礎上，利用小組討論、翻轉(zhuǎn)課堂等教學模式讓學生在教師的引導下針對“基因編輯嬰兒事件的科學風險和倫理危機”展開討論。首先進行20 min的小組組內(nèi)討論，教師參與到各討論小組中，了解各小組內(nèi)成員分工情況與討論進程；然后每個小組選派1位代表陳述本組的主要觀點和看法，小組內(nèi)其他成員進行補充；最后開展小組間的自評與互評，評選出“最佳發(fā)言人”和“最佳小組”。同學們分別從不同角度表達了自己的觀點和看法，部分發(fā)言內(nèi)容列舉如下：A小組代表：在CRISPR/Cas9技術的脫靶問題還未能完全解決，有可能導致無法預知的突變，在這種情況下，將該技術應用于人類胚胎基因編輯，為時過早，可能會對嬰兒帶來某些不可知的影響，這對于誕生的嬰兒來說是極其不負責任的；事件造成的負面影響，國際社會也有可能以此為借口壓制我國基因編輯技術的發(fā)展；B小組代表：基因編輯嬰兒已經(jīng)誕生，說明該項目研究已經(jīng)啟動并實施了相當長時間，其研究內(nèi)容是否進行了上報與審核？如果不是賀建奎自己對外公布，整件事情也許將無人知曉，應加強科研人員的自我約束以及科學研究的監(jiān)管，防止類似事件再次發(fā)生；C小組代表：該研究的實施是否僅有賀建奎一人參與，如果有研究生或其他教師參與，這些參與者是否知情？此外，普通大眾真正理解CRISPR/Cas9技術原理與風險的難度較高，賀建奎是否將可能存在的風險清楚明白地告知參與該研究的夫婦？D小組代表：父親是HIV攜帶者，希望孩子能夠天然抵抗艾滋病，為人父母的初衷是美好的，但父母沒有辦法代替孩子承受生理和心理可能遭受的各種潛在風險，父母是否有權利改變孩子的基因？

在討論過程中，教師鼓勵學生積極主動輸出觀點，培養(yǎng)學生的交流溝通能力，注意聆聽和記錄學生對該案例的看法和認識，及時指出同學們理解出現(xiàn)偏差的地方。在課堂討論過程完成后，明確闡述對于“基因編輯嬰兒”事件的正確認識：CRIPSR/Cas9作為一種新的基因編輯工具，仍有很多方面需要深入研究，盲目將該技術應用于人類胚胎編輯是對法律和倫理底線的挑戰(zhàn)，要堅決抵制和反對任何違背學術倫理和學術規(guī)范的科研行為，正如北京大學藥學院客座教授李治中所說：“優(yōu)秀的科學家，是嘗試做別人做不到的事情，不是做別人不敢做的事情”。通過案例學習和交流討論，讓學生領悟做人做事的誠信原則、科學家的職業(yè)操守、科學研究的倫理和法律底線，提醒和教育同學們在擁有專業(yè)知識的同時要遵紀守法，幫助學生樹立正確的生命觀、價值觀和倫理觀。

4 教學評價與反思

采用上述案例教學、課堂討論和學生互評等教學模式，在南京林業(yè)大學林學院林學專業(yè)2019級2個本科班(54人)的授課過程中開展課程思政教學改革與實踐，針對課程思政教學案例三邀請全體同學匿名參與問卷調(diào)查，問卷回收率100%。結果(Table2)顯示：(1)在教學內(nèi)容方面，90.7%的學生認為教學案例緊扣相關章節(jié)專業(yè)知識，貼切不突兀，有助于專業(yè)知識的理解和應用；5.6%的同學表示理解教學案例有一定難度，希望能夠應用更為淺顯的案例；3.7%的學生認為案例教學不適合自己。(2)在教學方法方面，87.0%的學生對采用課堂討論教學模式表示非常滿意，認為互動式教學模式可以有效提高學習興趣和課堂參與度；9.3%的學生表示認可；3.7%的學生表示沒有意見。(3)在思政教學接受度方面：81.5%的學生表示課程思政的教學比重服從專業(yè)教學，思政元素的導入自然流暢，與專業(yè)課鍥合度高，內(nèi)容充實感染力強；11.1%的學生認為鍥合度低，仍有待提高；7.4%的學生棄權未做應答。本課程在結課后的評教環(huán)節(jié)也得到學生較高的評價，對于課程的綜合評價68.5%的學生給優(yōu)評，24.1%的學生給良評，1.8%的學生給中評，5.6%的學生未參加教評，沒有學生給差評。主講教師個人平均得分92.06，在學院排名第24名(共77名)，在學校排名第249名(共1 319名)，在該學期全校開設的3 505門課程中排名第878名。

表2 問卷調(diào)查結果Table 2 Results of the questionnaire survey

上述問卷調(diào)查和綜合評教結果表明，綜合運用案例教學與課堂討論開展《生物技術概論》課程思政教學改革是行之有效的。通過分析問卷調(diào)查和教評結果，筆者認為，此次改革方案的優(yōu)勢在于：(1)選擇與科技前沿和社會熱點緊密相關的教學案例，優(yōu)化教學內(nèi)容和教學設計，有助于提高學生的學習興趣；(2)利用教學案例前沿性豐富和拓展專業(yè)課教學內(nèi)容，利用時事熱點引起熱烈的課堂討論，有助于激發(fā)學生主動思考，產(chǎn)生思想和觀點的碰撞，提升課堂教學效果；(3)在恰當?shù)慕虒W時機，教師闡明正確的價值導向，學生對教師傳遞的思政理念接受度較高，從而潛移默化地完成價值塑造，實現(xiàn)德育培養(yǎng)目標。學生們的反饋結果也暴露出課程思政改革實踐中存在的缺點與不足，例如，有學生指出：教學案例涉及的相關專業(yè)背景知識講解不夠細致和深入。有同學建議：教學案例可以利用新聞媒體、短視頻等更加靈活多樣地呈現(xiàn)形式。還有的同學認為：教師與學生之間的互動仍存在一定距離感，師生之間對話不夠生動活潑。針對同學們提出的問題和建議，筆者及教學團隊明確了自身的優(yōu)勢與不足，將從以下幾個方面進行改進：(1)建立班級QQ群或微信群，將案例教學提前發(fā)布，以便學生提前了解和學習，此外，充分了解學生對分子生物學等相關專業(yè)基礎課程的學習情況，在此基礎上充分備課，授課過程中將教學案例涉及的科普性知識和重點理論知識進行區(qū)分，講解做到深入淺出；(2)搜集和梳理多種形式的教學素材，靈活運用文字、圖片、視頻等多元素信息化教學手段，提高課堂教學效果；(3)在課程思政的過程中緊密結合自身專業(yè)屬性，開發(fā)更具有專業(yè)特色的教學案例，有機融入思政元素，形成一套具有專業(yè)特色的課程思政體系；(4)不斷提高教師自身的業(yè)務能力和思想政治素質(zhì)，不僅要具備扎實的專業(yè)知識儲備，還要有較強的邏輯分析和課堂駕馭能力，增加師生之間的分享和互動，營造輕松和諧的課堂氛圍，達成教師和學生之間的思想共鳴。

《生物技術概論》課程在生命科學類專業(yè)人才培養(yǎng)的課程體系中占有重要地位，新時代背景下的人才培養(yǎng)需求對教師提出了更高的要求。基于課程思政理念開展的《生物技術概論》教學改革仍處于探索和實踐階段，需要系統(tǒng)、深入挖掘課程本身蘊含的思政元素和德育教學資源，以專業(yè)知識為載體，找準切入點，選好滲透方式，優(yōu)化課堂教學設計，在不斷更新專業(yè)知識的前提下，充分利用課堂主渠道，融入社會主義核心價值觀、家國情懷、科學精神、文化自信、法制意識和全球視野等不同維度的思政元素，潛移默化地開展德育教育，才能實現(xiàn)“素養(yǎng)+能力+知識”三位一體的育人目標。