課程思政在生物工程專業(yè)生物信息學(xué)課程改革探析

劉洋洋 萬輝 李國勇

[摘要]生物信息學(xué)被認(rèn)為是對生物學(xué)發(fā)展和研究至關(guān)重要的工具，是生物工程專業(yè)的必修課程，它為解決生命科學(xué)問題提供大量的生物信息資源。對學(xué)生開展生物技術(shù)與信息技術(shù)融合教育，樹立科技創(chuàng)新意識(shí)，是生物信息學(xué)課程進(jìn)行思政建設(shè)的特色和亮點(diǎn)。并總結(jié)了生物信息學(xué)進(jìn)行課程思政的主要落腳點(diǎn)，包括處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、整合教學(xué)策略、重視實(shí)踐教學(xué)、提高教師素質(zhì)、實(shí)行多維考核、提取思政本質(zhì)等內(nèi)容。

[關(guān)鍵詞]生物信息學(xué)；課程思政；教學(xué)改革；生物工程

生物信息學(xué)是一門采用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)以及計(jì)算機(jī)等方法解析生物學(xué)、生物物理學(xué)數(shù)據(jù)的多學(xué)科綜合的新興學(xué)科[1]。生物工程專業(yè)是以生命科學(xué)為基礎(chǔ)，旨在對學(xué)生專業(yè)知識(shí)、創(chuàng)新思維、基本技能和科研能力的培養(yǎng)；此外，該專業(yè)要求學(xué)生掌握生物學(xué)和眾多的現(xiàn)代生物工程技術(shù)的理論知識(shí)[2]。生物工程與國家經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展方面密切相關(guān)，需要通過現(xiàn)代的、科學(xué)的方法來對生命科學(xué)的許多問題進(jìn)行解答，然而生物信息學(xué)在這一過程中扮演著必不可少的作用[3]。

隨著人類基因組計(jì)劃的實(shí)施，生物信息學(xué)作為交叉學(xué)科已成為生命科學(xué)重要的前沿領(lǐng)域。加之，高校課程教育的關(guān)鍵問題是非思政課程融入思政教育，這已成為高校落實(shí)和推行相關(guān)立德樹人工作的主要載體、途徑和抓手[4]。生物工程專業(yè)的生物信息學(xué)課程教學(xué)是讓學(xué)生能夠正確運(yùn)用生物信息學(xué)手段來幫助探究生命科學(xué)的相關(guān)問題，特別是生物數(shù)據(jù)的解析。提高生物工程專業(yè)學(xué)生的生物信息學(xué)學(xué)習(xí)素質(zhì)將有助于豐富學(xué)生在將來職業(yè)中具有堅(jiān)定不移的鉆研精神和創(chuàng)新精神。筆者結(jié)合在思政教育背景下對生物工程專業(yè)在生物信息學(xué)課程教學(xué)展開分析，以期為提高生物信息學(xué)思政教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)目標(biāo)提出建議和方法。

一、生物工程專業(yè)生物信息學(xué)課程開展思政融入的重要性

隨著生物高通量技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，生物工程專業(yè)“生物信息學(xué)”實(shí)踐教學(xué)中通常存在僅看重學(xué)生專長和技能的培養(yǎng)，而忽略社會(huì)主義核心價(jià)值觀、創(chuàng)新精神以及探索精神等思想政治教育融合的問題，使得學(xué)生綜合修養(yǎng)不高。因此，在“生物信息學(xué)”課程教學(xué)中要注重構(gòu)建和整合思想政治教育資源，并創(chuàng)建與之相對應(yīng)的課程準(zhǔn)則與考核體系，以實(shí)現(xiàn)專業(yè)必修課“知識(shí)教授與價(jià)值啟發(fā)聯(lián)合”的教學(xué)目的。構(gòu)筑思政課程能夠在“生物信息學(xué)”課程教學(xué)將學(xué)生培養(yǎng)成具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲芯竦膶Ｗ⑿腿瞬牛酝怀龊蜐M足生命科學(xué)研究、實(shí)踐創(chuàng)新、應(yīng)用開發(fā)的要求。在科學(xué)技術(shù)強(qiáng)國政策下，生物信息學(xué)課程知識(shí)是生物工程專業(yè)的匠心人才培養(yǎng)的基本內(nèi)容，也是創(chuàng)新型生物科學(xué)技術(shù)人才培養(yǎng)的基本課程[1]。學(xué)習(xí)“生物信息學(xué)”的主要任務(wù)是學(xué)生通過實(shí)踐操作處理生物學(xué)數(shù)據(jù)，要求學(xué)生具備吃苦耐勞和鉆研意識(shí)的精神。例如，從2019年11月至今的新型冠狀病毒抗疫中，病毒不斷出現(xiàn)變異株，那么明確該病毒的基因規(guī)律以及基因排序等顯得十分重要；那么在學(xué)生的生物信息學(xué)課程培養(yǎng)中，需要各個(gè)方面一起整合發(fā)展，尤其是學(xué)生學(xué)習(xí)、探索和鉆研新事物應(yīng)當(dāng)是系統(tǒng)的。還需不斷激發(fā)學(xué)生對新基因的好奇和探索，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生能動(dòng)力和鉆研生命奧秘。

二、生物信息學(xué)課程思政的落腳點(diǎn)

生物信息學(xué)課程思政與一般的思想政治教育課程不同，需要在生物信息學(xué)教學(xué)內(nèi)容全面性的基礎(chǔ)上，遵循生物信息學(xué)課程學(xué)習(xí)和探索的體系運(yùn)轉(zhuǎn)原理，挖掘生物信息學(xué)課程的系統(tǒng)知識(shí)，進(jìn)行思政結(jié)合式教學(xué)，不斷更新教學(xué)實(shí)質(zhì)內(nèi)容，整合教學(xué)方式方法，完善課程的考評(píng)體系，以期充分激發(fā)大學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性，為社會(huì)培育生物信息所需的創(chuàng)新專注型人才。

（一）引導(dǎo)大學(xué)生樹立科學(xué)創(chuàng)新意識(shí)

生命科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新教育是高校思政教育中必不可少的重要方面。從當(dāng)今世界動(dòng)蕩局勢和各國當(dāng)下的新冠疫情情況來看，有部分學(xué)生因?qū)ι茖W(xué)技術(shù)創(chuàng)新教育存在認(rèn)知缺陷而不愿意接受教育，導(dǎo)致生命科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新教育出現(xiàn)缺乏的緊迫性和嚴(yán)重性，也有部分大學(xué)生有著急于求成的想法，將金錢至上和安逸的舒適圈定義為其人生最終的志向，對自己所處環(huán)境的認(rèn)識(shí)不到位，這與黨和國家培育人才的期望南轅北轍。在生物信息學(xué)課程中融合生物與信息相關(guān)的內(nèi)容，遵循生物科技創(chuàng)新融合教育的本質(zhì)構(gòu)筑生物信息學(xué)課程思政的概況，從學(xué)生的道德“認(rèn)識(shí)、情感、意志、行為”等方面引領(lǐng)大學(xué)生樹立“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、共享、開放”的生命科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新思想的理想[5]。生物信息學(xué)課程思政通過課程知識(shí)融入思想熏陶、當(dāng)下案例解析、問題解剖等途徑，幫助學(xué)生擺正積極的學(xué)習(xí)觀念、正確的創(chuàng)新和鉆研精神意識(shí)，引導(dǎo)其對嚴(yán)謹(jǐn)科研觀念和行為進(jìn)行重新考察與歸納，認(rèn)清自己與社會(huì)的關(guān)系。

（二）推行多方結(jié)合式教學(xué)策略

生物信息學(xué)教學(xué)可以通過變化教學(xué)理念、完善課程目標(biāo)，以“潛移默化”的方法達(dá)到生物信息學(xué)課程思政的目的。創(chuàng)新教學(xué)課堂策略，在疫情之下開展線上和線下融合式教學(xué)，對于課程思政的意義和作用顯得更為重要。高校教師基于多媒體課堂教學(xué)認(rèn)知規(guī)律，利用文字、音頻、圖像等多種信息結(jié)合向?qū)W生傳授和展示知識(shí)內(nèi)容，擴(kuò)展學(xué)生的認(rèn)知范圍，對學(xué)生理解和掌握教師所講授的內(nèi)容具有幫助，以至于提升教師課堂授課的效率。高校教師要積極探索和創(chuàng)新生物信息學(xué)課程思政的落腳點(diǎn)，充分利用生命科學(xué)相關(guān)的信息爆炸，讓學(xué)生觀看多組學(xué)、生物數(shù)據(jù)庫、高通量測序技術(shù)等內(nèi)容，使其了解國家相關(guān)政治策略文件，在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，結(jié)合當(dāng)下社會(huì)熱點(diǎn)生物信息的重大時(shí)事，幫助學(xué)生緊跟時(shí)代步伐開闊眼界，樹立正確的“三觀”[6]。例如，教師可以采用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（如超星學(xué)習(xí)通、雨課堂、微課、騰訊會(huì)議等）授課，打破傳統(tǒng)面授課程，不再局限于教室、教材和參考的書籍，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有利于學(xué)生拓展學(xué)習(xí)方式。

（三）開展課程思政實(shí)踐教學(xué)

生物信息學(xué)教師可以立足生物工程的專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，在課程教學(xué)過程中呈現(xiàn)專業(yè)思政育人，將學(xué)生的認(rèn)識(shí)引申到某一時(shí)事政治的社會(huì)問題。當(dāng)代大學(xué)生對生物技術(shù)與信息技術(shù)問題雖然有一定程度的認(rèn)識(shí)，但是通常覺得和自身的關(guān)系并不大，自認(rèn)為自身發(fā)揮的作用很渺小，具有“我認(rèn)同，低踐行和低參與”的特征。針對這種情況，在生物信息學(xué)課程思政中，教師需要打破傳統(tǒng)教學(xué)課堂的時(shí)空局限，充分?jǐn)U展學(xué)生實(shí)驗(yàn)、實(shí)操等教學(xué)方法，結(jié)合時(shí)事資源的優(yōu)勢，通過豐富多彩的實(shí)踐環(huán)節(jié)使學(xué)生親身體驗(yàn)生物技術(shù)與信息技術(shù)的緊密相連，切實(shí)感受生物技術(shù)與信息技術(shù)彼此依賴的密切關(guān)系，激發(fā)科學(xué)探索意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)、社會(huì)主義核心價(jià)值觀意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展觀[7]。

（四）構(gòu)建多維度的考核體系

很多專業(yè)課程的思政建設(shè)沒有專屬自身特質(zhì)的評(píng)價(jià)理論與方法，教學(xué)效果考核方式也不獨(dú)立，且均仿效或干脆套用其他學(xué)科的考核體系。生物信息學(xué)的教學(xué)考核模式與其他學(xué)科大致相同，如課程期末考試成績在考核體系里占比很大，忽略了大學(xué)生的思想政治素質(zhì)及道德水平，教學(xué)考核舍本逐末將十分不利于教學(xué)的創(chuàng)新與改革[8]。生物信息學(xué)課程思政考核方式的建立需要隨時(shí)更新，形成多維度的考核體系，需要融合“課程思政、現(xiàn)實(shí)未來、理論實(shí)踐、定性定量、顯性隱性、自我他人”幾方面，對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中需分階段綜合性的考核。通過學(xué)生的階段性考核資料，如制作課程PPT、結(jié)課作業(yè)、實(shí)際操作、教學(xué)視頻等，同時(shí)依據(jù)學(xué)生的期末考試成績，全方位考核學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，促進(jìn)課程教學(xué)的革新機(jī)制。

（五）提高教師自身專業(yè)素養(yǎng)

雖然教師是課程教學(xué)的實(shí)行者、設(shè)計(jì)者和組織者，肩負(fù)著打造學(xué)生學(xué)習(xí)的職責(zé)，但是教師應(yīng)該跳出傳統(tǒng)的“傳道、授業(yè)、解惑”的教學(xué)束縛，不要一味的將教材專業(yè)知識(shí)作為授課的重點(diǎn)，這會(huì)使學(xué)生自身潛能發(fā)展受到阻礙。教師應(yīng)該隨時(shí)提升自身的綜合素養(yǎng)和基本能力，隨時(shí)關(guān)注國家政策和社會(huì)時(shí)事熱點(diǎn)問題，并概括出生物信息學(xué)思政元素。在課程教學(xué)中不斷整合教學(xué)策略，充分探索生物信息學(xué)課程的育人元素和課程德育，成為學(xué)生靈魂的好老師[8]。

（六）深化課程思政元素

生物信息學(xué)課程內(nèi)容里包含著許多的思想政治教育要素，適宜融入德育元素的切入點(diǎn)不可枚舉。比如“生物信息學(xué)面臨的挑戰(zhàn)”，它是生物信息學(xué)已經(jīng)取得了多項(xiàng)研究成果（如序列比對的有效方法、統(tǒng)計(jì)學(xué)工具、運(yùn)用新的計(jì)算機(jī)工具分析生物數(shù)據(jù)等），但生物信息學(xué)面臨的挑戰(zhàn)，迫切需要新的研究手段和方法。這個(gè)知識(shí)點(diǎn)有較高的啟示價(jià)值，它可以讓學(xué)生認(rèn)知科學(xué)數(shù)據(jù)的大量積累將導(dǎo)致重大科學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，相信生物信息學(xué)將發(fā)揮越來越多的作用，并推動(dòng)生物學(xué)進(jìn)入全新的境界，我們需要懷揣探索、創(chuàng)新、刻苦鉆研等精神繼續(xù)前行[9]。此外，教師應(yīng)有意識(shí)地將思想德育要素加入生物信息學(xué)課程教學(xué)中，可以是教師對教學(xué)的設(shè)計(jì)、大綱撰寫、進(jìn)度安排等工作。

三、結(jié)語

青年大學(xué)生是當(dāng)今社會(huì)的國家棟梁，其生物科學(xué)問題意識(shí)與我國大數(shù)據(jù)信息建設(shè)息息相關(guān)，通過生物信息學(xué)課程思政對其進(jìn)行生命科學(xué)探究教育具有重要意義。生物信息學(xué)課程思政在遵循生物工程專業(yè)特點(diǎn)的條件下深化思政元素，以潛移默化的方式實(shí)行思政教育的目的。利用生物信息學(xué)課程應(yīng)時(shí)而為的優(yōu)勢，不斷優(yōu)化和創(chuàng)新教學(xué)攻能，組建綜合的評(píng)價(jià)體系，提高教師本身素質(zhì)，加強(qiáng)思想德育認(rèn)識(shí)，充分利用線上、線下和實(shí)踐等教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)生物信息學(xué)課程思政教學(xué)和教育功能，以提煉的內(nèi)容啟發(fā)學(xué)生在理論知識(shí)、價(jià)值、情感等方面的共識(shí)，引領(lǐng)學(xué)生樹立健全的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。

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基金項(xiàng)目：貴陽學(xué)院引進(jìn)人才啟動(dòng)資金科研項(xiàng)目 （GYU-KY-[2023]），教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（220802690305900）。

作者簡介：

劉洋洋（1988.10-），女，貴州安順人，博士，講師，研究方向：生物資源開發(fā)利用。

萬輝（1999.03-），男，湖南龍山人，碩士研究生在讀，研究方向：害蟲生物防治。

通訊作者：李國勇（1984.09-），男，江西吉安人，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：生物信息學(xué)分析及利用。