以遗传学实验课程思政教学为例探索思政元素与专业课的有机结合

李文静,贾永红,孙艳香,周志国,张月松,冯 雪*

（1.廊坊师范学院,河北 廊坊 065000；2.廊坊第一实验小学,河北 廊坊 065000）

0 引言

近年来，党和国家高度重视对高校课程思政的建设并给予殷切期望。习近平总书记强调，做好高校思想政治工作，要用好课堂教学这个主渠道，各类课程都要与思想政治理论课同向同行，形成协同效应［1-3］。在这一精神指导下，各高校关于课程思政的研究和探索成为热点。生物学是一门研究性很强的学科，其中的实践性课程是训练学生专业技能运用与分析研究的重要平台。实验教学是以实验项目的形式，通过学生的学习、研究与实践，达到培养学生解决实际问题的能力。与理论教学相比，实验课更具综合性与创新性，在加强学生素质教育与能力培养方面起着不可替代的作用。生物实验也是培养学生创新思维与学术素养的重要途径，因此实验教学是生物专业本科教育的重要环节［4］，而《遗传学实验》是各高校生物类本科生的核心实验课之一。但是长期以来该课程致力于学生专业知识和实践能力的培养与提升，忽略了思政教育。本文将以《遗传学实验》课程为例，阐述如何将思政教育与实验课堂教学融合，真正实现三全育人。

1 《遗传学实验》课程概述

《遗传学实验》课程是生物系列专业的专业必修课，是与遗传学理论课堂相配套的实验课程。目前，多数高校该门课程设置了经典的细胞遗传和现代分子遗传学两个模块。本教学团队通过将实验课程分层分类，建立了“三层次一提升”模式的实验课程体系。“三层次”是指：基础性（技能性）实验、综合性实验和研究创新性实验，分别用于训练学生的基本专业技能、提高学生的综合能力、加强学生的创新能力和探索精神，通过实施达到提升本科生参与科研训练创新能力的目的［5-6］。

1.1 基础性（技能性）实验

该部分包括经典遗传实验和细胞遗传实验，前者包括果蝇的饲养、形态及生活史的观察，果蝇三龄幼虫唾腺染色体的制备及观察等，保留这些传统实验是因为它们可以直观再现遗传学基本定律，而且果蝇具有个体小、容易饲养、生活史短、繁殖力强、突变型多、遗传背景清晰等优点，短期内可以验证多个知识点和遗传学定律，且该设计理念对现代生物学的学习和研究仍具有重要参考价值和启示。后者包括动植物细胞减数分裂观察，针对动植物细胞分裂和切片制备进行研究。

1.2 综合性实验

遗传学实验部分包括果蝇单因子、双因子、伴性遗传分析和三点测验实验，人类对苯硫脲的尝味能力差异分析与人类若干遗传性状的测定、调查实验，该类实验要求学生运用统计方法，归纳总结出相应的遗传学数据。整个分子生物学实验围绕载体构建过程进行，设计了质粒提取、PCR扩增目的基因、双酶切、连接、转化大肠杆菌、筛选六个实验，综合使用多种方法，通过该种实验有效提高学生的动手能力和分析解决问题的能力。

1.3 研究创新性实验

该类实验要求学生为了验证所学知识自行查阅相关文献，利用现有实验条件，在教师的引导下自行设计实验，小组成员合作完成实验操作，并按照相应格式撰写实验报告。植物染色体畸变的观察实验，要求学生自主选择感兴趣的试剂处理蚕豆或者洋葱根尖，观察染色体畸变之后的表型，并了解染色体畸变导致的遗传学效应。该类实验以学生为中心，学生自主性强，能够激发学生的科研兴趣和创新能力，培养学生驾驭知识的能力。

2 《遗传学实验》课程思政的必要性和迫切性

自课程思政提出以来，各高校虽然高度重视思政教育，但在教学实施过程中思政教育却远远滞后于专业课教育。多数高校思政教育由思政老师和辅导员承担，专业教育由专业课老师讲授，思政教育和专业课分开进行，存在明显分离［3］。实验课程教学注重实验原理、仪器使用和操作技能的培养，思政教育效果更是不尽人意，因此将思政教育与专业课合体显得尤为重要。

在教学实施过程中，发现遗传学与生活、生产实际紧密联系，比如遗传疾病、疾病检测、生男生女、优生优育、动植物育种等多个方面。在带领学生探究这些问题答案的同时，生物安全和生物伦理等新的问题又接踵而至。这就要求遗传学相关老师在传授专业知识的同时，还要注意价值引领，培养新型的高素质人才。《遗传学实验》课程是遗传学理论联系实际的重要手段，在培养学生实验操作能力、发现问题、解决问题能力和科研思维方面具有重要作用。该门课程教师在培养生物科学相关专业大学生的过程中担当重要角色。不同于思政老师及辅导员，实验课教师同时承担理论和实验教学，与学生的接触机会更多，因此学生愿意与其沟通，对专业课教师的认同度更高。综上，专业课教师将显性知识和隐性思政教育有机结合，找好育人的角度，不仅能使学生掌握遗传学知识、了解遗传学技术及其与社会和环境的关系，而且能使学生具有良好的科学素养和正确的价值取向，将有助于将课堂主渠道作用最大化［7］。

3 《遗传学实验》课程思政的实践

课程思政是指在专业课教学过程中融入思政教育，将专业课的科学内涵与思政教育融合到一起，呈现给学生。本学院遗传学实验主要在辩证思想、团队合作、家国情怀、法治意识、生态文明等方面融入思政元素。

在讲授遗传学三大定律（分离、自由组合、连锁互换定律）及伴性遗传定律时，为了让学生更直观地掌握这些定律，我们巧妙设计了纯合三隐型和黑檀体果蝇杂交实验。在讲解的过程中，向学生发问：“为什么科学家要选用模式生物作为研究对象？果蝇作为模式生物有何优点？少数模式生物能代表普遍生物现象吗？”教师在与学生讨论上述问题时，可以引导学生通过对少数模式生物的深入了解，了解生命的部分普遍规律，从而让学生接受辩证唯物主义思想。整个果蝇杂交过程包括处女蝇选择、亲本蝇杂交与去除、F1代果蝇杂交与亲本蝇去除、F2代果蝇杂交到各种表型果蝇数目的统计，工作量巨大，需持续5~6周，某个环节操作失误会导致整个实验失败。因此实验过程需要学生分工合作，使学生意识到每个成员的操作都对整个团队有很大影响，团队的最终成功取决于团队成员间及时沟通及通力合作，从而提升学生的集体荣誉感，进而增强团队合作精神。同时在观察、培养果蝇过程中，分享摩尔根通过大量果蝇实验，在经历了相信-质疑-验证-重新相信-修正孟德尔学说的过程后，发现了超越孟德尔定律的基因的连锁和交换定律。通过摩尔根与果蝇背后的故事，使学生感受到其在科学探索过程中持之以恒、严谨求知、大胆创新和求真务实的精神，以及通过实验数据进行归纳总结的理性思维。

在讲授植物染色体畸变观察时，引入的畸变既可以是染色体数目变异，也可以是结构畸变，这些变异可能是有利的也可能是有害的。其中有些染色体结构变异可能会产生微核，造成生物产生不良表型，从而导致多种疾病甚至癌症的产生。而引起染色体变异的原因往往是由于核辐射、水污染、空气污染等因素导致。让学生分组自行设计实验，挖掘生活中常见的有毒有害物质，比如工业废水、农残污染、方便面调料等，通过实验真实检验这些物质对细胞中微核产生的影响，使学生树立环境保护和生态文明意识。而染色体数目变异则可能起到改良生物性状的作用，比如多倍体草莓个头更大、多倍体西瓜无籽、异源八倍体黑小麦等。其中异源八倍体小麦是我国科学家鲍文奎利用染色体畸变培育出的抗病能力强、蛋白质含量高的性状优良的小麦，是在基于遵循自然界物种进化规律的基础上，通过创新，人工培育出的小麦新品种。引导学生运用辩证眼光看待问题，抓住事物好的方面，对其充分进行利用。

整个分子生物学实验以DNA重组技术为核心，围绕分、切、连、转、选进行，包括目的基因PCR扩增、质粒提取、体外重组、大肠杆菌转化、抗性筛选等过程。分子生物学实验是微量操作，而且是一个连续的过程，整个设计环环相扣，前边一步出错，会直接导致后续实验失败，因此实验操作过程中一定要小心谨慎，培养学生良好的科学素养。实验过程中所用到的PCR仪、离心机、电泳仪等仪器设备都需要共用，需要大家合理安排实验进度、分工协作，从而节约实验时间和提高仪器使用效率。同时，分子生物学实验常常需要设置阴性、阳性对照以及分子量Marker，在不需要每一组都设置对照及Marker的情况下，教师可以引导学生通过团队协作来设置对照。因此，整个实验过程就是培养学生团队协作和责任担当的过程。

由于分子生物学实验比较抽象，学生不容易把本门课程和日常生活关联，教师在讲解相应的原理和操作步骤时，也应适当拓展这些技术的应用。PCR在分子生物学领域主要应用于基因克隆，在法医学领域，采用头发或血斑PCR可为法医鉴定提供证据，医学领域主要用于临床诊断。例如新冠病毒肺炎核酸检测就是通过PCR技术进行。引导学生将分子遗传学专业知识与实际生活密切联系起来，在激发学生学习热情和创造性的同时，继承中华民族的优良传统、树立大国工匠精神。

然而，分子生物学技术是一把“双刃剑”，其在造福人类的同时，也存在着一些争论。比如基因编辑等。基因编辑作为一种新兴技术，能对生物体基因组特定目标基因进行修饰，在研究动植物的基因功能、抢救濒危珍惜物种、人类的基因治疗方面都起到重要作用。然而，2018年“基因编辑婴儿露露和娜娜”的横空出世，引起了大家对人类实施基因编辑伦理的正当性普遍质疑。因此教师应引导学生在专业知识的武装下，遵循技术风险评估“可测、可控、可塑”三原则，尊重生命、尊重环境，具有良知和职业道德底线，建立良好的生态文明，将学到的知识用于造福人类而不是危害社会。

4 遗传学实验课程思政教学反思

将《遗传学实验》教学和课程思政有机结合，必须紧扣课程思政改革的初衷，找准专业课内容与价值观引领的契合点，充分挖掘本课程的思政元素，并注意专业课和思政教学取得平衡。思政元素在融入课程时切忌忽略不同课程、不同知识点之间的差异性而一味生搬硬套，而应是巧妙灵活地将其“基因式”嵌入专业知识的教学之中。课程思政教学切忌教师在思政元素的教学过程中蜻蜓点水式进行描述，导致思政元素和知识点相脱离，而应在尊重专业教学的前提下，将思政元素和每一个知识点相结合。课程思政切忌教师在感受到本课程背后含有丰富的思政元素后，在课程讲授过程中植入过多的思政元素，导致思政与专业失衡，从而破坏了该门课程知识体系的完整性。课程思政教学切忌强行对学生进行思政知识的灌输，而应着重于对青年学子思想品格的塑造，激发学生内在学习动力，最终使学生既牢固掌握了专业课程知识，又树立了勇于探索、刻苦务实的胸怀和思想，于潜移默化、润物无声中实现育人目标。

5 结语

课程思政作为一种新的教育理念，是高校全面提升思想政治工作质量的一项重要举措。课程思政要求教师将专业课教学与思政教育有机融合。本文以遗传学实验课程为例，结合本门课程特点，列举了大量关于辩证思想、家国情怀、团队合作、法治意识、生态文明相关的课程思政实例，将思政元素渗入实验教学各个环节。课程在讲授过程中，保证了知识传授和价值引领的同时进行，既提高了学生的专业知识和道德水平，又促进了学生科研创新能力的提升。