“课程思政”理念下《生物技术概论》教学改革与实践

陈赢男， 韦素云， 尹佟明

(南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室，南京林业大学林学院， 南京 210037)

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出：立德树人是高等教育的根本任务，思想政治教育是培养能够担当民族复兴大任时代新人的根本保障[1]。伴随经济社会日新月异地发展，经济全球化、信息网络化和高科技发展对青年大学生的学习行为、生活方式和价值观念都产生了极为深刻的影响，大学生思想政治教育面临前所未有的机遇和挑战。顺应时代的发展，做好高校思想政治教育工作，需要因事而化、因时而进和因势而新[2]。要用好课堂教学这个主渠道，其他各门课都要守好一段渠和种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应[3]。《高等学校课程思政建设指导纲要》(教高〔2020〕3号)明确了要将“思想政治教育贯穿人才培养全过程”，要“全面推进高校课程思政建设”的工作目标，同时对不同学科专业课程如何开展课程思政建设给出了指导意见。为适应新时代高等教育立德树人的新要求，切实做好大学生思想政治教育，必须结合学校、专业和课程实际，发挥好专业课程与思政课程协同育人的作用，将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体，才能实现“全员、全过程、全方位”育人。生物技术已经成为21世纪高新技术革命的核心内容，新兴生物技术迅猛发展，近年来以高通量测序、iPS细胞(induced pluripotent stem cells，诱导性多能干细胞)、基因编辑等技术为代表的生物学相关技术取得了一系列重大突破与成果。新兴技术如同一把双刃剑，在推动社会历史发展的同时，也引发诸多极具争议的社会学与伦理学问题。例如，人类基因组信息的隐私权问题；基因编辑婴儿；转基因食品安全性和动物克隆等。新理论、新技术以及新伦理问题的不断涌现也为《生物技术概论》教学提出了新的挑战。在新时代背景下，如何进一步丰富教学内容反映学科发展最新动态，围绕专业课程德育培养目标，引导学生正确理解和认识新科技带来的伦理问题，树立社会主义核心价值观念、道德信仰和科学思维，也是《生物技术概论》课程教育教学改革面临的新课题[4]。

1 课程思政改革的意义

课程思政是在专业课程教学中，融入思想观念、政治观点和道德教育等思想政治教育，是以课程为载体开展思政教育的教学理念或思维方式[5]。《生物技术概论》是南京林业大学林木遗传育种系面向林学和森林保护专业本科生开设的一门前沿性专业基础课，旨在让学生了解生物技术的基本理论、内容和方法，加强对生物技术的认识，为学生在相关领域的深造、就业和发展提供必要的理论基础。该课程以现代生命科学的重要成果为基础，内容涵盖基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程等先进的工程技术，具有知识点繁多且涉及范围广和知识更新快等特点。《生物技术概论》课程以自然知识和科学技术为基本对象，反应事物的自然规律和运行机制，课程知识体系中所包涵的科学思辨、客观理性、求真求实和精益求精等专业素养，其本身便是全人教育和思政教学所希望引导大学生形成的积极世界观、人生观和价值观的重要组成部分。因此，开展《生物技术概论》课程思政改革，深入挖掘专业课程的思政内涵，汇集鲜活的教学案例，通过恰当的教学方式将这些思政元素有效地传递给学生，是践行“课程承载思政，思政寓于课程”育人理念和方法的必然要求，也是培养创新能力并确立价值导向、落实立德树人的重要保障[6]。

2 课程思政改革的思路和方法

开展《生物技术概论》课程思政改革的总体思路是：丰富和更新《生物技术概论》课程教学内容，系统梳理和深入发掘该课程思政元素和德育教学资源，以专业知识为载体，将思政元素渗透到教学大纲、课程教案和教改实践各个环节中，构建一套完整的《生物技术概论》思政教育体系。通过构筑专业课程思政教育体系，落实立德树人和全程全方位育人的理念，实现专业课程的德育功能。

2.1 课程教学团队的组建

课程思政改革是一项系统工程，个体教师可能擅长某一门专业课程的教学，但是在当下信息网络技术高速发展的情况下，只靠教师个体很难取得全局性的教改效果。挖掘专业课思政资源、发挥隐性思政作用和传承立德树人教育观念等，都需要集体的智慧和团队的力量。以“2～3名专业课教师+1名思政课教师”的形式组建一支目标明确、能力互补和效果优良的教学团队，专业课教师与思政课程教师沟通探讨，加强经典思政理论学习，持续提高专业课教师自身的思政理论水平及教学技能；专业课教师之间通过共享教学资源、交流教学经验和观摩课堂教学等方式，形成团队战斗力。通过组建教学团队，构筑《生物技术概论》课程思想政治教育体系，打造教学研究和思想政治教育共同体。

2.2 专业知识与思政元素的有机融合

综合《生物技术概论》课程特点、德育内涵和团队成员的授课经验，对教学大纲进行修订，将思政元素渗透到《生物技术概论》教学大纲，从教学目标、教学内容和教学方法3个方面，将知识传授和价值塑造进行“有机融合”(Fig.1)，形成知识目标与价值导向合而为一的立体化育人模式。

在教学目标方面，根据生物技术专业人才培养目标的毕业指标点，完善《生物技术概论》课程德育培养目标，重构“知识+能力+德育”三位一体的育人目标。在教学内容方面，全面系统梳理各章节教学内容，从家国情怀、科学精神、文化自信、法制意识和全球视野等方面，充分挖掘基础理论知识内在的文化基因和价值范式，确定课程中融入的思政元素，细化融入点和融入方式，建立课程思政元素与专业知识有机融合的教学体系。在教学方法方面，注重思政育人的滴灌渗透性，在传统课堂讲授基础上，利用“小组讨论”、“翻转课堂”、“课堂辩论赛”等多种进行互动教学模式，培养学生科学思维，提高学生分析和解决问题的能力，以润物细无声的方式帮助学生树立正确的人生观、世界观和价值观。在教学设计方面，通过参与、讨论、启发和辩论等互动教学方式，巧妙设计课程思政的课堂教学，实现课程思政内涵在生物技术概论教学中的有机融合与精准对接。此外，充分利用微课、短视频、虚拟仿真系统等先进教学手段和资源，使课程思政教育更加多元和生动，提高课堂吸引力、感染力和说服力。

3 课程思政教学案例与教学设计

本文以《生物技术概论》课程第一章基因工程的第七节“基因编辑技术及其应用”为例，介绍笔者教学团队将思想政治教育融入专业课教学的探索与实践。通过与教学团队教师交流讨论，首先确定本章节的专业教学目标；其次，挖掘本章节蕴含的重要思政元素，确定课程思政教学目标；在明确专业知识和课程思政教学目标的基础上，汇集典型教学案例，依托案例教学将专业知识与思政元素相互交融，形成本章节的顶层课程教学内容设计(Table 1)。

表1 “基因编辑技术及其应用”章节教学设计Table 1 Teaching design of the chapter of “Gene editing technology and its application”

3.1 课程思政教学案例一

基因编辑技术的迅猛发展，显著加快了作物遗传改良进程，同时使定向设计和精准分子育种成为可能。由于可以对目标基因开展定向编辑，CRISPR/Cas9技术为精准育种提供了前所未有的便捷工具，在提高作物产量、改良作物品质、培育抗胁迫新品种等方面已有广泛的研究报道[7]。最近，这一技术被用于定向改良作物的野生近缘种。2021年，中国科学院遗传与发育研究所李家洋院士团队实现了野生四倍体水稻的“从头驯化”，创造了世界首例重新设计与快速驯化的四倍体水稻[8]。传统作物驯化过程通常需要上百年甚至上千年的时间，上述研究证实，通过CRISPR/Cas9技术介导的精确育种能够实现野生植物的快速驯化。利用野生植物的从头驯化，能以特异植物资源为起始材料，利用基因组编辑技术将与驯化改良相关的性状快速整合，有效避免了传统驯化所需的漫长的杂交和筛选过程，将驯化的时间从上百年甚至上千年缩短到10年左右，从而极大拓展了人类利用植物界丰富的遗传变异的能力。

课前将相关文献打印分发给学生提前阅读，通过课堂上详细讲解上述科研案例，补充介绍李家洋院士在水稻育种研究中做出的重要贡献，分析中国科学家在基因编辑育种领域取得的成绩，让学生直观的感受我们国家在相关研究领域取得的突破性进展和在世界范围内的学术地位，不仅帮助学生了解学科前沿，更有助于学生树立民族自豪感和自信心。

3.2 课程思政教学案例二

目标基因靶点设计与基因编辑载体构建是应用基因编辑技术开展植物育种研究的首要环节。华南农业大学刘耀光院士团队是国内最早使用CRISPR/Cas9 基因编辑技术开展水稻育种的研究团队之一。该团队开发了一套用于植物多靶点基因编辑的载体系统(命名为：pYLCRISPR/Cas9载体系统)，共包括6个双元载体和12个中间载体，可以分别实现对单子叶和双子叶植物的多靶点基因编辑，具有简便、高效和适用性广等特点[9]。此外，该团队还开发了配套的一站式在线软件工具包CRISPR-GE(http://skl.scau.edu.cn/)，用于靶点设计、脱靶效应评估以及突变靶点测序分析[10]。pYLCRISPR/Cas9载体系统建成后，其全套载体图谱和完整序列均共享在全球质粒非营利组织Addgene(https://www.addgene.org/)网站上，各国科学家可以无偿获取该载体系统。CRISPR-GE在线软件的详细使用流程也在国际植物学TOP期刊Molecular Plant上发表的论文中予以公开[10]。目前，pYLCRISPR/Cas9载体系统和CRISPR-GE软件工具包已在国内外得到广泛应用，并在拟南芥、水稻、番茄、油菜、棉花、杨树和猕猴桃等植物中成功实现基因组编辑[11]。

在讲授上述案例过程中，展示pYLCRISPR/Cas9载体系统的图谱示意图，课堂上带领学生登录Addgene网站，介绍pYLCRISPR/Cas9载体的查询和获取方式；课下布置作业，安排学生自主尝试使用CRISPR-GE软件工具包，熟悉靶位点设计、脱靶效应评估以及编辑结果分析的主要流程。通过课上课下实际的尝试和体验，帮助学生掌握科学方法，提升实践动手能力，潜移默化的引导学生感受科学家开放创新、普惠共享的科学精神，鼓励学生以顶尖科学家为榜样，不断拓宽国际视野，勇攀科学高峰，不负青春韶华。

3.3 课程思政教学案例三

科学技术是推动社会发展的“双刃剑”，基因编辑技术帮助科学家取得了令人瞩目的研究成果，同时也带来一些风险和伦理问题。2018年南方科技大学教师贺建奎宣布世界首例基因编辑婴儿在中国诞生。该研究的初衷虽然是希望通过编辑CCR5基因使婴儿获得对艾滋病毒的免疫力，但CCR5基因对人体免疫和神经系统都有作用，一旦被敲除，不仅会影响人体免疫功能发育，还会影响神经细胞和造血细胞的功能[12]。贺建奎在未取得医生执业资格的情况下，违反国家有关科研和医疗管理规定，逾越科研和医学伦理道德底线，构成非法行医罪，法院依法判处贺建奎有期徒刑3年，并处罚金人民币3百万元。“基因编辑婴儿”事件在国内外造成了恶劣影响，是违反生物伦理的典型反面警示案例。

在对上述案例开展课堂讨论之前，教师首先补充讲解该事件涉及到的相关专业背景知识：(1)CCR5基因本身对人体免疫系统和神经系统发挥的作用；(2)CCR5基因与HIV病毒感染人类T细胞的关系。这些专业知识能够帮助学生更加科学、理性的看待和分析“基因编辑婴儿”事件。在此基础上，利用小组讨论、翻转课堂等教学模式让学生在教师的引导下针对“基因编辑婴儿事件的科学风险和伦理危机”展开讨论。首先进行20 min的小组组内讨论，教师参与到各讨论小组中，了解各小组内成员分工情况与讨论进程；然后每个小组选派1位代表陈述本组的主要观点和看法，小组内其他成员进行补充；最后开展小组间的自评与互评，评选出“最佳发言人”和“最佳小组”。同学们分别从不同角度表达了自己的观点和看法，部分发言内容列举如下：A小组代表：在CRISPR/Cas9技术的脱靶问题还未能完全解决，有可能导致无法预知的突变，在这种情况下，将该技术应用于人类胚胎基因编辑，为时过早，可能会对婴儿带来某些不可知的影响，这对于诞生的婴儿来说是极其不负责任的；事件造成的负面影响，国际社会也有可能以此为借口压制我国基因编辑技术的发展；B小组代表：基因编辑婴儿已经诞生，说明该项目研究已经启动并实施了相当长时间，其研究内容是否进行了上报与审核？如果不是贺建奎自己对外公布，整件事情也许将无人知晓，应加强科研人员的自我约束以及科学研究的监管，防止类似事件再次发生；C小组代表：该研究的实施是否仅有贺建奎一人参与，如果有研究生或其他教师参与，这些参与者是否知情？此外，普通大众真正理解CRISPR/Cas9技术原理与风险的难度较高，贺建奎是否将可能存在的风险清楚明白地告知参与该研究的夫妇？D小组代表：父亲是HIV携带者，希望孩子能够天然抵抗艾滋病，为人父母的初衷是美好的，但父母没有办法代替孩子承受生理和心理可能遭受的各种潜在风险，父母是否有权利改变孩子的基因？

在讨论过程中，教师鼓励学生积极主动输出观点，培养学生的交流沟通能力，注意聆听和记录学生对该案例的看法和认识，及时指出同学们理解出现偏差的地方。在课堂讨论过程完成后，明确阐述对于“基因编辑婴儿”事件的正确认识：CRIPSR/Cas9作为一种新的基因编辑工具，仍有很多方面需要深入研究，盲目将该技术应用于人类胚胎编辑是对法律和伦理底线的挑战，要坚决抵制和反对任何违背学术伦理和学术规范的科研行为，正如北京大学药学院客座教授李治中所说：“优秀的科学家，是尝试做别人做不到的事情，不是做别人不敢做的事情”。通过案例学习和交流讨论，让学生领悟做人做事的诚信原则、科学家的职业操守、科学研究的伦理和法律底线，提醒和教育同学们在拥有专业知识的同时要遵纪守法，帮助学生树立正确的生命观、价值观和伦理观。

4 教学评价与反思

采用上述案例教学、课堂讨论和学生互评等教学模式，在南京林业大学林学院林学专业2019级2个本科班(54人)的授课过程中开展课程思政教学改革与实践，针对课程思政教学案例三邀请全体同学匿名参与问卷调查，问卷回收率100%。结果(Table2)显示：(1)在教学内容方面，90.7%的学生认为教学案例紧扣相关章节专业知识，贴切不突兀，有助于专业知识的理解和应用；5.6%的同学表示理解教学案例有一定难度，希望能够应用更为浅显的案例；3.7%的学生认为案例教学不适合自己。(2)在教学方法方面，87.0%的学生对采用课堂讨论教学模式表示非常满意，认为互动式教学模式可以有效提高学习兴趣和课堂参与度；9.3%的学生表示认可；3.7%的学生表示没有意见。(3)在思政教学接受度方面：81.5%的学生表示课程思政的教学比重服从专业教学，思政元素的导入自然流畅，与专业课锲合度高，内容充实感染力强；11.1%的学生认为锲合度低，仍有待提高；7.4%的学生弃权未做应答。本课程在结课后的评教环节也得到学生较高的评价，对于课程的综合评价68.5%的学生给优评，24.1%的学生给良评，1.8%的学生给中评，5.6%的学生未参加教评，没有学生给差评。主讲教师个人平均得分92.06，在学院排名第24名(共77名)，在学校排名第249名(共1 319名)，在该学期全校开设的3 505门课程中排名第878名。

表2 问卷调查结果Table 2 Results of the questionnaire survey

上述问卷调查和综合评教结果表明，综合运用案例教学与课堂讨论开展《生物技术概论》课程思政教学改革是行之有效的。通过分析问卷调查和教评结果，笔者认为，此次改革方案的优势在于：(1)选择与科技前沿和社会热点紧密相关的教学案例，优化教学内容和教学设计，有助于提高学生的学习兴趣；(2)利用教学案例前沿性丰富和拓展专业课教学内容，利用时事热点引起热烈的课堂讨论，有助于激发学生主动思考，产生思想和观点的碰撞，提升课堂教学效果；(3)在恰当的教学时机，教师阐明正确的价值导向，学生对教师传递的思政理念接受度较高，从而潜移默化地完成价值塑造，实现德育培养目标。学生们的反馈结果也暴露出课程思政改革实践中存在的缺点与不足，例如，有学生指出：教学案例涉及的相关专业背景知识讲解不够细致和深入。有同学建议：教学案例可以利用新闻媒体、短视频等更加灵活多样地呈现形式。还有的同学认为：教师与学生之间的互动仍存在一定距离感，师生之间对话不够生动活泼。针对同学们提出的问题和建议，笔者及教学团队明确了自身的优势与不足，将从以下几个方面进行改进：(1)建立班级QQ群或微信群，将案例教学提前发布，以便学生提前了解和学习，此外，充分了解学生对分子生物学等相关专业基础课程的学习情况，在此基础上充分备课，授课过程中将教学案例涉及的科普性知识和重点理论知识进行区分，讲解做到深入浅出；(2)搜集和梳理多种形式的教学素材，灵活运用文字、图片、视频等多元素信息化教学手段，提高课堂教学效果；(3)在课程思政的过程中紧密结合自身专业属性，开发更具有专业特色的教学案例，有机融入思政元素，形成一套具有专业特色的课程思政体系；(4)不断提高教师自身的业务能力和思想政治素质，不仅要具备扎实的专业知识储备，还要有较强的逻辑分析和课堂驾驭能力，增加师生之间的分享和互动，营造轻松和谐的课堂氛围，达成教师和学生之间的思想共鸣。

《生物技术概论》课程在生命科学类专业人才培养的课程体系中占有重要地位，新时代背景下的人才培养需求对教师提出了更高的要求。基于课程思政理念开展的《生物技术概论》教学改革仍处于探索和实践阶段，需要系统、深入挖掘课程本身蕴含的思政元素和德育教学资源，以专业知识为载体，找准切入点，选好渗透方式，优化课堂教学设计，在不断更新专业知识的前提下，充分利用课堂主渠道，融入社会主义核心价值观、家国情怀、科学精神、文化自信、法制意识和全球视野等不同维度的思政元素，潜移默化地开展德育教育，才能实现“素养+能力+知识”三位一体的育人目标。