新工科背景下课堂辩论教学的选题设计与实际应用

俞亚东

摘要：在发展新经济、新产业的背景下，国家对工科新型人才的需求非常迫切，新工科教育已经成为我国现代化工科高等教育的重要课题，对高校工科专业教师的教学提出了新要求和新挑战。文章运用“启发思辨”教学思想，在制药工程专业开设的生物医学工程课程教学中，有机融入课堂辩论教学，介绍如何选择和设计辩题，如何在课前、课中组织学生深度融入课堂辩论教学，以及如何课后总结和反思，不断完善课堂辩论教学。

关键词：新工科；制药工程专业；生物医学工程；课堂辩论教学

2016年，我国提出新工科教育理念，以立德树人为宗旨，以培养更强实践能力、创新创业能力、学科整合能力的工程科技人才为目标，注重工科的前瞻性、创新性、多样性，以及与新兴技术的交叉融合性。当前，我国正在推动创新驱动发展，以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济快速发展，对工程科技人才提出了更高要求。

生物医学工程是一门前沿交叉学科，综合了工程学、物理学、生物学、医学的理论和方法，在多个层次研究人体状态变化，目的是解决医学问题，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。

鉴于生物医学工程技术的重要性及其与制药工程专业的紧密联系，南京工业大学生物与制药工程学院尝试在制药工程专业开设生物医学工程专业选修课，旨在让学生认识生物医学工程的研究内容，帮助学生了解靶向药物、纳米机器人等前沿生物医学工程技术，为学生深入了解、掌握和应用制药工程专业知识和技能做好铺垫。如何培养学生的科学素养和创新意识，是当前新工科教育的根本要求，也是笔者讲授生物医学工程课程的难点。

辩论自古就是东西方重要的学习研讨模式，更是作为重要的学习方法，在大学校园中被广泛使用。学生乐于参加紧跟时代发展和行业最新热点的课堂辩论赛。在大学工科专业课程教学中，教师围绕教学内容，在课堂上合理组织学生参与辩论赛，对激发学生学习兴趣、提高团队协作能力大有裨益。笔者从课堂辩论教学的选题设计与实际组织实施两个角度，分析如何运用辩论教学满足当前新工科教育的要求，并进行总结和反思。

一、生物医学工程课堂辩论教学的选题设计

辩题的好坏是决定一场辩论成败的关键。近年来，生物医学工程领域涌现出许多新技术，这些新技术的社会评价尚未有定论，存在一定的争议性，为生物医学工程辩论教学提供了可能。课堂辩论教学的辩题应具有以下特点：①设置的辩题，正反两方面的判断应具有对抗性；②辩题应是热点或确有争议的问题；③辩论目标定位应是为教学服务；④辩题涉及的知识不应过多超出学生的认知范围。

依托生物医学工程的教学内容，并结合当下国内外最新的生物医学工程相关的热点新闻，教师选择并设计辩题，依据辩题难度给予学生充足的课外时间查阅资料并思考。根据以往教学经验，同时结合课程内容，笔者总结几个与课程内容相关的辩题，如表1所示。

二、生物医学工程课堂辩论教学的实际应用

下面，笔者以生物医学工程第三章“生物材料”教学为例，从生物材料生物相容性评价研究出发，设计“生物材料生物相容性评价中开展动物实验是否合理”的辩题，组织课堂辩论赛。

（一）准备阶段

在备课时，笔者以动物实验为话题，在课件中选取医学研究开展动物实验相关资料，引入生物材料生物相容性评价所开展的动物实验。

在授课前，笔者与班级学习委员联系，提前通知学生辩题内容，学生自愿报名组成正反方队伍和辩论评委会，应用数据库检索和ChatGPT等新技术提前预习，准备辩论所需资料。

（二）辩论赛赛制和规则介绍

辩论赛采用4人团体辩论形式，比赛由队员陈词、互辩、自由辩论、总结陈词组成。辩论规则：遵循生物医学工程课程基本科学知识，思想和内容健康，资料来源可靠；辩论中不得侮辱对方人格；时间共15分钟，其中一辩陈词2分钟，互辩6分钟、自由辩论5分钟，总结陈词2分钟。评判标准：由5名学生组成评委团对比赛全程进行评议，评判标准包括辩论用时控制情况、辩论论据是否有力等。

（三）辩论阶段

本次辩论赛的部分内容节选如下。

第一轮一辩陈词。

正方：“动物实验是科学研究的必要手段，许多药物和生物材料的安全性评估结果都是通过动物实验得到的。如果没有动物实验，这些药物和生物材料无法真正走向临床应用，人类的健康和生命将受到威胁。”

反方：“动物实验是一种残忍和不道德的行为。此外，动物和人类在许多方面存在巨大差异，如基因组、生存环境、饮食习惯等。因此，动物实验所得出的评价结果不一定完全适用于人类。”

第二轮互辩。

双方一、二、三、四辩手轮流发言。

第三轮自由辩论。

正方三辩：“随着技术的发展，动物实验给动物带来的精神紧张和痛苦正在减少，实验中所使用的动物数量也在减少。”

反方二辩：“动物实验常常使用一些残忍操作，这侵害了动物的基本权利。”

正方一辩：“据了解，一些生物材料的生物相容性需要使用动物实验才能得出更可靠的评价结果，贸然使用一些安全性存疑的生物材料，可能会对人体造成难以预测的后果。例如，氨鲁米特是一种透明果冻状的化合物。20世纪末，科学家采用一些细胞实验初步分析后，认为氨鲁米特是一种生物相容性良好的生物材料。随后，氨鲁米特被用作注射隆胸材料，但许多女性在接受氨鲁米特隆胸后，多年后出现了硬结、感染、乳房硬化等后遗症。此外，氨鲁米特进入人体后，与乳腺实质和脂肪组织融合，发生排斥反应或感染后，难以手术取出。危害性更大的是，氨鲁米特被注射入人体后，在体内逐渐分解出剧毒的单体，给神经系统、肾脏以及循环系统造成损害，存在致癌风险。”

反方一辩：“据了解，科学家正在寻找替代动物实验的生物材料评价方法。近年来的研究表明，已有一些实验技术显示出了巨大的替代动物实验的潜力。比如，最初从细胞水平、细胞增殖活力变化评价硅胶，认为该材料是安全的植入材料，但最新的研究采用轉录组学技术分析，发现硅胶也会导致细胞基因转录发生变化，存在致畸风险，这和一些动物实验的结果一致。”

第四轮总结陈词。

正方四辩：“我方认为人类和动物的基因都具有保守性，因此可以通过分析生物材料对动物的基因与蛋白的影响，间接推测该生物材料对人类的影响。生物材料的生物相容性评价往往需要开展一些侵入性实验，这些实验研究一般不能进行人体实验，必须借助动物开展相关实验。”

反方四辩：“我方认为动物实验过于残忍，侵害了动物的基本权利。此外，经过长期的进化，动物与人类的许多生物学机制已有较大区别，从动物实验中获得的生物材料生物相容性评价结果不能完全适用于临床应用。”

（四）评委团打分及教师点评阶段

评委打分：5名学生评委对正反双方的辩论行为进行打分。教师点评：教师对正反双方辩论的亮点和不足加以点评，引导学生思考生物材料在性能、安全性要求上与其他生物材料的区别。

三、总结与反思

在生物医学工程教学中，笔者围绕教学内容设计课堂辩论赛，以“辩”激趣，以“论”促学，锻炼学生查找资料能力、团队合作能力和辩证分析问题能力，这些极大助推新工科教育目标的达成。笔者认为，成功组织课堂辩论需要注意几点。

（一）学生的知识结构、能力和兴趣需要提前分析

因为授课对象是大二学生，基础专业课知识尚不完善，所以教师在设计辩题时，不应选择难度过大的辩题。此外，社会发展和网络信息化速度不断加快，生物医学工程技术的变革也日新月异，教师及时了解年轻人关心的热点话题，选择与热点话题接近的辩题，能极大激发学生的学习兴趣。

（二）引导学生将辩论焦点与课堂教学内容相结合

学生年轻气盛，在辩论中容易感情用事，使得辩论过度偏离课堂知识点。以“生物材料生物相容性评价中开展动物实验是否合理”课堂辩论赛为例，在课前与参加辩论的学生沟通后，笔者发现学生容易往“用于整容的生物材料相容性评价”“动物与人类是否平等”等方向过度拓展，学生往往忽视围绕课堂知识点展开辩论。教师应该明确课堂辩论赛的最终目的是为课堂教学服务，所以在课堂辩论赛前应积极与学生交流，引导学生将辩论焦点与课堂教学内容有机结合，真正实现以“论”促学。

（三）教师应全程密切关注学生辩论

辩论教学活动的成败，不仅依赖学生的积极参与配合，还依赖教师的密切关注。教师要全程仔细观察课堂辩论教学过程中所有学生的表现，并与班级学习委员及时沟通，获取学生对辩题的反馈意见，思考辩题选择是否合适。赛后，教师要对参与辩论的学生表现作出客观、翔实的点评，写好课后反思，不断完善辩题的选择和课堂辩论教学的组织实施。

参考文献：

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基金项目：南京工业大学2023年校级教改课题重点项目，项目编号：20230031。

（作者单位：南京工业大学生物与制药工程学院）