“生物信息学”课程思政教学的探索与实践

李黎明

（东北大学 生命科学与健康学院，辽宁 沈阳 110169）

生物信息学是在现代生命科学发展过程中，由生物学、医学、数理科学、计算机科学等多学科相结合而形成的新兴前沿交叉学科。生物信息学在生物技术与信息科学高速发展的科学背景下应运而生。近些年来，随着多组学和高通量测序技术的快速发展，生物信息数据日益增多，生命科学进入大数据时代，也为生命科学及其相关领域带来了巨大变革。这些改变不仅推动了生命科学的发展，同时还促进了生物信息学内涵的不断更新。

2016年，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人”［1］。课程思政是专业课程与思想政治教育之间的有效结合，根据思想政治内涵与专业知识之间的关联度进行重新整合，挖掘整理专业课程所蕴含的思想政治资源，从而在教学过程中实现全方位育人。将思想政治建设融入“生物信息学”课程的教学过程，培养德才兼备的优秀人才是“生物信息学”课程发展和完善过程中需要面对的问题。生物信息学是一门多学科相互渗透和高度交叉的学科，通过数学、信息学以及计算机科学等方法分析研究生物学的问题。生物信息学是生命科学研究的前沿领域之一，在生物专业人才培养中有着重要作用，具有理论性强和实践性强的特点。2015年，中华人民共和国科学技术部召开精准医学战略专家会议，并指出在2030年前，我国将在精准医疗领域投入600亿元人民币［2］。我国的精准医疗计划将以大数据为基础，以基因测序为工具，为特殊疾病和特定病人研究出更具针对性的治疗方法。大数据是精准医疗的基础，在人类基因组测序技术、生物医学分析技术和大数据分析工具的驱动之下，精准医疗市场不断快速发展，生物信息学在这些科技战略决策及巨额投入中发挥着重要作用。随着生物医学研究的不断深入以及高通量实验技术的飞速发展，生物信息学日益发挥着关键的作用。这就要求青年学生不仅要具备专业的知识体系，还要具备创新精神、探索精神和钻研精神［3］。

一、“生物信息学”课程思政建设的培养目标

（一）树立理想信念

2019年3月，习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上强调，“思想政治理论课是落实立德树人根本任务的关键课程”，要“引导学生增强中国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信、文化自信”［4］。生物信息学是一门实践性较强的学科，通过综合运用数学、计算机科学与技术和分子生物学等多学科的理论和方法，对大量复杂的生物数据进行获取、加工、存储、分析和处理，进而揭示生物学奥秘。学生需要在实践中逐步提高自己的实践操作能力，对复杂的生物学数据进行处理，这就要求学生要有刻苦的钻研精神。在“生物信息学”授课过程中，通过融入思想政治教育，可以引导学生树立正确的学习观念、严谨的科研精神，引导学生坚定“四个自信”，树立正确的“三观”，为今后的学习以及科学研究工作奠定良好的学科基础，使学生成为为中国特色社会主义事业奋斗终身的人才［5］。

（二）担当时代责任，培养高素质专业技术人才

2019年，习近平总书记在纪念五四运动100周年大会上指出，新时代中国青年要珍惜这个时代、担负时代使命，在担当中历练，在尽责中成长［6］。当代青年学生要把理想变成现实，既要有真本领，又要有自强不息的担当精神［7］。生物信息学学科突出实践研究和创新能力，在建设创新型国家和科技强国，持续深入实施创新驱动发展的战略下，“生物信息学”是培养创新型生物技术人才的专业课之一。在“生物信息学”教学过程中通过思想政治教育的融入，可以让学生坚定崇高的理想信念，追逐远大的理想［5］。新时代中国青年要练就过硬本领，就要“努力掌握科学文化知识和专业技能，努力提高人文素养，在学习中增长知识、锤炼品格”［6］。

（三）提升个人素养

立德为先，修身为本，是青年成长的基本规律。青年学生只有不断修身立德，打牢道德根基，才能在人生道路上走得更正、走得更远。当今世界，多种价值观借着网络发酵呈现在大学生眼前。生物信息学是一门理论性和实践性都很强的学科。生物信息学的实践操作主要在网络环境中运行，生物学研究人员所需要的生物信息资源需要通过网络获得［8］。因此，在“生物信息学”课程思政建设过程中，要紧紧围绕立德树人根本任务，坚持习近平总书记“自觉树立和践行社会主义核心价值观”，“让清风正气、蓬勃朝气遍布全社会”［6］的要求。

二、“生物信息学”课程思政需要注意的问题

首先，生物信息学是综合性和实践性都很强的学科，在过去的教学实践中，教学的侧重点更多地倾向于加强学生的专业知识和实践技能的掌握，在培养学生的职业素养和价值观引领方面还有较大的提升空间［9］。其次，生物信息学很多的相关数据和信息资源来自网络，这些丰富的生物信息资源可以为学生提供更多的学习资料，然而，互联网也有很多休闲娱乐资源，在浏览专业资料的碎片化时间里，学生的学习专注度会受到影响。另外，互联网上的内容良莠不齐，青年学生也容易受多元化观点的影响，进而影响其价值观的形成。最后，在构建“生物信息学”课程思政并将思政元素融入教学内容过程中，授课教师要遵循教学规律，注意生物信息学学科自身的特点。专业课程是实施课程思政的基础，教学过程中应避免突兀生硬的思想政治教学，避免过度挖掘思政元素，导致本末倒置，忽略了课程内容的专业性，使学生产生逆反心理［10］。同时，在授课过程中，应根据学生自身的特点，做到因材施教，提高教学内容对学生的吸引力。

三、“生物信息学”课程思政建设的探索与实践

（一）培育课程思政理念，提升教师课程思政能力

专业课的课程思政主要通过课堂教学实现，授课教师是实施课程思政的主体，教师的思想、素养和知识水平会影响课程思政的授课效果。专业课的授课教师大多专业学术背景较强，而对思想政治理论知识的掌握相对薄弱。在教学过程中，教师对学生理论知识掌握和专业技能训练方面投入的精力和时间相对较多，而对思想政治教育的关注相对不足。同时，在课上可能还存在只是简单地融入思想政治方面的知识，未将专业知识和思政元素深度融合的现象，导致不仅没有达到理想的育人效果，甚至还会引起学生的抵触［9］。

授课教师通过专题报告、思想政治讲座等活动加强思想政治理论方面知识的学习，不断提升自身思想道德修养和思想政治素养。与此同时，深入挖掘与生物信息学相关的思政元素，结合时政热点、实际问题，将社会主义核心价值观融入课堂教学。采用适合的多元化教学方式和考核方式，将思政元素融入专业知识的讲解，引领学生树立理想信念，培养学生严谨求实、踏实肯干、刻苦钻研、勇于创新的科研精神。教师应提高自身思想政治理论水平，不断完善思想政治教学方法，提升思想政治教学能力。

（二）将思政元素融入课程教学，提升探索能力和钻研精神

生物信息学作为一门新兴的学科领域，可利用其具有学科特色的分析软件和分析工具，对生物学数据进行分析。随着生物大数据技术的不断发展，生物信息学在生物、医药及其相关领域日益发挥着重要作用。在授课过程中融入创新精神以及社会主义核心价值观等思政元素，建立与之对应的课程标准与评价体系，进而实现专业课知识传授与价值引领相结合的教学目标［3］。例如，使思想政治教育与生物信息学导论相结合。导论是对一门课程的概括和介绍，会影响学生对“生物信息学”这门课程的兴趣。生物信息学导论的基本内容包括生物信息学概念、特点和发展历程等，通过介绍我国生物信息学发展历程和生物信息学学科发展，激发学生学习生物信息学的积极性，以及为我国生物信息学的发展和科学研究贡献自身力量的使命感。把积极探索等思政元素融入生物信息学实践操作。学生需要在生物信息学实践操作中不断提升自己的实践能力和思考能力，通过实践操作让学生掌握数据库查询和检索、基因序列分析、蛋白质结构和功能分析等。此外，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出，要加快发展生物医药等产业，做大做强生物经济［10］。作为战略性新兴产业的生物产业，面临人才短缺、科技创新不足等问题。要激发学生的主观能动性，引导学生面向国家重大战略需求，弘扬敢为人先的创新精神，将远大抱负与生物产业发展密切结合，增强“四个服务”本领的使命担当［11］。顺应生物信息技术的快速发展，培养青年学生的钻研精神。例如，新冠病毒感染疫情中不断变种的新冠病毒的基因序列，以及为战胜疫情需要研发疫苗的过程，都需要科研人员的创新精神和钻研精神。因此，在教学过程中要调动学生的主观能动性，培养顺应生物信息学发展的具有科研创新和实践精神的专业人才。

（三）多元化教学方式，培养科技创新精神

课程思政教学是一个综合性的过程，教师应该根据具体的课程内容有效地引入思政元素，从而实现专业课的知识传授与价值引领相结合。蛋白质和核酸序列数据的迅速增长使如何对这些数据进行有效管理成为生物信息学最初的任务，世界各国为此建立了各类分子数据库。目前，欧美国家的生物信息学数据库较多，在介绍各类分子数据库及其检索这部分内容时，要使学生意识到生物信息的重要性，在强调研发我国自主生物数据库重要性的同时，激发学生的使命感与责任感，在介绍基因组学内容时，可以介绍我国生物大数据技术发展的相关信息，从而激发青年学生科技报国的家国情怀。

根据生物信息学自身学科特色，合理利用互联网上的教学资源，开展线上线下混合式教学，丰富思想政治教学内容，拓宽学生视野。邀请从事相关领域研究的教师，结合科研经历，为学生讲解生物信息学在科研中的实际应用和意义，有效培养学生的科研能力和创新能力［8］。组织学生进行课程思政讨论，激发学生的兴趣，培养学生的科学思辨精神。把辩证思维的思政元素融入教学过程，引领学生运用辩证的思维学习生物学知识，攻克生物难题，从而逐步形成科技创新精神。通过课堂讨论可以帮助学生更好地掌握专业知识，培养学生的探索精神。在讨论过程中，教师要提供相对自由的讨论环境，尊重学生的主体性，通过合理引导，使学生形成正确的观念［12］。在实践操作部分，结合生物信息学自身特色，不断提高学生探索的能力。崇尚科学、积极探索是调动学生学习主观能动性、培养良好科研习惯的前提。通过线上实践操作练习，让学生在完成实践操作的同时培养科研探索精神。另外，也可以安排一些小组练习，在团队合作的过程中完成相关练习，培养学生的全局意识和团队精神。生物信息学实操过程需要科学地处理大量信息数据，不能随意编排，因此，在实践操作部分，教师可以通过引入职业道德素质教育，培养学生严谨的科学态度，形成求真务实的科研精神［13］。

（四）多元化考核方式，提升实践综合应用能力

课程考核评价是提高教学质量，促进学生知识掌握、能力发展以及科学素质养成的一种有效手段。“生物信息学”课程具有很强的实操性，因此，在教学过程中宜采用课堂表现考核、平时作业、实践操作和期末考试相结合的多元化教学考核方式。主要通过平时作业和期末考试两方面综合考查学生对生物信息学原理和方法的掌握程度。重点考查学生对生物信息学分析方法的掌握程度、利用所学知识分析问题和解决问题的能力，以及是否能灵活地应用所学知识点，进而进一步考查学生的实践能力和思考能力。

结语

习近平总书记强调，扎根中国大地办教育，同生产劳动和社会实践相结合，加快推进教育现代化、建设教育强国、办好人民满意的教育，努力培养担当民族复兴大任的时代新人，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人［4］。“生物信息学”课程思政教学是落实习近平新时代中国特色社会主义思想和培养新时代“有理想、有道德、有文化、有纪律”的生物学人才的重要举措。