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高?!哆z傳學》課程思政教育的實踐探索*

2023-07-28 08:43
智庫時代 2023年16期
關鍵詞:遺傳學轉基因思政

季 成

(蘇州大學蘇州醫學院基礎醫學與生物科學學院)

2020 年教育部思政建設指導綱要指出,要把每門課融入思想政治教育,發揮好育人作用,全面推進高校課程思政建設,堅定學生理想信念,做到立德樹人。

遺傳學是生物醫學專業的重要基礎學科,也是目前生命科學領域發展最為迅速的學科之一,在生命科學基礎研究、醫學與生物制藥、人類遺傳疾病的鑒定和治療、社會和法律的倫理學等領域都有有廣泛的應用。因此,遺傳學作為生物醫學類學生的專業課程,或者作為全校同學的通識選修課程時,如何在教學過程中有機融入思政元素,對當代青年學生形成正確“三觀”和培養科學人文素養顯得非常重要。

一、充分挖掘遺傳學課程中的各種思政元素

隨著生命科學技術的不斷發展,“遺傳學”的課程內容持續更新。在教學過程中,需要改變傳統的教學方法,運用現代信息技術和網絡教育,比如雨課堂,智慧樹等平臺,加上視頻資料或者自編講義,以豐富的課堂內容調動學生學習遺傳學的積極性,這對提高課堂效率,促進學生的全面發展具有重要意義[1]。讓學生在知識內化的過程中全面提升思想水平、道德品質、科學素養,促進學生綜合素質的全面提高。

(一)培養學生的科學思維和科學奉獻精神

科學精神指引著遺傳學發展的每個階段,這也是促使學科發展的原動力[2]。因此,培養科學奉獻精神對學生的德育教育至關重要?!艾F代遺傳之父”孟德爾在長達八年的時間里一共研究了接近三萬株豌豆,最終發現了分離規律和自由組合規律。在長期的雜交實驗中,他的手指因長時間剝豆莢而開始感到麻木,但他并沒有放棄,單獨保存了雜交和自交子代共六七代材料90 萬株實驗苗[3]。孟德爾首創運用數學方法來研究生物學問題,他采用數理統計和概率論對結果進行分析和說明。這種先提出假說再用實驗驗證的方法是超越那個時代的。但他的遺傳發現沒有得到科學界的重視,35 年后其他三位科學家證明了孟德爾的發現,標志著現代遺傳學的誕生。美國女科學家McClintock 在研究玉米粒斑點變異的遺傳研究時提出轉座子(跳躍基因)的理論,這和當時主流學術界的觀念相矛盾,因而受到了主流學術界的抵制,但她仍然堅持自己的發現,終于在30 多年后獲得了諾貝爾生理及醫學獎。這些科學家們堅忍的意志和毅力以及超越時代的科學發現,引導和鼓勵著學生敢于質疑、勇于挑戰,培養勇于探索、潛心研究的科學精神。

(二)培養學生的愛國主義精神和家國情懷

在講授遺傳學很多章節的內容,都會涉及到愛國主義精神和家國情懷。在講授遺傳學人工選擇和雜交育種時,講述了我國悠久的人工選擇歷史,像水稻,大豆和小米的起源。稻米起源于中國南方,其種植歷史悠久,在浙江余姚河姆渡遺址和良渚遺址中都發現了碳化的籽粒,是世界上最早的稻作遺存。八千多年前黃河流域的先民成功將狗尾巴草馴化成我們今天吃的小米。大豆在中國已有5000 年的種植史,在《詩經》里就多次出現,比如“中原有菽,庶民采之”。通過中國古人悠久雜交育種歷史的介紹,培養學生的自豪感。

在講授核外遺傳的核質互作內容時,重點介紹了我國實驗胚胎學的主要創始人童第周,被譽為“中國克隆之父”。童第周通過魚類和兩棲類的研究,揭示了胚胎發育的極性現象;在對文昌魚核質關系的研究也取得重大成果[4];1963 年首次完成魚類的核移植研究[5],為20 世紀70、80 年代國內完成魚類異種間克隆和成年鯽魚體細胞克隆打下基礎。童第周一生都獻給了他的科研事業,為我國遺傳學的發展做過了巨大的貢獻。

在講授核外遺傳章節的植物質核互作知識點時,重點介紹了“雜交水稻之父”袁隆平院士的科研成長經歷。1961 年,袁隆平在水稻田發現一株天然雜交稻,并發現研發雜交水稻技術是提高水稻產量的關鍵。1966 年,袁隆平一篇名為《水稻的雄性不孕性》的論文,發表在了《科學通報》[6]?!八揪哂须s種優勢”“首推利用水稻的雄性不孕性”,在論文中如此寫到。這篇論文直到今天,都被科研研究和生產實踐證實著它的正確性。袁隆平運用“三系法”和“兩系法”,創建了超級雜交稻技術,為我國和世界的糧食安全和供給做出了巨大的貢獻。

(三)培養學生的社會責任,科學道德與學術倫理觀

在講授基因突變知識點時,提到了轉基因和基因編輯技術。通過分組討論,探討轉基因和基因編輯技術給人們帶來的利弊??茖W技術是一把雙刃劍,既能造福人類,同時也會對人類的生存和發展帶來不良的后果。

轉基因技術目前已經應用在社會各個領域中,較為常見的是利用轉基因技術改良農作物、生產疫苗、食品等。比如我國棉花生物育種專家郭三堆,從事棉花育種三十余載、突破多項關鍵技術、于1994 年底培育成功抗蟲棉[7],國產轉基因抗蟲棉具有自主知識產權。經過連續奮戰,郭三堆團隊在雙價抗蟲棉、三系雜交抗蟲棉、新型高抗除草劑棉和優質高產多抗棉花育種上取得重大進展。目前,轉基因抗蟲棉的種植面積已占我國棉花種植總面積的75%以上,市場份額95%以上,在減少農藥用量、減少對環境的污染和對人體的傷害、增加農民收入等方面起到了巨大的作用。我國科學家首次在靈長類中成功建立了帶有人類自閉癥基因MECP2 的轉基因猴模型[8],通過對轉基因猴進行分子遺傳學與行為學實驗,發現轉基因猴顯示出類似于人類自閉癥的癥狀,存在刻板動作與社交障礙等行為,對于研究人類自閉癥具有重要的意義。但是如果把轉基因技術用于生物恐怖,把氨芐霉素,卡那霉素等常見抗性基因通過載體質粒導入細菌,創造出致病性很強的超級細菌,傳播疾病的時候,轉基因技術就會危害人類。

同樣,目前源于細菌免疫系統的基因編輯技術CRISPR/Cas9系統,已經憑借其成本低廉、簡便易用成為生物醫學領域內的有力工具,已廣泛應用于細胞基因編輯或者人類疾病動物模型的構建等研究領域。比如我國科學家利用基因編輯技術(CRISPR/Cas9)和體細胞核移植技術,成功培育出世界首例亨廷頓舞蹈病基因敲入豬,模擬出人類神經退行性疾病癥狀,提供了穩定、可靠的動物模型以及技術范本和理論依據[9]。然而,利益的驅動,使得很多科學研究工作者為追逐個人名利,已經逾越了人類倫理底線。通過課堂的深入討論,使學生深入了解轉基因和基因編輯可能沖擊著社會倫理底線,教育學生要堅守職業道德和學術道德底線,學會尊重生命、遵守科學道德,加強科研誠信認知,引導學生形成優秀的職業品行。

(四)培養辯證思維能力

在講到數量遺傳學知識點時,提到“多基因假說”。數量性狀是由許多對微效基因的共同效應造成的,每一對基因對性狀表型產生的效應是有限的。還有復等位基因、共顯性的等位基因互作和上位效應等這些知識點的引申可讓學生懂得個體的能力是有限的,要相互配合成為一個整體才能發揮最大作用。任何事情都不是絕對的,都需要我們去辯證地看待。比如遺傳性血紅蛋白病鐮刀型細胞貧血癥,由于谷氨酸被纈氨酸所替代,構成鐮狀血紅蛋白,造成長期貧血和血管堵塞。但是在非洲的烏干達,如果攜帶1 個鐮狀細胞基因突變拷貝,得瘧疾的概率會遠低于正常人。鐮狀細胞突變通過餓死瘧原蟲,而抵抗了瘧疾的發生。瘧原蟲依靠血紅蛋白而生存,一旦血紅蛋白異常,它們就失去營養來源。鐮狀細胞基因突變對于正常人來說是不友好的,但是在瘧疾流行的地方,鐮狀細胞突變為人類提供了保護。由此引導學生要多角度和全方位地看待問題,形成科學辯證思維,提高綜合分析能力。

二、思政元素融入遺傳學課程的途徑

(一)遺傳學課程思政教學設計和資源庫建設

教師在設計教學方案和教學內容時,首先,整理出遺傳學各個章節的所有知識點,通過知識點尋找合適的思政內容,利用多種信息技術(PPT、視頻、動畫、圖片、新聞報道、歷史影像等),制作出具有思政內容的新課件、新教案和思政講義。在講義中提供思政教育相關的文字素材或者原始文獻。在課堂上針對知識點結合思政元素,增加互動、提問和討論等環節,“潤物細無聲”地讓學生在學習專業知識的同時也自然地受到思想教育。

(二)采用豐富多彩的課堂教學方式

利用好雨課堂[10]和慕課等教學平臺,通過線下課堂教學結合線上資源補充的混合式教學方式,充分利用教師與學生的課余時間,打破傳統教學中時間與空間限制,同時也增加了老師與同學間的互動,增強了課堂趣味性。

翻轉課堂。以3-5 人為一個小組,根據教學內容及學生興趣,在教師給出的選題范圍內任選題目,通過查閱文獻和課前準備,在遺傳學課堂上進行10min的PPT 展示及講解,并在班級內進行討論和交流。

撰寫研究綜述。選擇遺傳學相關的某一知識為切入點,在查閱大量國內外最新文獻的基礎上,小組為單位嚴格按照科研論文的格式要求,撰寫研究綜述。

辯論賽。在班級內舉行“轉基因在農業上的應用以及利與弊”和“遺傳與環境哪個更重要”的辯論,教師進行引導和最后點評。

以上小組合作翻轉課堂、綜述撰寫和班級辯論賽等多種形式,有利于提高學生的基本科學素質和邏輯思辨能力,增強學生的集體主義精神。

課堂理論教學與實驗教學互相結合。遺傳學課程是一門綜合性課程,不僅包含著理論知識,還與相應的實驗教學緊密結合。將課堂所學知識運用到實驗的實踐中,鍛煉了學生們的動手能力,加深了對知識的理解,對于以后想要從事科研的學生們也得到了一定的助推作用。

三、課程思政的教學效果評價與思考

在講授遺傳學專業課或者通識課的過程中,我們充分利用翻轉課堂、線上線下混合教學手段,通過講授、討論、學習視頻資料等多種方式,取得了較好的課程思政教學效果。通過問卷調查了解學生對該課程的學習感受,以及遺傳學教學融入課程思政的教學效果。大多數學生認為,通過一個學期遺傳學課程的學習,在掌握遺傳學基本概念和理論的基礎上,體會到了科學思維、辯證思維和科學奉獻精神(占87.7%),激發了自己的家國情懷和愛國主義精神(占78.9%)。大多數學生認為老師提供的素材故事性和啟發性強,增強了專業背景的了解和責任感意識。調查發現,大部分學生對專業課與課程思政結合持贊成態度,在學習專業課知識的同時也學習了課程中的科學和人文精神,科學家們的品格,激勵著他們不斷向前。

教師是提升課程思政教學質量的決定性因素[11]。學生是主體,教師是重要的引導者,所以課堂教學效果如何極大程度上和教師的教育水平相關。教師一方面要不斷拓寬自己的知識面,與時俱進不斷自我充電;另一方面找準專業教學內容與思政教育的銜接點,充分挖掘本課程的思政要素。在講授專業知識的同時自然、生動地加入思政內容,讓學生喜歡聽愿意聽,才能激發學生的興趣和熱情,更好地激發學生內在學習動力和報效祖國的愿望。

四、結語

本文圍繞高等學校遺傳學課程的實例,結合日常教學列舉了課程中蘊含的思政內容,以科學思維和科學奉獻精神;愛國主義精神和家國情懷;社會責任,科學道德與學術倫理觀;辯證思維能力等作為融入點,闡述了思政元素融入遺傳學課程的幾種路徑,并對課程思政實踐的教學效果作了評價與思考。課程思政要求教師在教學中巧妙地融入思政內容,春風化雨、潤物無聲,更好地培養高素質人才。

【相關鏈接】

蘇州大學基礎醫學與生物科學學院位于蘇州工業園區獨墅湖畔,2008 年初由基礎醫學系和生命科學學院合并組建而成。學院下設14個系,8個校級研究院(所)。學院負責基礎醫學、生物學、畜牧學以及生態學四個一級學科博士和碩士研究生的培養?,F有博士后流動站2 個、一級學科博士點1 個、二級學科博士點10 個(含自主設立4 個);一級學科碩士點4 個、二級學科碩士點23 個(2012 年數據)。學院擁有江蘇省一級學科重點學科1 個、一級學科重點學科培育點1 個、二級學科重點學科2 個;教育部創新團隊發展計劃“創新團隊”1 個;江蘇省重點實驗室4 個。同時,學院積極參與國家“211 工程”重點學科建設1 個、共建國家“211 工程”重點建設實驗室1 個。

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