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思政元素融入“分子生物学”课程教学的探索与思考

2020-03-03司春灿罗嗣佳妮

景德镇学院学报 2020年2期
关键词:分子生物学思政学科

林 英,司春灿,罗嗣佳妮

(景德镇学院,江西景德镇 333000)

立德树人是大学的核心使命,课堂教学是立德树人的主阵地。《中共中央 国务院关于进一步加强和改进大学生思想政治教育的意见》指出“各门课程都有育人功能,所有教师都负有育人职责”。习近平同志在全国高校思想政治工作会议上也强调,“各门课都要守好一段渠、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”。

在“课程门门讲思政、教师人人皆育人”的大思政格局下,我们每一位任课教师都应根据专业课程的特点,认真挖掘、系统梳理出各门专业课程中的思政元素,将思政元素有机融入专业课堂,充分发挥课堂教学在思政工作中的主战场作用。“分子生物学”是生物工程专业的一门核心课程,为我校首批校级课程思政示范课程建设项目。目前该课程选用的教材为朱玉贤、李毅、郑晓峰等《现代分子生物学》(第5版),高等教育出版社,2018年。本文就“分子生物学”的课程性质及特点、思政元素的挖掘,以及该开展课程思政存在的问题进行了探讨,以期为地方院校“分子生物学”及类似课程开展思政教育提供一定的借鉴和参考。

一、“分子生物学”的课程性质及特点

二十一世纪是生命科学的世纪,而“分子生物学”作为生物类本科人才培养体系中的专业核心课程,这门课程具有以下几个特点:1.抽象性:该课程是一门从微观层面,在分子水平阐述生物大分子如DNA、RNA、蛋白质的基本结构和功能,遗传信息的复制、突变、修复、传递、表达、互作的机制[1],个体发育过程调控、感染、病理及机体防预等内容的学科,总体来讲,课程内容偏微观,较抽象。2.前沿性:随着分子生物学技术和方法的不断进步,分子生物学是生命科学最前沿,发展最迅速的学科。近年来分子生物学的研究内容、研究领域、研究成果都在不断更新,新理念、新概念、新方法、新技术不断涌现。3.交叉性:分子生物学是与遗传学、细胞学、生物化学、微生物学等多学科相互渗透,综合融会而发展起来的学科,因此该课程与生物学的其他学科有着密切的关系。随着分子生物学的发展,它涵盖的内容与结构基因组学、功能基因组学、蛋白质组学、生物信息学、生物医学、分子病毒学、分子免疫学等学科也有着重要的联系,因此分子生物学具有与其他学科交叉性强的特点。4.逻辑性和研究性强:分子生物学是一门逻辑性很强的学科,它的任何一个基本概念或基本理论都完全来源于严格的科学研究和严谨的科学推理。5.理论性和实践性强:分子生物学是一门理论性较强的学科,知识点繁多,涉及很多分子生物学相关的概念、原理、机制、效应等,相关的理论知识也是后续学习诸如基因工程、细胞工程等课程的基础。同时,分子生物学也是一门实践性较强的学科,分子生物学相关的技术、成果与人类的日常生活、疾病的诊治等密切相关。

二、“分子生物学”思政元素的挖掘

在传授知识、培养能力的课程教学中,润物无声的进行价值引领和学生的心灵塑造是课程思政的根本任务。高质量的课程思政必须是将思政元素融入教学体系的具体知识点中来。基于分子生物学的课程性质,以及该学科具有知识抽象、前沿性强、交叉性强、逻辑性和研究性强、理论性强和实践性强的特点,笔者认为可以采取以下教学方式,多方面挖掘出“分子生物学”的思政元素,实现思想政治教育与知识体系教育的有机融合。

1.动画、视频教学,引导学生树立辩证主义物质观

分子生物学很多内容和知识,都体现了辩证主义物质观。世界的本原是物质,从分子水平来看,生物体内的遗传物质都是核酸,生命活动最终的执行者都是蛋白质。这些生物大分子,在不同的生物体内有着相同的结构模式和功能。分子生物学的中心法则,在绝大多数情况下也都是通用的。即便是细菌,植物和动物这样差异悬殊的物种,64个遗传密码基本上是通用的。同时物质世界又是多样性的统一,每一个物种都基于统一的遗传物质组成了其独特的基因库。RFLP、SNP、AFLP、RAPD 等各种分子标记为我们研究生物个体和群体在DNA水平的多样性提供了最直接的证据。

但这些知识都是微观层面的、抽象的、肉眼不可见的。教师在讲授相关知识的过程,可借助于彩图、动画、视频等教学手段,形象、动态地展示微观世界的生物大分子的结构特点、大分子的相互作用以及生命活动过程,加强学生在分子水平对物质世界的认知,对生命的认知,引导学生树立辩证主义物质观。

2.主题研讨式教学,引导学生树立正确的生命伦理观

日趋成熟的“基因重组技术”“基因治疗”“基因诊断”等分子生物学相关技术被广泛用于农业、工业、食品、医药等各个领域,展现出了诱人的前景,与此同时这些先进的技术对人类未来也带来了未知的风险和伦理挑战。在教学的过程,教师可选定一些贴近生活、与我们每个人日常生活息息相关的主题,“如转基因技术的利弊问题”“人类基因组计划的影响”等主题,让学生开展主题研讨,通过思维的碰撞,培养学生辩证思维的习惯,引导学生建立正确的生命伦理观。如在讲解“人类基因组计划”时,可以组织学生研讨人类基因组计划带给我们人类的影响。引导学生意识到人类基因组计划会给我们在基因预测、药物研发、基因诊断、基因预防、精准医学等方面带来好的一面,另一方面人类基因组计划,也会带来基因知情权、隐私权、标签效应、基因歧视等问题。而这些生命伦理问题同样需要我们用辩证的眼光去看待,我们既要承认“基因的重要性”,又要反对“基因决定论”。“基因并非命运”,基因也没有绝对的异常基因与正常基因之分,没有绝对的‘健康基因’与‘疾病基因’之分,没有绝对的好基因与坏基因之分。影响基因的表达和调控的因素很多,我们可以遵循基因的科学发展规律通过调整生活方式和改善生存环境,从而使我们与基因更为和谐。

通过开展诸如此类的主题研讨,我们既要让学生崇尚科学,意识到科学技术给我们人类带来的福祉和自由,也要去思考科学技术给我们带来的生命伦理问题。在今后的工作和生活中如果遇到类似的问题,能够站在伦理道德的高度对生命进行审视,学会尊重生命、珍惜生命、善待他人[2]。

3.案例式教学,培养学生正确的科学道德观和学术伦理观

分子生物学是一门研究性很强的学科,其研究工作的开展、研究成果的发表、分子生物学技术的应用,会涉及很多科学道德、学术伦理问题。教师在讲授的过程,要将坚守学术道德,遵守学术伦理的理念贯穿其中。例如在讲授“人类免疫缺陷病毒—HIV”时,我们一方面要引导学生正确认知艾滋,增加自我保护意识,洁身自好,为生命设防,降低感染艾滋病的危险。另一方面,可以列举 2018年全球学界震动的贺建奎的团队对人体受精卵的 CCR5基因进行编辑,诞生世界首例基因编辑婴儿的案例,教育学生一定要牢记以创新性科研工作推动社会发展和人类进步的同时,必须要遵守科学道德和学术伦理规范以及相关国际规则。

4.启发式教学,培养学生严谨的科学思维

分子生物学是一门非常严谨的学科,分子生物学很多重大的科学发现都经历了,观察实验,发现问题——分析问题,提出假说——设计实验,验证假说——归纳综合,总结规律的科学研究过程。教师在讲课的过程,要“循循善诱”,尽可能地采用启发式法教学方法,通过设疑创设任务情境,让学生“设身处地”,进行讨论“ 如果是我,我会怎么分析、怎么设计、怎么验证?”。在教学的过程,教师要一步一步,一环一环的将知识的推理过程呈现给学生,甚至可以采用让学生设计实验,在对比自己的实验设计和科学家的实验设计中,让学生领悟到科学研究的探索过程,培养学生严谨敏捷的科学思维,逐步学会探究实验的方法。

5.融入中国元素,引导学生树立民族自信心和自豪感

我国古代人民在农牧业生产实践中很早就注意到生物的遗传和变异现象,例如早在春秋时期,范蠡就总结了“桂实生桂,桐实生桐”的农业生产经验。《东周列国志》一书在评论春秋韩原之战,写到“种瓜得瓜,种豆得豆”。在西方植物学家德.弗里斯的提出“突变”说的300年前,我国明代夏之臣在《评亳州牡》一文中就提出了“其种类异者,其种子之忽变者也”的种子突变理论。在讲解“遗传与变异”相关知识点时,教师可以将中国古代人民总结出来的遗传经验插入其中,让学生体会我国古代人民这种朴素的遗传学观念和源远流长的民族文化。

随着我国科研水平的提升,我国学者在分子生物学方面也取得了一定的成绩。在讲解DNA复制章节,可插入北大李晴课题研究组在DNA复制偶联的核小体组装机制方面取得的成绩[3]。在讲解RNA剪接过程,可引入施一公课题组在研究剪接体的三维结构方面所取得的成就。在讲解蛋白质生物合成章节,可将我国科学家在世界上首次人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸和首次人工合成具有生物活性的结晶牛胰岛素的创新科研成果插入其中[1]。在讲解人类基因组计划后续研究成果时,可将我国科学家在水稻、家蚕、大熊猫基因组研究方面取得的成绩插入其中。通过诸如此类的中国元素的融入,让学生进一步了解中国文化的源远流长,意识到我国的科研水平正逐步上升,增加民族自信心和自豪感,并树立为国家科技进步、民族伟大复兴做出贡献的伟大理想。

6.插入背景故事,引导学生建立跨界融合思维

分子生物学是一门交叉性很强的学科,它的很多重大理论的突破和技术的革新,往往是不同领域科学家、不同科学技术跨界融合的产物。如在理论突破方面,DNA双螺旋结构的发现就是化学家 Pauling、生物学家 Watson、物理学家Crick、Franklin等跨界合作的结果。第三代DNA测序技术纳米孔测序技术就是典型的跨界融合了分子生物学技术、纳米技术、计算机技术等技术的成果。教师在讲解相关专业知识点的同时,可插入这些成果背后跨界融合的故事,即可以增加趣味性,又能让学生意识到学科交叉、学科联合在协同攻关、协同创新中所起的重要作用,引导学生建立跨界融合的思维,树立资源共享、团结合作的理念,鼓励学生今后在科学研究或创新创业中,勇于到交叉的广阔天地中去探索新知,开拓新天地。

7.引用学术研究成果,倡导健康的生活方式

基于分子生物学的研究结果表明,疾病的发生在本质上都直接或间接与基因有关,体内外各种环境因素都可能会导致基因结构及表达的改变,从而引发疾病的发生甚至是癌症的发生。教师在讲授相关知识点时,可将较新的研究成果,引入课堂教学,让学生从分子水平意识到外界因素、个人行为对自身健康甚至是子孙后代的影响。如在讲授DNA的损伤时,可将美国学者Lee发表的关于交通工具排放的尾气中由于含有多环芳烃(PAHs)会导致人的端粒缩短的研究论文[4],以及我国学者段化伟通过常规彗星实验及甲酰胺嘧啶-DNA-糖基化酶彗星实验,发现长期暴露在柴油机尾气中会导致DNA损伤[5],张笑等发现柴油机尾气可导致DNA甲基化的改变,这种甲基化水平的改变可能与暴露在柴油机尾气致癌机制有关的论文[6],引入课堂教学。让学生从DNA水平深刻认识到环境污染带给我们人类的危害,教导学生要减少污染,保护环境,提倡绿色出行。在讲解DNA修饰或表观遗传学相关知识点时,可引入乌普萨拉大学的研究学者Jonathan Cedernase发表在Science Advances上的关于熬夜会导致基因发生甲基化,并最终导致肥胖和2型糖尿病发生的学术成果[7],引入张晓田[8]等关于“表观遗传学与环境相关疾病研究进展”和李小鹏[9]等关于“孕期营养不良影响子代生长发育的表观遗传机制”的论文综述,让学生意识到睡眠的缺乏、膳食营养如叶酸、微量元素,吸烟、精神压力等都可能会导致DNA甲基化、乙酰化等表观遗传的改变,引发疾病的发生。通过学术成果的引入,倡导学生创建绿色环保、生活规律、保证睡眠、合理膳食、心态平和等健康的生活方式。

三、“分子生物学”开展课程思政存在的问题及对策

目前,我校“分子生物学”课程思政的开展尚处在探索阶段,还存在需要完善和提高的地方。存在的问题主要有:

(1)在培养学生国际视野与格局方面有待加强。随着我国“一带一路”建设和“构建人类命运共同体”方针的提出,培养学生的国际视野与格局显得更加重要。分子生物学作为一门日新月异的前沿学科,各种国内外文献资料浩如烟海,每天都有新的研究成果发表在各类期刊上。我校分子生物学的教学在跟踪学术前沿,了解该领域最新研究动态,培养学生的国际视野与格局方面还存在很多不足。在后续的教学过程,教师应利用各种文献检索资源,及时关注国内外分子生物学方面的研究动态和研究热点,通过“线上—线下”相结合的教学方式,紧跟该学科的发展步伐,把学科研究前沿的知识传递给学生。帮助学生搭建与研究前沿接轨的“分子生物学”知识体系,树立与世界发展相互融合、相互借鉴、相互提高的理念。

(2)在培养学生理论联系实际能力方面有待于提高。分子生物学看似是一门理论高深的学科,但正如前面所提到的,它的很多理论都是来源于实验、实践。同时,分子生物学所涉及的技术又可以用来解决生活中很多的实际问题。作为地方应用型院校,教师应注重培养学生理论联系实际,将理论应用于实践的能力。而这种能力的培养,需要教师自身能深入实践第一线、科研第一线,能利用生产实践和科研中的例子丰富课堂教学内容。目前,由于我校分子生物学的教学、科研平台刚处于起步阶段,受条件的限制,为学生开设的分子生物学实验项目都是较为基础的项目,教师的科研项目也较少。在后续教师应积极申报、积极参与与分子生物学相关的实践实验和科研项目,同时搭建分子生物学虚拟仿真实验教学平台,通过这两条途径,进一步拓展实验教学环境,提升教师和学生的实践能力,使学生理论学习真实化,真正做到理论联系、学以致用。

四、结语

课程思政是新时代中国特色社会主义的教育理念,是全面深化教育教学改革,实现立德树人的重要途径[1]。分子生物学作为一门21世纪生命科学时代的重要学科,教师在授课的过程,要结合该学科的性质、特点,充分挖掘该学科的伦理、价值、科学精神等思政元素,并通过多元化的教学手段将其凸显出来,实现有形的专业知识与无形的价值观教育有机融合,突出该课程教学的育人导向,使分子生物学专业课上出“思政味”。总之,通过“分子生物学”课程的学习,我们不仅要让学生学好专业知识,还要使学生对生命世界有更加客观的认识,引导学生树立辩证主义物质观、正确的生命伦理观、学术道德观、增强学生的民族自信心、培养学生健康的生活习惯,实现全面育人的新时代中国特色社会主义人才培养目标,让学生成为德智体美劳全面发展的社会主义建设者和可靠接班人。

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