生物安全背景下的微生物学实验课程思政教学设计与实践

2023-07-04周丹

安徽农业科学 2023年6期

摘要专业课程融入思政元素是高校思政教育协同育人的根本。微生物学实验作为一门生物类专业实践课，对学生知识传授和思政教育有重要作用。以生物安全法为指导方针，以安全为价值导向，从微生物安全事件、微生物实验室生物安全、微生物实验核心技术、微生物学实验与其他学科之间的交叉融合、我国微生物学的发展史、微生物实验生物安全法律责任、学生身边的案例7个方面融入思政元素，重塑课程思政的教学设计与实践，以实现课程思政教学目标。

关键词微生物学实验；生物安全；课程思政；教学设计；教学实践

中图分类号 S-01 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）06-0275-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.06.064

Design and Practice of Ideological and Political Teaching of Microbiology Experiment Course under the Background of Biosafety

ZHOU Dan

（Guizhou Education University，Guiyang，Guizhou 550018）

Abstract Integrating ideological and political elements into professional courses is fundamental to the collaborative education of ideological and political education in colleges and universities. As a practical course in biology specialty，microbiology experiment plays an important role in knowledge teaching and ideological and political education of students. With the biosecurity law as the guideline，with the safety as the value orientation，the ideological and political elements were integrated from seven aspects of microbial safety incident，biological safety in microbiology laboratories，core technologies of microbial experiments，the integration of microbiology experiment and other disciplines，the history of microbiology in China，and legal liabilities of the microbiological experiment biosafety.The teaching design and practice of ideological and political courses were reconstructed，so as to achieve the objectives of ideological and political teaching.

Key words Microbiology experiment;Biosafety;Ideological and political education;Teaching design;Teaching practice

生物安全是指与生物有关的人为或非人为因素对社会、经济和人民健康及生态环境所产生的真实危害或潜在风险以及对这些危害或风险进行预防和控制的战略性、综合性措施［1］。生物安全所涉及与人类、动植物疫情的防治或防疫、实验室生物危险品等内容都与微生物直接相关，故其教学实验室同样面临着生物安全危害。微生物学实验课程承担着培养学生建立实验室生物安全理念、规范使用微生物和安全开发微生物资源等任务，在塑造学生生物安全的法律人格、法律思维中发挥着重要的基础性作用。因此，微生物学实验课程融入生物安全课程思政元素具有专业性、时代性和法律性的特点，是符合新时代专业课程思政教学的要求。

近年来，以微生物为源头的全球生物安全事件频发，比如新型H1N1猪流感、埃博拉疫情和新冠肺炎疫情等，在微生物引发事件的原理、過程及其对人类社会产生的影响等方面都给出了警示。各大高校微生物学实验课程思政已进行一系列改革，并取得了一定成效，比如虚拟仿真和翻转课堂等［2-4］。生物安全视角下的微生物学实验课程思政教育是结合当前的时代背景［5］，重新梳理思政元素，寻找新的切入点，其不仅能将思政元素有机融入每一个实验项目，让学生在实验过程中真实地感受生物安全价值观，而且能够激发学生的主人翁精神和科研热情，为维护国家生物安全人才的培养打下坚实的基础。贵州师范学院微生物学实验教学团队顺应新时代的新使命和新要求，紧密结合与微生物相关的生物安全时事热点，率先在全校开展以生物安全为思政元素的专业课程思政，以生物安全为价值导向，从课程实施基本原则、课程内容的设计与实践、课程考核方案等方面积极开展教学改革与实践，旨在提高学生的生物安全意识，培养具有良好生物安全道德修养、生物安全意识和生物安全价值观的生物专业人才。经过一年的改革探索，不仅实现了“知识传授与生物安全观相结合”的课程思政目标，提高了学生参与度和教学效果，而且满足了2018年颁布的生物科学专业和植物生产类专业教学质量国家标准的专业人才培养要求［6］。

1 微生物学实验课程思政教学目标的构建

1.1 微生物学实验课程思政教育的指导方针

2020年初肆虐全球的新冠肺炎疫情为人类敲响了生物安全警钟，再次让生物安全成为全球人类关注的热点问题。2020年2月14日，习近平总书记强调要把生物安全纳入国家安全体系，尽快推动出台生物安全法，以保障人民健康和国家安全［7］；2020年10月17日第十三届全国人民代表大会常务委员会第二十二次会议通过《中华人民共和国生物安全法》（以下简称生物安全法），2021年4月15日生物安全法正式实施［8］。生物安全法的立法与实施本身就具有思想政治理论性，蕴含着道德规范、法律意识、政治思想、学术和辩证思维等思政元素［9］，其完全符合新时代专业课思政教育应纳入的范围与内容。

该校微生物学实验课程的授课对象主要是地方师范类生物科学专业的学生和植物生产类应用生物科学专业的学生。师范类生物科学专业培养目标是培养具有过硬的思想政治素质、高尚的师德、深厚的教育情怀、强烈的社会责任感与使命感、扎实的生物科学专业知识和技能、较强的创新意识与教学能力，能服务地方的生物学教育人才；植物生产类应用生物科学专业培养目标是培养林木种质创新、动物养殖、植物种植、微生物开发与利用等领域的专业应用型人才。生物安全法明确规定了生物科技工作者对生物技术的应用、生物安全法律法规宣传教育和公众参与中应承担的法律责任与义务以及农业科技工作者的法律义务与风险。

将生物安全法作为该课程思政教育的指导方针，不仅贯彻了党的十九大将国家安全纳入国民教育体系的内在要求，而且体现了学生在生物安全宣传教育、科普宣传和维护国家生物安全上的担当。

1.2 微生物学实验课程思政教学的基本原则

《高等学校课程思政建设指导纲要》（教高〔2020〕3号）明确提出专业课程要科学、合理挖掘课程的温度［10］。微生物学实验课程整个教学都是在实验室围绕微生物展开的，教与学的承载者都是人［11］。无论是知识体系、实践操作性方面还是学生今后岗位任职要求方面，均存在大量与人类密切相关的生物安全问题。生物安全法最核心的目标是维护国家安全和保障人民健康。因此，以生物安全价值为导向开展该课程思政教育，不仅是课程思政价值的体现，而且是新时代下高校开展生物安全教育的价值和使命体现，还有助于教师在思政过程中教学相长，与学生形成课程思政的学习共同体。

由于微生物学实验课程具有较强的知识性、技术性和实践性，其思政元素不明显，大量思政资源被隐藏在专业知识中［11］。如何在不脱离课程的情况下润物无声地开展课程思政的隐性教育，将通过以下2个途径来实现。

一是找准切入点，润物无声地融合思政教学内容。微生物学实验课程思政是一个系统工程。课程思政要充分了解思政材料所蕴含的思政内涵，根据微生物学实验课程本身的专业性、每节课的知识点、不同的实验项目和不同学时等因素，重新梳理课程目标，将思政元素重新设计，润物无声地融入课程目标、课程设计、实践教学和课程考核，实现微生物学实验知识教育和思政教育的有机结合。因此，找准每一个思政目标的切入点，才能确保课程知识学习与思政教育同向同行。

二是结合学生未来岗位职业素养要求进行培养。微生物学实验课程是学生就业后就能实现职业素养目标的一门专业课。学生通过课程学习，掌握微生物实验的原理、基本方法以及具备分析、解决实际问题能力后，即可从事微生物检验和科学研究的基础工作。这些岗位任职要求中，明确要求从业人员必须有严格的无菌观念，以防止人为污染样品和因人为操作不当造成的个人或环境污染。因此，课程思政必须有针对性地挖掘其岗位任职要求所蕴含的育人元素，提升学生的职业能力。

1.3 微生物学实验课程思政的教學目标

结合《新时代学校思想政治理论课改革创新实施方案》提出的课程思政目标，围绕政治维度、法治教育、科学素质、家国情怀和国际视野5个层面，重新梳理微生物学实验课程所蕴含的思政要点，制定该课程的教学目标（表1）。

2 微生物学实验课程思政课程内容设计与实施过程

该课程内容由微生物学实验生物安全知识、基础实验和综合实验三部分组成，共51学时。该教学团队结合《关于加快构建高校思想政治工作体系的意见》中关于学生社会责任感和使命感等方面的要求，按照微生物学实验课程内容和特点，从以微生物为源头的生物安全事件、微生物实验室污染与生物安全防护、微生物基础操作训练、微生物学实验与其他学科之间的交叉融合、我国微生物学科研工作者的事迹、微生物实验生物安全法律责任、学生身边的案例等方面融入思政元素，并通过课前案例与研讨相结合、项目驱动式教学的方法将思政内容融入教学中。

2.1 课前案例与研讨相结合的教学

为激发学生主动学习的兴趣，引导学生自主构建生物安全知识体系。首先，根据课程内容设计，拟定课程思政教学重点和难点，通过选取能够反映微生物与生物安全之间的典型案例，分别拟定课前、课堂和课后需探讨的问题。其次，课前通过QQ群和雨课堂平台，发布课前学习资料及思政素材，向学生抛出要探讨的问题，组织学生根据案例展开分析讨论，提出解决方案，从而将具体思政内容在相应融合点与知识点融合在一起，并通过教学激发学生思考，使其在充分理解的前提下内化知识，培养学科素养，树立学生正确的价值观。微生物学实验课程思政基础实验部分课程内容设计见表2。

2.2 项目驱动式教学

传统的微生物学实验课程综合实验相对较少、每个实验项目相对独立是制约现阶段生物安全课程思政和总体国家生物安全观背景下人才培养的主要问题。根据需要将基础实验部分和综合实验相结合，不仅要使学生掌握微生物实验过程中生物安全风险的识别方法和纠正预防措施，而且要使学生具备运用微生物实验原理和技术分析并解决危害国家生物安全实际问题的能力。

該课程综合实验部分由食品微生物资源开发和利用综合实验、中药材微生物资源开发和利用综合实验、农业微生物资源开发和利用综合实验、环境微生物资源开发和利用综合实验四大任选模块组成，各模块都具有生物安全隐蔽性、探究问题多样性、学科交叉明显等特点。通过这种项目驱动式教学开展实际任务训练，可以帮助学生充分认识到所掌握的知识和实验技能需要与实际问题相结合，同时也可以进一步提高运用所学知识解决国家重大生产问题和国家生物安全问题的意识，从而真正做到将思政元素融入课程教学。

首先，教师结合行业特色，重点围绕贵州十二大产业（比如特色食品、特色果蔬、道地药材、茶叶等），并融入严重威胁地方生物安全的植物疫情、环境污染、食品安全等问题，拟定四大任选模块的项目方向。其中“食品微生物资源开发和利用综合实验”设计凯里酸汤、霉豆腐等食品发酵过程中功能微生物的分离、筛选及产品安全初步评价等项目，“中药材微生物资源开发和利用综合实验”设计虎杖、半夏、太子参等中药材发酵过程中功能微生物的分离筛选和转化产物的分析等项目，“农业微生物资源开发和利用综合实验”设计哈茨木霉菌对刺梨、樱桃和猕猴桃等病原微生物的抑菌效果评价等项目，“环境微生物资源开发和利用综合实验”设计土壤、污泥中微生物絮凝剂产生菌的筛选和絮凝率分析等项目，从而引导学生合理利用微生物资源、掌握微生物代谢能力等理论知识，掌握基础实验技能，解决实际中潜在的生物安全问题。

其次，在开展项目选题之前，组织学生自主学习我国微生物技术在各个领域的发展历程、最新信息和技术以及国内技术与世界先进技术之间的差距，帮助学生树立民族自信和文化自信，激发学生的学习热情和动力。再次，组织学生开展四大任选模块的选题、文献学习和PPT汇报；在这种自主学习模式下，学生要学会对时间的把控，从而提高学习效率。最后，各小组通过文献学习确定实验方向，组员团队合作开展实验方案设计和PPT汇报、实验实施和撰写实验小论文、实验结果PPT汇报等，有助于学生在整个项目实施过程中深度学习，深化对理论知识的理解，强化实验技能，提高教学效果。教师在选题、方案设计的合理性和实验实施、实验小论文的汇报等环节全程参与指导，把握实验进度，了解学生掌握实验技能的程度，及时纠正实验过程中存在的生物安全隐患，并对学生综合实验进行过程考核。

以“环境微生物资源开发和利用综合实验”模块为例，介绍项目驱动式教学的具体实施过程，见表3。

3 微生物学实验课程思政考核方案

该课程思政考核将与课程思政目标转变相呼应，将以往对出勤率和知识掌握程度的考核转变为对实验生物安全意识、发现问题和解决问题能力、创新能力的考核。将过程考核与期末考核、知识目标和思政目标达成度、雨课堂和现场考核等相结合，其考核比例为实验室生物安全及卫生20%、基础实验部分45%、综合实验部分25%和实验期末考核10%（表4）。

从表4可以看出，方案设计注重的是对整个教学环节全程考核。实验室生物安全及卫生占实验课程总成绩的20%，包括培养物的消毒灭菌处理、实验台面前后消毒、仪器设备的安全使用情况等方面。对基础实验开展课前、课堂和课后的过程考核，一方面能有效杜绝学生课堂不动手和课后抄袭实验报告等问题，另一方面有助于教师及时了解学生基本知识和实验技能的掌握情况，能及时发现教学过程中出现的个性和共性问题；同时，将诚信作为评价实验报告的重要标准，提高学生的诚信意识；综合实验部分重点考核学生运用“有菌观念、无菌技术、纯种分离、培养技术和显微镜观察”等关键核心技术解决实际问题的能力，考核学生文献查阅能力、实验设计能力、实验时间规划能力和实验生物安全隐患分析判断能力等。通过这种方案的考核，调动学生自主学习的积极性，激发学生的学习动力，改变了以往以教师教为主的状态。

4 教学效果

4.1 落实了生物安全教育目标，增强了学生的生物安全意识

《大中小学国家安全教育指导纲要》明确规定：高校国家安全教育公共课应不少于1学分［13］。栗战书在生物安全法实施座谈会上明确提出“推动全社会形成尊法学法守法用法的法治氛围要求”。因此，该课程的实施落实了学校生物安全教育的目标。

将生物安全教育融入课程知识、技能训练和综合实验项目，不仅解决了以往教学过程中学生操作不规范、不认真总结分析等问题，实现了生物安全知识的传授，使其掌握了实验过程中生物安全风险因子的识别方法，增强了学生的生物安全意识，提高了学生从事生物教育、微生物检验和科研工作岗位的任职能力和职业素养。通过课程学习，学生已经有实验前后清洁和擦拭操作台面的意识，将培养物消毒灭菌后再处理，实验前先对实验过程中可能存在的生物安全风险进行判断，实验过程更注重操作的规范性等，营造良好的实验氛围。

4.2 验证了课程思政的效用，提高了学生的职业素养

通过课前和课后问卷调查、实验过程巡查、实验报告、实验方案和实验小论文的形式，了解整个教学过程中学生的学习效果和心得。问卷调查主要从微生物学实验课程思政的必要性、生物安全知识、实验技能收获和学生自我评价等方面展开，开课前88.00%的学生不了解生物安全与微生物之间的关系，47.17%的学生认为课程没有必要融入生物安全，39.62%的学生认为开展课程思政与课程教学无关，18.87%的学生认为课程思政与今后从事职业无关，15.09%的学生认为课程思政对学习没有用。根据学生学情调查数据可知，该校此前未开展生物安全教育可能是导致学生对生物安全与微生物之间联系认知较低的主要原因。

从思政内容的评价来看，96.23%的学生认为课堂上思政内容对生物安全价值观产生正面影响，20.75%的学生认为思政内容最有吸引力的是生物安全国际形势。由此可见，课程思政激发了学生对生物安全的认知欲望，也重新塑造了其生物安全价值观和生物安全道德修养。

通过微生物学实验课程思政，对相同的问题再次发放调查问卷，100%的学生认为课程思政与今后从事职业直接相关，尤其是47.17%有意向提升学历的学生认为有助于提升科研素养和增强生物安全意识，41.5%有企业就业意向的学生认为有助于增强工作中的生物安全意识，39.62%的学生认为还可以提高职业技能和素养，28.30%有从事中小学教育意向的学生认为有助于今后对中小学生开展生物安全教育，所有学生均认为应将生物安全意识融入其他实验课堂，71.7%的学生认为通过综合实验锻炼了学生运用微生物技术解决生产实际问题的能力。

4.3 改变了学生的学习方式，提高了学生的深度学习能力和学习成绩

通过课前案例与研讨相结合以及项目驱动式教学模式，改变了学生原有的机械化、被动式学习方式，真正关注学生综合素质以及微生物学实验核心素养的培养。通过课前案例、问题导入、组织讨论等教学方法，学生建立了问题意识，促进了学生深层次思考和对问题剖析探究能力的培养，在分析案例的基础上培养了学生的科学素养。项目式的综合实验，学生通过分工协作，运用科学的批判思维方法设计和开展实验，对实验结果进行分析，使学生的科学探究能力得到提升，最终能够将所学基础知识实践于实际应用。

根据过程性考核和期末考核的最终考核结果可知，“优”占28.30%，“良”占64.15%，“中”占7.55%，其中成绩为“优”和“良”的学生比例比去年分别增加87.5%和25.9%。通过对过程性考核的分析比对发现，重视实验过程操作规范和注意事项的学生综合实验考核分值也较高，积极参与教学讨论的学生文献汇报表现、实验方案设计和论文撰写部分分值同步提升，积极参与实验准备的学生综合实验实施过程和期末考核环节分值也有所提升。通过考核后与学生交谈发现，实验操作规范分值较高的学生认为增强自我生物安全的防范意识十分重要；动手能力较弱的学生认为过程性考核注重个体差异，课前案例和研讨教学方式让他们更积极主动地参与分析讨论、文献汇报和实验方案撰写等方面，且学生的学习能力、分析问题能力也得到了提升。

5 结语

以生物安全为背景的微生物学实验课程思政教育是回归“以人为本”和“教书育人”的初心，通过多维度教学内容、多元教学形式设计，在这门课程中建立了有机共融的思政课程教学体系，使学生能够更直观地认识国家生物安全的实际问题，深层次内化职业道德规范与修养，激发学生的科研精神和主动创新意识，培养具有爱国主义情怀和生物安全观的综合型应用人才。

参考文献

［1］王小理.生物安全时代：新生物科技变革与国家安全治理［J］.国际安全研究，2020，38（4）：109-135.

［2］王艳凤，赵国星，刘畅，等.虚拟仿真技术助力下的“医学微生物学”实验课程教学方案设计和实践［J］.微生物学通报，2021，48（1）：295-305.

［3］熊宏齐. 虚拟仿真实验教学助推理论教学与实验教学的融合改革与创新［J］.实验技术与管理，2020，37（5）：1-4，16.

［4］姚佳，马悦，徐文，等.基于微课的翻转课堂在医学微生物实验教学改革中的探索［J］.微生物学通报，2019，46（9）：2426-2435.

［5］任者春.抗疫中的社会主义核心价值观力量［N］.中国社会科学报，2020-04-02（004）.

［6］陈晗，朱德艳，刘欢. 应用型大学微生物学课程教学改革与实践［J］.微生物学通报，2019，46（3）：672-678.

［7］本报评论员. 筑牢国家生物安全防线［N］.科技日报，2021-04-16（001）.

［8］习近平.中华人民共和国主席令（第五十六号）［EB/OL］.（2020-10-18）［2021-09-21］.http：//www.gov.cn/xinwen/2020-10/18/content_5552107.htm.

［9］秦天宝.《生物安全法》的立法定位及其展开［J］.社会科学辑刊，2020（3）：134-147，209.

［10］教育部.教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知：教高〔2020〕 3号［EB/OL］（2020-05-28）［2021-09-21］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

［11］柳叶，胡佳杰，张胜威.自然科学课程思政的教学探索：以微生物学为例［J］. 微生物学通报，2020，47（4）：1168-1177.