沈 喜, 林 芳, 宋 淵, 張 華, 易 靜, 程 博
(蘭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,蘭州 730000)
課程思政建設(shè)是高校進(jìn)一步推進(jìn)教學(xué)改革、落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措。2020年教育部印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》,明晰了課程思政的建設(shè)要求和路徑遵循[1]。習(xí)近平總書(shū)記在黨的二十大報(bào)告中再次重申,育人的根本在于立德,落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù),培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。近幾年,高校在實(shí)驗(yàn)室安全[2-3]、實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)[4]、實(shí)驗(yàn)課程評(píng)價(jià)體系[5]、實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)[6]等方面中開(kāi)展了課程思政教育,提出多種課程思政的方案和策略,有力提升了實(shí)踐教學(xué)教師在全員、全過(guò)程、全方位“立德樹(shù)人”“知行合一”的教育水平。
分子生物學(xué)是面向生物、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、草業(yè)、生態(tài)等生命學(xué)科學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門(mén)核心課程,應(yīng)用范圍與人類(lèi)生產(chǎn)生活有著包羅萬(wàn)象的關(guān)系,例如:遺傳病診斷和預(yù)防、生物醫(yī)藥、農(nóng)作物改良、動(dòng)物育種、畜牧業(yè)發(fā)展等方面。但是,生物專(zhuān)業(yè)要取得突破性進(jìn)展和豐碩的成果,必須依賴(lài)基本的實(shí)驗(yàn)條件、大量的精力投入、淡泊名利的耐心和毅力。由于投入學(xué)習(xí)的周期長(zhǎng)、收益慢,生物專(zhuān)業(yè)已從20年前高考學(xué)生認(rèn)為的“21 世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)”轉(zhuǎn)變?yōu)楫?dāng)下的“四大天坑”專(zhuān)業(yè)之首。作為生命專(zhuān)業(yè)核心課程的教學(xué)團(tuán)隊(duì),在課程思政視域下,以?xún)r(jià)值引領(lǐng)和人文情懷豐滿(mǎn)課程內(nèi)容,將傳授先進(jìn)知識(shí)和課程思政相融合進(jìn)行課程設(shè)計(jì),科學(xué)有效地落實(shí)于本科教學(xué)中,達(dá)到增強(qiáng)學(xué)科魅力、觸發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力的教學(xué)目標(biāo),培養(yǎng)愛(ài)崗敬業(yè)的生命科學(xué)人才。
在課程設(shè)計(jì)之前,需要準(zhǔn)確把握分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程價(jià)值內(nèi)涵與實(shí)驗(yàn)課程思政的內(nèi)涵,以課程教學(xué)目標(biāo)為指導(dǎo),在知識(shí)傳授和技能培訓(xùn)的過(guò)程中,重視學(xué)生品格、意志、情感和價(jià)值觀的塑造,實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)與課程思政的價(jià)值統(tǒng)一(見(jiàn)圖1)。
圖1 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程思政設(shè)計(jì)框架
分子生物學(xué)是運(yùn)用先進(jìn)儀器、巧妙設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)觀察、邏輯分析和思維判斷來(lái)揭示微觀生命,并用之改造生命、實(shí)現(xiàn)生物定向演化的學(xué)科。1901 ~2022年自然科學(xué)的諾獎(jiǎng)得主共有638 人,其中近1/2 的成果與生物化學(xué)及分子生物學(xué)有關(guān),充分表明這門(mén)學(xué)科的研究進(jìn)展代表著人類(lèi)在前沿科技、科學(xué)思維和微觀認(rèn)知方面的綜合進(jìn)步。在探索微觀生命的過(guò)程中包含了人類(lèi)孜孜以求追求真理的精神,包含了人與人的相互配合、辯證和共識(shí),達(dá)到對(duì)自然界的了解、適應(yīng)和改善。所以通過(guò)學(xué)習(xí)這門(mén)課程,讓學(xué)生不僅增強(qiáng)改造自然的學(xué)科自信,更應(yīng)該懂得尊重和敬畏自然規(guī)律,與自然和諧共生的世界觀,牢固樹(shù)立人與人之間求同存異、相互依賴(lài)的“人類(lèi)命運(yùn)共同體”的價(jià)值觀。
課程思政不是一門(mén)具體的課程,也不是純粹的思想政治教育,作為價(jià)值觀教育的一種新理念,旨在實(shí)現(xiàn)知識(shí)教育與價(jià)值教育的統(tǒng)一,育人與育才的統(tǒng)一[7]。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)融入思政教育較理論課程更有實(shí)踐意義,在特定的實(shí)驗(yàn)室里,學(xué)生身處專(zhuān)業(yè)儀器和特殊試劑藥品的嚴(yán)肅環(huán)境中,會(huì)不自覺(jué)地懷著好奇與敬畏,通過(guò)教師的引導(dǎo)學(xué)習(xí)理論知識(shí),按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng),再根據(jù)理論知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果最后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在理論-實(shí)踐-理論的認(rèn)知過(guò)程中,與教師有著近距離、充分交流的機(jī)會(huì),教師的政治意識(shí)、學(xué)術(shù)精神、文化自信和人格修養(yǎng)很容易與顯性的知識(shí)傳授相融合[8],多角度地對(duì)學(xué)生產(chǎn)生直接影響,形成一種“如鹽入水”的隱性教育,促進(jìn)學(xué)生綜合能力的全面發(fā)展。所以說(shuō),實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有“知行合一”的思政教育內(nèi)涵和價(jià)值。
分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)以各類(lèi)生命體為研究對(duì)象,側(cè)重于技能培訓(xùn)和行為實(shí)踐。學(xué)生提高學(xué)習(xí)的獲得感和認(rèn)同感,源于把學(xué)習(xí)不僅僅當(dāng)作知識(shí)的積累、轉(zhuǎn)變和遷移[9-10],而是自身理想信念的切實(shí)行動(dòng)者,是生命學(xué)科的學(xué)習(xí)價(jià)值到社會(huì)價(jià)值的體現(xiàn)。高校課程思政建設(shè)側(cè)重于精神和思維的培育,如果單純以思想教育為主,會(huì)顯得空洞無(wú)物,同樣需要以課程教學(xué)為載體,在專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)中強(qiáng)調(diào)知識(shí)教育與價(jià)值教育相統(tǒng)一,注重價(jià)值引領(lǐng)和品德培養(yǎng)。只有將二者有機(jī)結(jié)合起來(lái),才能達(dá)到同向同行,最終把大學(xué)生培養(yǎng)成具有堅(jiān)定理想信念和過(guò)硬學(xué)識(shí)能力的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人[11-13]。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行課程思政的路徑必須全面深入地聚焦教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施環(huán)節(jié),不能生搬硬套和強(qiáng)行植入,讓思政教育和實(shí)驗(yàn)教學(xué)形成“兩張皮”的現(xiàn)象?,F(xiàn)結(jié)合線(xiàn)上與線(xiàn)下兩條路徑力求將思維、能力、情感、品格的培養(yǎng)有機(jī)地融合于實(shí)驗(yàn)教學(xué),以“潤(rùn)物無(wú)聲”的方式將思政融化于技能培訓(xùn)和素養(yǎng)達(dá)成之中。
2019年3月,習(xí)近平總書(shū)記在學(xué)校思想政治理論課教師座談會(huì)上指出:“辦好思想政治理論課關(guān)鍵在教師,關(guān)鍵在發(fā)揮教師的積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性。思政課教師,要給學(xué)生心靈埋下真善美的種子,引導(dǎo)學(xué)生扣好人生第一??圩印薄2粌H思想政治理論課,所有課程思政元素的挖掘和融入歸根結(jié)底是由教師組織完成,從4 個(gè)方面提高專(zhuān)業(yè)教師的思政教學(xué)能力。
(1)建設(shè)課程教師團(tuán)隊(duì)。目前高校教師的學(xué)歷組成普遍以博士為主,整體業(yè)務(wù)水平較高,但是教授同一門(mén)課程的不同教師對(duì)課程思政的重視程度和認(rèn)識(shí)水平存在差異,這就需要以建設(shè)教師團(tuán)隊(duì)為核心,加強(qiáng)教師團(tuán)隊(duì)政治理論學(xué)習(xí)和交流,首先在教師隊(duì)伍中達(dá)到政治認(rèn)同、共同重視和價(jià)值統(tǒng)一,才能發(fā)揮每位專(zhuān)業(yè)教師的主觀能動(dòng)性,做好課程的思政教育[14]。
(2)建立規(guī)范的教學(xué)大綱。課程思政需要有較高的理論和政治水平,需要教師開(kāi)拓視野,學(xué)習(xí)政治理論,深入思考價(jià)值元素,挖掘教學(xué)內(nèi)容與思政教育的結(jié)合點(diǎn),共同制定教學(xué)大綱。在講授知識(shí)點(diǎn)和學(xué)生實(shí)踐過(guò)程中,何時(shí)加入、加入什么案例、如何將案例提升為思政精神,都需要教師團(tuán)隊(duì)達(dá)成共識(shí),寫(xiě)入教學(xué)大綱,成為思政教學(xué)的規(guī)范,避免思想認(rèn)識(shí)的偏差。
(3)建設(shè)課程思政案例庫(kù)。在規(guī)范的教學(xué)大綱指導(dǎo)下,教學(xué)團(tuán)隊(duì)定期開(kāi)展教研活動(dòng),組織教師根據(jù)本學(xué)科的科技前沿、社會(huì)熱點(diǎn)、文化自信、科研倫理和科普知識(shí)等方面搜集思政案例,提煉思政元素精神,建立思政案例庫(kù),并且隨著本學(xué)科的科研進(jìn)展、熱點(diǎn)變換和新事件的發(fā)生不斷更新。
(4)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)環(huán)節(jié)。課堂設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)思政元素融入實(shí)驗(yàn)課堂的關(guān)鍵,教師在組織和融入思政教學(xué)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,不僅需要思政案例的植入,更需要基于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的萃取,將實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本方法和思想政治教育的一般規(guī)律相結(jié)合,設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。一份好的課堂設(shè)計(jì)可以使思政教育成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的推動(dòng)力,讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境產(chǎn)生親近感,對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康漠a(chǎn)生歸屬感,對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程產(chǎn)生責(zé)任感,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生獲得感,真正達(dá)到實(shí)驗(yàn)課程思政教學(xué)的實(shí)效[15]。
2.2.1 課程導(dǎo)學(xué)環(huán)節(jié)(課前)
分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)自2020年起實(shí)行線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式,在線(xiàn)MOOC已在中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)運(yùn)行6個(gè)周期。MOOC的總論納入覆蓋分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、具有劃時(shí)代意義、里程碑式的諾獎(jiǎng)成果故事。諾貝爾獎(jiǎng)是全球?qū)W者追求的最高榮譽(yù)和學(xué)術(shù)認(rèn)可,通過(guò)課前導(dǎo)學(xué),將其中的科學(xué)精神和科研素養(yǎng)塑造為本課程的第一印象,充分激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)本學(xué)科、樹(shù)立為生命科學(xué)事業(yè)長(zhǎng)期奮斗的崇高志向。
(1)追求真理、無(wú)懼權(quán)威的創(chuàng)新精神——Watson和Crick發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)獲1962年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的第一步是獲取生物的基因組DNA,而DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)被視為20 世紀(jì)最偉大的成就之一,是分子生物學(xué)誕生的標(biāo)志。20 世紀(jì)50年代,學(xué)院參與DNA 結(jié)構(gòu)解析的主要有3 個(gè)團(tuán)隊(duì):加州理工的科學(xué)奇才、世界主要的結(jié)構(gòu)化學(xué)家Linus Pauling、兩個(gè)血?dú)夥絼偛o(wú)多少科學(xué)經(jīng)驗(yàn)而被很多人小看的英國(guó)博后Watson 和研究生Crick、英國(guó)國(guó)王學(xué)院實(shí)驗(yàn)室的Maurice Wilkins 和Rosalind Franklin。研究背景相差懸殊的情況下,對(duì)DNA結(jié)構(gòu)研究充滿(mǎn)熱情的Watson和Crick根據(jù)Wilkins報(bào)告中DNA的X射線(xiàn)衍射圖片,推導(dǎo)出了DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的初稿,但是提呈給Franklin時(shí)被指出了重要的錯(cuò)誤。兩個(gè)年輕人并不氣餒,根據(jù)Wilkins提供的Franklin 更清晰的X射線(xiàn)衍射照片繼續(xù)完善模型推導(dǎo),最后先于Linus Pauling于1953年4月25日出版的Nature 雜志發(fā)表了DNA反向平行雙螺旋模型的論文,成為現(xiàn)代科學(xué)史上的重要里程碑,對(duì)當(dāng)代從分子水平研究生命科學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。少年強(qiáng)則中國(guó)強(qiáng),在受到西方不良文化影響和沖擊下,許多青少年價(jià)值觀扭曲,金錢(qián)享受觀至上。但是通過(guò)國(guó)外科學(xué)家獲諾獎(jiǎng)的故事讓學(xué)生明白對(duì)科學(xué)真理的追求和突破認(rèn)知邊界的努力是人類(lèi)的共同價(jià)值取向。當(dāng)前,我國(guó)面臨新時(shí)代新征程的使命任務(wù)中,青少年的重任在肩,非常需要這種對(duì)科學(xué)研究充滿(mǎn)熱情、勇于挑戰(zhàn)未知、勇于沖破權(quán)威束縛的創(chuàng)新精神做支撐。
(2)集智攻關(guān)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的協(xié)同精神——Paul Berg發(fā)明DNA 重組技術(shù)獲得1980年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。DNA重組和轉(zhuǎn)化是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)基因克隆的核心技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)在至少3 個(gè)國(guó)際頂尖研究團(tuán)隊(duì)的努力下得以實(shí)現(xiàn)。1972年,美國(guó)斯坦福大學(xué)現(xiàn)代遺傳工程之父Paul Berg 團(tuán)隊(duì)在試管里將病毒SV40、大腸桿菌乳糖操縱子和λ 噬菌體功能基因,通過(guò)λ 外切酶、EcoR I、DNA聚合酶I、DNA 連接酶進(jìn)行人工重組,完成了人類(lèi)第一次把不同物種的DNA 連接成重組DNA的壯舉。1970年瑞典卡羅林斯卡研究所的Mandel 研究團(tuán)隊(duì),發(fā)明了CaCl2熱休克轉(zhuǎn)化法讓大腸桿菌吸收噬菌體DNA。1973年,斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院Stanly與加州大學(xué)伯克利分校的Boyer,結(jié)合前兩個(gè)團(tuán)隊(duì)的成果,將重組的質(zhì)粒DNA 導(dǎo)入細(xì)菌,轉(zhuǎn)化技術(shù)獲得成功,奠定了當(dāng)代分子克隆、基因工程、生物醫(yī)藥的基礎(chǔ)??茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展向來(lái)不是孤立的個(gè)人行為,都是在前人經(jīng)驗(yàn)積累的基礎(chǔ)上,結(jié)合自身和團(tuán)隊(duì)的持續(xù)努力獲得突破性進(jìn)展,我國(guó)青年一代必須懂得人類(lèi)戰(zhàn)勝自然、改造自然要依靠團(tuán)隊(duì)和集體的智慧和力量。
(3)胸懷天下、服務(wù)人民的愛(ài)國(guó)精神——屠呦呦因青蒿素研究獲2015年諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。在講分子生物學(xué)應(yīng)用時(shí)引入我國(guó)屠呦呦獲得諾獎(jiǎng)的故事。瘧疾是流行于熱帶和亞熱帶國(guó)家的重要流行病,青蒿素問(wèn)世推廣前,全球每年約有4 億人感染瘧疾,100 萬(wàn)以上人口死亡[16]。屠呦呦以人民生命安全為己任,領(lǐng)導(dǎo)課題組收集中醫(yī)藥2 000 余方藥基礎(chǔ)上,歷經(jīng)380多次失敗,終于在1971年獲得青蒿抗瘧發(fā)掘成功。青蒿素不僅有效控制了我國(guó)瘧疾的感染率和死亡率,自2006年被WHO推薦用于瘧疾一線(xiàn)藥物后,使全球每年百萬(wàn)人免于瘧疾的病死[17],對(duì)人類(lèi)公衛(wèi)事業(yè)上作出了巨大貢獻(xiàn)。生物醫(yī)藥是現(xiàn)代生物技術(shù)與制藥產(chǎn)業(yè)相結(jié)合的高精產(chǎn)業(yè),近年來(lái),中國(guó)生物技術(shù)的發(fā)展雖然在干細(xì)胞、合成生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破,但具有原創(chuàng)性的研究成果和應(yīng)用落后于海外,以發(fā)展原創(chuàng)科技為核心競(jìng)爭(zhēng)力的生物醫(yī)藥研發(fā)是中國(guó)解決卡脖子的緊迫問(wèn)題,需要青年一代以強(qiáng)烈的愛(ài)國(guó)主義精神為學(xué)習(xí)動(dòng)力,投身于現(xiàn)代生物技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的研究。
(4)生物技術(shù)的雙刃劍、科學(xué)倫理的普及——Charpentier和Doudna因發(fā)明基因編輯技術(shù)獲得2020年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。CRISPR/Cas9 基因編輯技術(shù)是目前全球做分子研究必備的實(shí)驗(yàn)技術(shù),年輕的華裔科學(xué)家張峰是該技術(shù)的重要發(fā)明人。雖然2020年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予法國(guó)Charpentier和美國(guó)Doudna,但是2022年2月28日,美國(guó)專(zhuān)利和商標(biāo)局(USPTO)裁定CRISPR/Cas9 基因編輯技術(shù)專(zhuān)利屬于張鋒團(tuán)隊(duì)。暫且不討論諾獎(jiǎng)的得失問(wèn)題,需要向?qū)W生指明的是:生物技術(shù)是把雙刃劍!基因編輯使生命科學(xué)有能力全面干預(yù)生命的遺傳和演化,但是引起社會(huì)廣泛關(guān)注的基因編輯嬰兒的出生,向世人提出了警示:生物技術(shù)造就的奇跡越多,由其引發(fā)的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)和科研倫理也會(huì)越多。所以,提醒未來(lái)從事生命科學(xué)研究的學(xué)生應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)學(xué)術(shù)底線(xiàn):禁止采用生殖細(xì)胞從事基因治療,因?yàn)樯臣?xì)胞可將編輯過(guò)的基因遺傳給后代,導(dǎo)致人類(lèi)基因池的污染,造成的不良后果目前無(wú)法確定。
2.2.2 實(shí)驗(yàn)原理環(huán)節(jié)(課前)
理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需要學(xué)生掌握原理性和方法性的思維模式,尤其是具有微觀特征的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn),孤立的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不僅不能解決實(shí)際科研問(wèn)題,而且學(xué)生無(wú)法建立各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)之間的聯(lián)系。結(jié)構(gòu)性思維是馬克思主義方法論中整體和部分關(guān)系的重要啟示,也是科研工作的重要思維方式。本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu),減少單獨(dú)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),將分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的各項(xiàng)技術(shù),整合于解決科研問(wèn)題的技術(shù)通路,以解決問(wèn)題為“整體”頂層設(shè)計(jì),以單項(xiàng)技術(shù)為“部分”進(jìn)行教學(xué)實(shí)施,在實(shí)驗(yàn)原理環(huán)節(jié)幫助學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖,將綜合實(shí)驗(yàn)中復(fù)雜的流程先分大模塊,最后分解到具體步驟。這種結(jié)構(gòu)性思維設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)體系,既有框架又有細(xì)節(jié),加強(qiáng)了技術(shù)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性,在課前幫助學(xué)生建立“整體”和“部分”的觀念,既有助于記憶,而且提高了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力[18,19]。
2.2.3 實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)(課上)
實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)是學(xué)生獨(dú)立自主動(dòng)手動(dòng)腦的主要環(huán)節(jié),過(guò)去往往側(cè)重動(dòng)手能力的培養(yǎng),讓學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)操作僅僅是“照單抓藥”,忽略了蘊(yùn)含于實(shí)驗(yàn)成敗的多方面因素。應(yīng)根據(jù)課程思政的理念,構(gòu)建“顯性教育”與“隱性教育”相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn),通過(guò)二者之間教育目的的一致性、工作內(nèi)涵的共融性和實(shí)施主體的協(xié)同性[20],將樸實(shí)勤奮的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、高尚自律的人格素養(yǎng)通過(guò)教師的言傳身教傳染給學(xué)生,真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。
(1)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。在科學(xué)研究中,重視團(tuán)隊(duì)作用,發(fā)揚(yáng)協(xié)作精神,是取得科研成果的重要因素。本課程的實(shí)驗(yàn)課上要求2 人為一個(gè)合作小組,每次實(shí)驗(yàn)兩位同學(xué)都有相應(yīng)的任務(wù),例如這次實(shí)驗(yàn)A 同學(xué)配制試劑,B同學(xué)安裝實(shí)驗(yàn)裝置,下次實(shí)驗(yàn)角色對(duì)換。這樣安排不僅提高每位同學(xué)的動(dòng)手參與度,而且由于實(shí)驗(yàn)的成敗關(guān)乎兩個(gè)人的操作,充分培養(yǎng)了學(xué)生小組內(nèi)相互合作、共同榮辱的協(xié)作意識(shí)。
(2)“利他”思維。“利他”思維是東方的辯證哲學(xué)思想,是華夏5000年人與人之間文明相處的智慧。很多學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室里以自我為中心,遲到早退影響課堂秩序,隨手?jǐn)[放物品忽略他人感受。所以遲到早退納入綜合考核,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師會(huì)提醒和要求學(xué)生及時(shí)歸位用過(guò)的公用藥品和物品,值日生及時(shí)補(bǔ)充公用蒸餾水等;實(shí)驗(yàn)后認(rèn)真清理實(shí)驗(yàn)臺(tái),清洗、整理用過(guò)的燒杯、培養(yǎng)皿,調(diào)節(jié)加樣槍到最大量程并按組放置在加樣槍架上,方便下次實(shí)驗(yàn)的同學(xué)使用。這些實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的培養(yǎng),讓每位實(shí)驗(yàn)者都能體會(huì)到為他人著想,而獲得他人尊重和贊賞的愉悅的實(shí)驗(yàn)感受。
(3)挫折思想。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)為綜合性實(shí)驗(yàn),操作流程長(zhǎng)、步驟多、細(xì)節(jié)多,對(duì)于第一次實(shí)驗(yàn)的學(xué)生具有挑戰(zhàn)性。隨著實(shí)驗(yàn)進(jìn)度的逐步加深,失敗率會(huì)逐漸提高,許多學(xué)生因?yàn)閷?shí)驗(yàn)失敗而沮喪放棄。需要老師耐心引導(dǎo)學(xué)生分析每一步的操作細(xì)節(jié)和成敗原因,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到真正的科學(xué)研究不是實(shí)驗(yàn)流程一帆風(fēng)順的復(fù)制粘貼,而需要在每個(gè)動(dòng)手環(huán)節(jié)認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,關(guān)注操作細(xì)節(jié),總結(jié)最佳操作方法。只有勇于面對(duì)挫折和挑戰(zhàn),反復(fù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),才能獲得真正的成功,這才是操作環(huán)節(jié)最重要的收獲。
2.2.4 實(shí)驗(yàn)器材環(huán)節(jié)(課上)
分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的器材會(huì)用到離心、滅菌、核酸檢測(cè)等設(shè)備,用到許多昂貴的試劑和材料,MOOC導(dǎo)學(xué)部分不僅專(zhuān)門(mén)介紹儀器設(shè)備的安全使用和規(guī)范操作,另外在課上還要按照每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情況講授課本之外的經(jīng)驗(yàn),將勤儉節(jié)約、實(shí)驗(yàn)安全和環(huán)保意識(shí)落到實(shí)處。
(1)勤儉節(jié)約意識(shí)。勤儉節(jié)約是中華民族的傳統(tǒng)美德,作為未來(lái)的科研工作者更應(yīng)該注重試劑耗材的節(jié)約,避免社會(huì)資源的浪費(fèi)。①所有易變質(zhì)、易降解的貴重酶類(lèi)和蛋白質(zhì)樣品應(yīng)小量分裝,避免反復(fù)凍融后整管浪費(fèi)。如TaqE、dNTP和彩虹marker等;②配制試劑按需配制,不隨意浪費(fèi)藥品。例如不同大小的水平板電泳槽,按照體積提前計(jì)算需要的瓊脂糖的克數(shù),然后配制相應(yīng)毫升數(shù)的瓊脂糖凝膠;③回收利用用量較大的試劑或昂貴的實(shí)驗(yàn)材料。例如電泳的電極緩沖液和Western Blot的第一抗體可反復(fù)使用3 ~4 次,降低實(shí)驗(yàn)成本;④減少一次性塑料器材的使用,例如使用可反復(fù)滅菌的玻璃培養(yǎng)皿,減少一次性塑料培養(yǎng)皿的使用,也可降低對(duì)環(huán)境的白色污染。
(2)安全意識(shí)和環(huán)保措施。黨的二十大報(bào)告中指出,“人與自然和諧共生”是“中國(guó)式現(xiàn)代化”的5 項(xiàng)特征之一。堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展,像保護(hù)眼睛一樣保護(hù)自然和生態(tài)環(huán)境,是生命專(zhuān)業(yè)學(xué)生必備的職業(yè)素養(yǎng)。分子實(shí)驗(yàn)室試劑藥品項(xiàng)目種類(lèi)繁多,涉及有機(jī)試劑包含苯酚、氯仿、異戊醇等;生物樣品包括工程細(xì)菌、蛋白、抗體等;有害試劑包括致癌性的EB、神經(jīng)毒性試劑丙烯酰胺等,所以安全教育和環(huán)境保護(hù)措施的培養(yǎng)必須貫穿于實(shí)驗(yàn)始末。例如:廢棄的有機(jī)試劑苯酚/氯仿/異戊醇不能直接倒入下水道污染環(huán)境,必須集中回收在廢液桶中,廢液桶上標(biāo)記明確的標(biāo)簽,等待學(xué)校統(tǒng)一回收給專(zhuān)業(yè)“三”廢品公司處理;實(shí)驗(yàn)構(gòu)建的具有耐藥性的工程菌應(yīng)在實(shí)驗(yàn)后高溫滅活處理;用致癌性染料溴化乙啶染色的瓊脂糖凝膠必須集中回收,用活性炭處理后在學(xué)校焚燒爐里焚燒為無(wú)害物,或者用無(wú)致癌性染料Gene Green替換致癌性試劑溴化乙啶;PAGE 電泳灌膠剩余的液態(tài)聚丙烯酰胺不能直接倒入下水道,必須等到與N'N-甲叉雙丙烯酰胺化學(xué)聚合成毒性極低的固態(tài)聚丙烯酰胺凝膠后丟棄。
2.2.5 實(shí)驗(yàn)報(bào)告環(huán)節(jié)(課后)
學(xué)術(shù)誠(chéng)信一直是科研工作者最重要的品德規(guī)范,但是學(xué)生中抄襲和采用他人結(jié)果的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,究其主要原因:傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)以實(shí)驗(yàn)成功為主要給分項(xiàng),學(xué)生為了獲得良好的實(shí)驗(yàn)成績(jī),不惜弄虛作假或復(fù)制粘貼他人優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)照片。本著培養(yǎng)學(xué)生學(xué)術(shù)誠(chéng)信的宗旨,我們對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告采取2 個(gè)舉措:①降低實(shí)驗(yàn)報(bào)告在最終成績(jī)中的比例。②實(shí)驗(yàn)報(bào)告不以實(shí)驗(yàn)成敗論英雄。當(dāng)實(shí)驗(yàn)成功時(shí),要求學(xué)生查閱文獻(xiàn),用文獻(xiàn)資料結(jié)合自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,來(lái)分析和討論本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明的問(wèn)題;當(dāng)實(shí)驗(yàn)失敗時(shí),要求學(xué)生真實(shí)客觀地記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并能用理論知識(shí)和邏輯分析來(lái)解釋失敗的原因、有可能的補(bǔ)救方法、如何在下次實(shí)驗(yàn)獲得較好結(jié)果等。用實(shí)驗(yàn)報(bào)告來(lái)反映真實(shí)的動(dòng)手能力、小組配合和解決問(wèn)題的能力,從根本上樹(shù)立樸素求實(shí)、誠(chéng)實(shí)守信的學(xué)術(shù)精神。
2.2.6 考核評(píng)價(jià)體系(課后)
課程的考核評(píng)價(jià)改變過(guò)去以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為最終成績(jī)的單邊考核方式,而是利用線(xiàn)上MOOC 平臺(tái)和線(xiàn)下課堂實(shí)操兩種課堂環(huán)境,設(shè)計(jì)了包含對(duì)課前、課上和課后的“顯性”和“隱性”思政元素的總體考核,并設(shè)置了具體的實(shí)施細(xì)則(見(jiàn)圖2)。課前將學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)的掌握情況納入MOOC 平臺(tái)設(shè)置的單元測(cè)驗(yàn)和期末考試,將學(xué)生價(jià)值觀和精神引領(lǐng)以主觀題的方式設(shè)計(jì)入“課堂討論”;課上學(xué)生遵守課堂紀(jì)律和實(shí)驗(yàn)清理情況納入課堂表現(xiàn);課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告以小論文的形式考核學(xué)生小組配合和科研思維的達(dá)成情況。通過(guò)考核體系改革,全面客觀地反映實(shí)驗(yàn)過(guò)程中技術(shù)培訓(xùn)與育人育才的總體效果。
圖2 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)體系
通過(guò)中國(guó)大學(xué)MOOC 線(xiàn)上課堂討論的形式,了解學(xué)生對(duì)課程思政中科學(xué)精神的認(rèn)同情況。討論題目是:談?wù)勛约鹤钚蕾p的生物科學(xué)家及原因。統(tǒng)計(jì)本學(xué)期排名靠前的科學(xué)家,校內(nèi)學(xué)生中有19%的欣賞達(dá)爾文,敬佩他不懼神權(quán)、堅(jiān)持真理的科學(xué)精神;17%的學(xué)生欣賞孟德?tīng)?,敬佩他?jiān)持真理、善于觀察和勤于思考的科學(xué)精神;8%的學(xué)生欣賞屠呦呦,敬佩我國(guó)女性科學(xué)家淡泊名利、專(zhuān)心科研的科學(xué)精神;7%的學(xué)生欣賞施一公和顏寧,敬佩他們立志科研、回國(guó)報(bào)效的愛(ài)國(guó)情懷;7%的學(xué)生欣賞芭芭拉.麥克林托克,敬佩她堅(jiān)持真理、質(zhì)疑權(quán)威的科學(xué)精神;5%的學(xué)生欣賞摩爾根,敬佩他畢生從事遺傳學(xué)研究的執(zhí)著精神;4%的學(xué)生欣賞Watson和Crick,敬佩兩位科學(xué)家年少有為、共同克服困難的合作精神。校外學(xué)生討論中有55%的(包括一名留學(xué)日本的研究生)喜歡華裔科學(xué)家張峰,非常敬佩我國(guó)青年才俊在基因編輯中的開(kāi)拓性工作。從認(rèn)真而熱烈的討論中可以看出,堅(jiān)持真理、淡泊名利、愛(ài)國(guó)情懷、專(zhuān)注科研、共克難題是大多數(shù)青年學(xué)生認(rèn)可和信服的科學(xué)精神,其中對(duì)華裔青年科學(xué)家張峰的敬佩體現(xiàn)了年輕學(xué)子對(duì)科研做出卓越貢獻(xiàn)的崇高理想和美好愿望。通過(guò)討論,充分說(shuō)明通過(guò)線(xiàn)上線(xiàn)下相結(jié)合的課程思政設(shè)計(jì),潛移默化幫助學(xué)生樹(shù)立了正確的世界觀和價(jià)值觀,有效激發(fā)了學(xué)生熱愛(ài)生命專(zhuān)業(yè)并為之奮斗的信心和決心。
綜上所述,思政教育通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)發(fā)揮教書(shū)育人、立德樹(shù)人的作用,是一種行之有效的育人育才課程改革方式,也必定須長(zhǎng)期堅(jiān)持的工作。我校異地校區(qū)辦學(xué),學(xué)生接觸最多、接觸時(shí)間最長(zhǎng)的就是長(zhǎng)期駐守榆中校區(qū)的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教師。通過(guò)核心實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)和培訓(xùn),把我校一代代教師立志高遠(yuǎn)、扎根西部的愛(ài)國(guó)情懷,專(zhuān)注科研、潛心教學(xué)的學(xué)術(shù)精神,踏實(shí)樸素、誠(chéng)實(shí)自律的做人做事風(fēng)格傳染給學(xué)生,培養(yǎng)品德高尚、理想遠(yuǎn)大、具有國(guó)際視野和家國(guó)情懷的綜合性人才,是在雙一流高校建設(shè)過(guò)程中秉承的辦學(xué)理念和建設(shè)目標(biāo)。
·名人名言·
科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)理論的源泉,是自然科學(xué)的根本,也是工程技術(shù)的基礎(chǔ)。
——張文裕