以能力培养为导向的细胞生物学实验课程思政建设_张萍.pdf

课程思政是落实高等教育“立德树人”根本任务的重要载体。在细胞生物学实验课程中，以课程目标能力培养为导向，结合课程内容挖掘思政元素，制订该课程的思政方案;重点展示学术诚信、社会责任感、科学素养三方面的实施案例;总结实施后的育人效果。通过对细胞生物学实验课程思政探索，为生物类相关实验课程开展课程思政提供了思路与参考。关键词:细胞生物学实验;能力培养;课程思政;学术诚信;社会责任感;科学素养中图分类号:G 642文献标志码:A文章编号:1006 7167(2023)02 0226 05Curriculum Ideological and Political Education Construction inCell Biology Experimental Course Oriented by Ability CultivatingZHANG Ping，QIN Minjun，ZHENG Youli，ZHANG Xia(a School of Life Sciences Biotechnology;b National Demonstration Center for Life Sciences andBiotechnology，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200240，China)Abstract:Curriculum ideological and political education is an important carrier of implementing the fundamental task of“Morality Education”in Higher Education Aiming at the“Cell Biology Experiment”course，this paper is oriented tothe objective ability cultivating in the course，the ideological and political elements are excavated in combination with thecourse content，both the ideological and political program of the course is formulatedThis paper displayedimplementation cases from the three aspects of“academic integrity”，“social responsibility”and“scientific literacy”Through the exploration of the curriculum ideology and politics of the course，the author provides ideas and references forthe biology-related experimental courses to carry out the curriculum thinking and reference valueKey words:cell biology experiments;ability cultivating;curriculum ideological and political education;academicintegrity;sense of social responsibility;scientific literacy收稿日期:2022-04-26基金项目:上海高校本科重点教改项目(沪教委高 2020 55 号);上海市重点课程(沪教委高(2021)34 号);上海交通大学教学发展中心基金项目(CTLD21J 0010)作者简介:张萍(1978 )，女，陕西西安人，硕士，高级实验师，主要从事细胞生物学实验教学与研究。Tel:[phone];E-mail:appleping sjtu edu cn0引言2014 年上海市教委提出了“课程思政”并进行了实践。2016 年全国高校思想政治工作会议提出“要使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”，自此被正式纳入教育部文件的“课程思政”开启了教育改革的新局1。从地方实践探索转化为国家战略部署，对教师们带来了不少冲击。时任教育部陈宝生部长在新时代全国高等学校本科教育工作会上指出，要把课程思政提升到中国特色高等教育制度层面来认识。课程思政既是一种教学理念，又是一种教学方法。各类课程需要以“立德树人”为价值目标，通过深入挖掘课程中的道德规范、社会责任、家国情怀、科第 2 期张萍，等:以能力培养为导向的细胞生物学实验课程思政建设学和人文精神等思想政治教育资源，实现知识传授与价值 引 领 的 有 机 统 一，从 而 实 现 全 方 位 的 育 人格局2-3。课程思政作为思想政治教育的载体，是高校立德树人、铸就教育之魂的重要理念和创新实践4。目前，各高校教师纷纷在各自的课程中挖掘思政元素，将课程思政融入自己的专业课。生物类专业课程也涌入不少优秀的案例，但大多报道的都是理论课，而针对实验实践类课程开展的课程思政并不多见，特别是具体的特色实施方案与效果。本文将介绍细胞生物学实验课程中设计的课程思政方案及实施情况。1细胞生物学实验课程开展课程思政的必要性课程思政已然成为高等院校教学改革的显性指标。起初很多教师会认为课程思政就是要在课堂上讲授政治内容，背上沉重的包袱，不知道如何来讲各种抵触心理和不理解的声音此起彼伏。随着大家对课程思政了解越来越深刻，明确课程思政是落实“立德树人”的重要基础性和全面性工作。专业课有着得天独厚的优势，因为专业课教师与大学生在校接触的时间最长，学生对教师在专业能力上的崇拜更容易让他们接受教师这种潜移默化的隐性教育5。细胞生物学是生命科学最重要的基础课程之一，细胞生物学实验是其重要组成部分，属于实验实践类课程。生命科学的发展非常迅速，细胞生物学技术的革新快，实验实践课程一方面可以更好地加强学生对理论知识的理解;另一方面在锻炼学生实验技能的同时，可以培养学生综合科学素养。在教学过程中，教师结合实验课程思政元素的融合与引导，更有利于对学生进行科学思维方法的训练和科学伦理的教育，培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感，进而更好地达到课程的育人目标6。2课程思政设计思路与方案思政元素决不能脱离专业课程知识内容本身，为了有效地落实立德树人，必须将知识传授、能力培养和价值引领三者融为一体。根据这一原则，本项目以该课程的目标能力培养为导向，结合课程内容挖掘思政元素，设计思政方案，通过“基因式”融入课程，引申价值观的塑造，突出育人价值，让立德树人“润物无声”7-8。我校的细胞生物学实验是面向生物技术、生物工程、生物科学、生物医学工程等专业的学生开设的专业必修课程。学生通过 3 个模块的学习，从基础到拓展、从简单到复杂、从个人实验到团队实验、从验证实验到自主设计;在实验中加深理论知识的理解，逐步提升自学能力、分析问题、解决问题的综合能力、文献阅读能力、论文写作能力，团队合作能力、交流能力，训练严谨的科研思维和创新意识等综合能力。结合课程内容，本项目针对细胞生物学实验课程的能力培养目标挖掘思政元素，进行相应的课程思政方案设计(见表 1)，以期在实验实践中提高学生的专业认同感和自信心;强化学生的科学素养、创新意识;培养学生对待科学的道德规范、学术诚信、实事求是、勇于探索的科学精神;敬畏生命、尊重科学伦理;树立正确的价值观;立足学科表 1细胞生物学实验课程思政方案实验内容思政切入点能力目标思政育人成效1 显微镜的原理与使用学习图像采集方法，掌握图像处理原则专业能力加强学术诚信教育2 密度梯度离心法分离叶绿体自主作业:细胞器绘画比赛(用于科普教育的原创作品)创新能力提升社会责任感3 哺乳动物细胞培养基本技术讲解实时记录规范要求;实验操作考核实验技能、写作能力端正科学态度、加强科学素养、提升专业自信4 CHO 细胞药物处理离心后，中间纤维的免疫酶标染色及观察讲解实验设计的基本方法，学生尝试进行实验设计实验设计、提出问题、解决问题的能力加强科学素养培养，提升专业自信5 细胞转染及免疫荧光标记的Confocal 显微镜观察讲解细胞转染的目的及意义，探讨基因编辑，具体事例分析批判性思维加强科学伦理道德教育;树立正确的价值观6 应用流式细胞仪检测哺乳动物细胞周期及分析采用团队任务形式，自主探索:实施、总结、汇报该项目分析问题、解决问题、文献阅读、论文写作，团队合作等综合能力加强团队协作、自我学习能力的锻炼;提升综合能力及科学素养培养7 抗癌药物对肿瘤细胞增殖与迁移的影响讲授王振义在白血病治疗中的贡献;采用团队任务形式，学生自主探究自主学习、文献阅读、团队合作、交流等综合能力提升专业自信;激发学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感8 生物材料对细胞行为的影响讲述生物材料的发展与应用，让学生意识到交叉学科的重要性跨学科理念，专业能力提升责任意识、创新意识722第 42 卷与行业领域，从而成为具有国际视野，家国情怀，使命担当的社会主义接班人。3课程思政案例根据细胞生物学实验课程思政方案，笔者进行了实践。重点介绍学术诚信、社会责任感、科学素养三方面的案例。3.1加强学术诚信教育科学研究是最严肃、最求真的事业，而学术诚信是作为科技工作者最基本也是极为重要的必要条件，其重要性不言自明。面对本科生的教学，在教书育人的过程中，加强学生学术诚信教育，让学生恪守学术道德，抵制学术造假，捍卫学术尊严的理念是必修课9。细胞生物学实验 1 为“显微镜的原理与使用”，教师以小保方晴子 Nature 造假事件中图片做假现象引出学术诚信问题10。小保方晴子自称“只是为了让数据更简单易懂，想做出看得清楚美观的图”的目的处理图像，而这些剪贴并加工实验图像的结果最终被判定为“篡改”。针对此问题，教师详细讲解图像采集的原则，要求学生参照 中国细胞生物学学报 论文发表的图表格式要求，制作符合投稿要求的图表。保证图像清晰、色彩自然、曝光适中、条件一致、构图艺术、真实可靠。结合图像处理过程中易出现的问题，告诉学生要以 Nature 官方图像数据处理一般准则为依据，任何对原始图像中数据的歪曲都是严格禁止的，不能随意添加或删除图片中的内容;不同组别做对比、做定量的图片不能随意更改荧光强度、增益、对比度等会影响定量的参数;图像大小调节时应与标尺同步，并保持长宽比不变。通过以上内容的讲授，不仅可以加强学生的专业能力，还能引导学生在做相关实验时要实事求是，一丝不苟，提高实验质量，培养学生遵守学术诚信、以严谨的工作作风为科研准则。3.2提升学生社会责任感每一个人都不能脱离社会，作为新时代的大学生，更是要适时用自己的所学回馈社会。课程实验 2 为“密度梯度离心法分离叶绿体”，教师针对这个实验内容设置了一项非强制性作业。该作业以细胞器为题，制作原创科普宣传展板(有图，有文字)，要求以第一人称讲述细胞器的故事(形态、位置、功能等)，每一幅作品都以单页海报的形式将所有内容呈现，形式不限。通过这样一项任务，教师希望学生用自己的专业知识为科普教育积累素材，为提升全民综合素质培养做贡献，提升社会责任感。同学们在制作宣传展板时，既提升了社会责任感，也加深了对所学内容的理解。3.3培养学生科学素养作为 985 高校，我校以培养创新型领袖人才为目标，多数生命科学相关专业本科生毕业后会继续深造。因此，学生专业技能、科学思维、创新意识、科学精神等科学素养的培养在本科阶段极其重要。科学素养的培养不是一蹴而就的，需要在不断实践与积累过程中，使学生形成良好的科学思维。在该课程中，教师会从实验习惯养成、实验记录撰写、实验技能锻炼、实验设计、结果分析、交流汇报等方面对学生进行全方位的训练与培养，并应用评价量规辅助学生训练。以实验 7“抗癌药物对肿瘤细胞增殖与迁移的影响”为例，教师以多项能力培养为导向挖掘思政要素，培养学生的科学素养。教师讲授本校名师王振义用全反式维甲酸诱导分化疗法治疗急性早幼粒细胞白血病，为了让世界各地的医院里可以无偿使用该药，使更多的患者受益，他放弃以这个药申请个人专利。此后王振义教授带着自己学生研究出了全反式维甲酸联合三氧化二砷的治疗方法，因此急性早幼粒细胞白血病成为世界上第一个可以被治好的白血病。王振义教授及其学生 4 位院士在白血病治疗中的贡献，激发学生创新精神、探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感，提升学生文化自信、专业自信。该实验内容为自主探究实验，团队自主查找文献资料，提出科学问题、制定初步实验方案;通过与教师讨论，修改并确定最终的实验方案;团队成员分工、合作完成实验;收集数据、进行分析、总结汇报。通过这样的训练，加强学生科学思维训练与团队合作意识，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力，科研能力得到全面的训练，为形成良好的科学素养打下基础。4实施效果与教学反思4.1学术诚信案例实施效果对待学术诚信问题要秉持“零容忍”，通过相关案例的实施，教师发现学生已经有了良好的学术诚信意识，具体表现在以下 3 个方面:学生的实验报告能够独立完成，不抄袭不作假;在遇到不确定时，学生会主动联系老师讲述自己的实际问题并与老师讨论应该如何处理，以免造成学术诚信问题;学生在使用其他同学的图片时会按照要求标出，并致谢。相比较以前，这些方面的问题或多或少一直都存在，当然有些行为并不是学生有意去造假，而是由于自己的理解与认知缺陷所造成的。4.2社会责任感案例实施效果针对提升学生社会责任感布置的作业是一项非必选作业，并且该作业不占成绩更没有额外加分。然而所涉及这项作业的班级 120 名学生，仅有 2 名留学生因上网课没有完成该作业外。学生们在完成该项作业时非常用心，自主创作，有很多精彩的作品呈现(见图 1)，教师将部分作品发送给高中生，获得了青少年的喜爱。在“第七届全国青年科普创新实验暨作品大822第 2 期张萍，等:以能力培养为导向的细胞生物学实验课程思政建设赛(上海赛区)”学生用课程成果参赛，获得了二等奖的佳绩。学生在做这项工作的过程中，不仅内化、提炼了知识，锻炼了审美，还感受到学术与艺术的结合之美，展现了良好的社会责任感及专业自信。图 1细胞器科普展板作品4.3科学素养案例实施效果科学素养涵盖的能力较广，针对实验技能的培养，通过操作考核，可以有效提升学生的重视程度;提供相应的评价量规，可以使学生更好地掌握操作规范，并有针对性地改进自己的问题。实验设计能力从第一次综合实验教师讲解实验设计方法，学生尝试设计，经过教师的多次指导、修正才可以实施;再历经 3 个探究性实验的锻炼，通过统计 12 个团队的情况，其中 58.3%的团队设计初稿都可以达到直接实施的水平，16.7%的团队需要重点关注修改，其他团队做必要的提示即可。学生的写作规范性与写作能力方面，比较学生课程初始与课程结束时的实验报告，写作格式特别是图的格式与质量有了长足的进步，学生在讨论分析及结果整理部分也有较大的改进。综合性及探究性实验内容的开展，可以使学生得到全面的锻炼和培养，提升更全面的能力。培养学生团队合作意识，提高团队协作能力是新时代高等教育人才培养的必备条件11-12。团队协作能力的培养落到实处，得到好的效果也一直是教师努力的方向。教师通过观察及与学生的交谈发现，12 个团队中有 2 个团队在初次团队工作中就表现积极，协调得当，工作开展得较为顺利，到最后课程结束同学之间建立了良好的合作模式，遇到困难也能非常好地克服;有 1 个团队经过老师的协调能够意识到小组成员的优势，从最初的相互不信任，到最后顺利完成所有任务;有 8 个团队不断积累团队合作的经验，相互包容，同学间、师生间及时沟通，尝试最合适自己团队的分工模式，共同克服困难，最终做到分工不分心、出了问题一起扛，顺利完成所有任务;还有 1 个团队组间同学沟通较少，也不能真实反馈给教师团队信息，最终的实验结果及各项能力的提高效果不理想。课程结束后，教师针对实施课程思政方案较为完整的班级进行了问卷调查，学生对该课程的思政育人效果认同度比较高，也体现了该思政方案的有效性(见图 2)。图 2学生对课程思政育人效果的认可度(n=23)4.4教学反思课程思政的方案是否合适，重要的还是要看实施后的效果。课程思政效果的评价一直都是难点。对标学校“四位一体”育人理念，即“价值引领、知识探究、能力建设和人格养成”，知识探究可以用测试等手段来评判;能力建设可以通过相应的评价指标来进行描述与考核;然而价值引领与人格养成大多是一个长期的效应，这部分的评价在短期很难判断和显现，或许可以在学生毕业、工作一定时间后做一个问卷反馈更有价值。5结语课程思政已经成为高校育人的重要载体，我国的高等教育“培养什么人、为谁培养人”都将成为育人的方向。目前，细胞生物学课程已有大量的课程思政设922第 42 卷计分享，教师主要是从知识点涉及的现象和科学家的故事入手，激发学生的专业兴趣，提升学生的专业自信、文化自信，引导学生形成正确的世界观、人生观、价值观13-14 实验实践课相比较于理论课在课程思政方面有其自己的优势，例如讲科学家在研究过程中如何辛苦，如何不容易获得自己的成就，学生在这个过程中仅限于听觉和视觉的冲击，完全是被动地接受状态。然而，学生自己在实验实践过程中遇到困难，想办法去克服困难的过程带给学生的成就感以及对学生思维的形成远强于从故事中了解到的。因此，在实验实践类课程中开展课程思政是非常必要的。在设计细胞生物学实验课程思政方案时，以课程目标能力培养为导向，结合课程内容挖掘思政切入点，初步的实践也展示了良好的效果。这也为其他生物类实验课程的思政育人提供了思路。致谢:感谢 2017、2018、2019 级生物技术及 2018、2019级生物工程专业的学生在细胞生物学实验课程教学改革期间的支持。参考文献(eferences):1习近平在全国高校思想政治工作会议上强调:把思想政治工作贯穿教育教学全过程开创我国高等教育事业发展新局面N 人民日报，2016-12-92张正光，张晓花，王淑梅“课程思政“的理念辨误、原则要求与实践探究 J 大学教育科学，2020(6):52-573罗云，倪非凡 课程思政:内涵、属性与实施路径J 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页)过试验得出各种金属材料的抵抗磨粒磨损性能，进行磨粒磨损机理的研究。该装置能够尽可能还原刮板输送机中部槽磨粒磨损过程，模拟多种形式的摩擦磨损，适用范围广，且操作简单。该磨损试验机在本科生教学和研究生科研中已成功应用，并获得较好评价。参考文献(eferences):1Li B，Wang X W，Xia，et al esearch on the bionic design ofthe middle trough of a scraper conveyor based on the finite elementmethodJPIMEPart C:-Journal of Mechanical EngineeringScience，2019，233(9):3286-33012李娟莉，刘朝阳，李博，等 刮板输送机仿生条纹型中部槽耐磨性试验研究J 中国机械工程，2021，32(21):2542-25513史志远 严酷工况下刮板输送机中部槽磨损规律 J 煤炭学报，2017，42(S2):541-5464李博，夏蕊，王学文，等 基于响应面法的多因素交互作用下中部槽磨损试验 研 究J 中 国 机 械 工程，2019，30(22):2764-27715翟文杰，郑雄飞，付江波，等 浸渍 PVA-H 层的金属橡胶髋臼的摩擦性能试验研究J 润滑与密封，2010，35(8):4-76李宝良，张婕，高帅 摩擦试验机往复运动系统的动力学分析及优化 J 润滑与密封，2014，39(5):77-817杨超振，郭智威，饶响，等 柴油机缸套-活塞环摩擦磨损试验机设计 及 功 能 验 证J 机 械 科 学 与 技 术，2018，37(9):1437-14438刘标奇，贺小峰，张铁华，等 海水液压泵摩擦磨损试验机的研制 J 液压气动与密封，1998(3):18-209浦维达 喷射型磨料磨损试验装置的结构及应用J 实验室研究与探索，1993，12(1):83-84 10李安玲，王涛，张勇，等 高速球棒式摩擦试验机的设计与研究 J 机床与液压，2019，47(1):66-71 11韦林，刘五祥，方明霞，等 新型摩擦实验装置的研制与应用 J 实验室研究与探索，2011，30(6):30-32 12王振玉，王杰，王利宁，等 汽车摩擦材料缩比 Krauss 摩擦试验机的研制及比较性评价J 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