“环境微生物学”课程思政素材库的建设

［摘 要］ “环境微生物学”是重要的专业基础课，但相关教材的中国元素和中国故事较少，因此有必要建设课程思政素材库，为教师开展课程思政提供案例素材，保证课程思政的教学内容和教学质量。围绕家国情怀、敬业精神、创新精神、唯物辩证法、民族自豪感以及文化自信六大思政元素构建系统性的素材库，帮助学生树立实现中华民族伟大复兴的理想信念、掌握实现理想的正确途径、坚定战胜困难的自信心，使课程思政不但能立德树人，还能激发学习动机，提升学习效率。

［关键词］ 立德树人；思政元素；学习动机；理想信念

［基金项目］ 2021年度南京师范大学课程思政教改示范专项课题“‘环境生物学’课程思政素材库建设研究”（2021KCSZSF011）

［作者简介］ 李 颖（2001—），女，湖南邵阳人，南京师范大学环境学院2022级环境科学专业硕士研究生，研究方向为环境微生物学；邓 欢（1982—），男，江苏南京人，博士，南京师范大学环境学院教授，环境科学系主任，博士生导师（通信作者），主要从事环境微生物学研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）04-0063-06 ［收稿日期］ 2023-01-13

引言

高校教育不仅要把专业知识传授给学生，也要让学生明白为什么学习和要成为什么样的人。习近平总书记2016年在全国高校思想政治工作会议中指出：“高校思想政治工作关系高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题。”［1］课程思政建设是贯彻落实全国高等学校思想政治工作会议的具体举措。

课程思政教学工作中，案例素材十分重要。素材不仅要能体现育人的作用，还要与课程内容有机匹配，以实现润物无声的效果。教师自行查找和筛选相关素材不仅需要一定的时间投入，而且会受到教师个人因素的限制，不同教师对学科发展历史、重要事件与人物以及前沿动态的了解程度，以及个人经历、感悟和对课程思政重视程度因人而异，造成课程思政的质量参差不齐［2-3］。教育部2020年发布的《高等学校课程思政建设指导纲要》指出：“专业教育课程要根据不同学科专业的特色和优势，深入研究不同专业的育人目标，深度挖掘提炼专业知识体系中所蕴含的思想价值和精神内涵。”［4］因此，深入挖掘课程思政案例素材，系统地建立课程思政素材库，既能为教师备课节省时间，又能从根本上保证课程思政教学内容和教学质量。

另外，课程思政素材库的建立不是简单地罗列素材，而是围绕一个目标建立体系。例如，作者在长期开展“环境微生物学”等课程的思政教学和研究过程中，打造出“理想信念—正确途径—自信心”三位一体的课程思政体系，即：用体现家国情怀的素材引导学生建立实现中华民族伟大复兴的理想信念，激发高尚的学习动机；用体现敬业精神、创新精神以及唯物辩证法的素材，培养学生正确看待问题和解决问题的能力以及面对困难时的意志力，让学生领悟到实现理想的正确途径；用体现民族自豪感和文化自信的素材，增强学生战胜困难、实现理想的自信心。“理想信念”“正确途径”和“自信心”三者相互促进，相辅相成，构成了完整的课程思政体系。笔者发现，运用该课程思政体系，不仅能够帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观，而且具有激发学习动机，提高学习效果、提升科研实践成果的作用，但目前尚无有关“环境微生物学”课程思政素材库以及课程思政体系的报道。本文将介绍我们教学团队在建设“环境微生物学”课程思政素材库过程中的做法，以期为广大教师提供参考和借鉴。

一、“环境微生物学”课程的特点

“环境微生物学”是环境科学与工程专业的专业基础课。在教育部发布的《普通高等学校本科专业类教学国家质量标准》中，“环境微生物学”是环境科学与工程专业建设建议的核心课程之一。在我校环境科学专业和环境工程专业人才培养方案中，“环境微生物学”属于专业基础课程，同时也是必修课。另外还同步配套“环境微生物学实验”必修课程。“环境微生物学”课程具有以下三个方面的特征。

（一）学习该课程的学生数量庞大

首先因为开设环境科学与工程类专业的高校数量众多；其次由于“环境微生物学”以微生物学理论和技术为基础，重点关注微生物在不同环境中的生理代谢、物质转化和元素循环机制，相关知识和技术除了可应用于环境保护之外，还可应用于农业、公共卫生、食品工程、市政工程、生物工程等领域［5］。因此“环境微生物学”课程在综合性大学以及农、医、理、工和师范类院校中广泛开设，学习该课程的学生数量庞大，建设课程思政素材库的意义重大。

（二）具有丰富的课程思政融入点和素材

“环境微生物学”课程包含了微生物基础和微生物在环境领域应用两大方面内容。其中，微生物基础介绍病毒、细菌、古菌、真菌、原生生物的知识，微生物在环境领域应用介绍包含了环境净化、环境监测、废弃物资源化、基因工程等内容。由于人类始终和微生物共存，自古以来人类就不断发现和利用微生物，同时不断和微生物引起的疾病作斗争；近现代以来，人类在环境工程领域利用微生物进行了大量实践，留下了丰富的文献资料、人物事迹，以及科研和工程案例，为开展课程思政提供了充足的素材，同时“环境微生物学”的许多知识点都能融入课程思政。因此，建设课程思政素材库是可行的。

（三）相关教材对国内成果介绍不够

“环境微生物学”教材以外国专家及其成果的介绍为主，例如列文虎克（Leeuwenhoek）用显微镜发现细胞、沃森（Watson）和克里克（Crick）发现DNA双螺旋结构、埃姆斯（Ames）教授发明了用鼠伤寒沙门氏菌检测污染物致突变性的AMES测验、阿利（Allee）发现种群变化规律、林德曼（Lindeman）发现食物链的“百分之十规律”、巴斯德（Pasteur）发明巴氏灭菌法等。但是对于我国学者取得的成就鲜有涉及。另外，我国古代劳动人民很早就利用微生物酿酒和制作多种食品，并记载了微生物的一些特征和生长规律。在预防天花病毒方面，早在1700年左右，中国的人痘接种术就传播到欧洲，英国乡村医师琴纳受到启发后发明了牛痘接种术［6］。客观介绍我国学者和古代劳动人民在微生物领域的贡献，本身是一种实事求是的精神，也有利于培养学生的家国情怀、民族自尊心、文化自信、敬业精神和创新精神。因此，建立课程思政素材库具有必要性。

二、“环境微生物学”课程思政素材库构建思路

围绕立德树人和提升学习效果的双重目标，打造“理想信念—正确途径—自信心”三位一体的课程思政体系，充分挖掘体现家国情怀、敬业精神、创新精神、唯物辩证法、民族自豪感以及文化自信六大思政元素的素材。

（一）体现家国情怀、敬业精神和创新精神的素材

近现代以来，我国伍连德、张为申、汤飞凡、王德宝、屠呦呦等多位科学家在微生物学方面做出了重要贡献。伍连德接受清政府邀请于1910年前往东北地区抗击鼠疫，他发明了中国第一款口罩“伍氏口罩”并建立了隔离制度［7］。伍连德在一百多年前倡导的先进做法，对于今天抗击疫情仍然有效。伍连德于1935年成为被提名诺贝尔生理学或医学奖候选人的第一位中国科学家［8］。被誉为“中国抗生素奠基人”的张为申，1951年放弃优厚待遇毅然回国，先后完成青霉素生产原料的代用品研究和国产土霉素、链霉素、红霉素的研制，造福全国亿万人民［9］。汤飞凡于1954年开始沙眼病原体的研究，并分离出世界上第一株沙眼衣原体。为了观察沙眼衣原体感染后的病程，他将沙眼衣原体接种进了自己的眼睛，引起了典型的沙眼症状和病变，坚持40多天之后才接受治疗，确认了沙眼衣原体的致病性，从而很快研制出医治沙眼的药物，大大降低了我国沙眼的发病率，同时还引领了全世界相关实验室针对沙眼衣原体的研究［10］。王德宝及其团队经过13年的不懈努力，在1981年完成了酵母丙氨酸转运RNA的人工合成，也是世界上首次人工合成RNA［11］。屠呦呦从中医古籍《肘后备急方》中获得启发，提取青蒿素用来杀灭疟原虫，为了保证患者的用药安全，她和课题组成员曾以身试药。青蒿素问世以来，挽救了全世界数百万人的生命，屠呦呦也因此获得2015年诺贝尔生理学或医学奖［12］。另外，我国医疗工作者在抗击新冠病毒、埃博拉病毒，环保工作者在消除水体蓝细菌和藻类污染、根治由土壤中病原真菌引起的连作障碍等方面也充分展现出家国情怀、敬业精神和创新精神［13］。

（二）体现唯物辩证法的素材

微生物本身包含着相互对立的两个方面。环境中的微生物有的是有益的，可以造福人类，例如链霉菌、青霉菌可以产生抗生素用于疾病治疗；解磷细菌可以增加土壤中的有效磷供给植物吸收，而有的却对人类有害，需要加以抑制，例如病原微生物。有的微生物在一定条件下是有益的，而在有的条件下是有害的，例如大肠杆菌；还有的微生物，其有害的一面可以转化成有益的一面，例如噬菌体病毒会侵染发酵微生物，对发酵工业产生极大的破坏，但正因为它对细菌的破坏性，又可用于杀菌消毒［14］。因此我们需要辩证地认识环境中的微生物，不能片面认为微生物一定有害，要善于利用微生物有益的一面。

人们对微生物的认知在不断更新，20世纪人们研究环境中微生物的多样性，依靠培养的方法，后来发现超过90%的微生物不可培养，于是科研人员从20世纪80年代开始，先后开发出基于DNA序列的多样性研究方法，例如变性梯度凝胶电泳（DGGE）、基因测序等方法［15-16］。之后有学者指出，基于DNA序列的研究方法不能完全替代培养的方法，原因在于环境中的微生物DNA既可能来自活细胞，也可能来自死细胞，并不能真实反映微生物的多样性，而且无法获得活的微生物细胞，就无法准确了解其生理代谢特点以及危害性和可利用性［17］。因此，通过改变培养条件让更多不可培养的微生物变为可培养，逐渐成为新的研究热点［18］。而基于测序的研究方法也未衰落，而是有更多的研究者通过研究RNA来弥补DNA的不足。这种从“依靠培养的方法”到“否定培养的方法”再到“研究新的培养方法”，正是否定之否定，螺旋式上升发展的生动案例。

另外，关于微生物形态、结构、代谢过程及其在环境中的功能的知识，都来自科学研究和生产生活的实践活动，并通过归纳上升为一般知识，但这个知识不是一成不变的，而是随着实践的进行不断修改和完善，并用于指导实践，为实践服务。例如学习有关微生物培养方法、代谢途径的知识，是为了将微生物应用于去除污染、净化环境的实践中。而在实践过程中，又可能会发现新的代谢途径和更好的培养方法，从而修改和完善相关知识，再用来更好地指导实践，最终通过实践实现对环境的改造。这生动体现了辩证唯物主义认识论。

（三）体现民族自豪感和文化自信的素材

我国三千多年前就已经利用微生物酿酒。河北藁城商代遗址出土了46件酿酒用的陶器，并从破损的瓮中发现了8.5 kg重的酵母残壳，这是世界上最早的人工培育的微生物实物［19］。贾思勰所著《齐民要术》（约540年成书）对酿酒用水的要求是“初冻后，尽年暮，水脉既定，收取则用；其春酒及余月，皆须煮水为五沸汤，待冷，浸曲”。冬天水温低，微生物不活跃，不易污染，因此可以直接用；天热的时候水中含有大量微生物，一次煮沸虽然可以杀灭大多数微生物，但对于产芽孢的细菌则效果不佳，而反复煮沸则能有效杀灭这类细菌，从而实现较为彻底的灭菌。这基本符合现代灭菌技术要求。《北山酒经》（约1115年成书）也记载了利用微生物酿酒的技术。除了酿酒之外，我国古人还利用微生物生产醋、酱菜、腐乳等食品，并在生产实践过程中总结出了微生物生长规律［20］。

同时，我国自古也有关于和微生物做斗争的记载，其中最有代表性的是和天花病毒的斗争。晋代葛洪在其所著的《肘后备急方》（约318年成书）中首次记载了天花的症状。唐代孙思邈所著《千金要方》（约652年成书）记载了多种治疗天花的方法。清代俞茂馄的《痘科金镜赋集解》（1727年成书）记载了种痘法起源于明朝隆庆年间的宁国府太平县，成为我国在明代已有接种人痘预防天花的最有力证据。在清代，人痘接种技术不断成熟，经过政府的大力推广，得到普遍实行。《医宗金鉴》（1742年成书）包含《幼科种痘心法要旨》一卷，成为人痘接种术的教科书。书中指出取好的痘苗并不立即接种，而是要贮存一段时间后使用。“在春天者，一月之痂可种。冬令严寒，四五十日之痂尚可种”。贮存的意义在于产生我们现在所说的减毒活疫苗，书中还记载“其苗传种愈久，则药力之提拔愈清，火毒汰尽，经气独存，所以万全无患也”。若时苗能连种七次，精加选炼，即为熟苗”。这表明古人创造了通过连续传代使痘苗毒性降低的方法，符合现代制备减毒活疫苗的科学原理，可见古人的探索达到了很高的程度［21］。人痘接种术的推广有效预防了天花，极大降低了我国儿童死亡率。俄国政府1689年派遣留学生来中国学习人痘接种术，之后传播到土耳其、英国、美国。法国伏尔泰的著作《哲学通信》（1733年出版）中有一篇名为《谈种痘》的信，信中写道：“中国人近百年来已经实施种痘，这有极大的好处。他们被认为是世界上最具智慧、管理最好的人民。中国人确实不受这种疾病（指天花）的传染，他们是通过鼻子，与我们吸鼻烟的方式相同。我们如果在法国施行种痘，或许会挽救无数人的性命。”［22］人痘接种技术还启发了琴纳对牛痘术的发明。1798年，英国乡村种人痘的医生琴纳在论文《牛痘原因及结果的研究》中谈到他用接种人痘的方法接种牛痘，以验证牛痘苗是否有效［21］。上述素材表明中华民族在历史上不仅具有很高的智慧，而且在文化上崇尚“天下一家”“人类命运共同体”，无私地向世界分享先进技术。在抗击新冠病毒疫情过程中，中国政府向世界120多个国家和国际组织提供疫苗的做法与之是一脉相承的，这会令每一名中华学子产生民族自豪感和文化自信。