生物制药专业“基因工程”课程思政的探索与实践

［摘 要］ 从科学精神、创新精神、民族精神等角度对“基因工程”课程中隐含的思政元素进行挖掘，通过学生预习、教师讲授、翻转课堂、案例教学、视频教学、讨论教学以及线上线下相结合的混合式教学方法，将思政元素有机地融入课堂教学中，实现了知识传授和思政素质培养的教学目标。该课思政教学改革效果显著，学生对教学效果评价分值达到93.0分，同时，87.5％的学生表示会努力成为具有专业知识、人文知识、思辨能力的现代生物制药人。

［关键词］ 生物制药；基因工程；课程思政；教学改革；以学生为中心

［基金项目］ 2017年度西安文理学院教学改革与研究专项“建立生物科学专业微生物学实验的‘模块式’教学体系”（JG2017055）；2024年度西安文理学院本科人才培养建设项目“‘细胞生物学’创新创业教育示范课程”（JY2024KGF03）；2024年度西安文理学院本科人才培养建设项目“立德树人视阈下分子生物学融合AI课程体系改革与教学实践”（JY2024SX05）

［作者简介］ 李海娟（1984—），女，福建宁德人，理学博士，西安文理学院生物与环境工程学院副教授，主要从事微生物基因工程研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）36-0122-04 ［收稿日期］ 2023-11-30

2020年5月，教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》指出，课程思政建设是全面提高人才培养质量的重要任务，课程思政建设工作要围绕全面提高人才培养能力这个核心点，在全国所有高校、所有学科专业全面推进［1］。具体实施时，各高校要基于自身办学目标和特色，结合公共基础课程、专业教育课程、实践类课程的具体特点，科学设计课程思政教学体系。

“基因工程”课程是生物技术、生物工程、生物制药等专业的主干专业课程之一［2-3］。该课程不仅强调基础理论知识的学习和实验技能的培养，也强调提高学生的实际应用能力。但在传统的教学过程中，专业课教师往往缺乏课程思政教学意识，或从每个章节中能提取的课程思政资源数量极少，将思政元素融入课程教学的方式方法更是单一，导致学生无法从学习中体会到这门课的理论和实际应用价值，最终导致学生的学习积极性不高，教学效果不理想［4］。本文以西安文理学院生物制药专业的“基因工程”课程为例，基于本校本专业人才培养的目标定位，通过对每个章节思政元素的挖掘、思政课程的设计与构建以及思政课程评价体系的完善等方法，为本校生物制药类专业的人才培养建立一套较系统、可推广的“基因工程”课程思政教学改革与实践方案，同时为后续同类相关课程的思政教学改革提供一定的借鉴。

一、生物制药专业“基因工程”课程思政教学改革与实践

（一）课程思政元素的挖掘

本文从科学精神、创新精神、民族精神、奉献精神、社会精神、健康精神以及价值实现等角度对课程中隐含的思政元素进行挖掘。第一章（基因工程的诞生）主要思政元素：（1）基因工程药物（如胰岛素、干扰素、人凝血因子IX等）的研发与上市。（2）“中国干扰素之父”侯云德院士的故事（1982年成功研发了重组人α1b型干扰素，这不仅是中国第一个具有自主知识产权的基因工程一类新药，而且相较于当时国际通用的α2a和α2b型干扰素［5］）。第二章（DNA重组克隆单元操作）主要思政元素：（1）20世纪60年代初Werner Arber提出一种设想：有一种酶，可以切断病毒的DNA来限制病毒增殖。（2）1970年，Hamilton Smith和Daniel Nathans发现了第一种II型限制性内切酶Hind II，它可以精准切割DNA［6］；1978年，Werner Arber， Daniel Nathans和Hamilton Smith凭借在限制酶领域开创性的研究，共同获得1978年诺贝尔生理学或医学奖。（3）PCR技术可以通过检测靶点基因表达，对潜在的药物作用靶标进行筛选；可用于药物剂型的改良和设计；还可用于研究人体药物代谢动力学、药物致病机理、剂量优化等方面［7］。第三章（大肠杆菌基因工程）主要思政元素：胰岛素是治疗糖尿病的特效药物，据统计，我国糖尿病患者已超过1亿。因此，质量可靠、价格低廉的胰岛素制品是现代医药领域的一项重要工程。第四章（酵母菌基因工程）主要思政元素：由乙肝病毒引起的乙型肝炎是严重传染病，目前没有特效药物可治疗，我国更是乙肝大国。因此，全民接种乙肝疫苗是预防乙肝病毒感染的唯一有效手段。此外，利用酵母菌作为“细胞工厂”生产乙肝疫苗这项技术非常重要。第五章（动物基因工程）主要思政元素：（1）利用哺乳动物细胞可规模化生产大分子医用蛋白，比如：溶血栓药物——组织型纤溶酶原激活剂、治疗血友病的重组人凝血因子VIII。（2）利用CRISPR/Cas基因编辑技术可实现对任意靶基因进行编辑［8］。目前，该技术已在医药健康、农业食品安全、生态环境保护等领域得到广泛应用。（3）2018年，震惊全球的“基因编辑婴儿”事件。第六章（植物基因工程）主要思政元素：（1）自1983年转基因烟草和胡萝卜诞生以来，截至2023年底，全球已批准的转基因作物有32种，29个国家批准种植，42个国家批准转基因产品的利用，因此高等植物转基因技术的建立迎来了伟大的绿色革命。（2）中国农业科学院范云六院士研究组在成功开发第一代植酸酶产品的基础上，从我国国情和可持续性发展角度出发，历时多年，开发了一项节能、环保、低成本生产植酸酶的高新技术：利用玉米种子生物反应器生产的第二代植酸酶产品［9］。通过讲授以上思政元素，对学生实现价值引领：科学研究没有捷径，学习也同样没有捷径，鼓励学生应踏踏实实上好每一节课，在此基础上才能发挥所长，学以致用；科技发展日新月异，广大学生的思维也不能故步自封，应心怀梦想，并通过不断学习，充实自我，最终才能实现梦想；树立科技改变生活，科技服务人类健康的社会意识、健康意识；培养不辞辛劳、实事求是、不忘初衷和使命的科学精神；培养为祖国繁荣昌盛无私奉献的创造精神；鼓励学生坚定科技强国的伟大信念。

（二）课程思政的建设与实施

1.根据知识要点及思政元素设计课程。打破传统的教学思路格局，在讲授专业课知识要点的同时，将思政元素有机融入其中。每个章节的教学内容设计都围绕着理论知识目标、实践技能目标和思政素质目标展开。理论知识目标：掌握基因工程操作的基本过程、原理等理论基础知识，如掌握载体的定义、分类等；掌握DNA体外重组技术的原理、操作过程及常用的工具酶；掌握转基因动物、植物、微生物操作的基本原理、制作流程及鉴定方法；熟悉基因工程在生物制药领域的应用及其影响，如在蛋白质药物、抗体及疫苗研发、生产制备等领域的应用。技能目标：能够运用基因工程理论知识结合“分子生物学”“细胞工程”“蛋白质工程”等课程知识对生物制药问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据，通过信息综合得到合理有效的结论；具有运用相关仪器、设备、软件工具进行科学实验和生物统计的能力。思政素质目标：学生能够了解国情，维护国家利益，具有推动社会进步的责任感，尊重生命，关爱他人，诚实守信，具有人文知识、思辨能力、处事能力和科学精神；理解工程师的职业性质和责任，在工程实践中能自觉遵守职业道德和规范，具有法律意识；能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员或负责人的角色。

2.课程思政教学方法改革。教学过程坚持以学生为中心的原则，采取学生预习、教师讲授、翻转课堂、案例教学、视频教学、讨论教学以及线上线下相结合的混合式教学方法，具体方法如下：（1）学生预习。课前，教师在班级群里发布本节课预习的要点，可提供课外教学资源的参考链接（如中国慕课教学资源、相关视频、科学人物传记等），让学生通过预习能大致了解本节课知识的重点、难点以及隐藏的思政元素。预习的同时，需要做好笔记，记录不理解的知识点以及感兴趣、想更深入了解的知识点及思政元素，在后期课堂讨论时可提出并探讨。（2）讲授教学。教师讲授知识点，讲授的同时穿插课堂提问，时刻关注学生的听课状态，调查学生的预习情况及效果。同时，须对之前学过的相关课程（如微生物学、分子生物学等）知识进行简要回顾，让学生做到温故而知新。（3）案例教学。教师结合知识点，提出相关思政案例，或分析学生通过预习提出的思政问题，有视频的可播放视频，可以更好地活跃课堂、让学生参与课堂，从而激发学生学习兴趣。（4）翻转课堂。学生课后查阅资料，制作并讲授课件，讲授的时候需要尝试将案例中的思政元素融入知识点中。（5）讨论教学。小组讨论教师或学生提出的思政案例，讨论要点包含知识的应用及思政元素。（6）课堂评测。教师提前在学习通App上发布本节课的测试题，题目类型涵盖知识点和思政元素，可以对学生进行随堂测验。学习通App可自动改卷，因此，教师随堂即可了解学生对本节课的知识点和思政元素掌握情况。（7）诱导教学。教师根据学生掌握情况，总结、强调本节课的知识点和思政元素，诱导学生更好地理解知识点、认识和感悟思政要点。

3.优化课程思政考核评价体系。采用多元评价系统公平、公正地对学生的理论知识、思政元素学习效果进行考核评价，包括考勤、平时作业、课堂表现、实验技能、课堂测验与期末考试等。考核内容须与三个学习目标（即理论知识目标、实践技能目标和思政素质目标）要求相对应。

二、生物制药专业“基因工程”课程思政教学改革成效

改革后的“基因工程”课程思政已在本校生物制药专业连续执行2年，共计80名学生完成了课程的学习与考核。在课后，学生对从教师（权重15％）、教学内容（权重50％）、教学方法（权重10％）、教学目标达成（权重15％）及课程考核体系（权重10％）等五个方面对思政教学效果进行了评价，评价分值达到93.0分。同时，90％的学生表示在上“基因工程”课之前对基因工程的发展历史、研究意义及应用领域，对我国生物产业发展有卓越贡献的科学家都不太了解，因此没有了解我国生物制药产业的发展现状，也没有树立科学精神、探索精神、奉献精神以及正确的价值观，甚至对本专业失去了兴趣和信心。与上课前形成鲜明对比，上课后，92.5％的学生表示通过本课程学习，不仅掌握了“基因工程”课的基本理论知识和实践技能，还强化了科技强国、科研兴国的意识；增强了爱党爱国爱人民的意识；树立了正确的世界观、人生观和价值观；对生物制药专业的发展前景重塑了信心。87.5％的学生表示会向伟大的科学家学习，树立理想，艰苦奋斗，勇攀高峰，做具有专业知识、人文知识、思辨能力、处事能力、科学精神，在工程实践中能自觉遵守职业道德和规范，具有法律意识的现代生物制药人。

三、“基因工程”课程思政的经验总结与展望

（一）综合提高教师的思政水平

高校教师是课程思政建设与改革的主力军，提高授课教师本身的思政水平极其关键，高校教师本身应做到爱国守法、敬业爱生、教书育人、严谨治学、服务社会、为人师表［10］。除了严格遵守以上几点外，建设课程思政前，必须充分发挥教研室、教学团队、课程组等基层教学组织的作用，建立课程思政集体教研制度。授课教师应熟悉《高等学校课程思政建设指导纲要》，应积极参加“课程思政建设专题”培训活动，比如参加陕西省教育厅组织的“普通本科教育课程思政示范课程任课教师培训”、智慧树网高等教育研究院举办的“爱与榜样赋能教育”系列线上公益培训、西北联盟在线名师报告等活动。还可以参考课程思政建设指南书籍，比如上海师范大学何玉海教授主编的《课程思政基本原理》、华东师范大学杜震宇教授主编的《生物学科课程思政教学指南》等。

（二）课程思政实施应紧跟时势，及时调整

授课教师应及时掌握学科发展动态、关注新的科研成果，从原创性科研成果中不断提取凝练思政元素，与基础理论知识融合，通过多种多样的教学手段让学生真正吸收、理解知识，感悟思政要点、感受科技进步带来的民族自豪感。同时，增加肩上的使命感。例如，2022年7月，“癌症克星”PD-1/CTLA-4双特异性抗体卡度尼利获批上市，这是全球首个获批上市的肿瘤双免疫检查点抑制剂双抗，完全由中国自主研发。像这种科研成果的重大突破性事件，应及时引领学生关注，让学生感受到我们国家在飞速发展，民族在不断强大。作为新时代的大学生，更应该秉承科学思想，心中有梦，创造价值，推动社会进步。