遺傳學課程思政教學探索與實踐

黃 健

（蘇州大學基礎醫學與生物科學學院 江蘇·蘇州 215123）

習近平總書記在2016年12月召開的全國高校思想政治工作會議上指出，“要用好課堂教學這個主渠道，各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程都要與思想政治理論課同向同行，形成協同效應”。一年后，教育部形成《高校思想政治工作質量提升工程實施綱要》文件，要求“大力推動以課程思政為目標的課堂教學改革”。2020年4月，教育部等八部門聯合印發《關于加快構建高校思想政治工作體系的意見》，要求“全面推進所有學科課程思政建設”，課程思政進入全面建設的快車道。

相對于人文科學課程，自然科學思政教學理論尚未成熟，在實踐上仍然處于摸石頭過河階段。遺傳學作為一門重要的自然科學課程，是高校生物科學、生物技術、生物工程、臨床醫學等專業重要的基礎必修課程，主要講授世代之間基因表達及性狀傳遞的內在規律和相關遺傳機制，揭示生物體遺傳及非遺傳變異產生的途徑與手段，與生命起源和物種演化密切相關，課程共分為遺傳學的發展史、經典傳遞遺傳學、分子遺傳學、群體遺傳與進化遺傳學四大塊內容。綜合各個教材的優缺點，本課程采用William S.Klug等主編的2016版遺傳學基礎（全英文影印版）作為授課教材，內容全面，覆蓋面廣，授課過程中還能培養學生對專業英語的掌握能力，缺點是教材里很少出現中國人的研究貢獻。遺傳學同時與生產實際、醫學健康等領域緊密相連，蘊含著豐富的科學與人文精神，是高校思政教育的重要載體。因此，我們在傳授專業知識點的同時，更要有意識地發揮集中授課的價值引領作用，形成專業知識和思政元素的有機結合。本文結合筆者多年的遺傳學教學實踐，提出在遺傳學授課過程中加入更多原創中國元素的教學方法，培養學生的理論自信與文化自信，實現知識傳授、能力提升、價值塑造的教學目標。

1 遺傳學思政教育現狀及存在問題

1900年，伴隨著孟德爾的經典遺傳學理論（獨立分配和自由組合）被重新發現，現代遺傳學正式誕生，在隨后的短短一百多年時間里，遺傳學研究獲得了巨大的進展，取得了一系列矚目的研究成果，為人類健康作出了重要的貢獻。然而，就我國而言，從18世紀末到20世紀中期建立新中國之間將近兩百年的時間里，中華民族飽受戰亂摧殘，民不聊生，自然科學，特別是遺傳學的發展幾乎停滯，早期遺傳學重要進展中鮮有中國人的身影。新中國成立后，國家大力發展自然科學，遺傳學也取得了顯著的進展，尤其是近30多年來，我國科學家以及海外華人科學家在遺傳學領域取得了大量從零到一的突破。然而遺憾的是，目前國內外主流遺傳學教科書上很少涉及華人科學家的研究成果，給初次學習遺傳學的同學們造成了一定的誤導。作為一名遺傳學教師，將更多的中國科學家的研究成果帶入課堂，增強年青一代的民族自豪感，提升他們的民族文化自信就顯得尤為必要和迫切。

2 遺傳學教學中思政元素探究與課堂實踐

2.1 早期遺傳學發展史中的中國元素

人類的發展史其實就是一部遺傳學的發展史。數千年前人們從開始馴化野生動植物的同時便逐步形成了基本的遺傳學。1400多年前的魏晉南北朝農學家賈思勰就已經形成了初步的遺傳學思想，在其所著的《齊民要術》中詳細記載了果樹的育種方法，并首次區分了有性生殖和無性生殖的概念，為世界農業發展作出了重要貢獻。而西方國家一直到19世紀才系統提出性選擇及有性生殖理論。筆者在講述遺傳學發展史的過程中，詳細介紹了這一內容，在課堂上取得了不錯的反響。另外，代表中國傳統儒家因果關系思想的名句“種瓜得瓜，種豆得豆”也是從大量生產實踐中總結出來的遺傳學規律中引申出來的。在介紹摩爾根對遺傳學的偉大貢獻時，順勢引出我國著名遺傳學家談家楨的事跡。談家楨曾經在摩爾根實驗室學習多年，在等位基因互作關系上提出了著名的鑲嵌模型理論，為性狀的遺傳方式、顯隱性關系的闡明作出了重要的貢獻。學業完成，談家楨拒絕了摩爾根的留任邀請，回國建立了我國第一個遺傳學研究中心，為我國遺傳學發展培養了大量的科技人才，因此談家楨也被稱為中國經典遺傳學之父。談家楨的艱苦奮斗、毅然決然的精神也正暗合我黨百折不撓的特質。在講到達爾文《進化論》的時候，筆者先做了一個課堂討論，發現大家普遍認為達爾文的貢獻在于揭示了物種由低級向高級進化的規律，而忽視了其中關鍵論點“適者生存”中所包含的遺傳學概念。因此，我們會跟學生們強調，物種之所以能以現在的方式呈現在世人面前，僅僅是歷史長河中由遺傳物質和自然環境相互作用的偶然結果，并不存在低級高級、進步落后之分，所謂進化，其實是不確切的，需要糾正。而對這個概念理解最為確切的是我國上世紀初著名翻譯家嚴復，其所著《天演論》首次將這一變化稱之為演化，這一專著的發表，在當時民心渙散的大環境下可謂是當頭棒喝，不知拯救了多少年青人。在介紹遺傳學的重要貢獻這部分內容時，我們會在課堂上和學生們一起討論我國前輩科學家的工作，例如，我國科學家辛世文教授世界上首次發現了植物內含子結構；袁隆平利用核質互作雄性不育技術開創的三系雜交育種法大大提高了水稻單產，解決了全國十多億人口的溫飽問題；我國小麥育種家李振聲院士開創了小麥遠緣雜交育種的先河，李院士選育的小偃系列小麥品種大大提高了小麥品種的抗病性抗逆性，累計推廣面積達到了數十億畝，為我國糧食安全作出了重要的貢獻。

2.2 減數分裂教學中的思政改革

減數分裂被稱之為遺傳學中的遺傳學，是遺傳學課程中最重要的講授內容之一。減數分裂是有性生殖物種自然變異的主要來源，也是遺傳學三大定律的細胞學基礎和物質基礎。明確減數分裂的過程及相關機制，對掌握連鎖遺傳規律、實現初步基因定位均具有重要的作用。然而目前國內外教材對于這部分內容的闡述比較籠統，多以描述現象灌輸概念為主，整個減數分裂的詳細過程及相應的分子機制沒有涉及。為了解決這一問題，結合思政教育思想，筆者率先進行了經典文獻入課堂的教學模式探索。在減數分裂領域，尤其是植物細胞減數分裂，貢獻最大的當屬我國著名細胞遺傳學家程祝寬教授，程教授從事水稻減數分裂研究數十年，克隆了與減數分裂直接相關的基因50多個，全面闡明了植物減數分裂的分子機制。筆者曾系統總結了程祝寬實驗室的研究工作，并將其對減數分裂的細胞學行為方面的成果搬上課堂，以大量減數分裂異常的遺傳突變體為例，列舉大量染色體熒光原位雜交圖片，詳細講解了減數分裂的各個過程以及減數分裂不正常的細胞學行為。同時理論聯系實際，介紹了人類生殖細胞的發生發育過程。以人類不孕不育的染色體基礎為例，擴展講述了不孕不育的染色體機制。通過引入經典文獻，一方面使得學生們對減數分裂的過程及機制有一個充分的感官認識，另一方面也增加了學生對我國科學家的了解，提升了文化自信。在講授染色體數目及結構變異這部分內容時，再一次以程祝寬教授的貢獻為例，他創制了世界上唯一一套水稻全套三體，為研究染色體數目變異后的細胞學行為及遺傳學效應提供了重要的研究材料。

2.3 X染色體劑量補償效應教學中的思政元素

X染色體劑量補償效應，也稱萊昂假說，是遺傳學中最重要的假說之一，其核心內容是哺乳動物雌性個體兩條X染色體中的一條隨機失活，以此來實現雌雄個體在X染色體數目上的平衡。2019版英文教材中加入了 X染色體隨機失活機制的內容，即一條長鏈非編碼RNA（Xist）介導了X染色體失活，具體作用方式尚不明確。在講述這一內容的時候，筆者引入我們著名表觀遺傳學家，中國科學院院士曹曉風先生的工作，曹院士首先在擬南芥中揭示了非編碼RNA介導DNA甲基化來引起染色體區域失活（RDDM，RNA Directed DNA Methylation），率先對這一染色體失活現象作出了機制上的解釋，實現了零到一的突破，對遺傳學的發展作出了極其重要的補充。X染色體與性別有關，因此在講完曹院士的貢獻后，順勢又帶了一波與胚胎發育有關的課堂節奏。例如我國著名科學家童第周開創了我國實驗胚胎學的研究先河，首次提出了卵質對胚胎發育的重要性。并進一步引出目前我國科學家在這一領域的卓越貢獻，例如北京大學謝曉亮教授在產前精確、快速胚胎檢測方面的貢獻已經處于世界領先的地位。

2.4 遺傳學課堂上的其它思政探索

如果說把我國科學家對遺傳學的貢獻融入教學內容中是增加了遺傳學課程知識深度的話，那么在課堂上適時追蹤最新遺傳學相關熱點話題那應該就是提高遺傳學的課程知識廣度了。筆者在課堂教學過程中，會及時將本領域最前沿的工作，尤其是我國原創的工作向同學們傳達。例如，在每年的諾獎季，我們會利用一節課的時間，和同學們一起深入討論當年的諾貝爾生理醫學獎及化學獎，用翻轉課堂的方式，讓老師和學生都參與到討論當中來，并鼓勵同學們從中提煉與遺傳學相關的問題，取得了非常好的反響。

3 結語

遺傳學是一門實驗科學，其授課過程既是傳授遺傳學知識、遺傳學思想和遺傳學實驗方法的過程，也是一個重要的立德樹人的過程。通過講解知識、回顧歷史、聯系時事、多方比較等教學模式，即可以增強遺傳學知識的時代感、新鮮感，在提高課堂效率的同時加深了學生對知識的理解以及對我國遺傳學發展的了解，能夠在學習過程中堅定青年學生的“四個自信”，增強對偉大祖國的民族自豪感，更能夠借用榜樣的力量促成其樹立正確的人生觀與價值觀。