生物安全背景下的微生物學實驗課程思政教學設計與實踐

摘要 專業課程融入思政元素是高校思政教育協同育人的根本。微生物學實驗作為一門生物類專業實踐課，對學生知識傳授和思政教育有重要作用。以生物安全法為指導方針，以安全為價值導向，從微生物安全事件、微生物實驗室生物安全、微生物實驗核心技術、微生物學實驗與其他學科之間的交叉融合、我國微生物學的發展史、微生物實驗生物安全法律責任、學生身邊的案例7個方面融入思政元素，重塑課程思政的教學設計與實踐，以實現課程思政教學目標。

關鍵詞 微生物學實驗；生物安全；課程思政；教學設計；教學實踐

中圖分類號 S-01 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2023）06-0275-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.06.064

Design and Practice of Ideological and Political Teaching of Microbiology Experiment Course under the Background of Biosafety

ZHOU Dan

（Guizhou Education University，Guiyang，Guizhou 550018）

Abstract Integrating ideological and political elements into professional courses is fundamental to the collaborative education of ideological and political education in colleges and universities. As a practical course? in biology specialty，microbiology experiment? plays an important role in knowledge teaching and ideological and political education of students. With? the biosecurity law as the guideline，with the safety as the value orientation，the ideological and political elements were integrated from seven aspects of microbial safety incident，biological safety in microbiology laboratories，core technologies of microbial experiments，the integration of microbiology experiment and other disciplines，the history of microbiology in China，and legal liabilities of the microbiological experiment biosafety.The teaching design and practice of ideological and political courses were reconstructed，so as to achieve the objectives of ideological and political teaching.

Key words Microbiology experiment;Biosafety;Ideological and political education;Teaching design;Teaching practice

生物安全是指與生物有關的人為或非人為因素對社會、經濟和人民健康及生態環境所產生的真實危害或潛在風險以及對這些危害或風險進行預防和控制的戰略性、綜合性措施［1］。生物安全所涉及與人類、動植物疫情的防治或防疫、實驗室生物危險品等內容都與微生物直接相關，故其教學實驗室同樣面臨著生物安全危害。微生物學實驗課程承擔著培養學生建立實驗室生物安全理念、規范使用微生物和安全開發微生物資源等任務，在塑造學生生物安全的法律人格、法律思維中發揮著重要的基礎性作用。因此，微生物學實驗課程融入生物安全課程思政元素具有專業性、時代性和法律性的特點，是符合新時代專業課程思政教學的要求。

近年來，以微生物為源頭的全球生物安全事件頻發，比如新型H1N1豬流感、埃博拉疫情和新冠肺炎疫情等，在微生物引發事件的原理、過程及其對人類社會產生的影響等方面都給出了警示。各大高校微生物學實驗課程思政已進行一系列改革，并取得了一定成效，比如虛擬仿真和翻轉課堂等［2-4］。生物安全視角下的微生物學實驗課程思政教育是結合當前的時代背景［5］，重新梳理思政元素，尋找新的切入點，其不僅能將思政元素有機融入每一個實驗項目，讓學生在實驗過程中真實地感受生物安全價值觀，而且能夠激發學生的主人翁精神和科研熱情，為維護國家生物安全人才的培養打下堅實的基礎。貴州師范學院微生物學實驗教學團隊順應新時代的新使命和新要求，緊密結合與微生物相關的生物安全時事熱點，率先在全校開展以生物安全為思政元素的專業課程思政，以生物安全為價值導向，從課程實施基本原則、課程內容的設計與實踐、課程考核方案等方面積極開展教學改革與實踐，旨在提高學生的生物安全意識，培養具有良好生物安全道德修養、生物安全意識和生物安全價值觀的生物專業人才。經過一年的改革探索，不僅實現了“知識傳授與生物安全觀相結合”的課程思政目標，提高了學生參與度和教學效果，而且滿足了2018年頒布的生物科學專業和植物生產類專業教學質量國家標準的專業人才培養要求［6］。

1 微生物學實驗課程思政教學目標的構建

1.1 微生物學實驗課程思政教育的指導方針

2020年初肆虐全球的新冠肺炎疫情為人類敲響了生物安全警鐘，再次讓生物安全成為全球人類關注的熱點問題。2020年2月14日，習近平總書記強調要把生物安全納入國家安全體系，盡快推動出臺生物安全法，以保障人民健康和國家安全［7］；2020年10月17日第十三屆全國人民代表大會常務委員會第二十二次會議通過《中華人民共和國生物安全法》（以下簡稱生物安全法），2021年4月15日生物安全法正式實施［8］。生物安全法的立法與實施本身就具有思想政治理論性，蘊含著道德規范、法律意識、政治思想、學術和辯證思維等思政元素［9］，其完全符合新時代專業課思政教育應納入的范圍與內容。

該校微生物學實驗課程的授課對象主要是地方師范類生物科學專業的學生和植物生產類應用生物科學專業的學生。師范類生物科學專業培養目標是培養具有過硬的思想政治素質、高尚的師德、深厚的教育情懷、強烈的社會責任感與使命感、扎實的生物科學專業知識和技能、較強的創新意識與教學能力，能服務地方的生物學教育人才；植物生產類應用生物科學專業培養目標是培養林木種質創新、動物養殖、植物種植、微生物開發與利用等領域的專業應用型人才。生物安全法明確規定了生物科技工作者對生物技術的應用、生物安全法律法規宣傳教育和公眾參與中應承擔的法律責任與義務以及農業科技工作者的法律義務與風險。

將生物安全法作為該課程思政教育的指導方針，不僅貫徹了黨的十九大將國家安全納入國民教育體系的內在要求，而且體現了學生在生物安全宣傳教育、科普宣傳和維護國家生物安全上的擔當。

1.2 微生物學實驗課程思政教學的基本原則

《高等學校課程思政建設指導綱要》（教高〔2020〕3號）明確提出專業課程要科學、合理挖掘課程的溫度［10］。微生物學實驗課程整個教學都是在實驗室圍繞微生物展開的，教與學的承載者都是人［11］。無論是知識體系、實踐操作性方面還是學生今后崗位任職要求方面，均存在大量與人類密切相關的生物安全問題。生物安全法最核心的目標是維護國家安全和保障人民健康。因此，以生物安全價值為導向開展該課程思政教育，不僅是課程思政價值的體現，而且是新時代下高校開展生物安全教育的價值和使命體現，還有助于教師在思政過程中教學相長，與學生形成課程思政的學習共同體。

由于微生物學實驗課程具有較強的知識性、技術性和實踐性，其思政元素不明顯，大量思政資源被隱藏在專業知識中［11］。如何在不脫離課程的情況下潤物無聲地開展課程思政的隱性教育，將通過以下2個途徑來實現。

一是找準切入點，潤物無聲地融合思政教學內容。微生物學實驗課程思政是一個系統工程。課程思政要充分了解思政材料所蘊含的思政內涵，根據微生物學實驗課程本身的專業性、每節課的知識點、不同的實驗項目和不同學時等因素，重新梳理課程目標，將思政元素重新設計，潤物無聲地融入課程目標、課程設計、實踐教學和課程考核，實現微生物學實驗知識教育和思政教育的有機結合。因此，找準每一個思政目標的切入點，才能確保課程知識學習與思政教育同向同行。

二是結合學生未來崗位職業素養要求進行培養。微生物學實驗課程是學生就業后就能實現職業素養目標的一門專業課。學生通過課程學習，掌握微生物實驗的原理、基本方法以及具備分析、解決實際問題能力后，即可從事微生物檢驗和科學研究的基礎工作。這些崗位任職要求中，明確要求從業人員必須有嚴格的無菌觀念，以防止人為污染樣品和因人為操作不當造成的個人或環境污染。因此，課程思政必須有針對性地挖掘其崗位任職要求所蘊含的育人元素，提升學生的職業能力。

1.3 微生物學實驗課程思政的教學目標

結合《新時代學校思想政治理論課改革創新實施方案》提出的課程思政目標，圍繞政治維度、法治教育、科學素質、家國情懷和國際視野5個層面，重新梳理微生物學實驗課程所蘊含的思政要點，制定該課程的教學目標（表1）。

2 微生物學實驗課程思政課程內容設計與實施過程

該課程內容由微生物學實驗生物安全知識、基礎實驗和綜合實驗三部分組成，共51學時。該教學團隊結合《關于加快構建高校思想政治工作體系的意見》中關于學生社會責任感和使命感等方面的要求，按照微生物學實驗課程內容和特點，從以微生物為源頭的生物安全事件、微生物實驗室污染與生物安全防護、微生物基礎操作訓練、微生物學實驗與其他學科之間的交叉融合、我國微生物學科研工作者的事跡、微生物實驗生物安全法律責任、學生身邊的案例等方面融入思政元素，并通過課前案例與研討相結合、項目驅動式教學的方法將思政內容融入教學中。

2.1 課前案例與研討相結合的教學

為激發學生主動學習的興趣，引導學生自主構建生物安全知識體系。首先，根據課程內容設計，擬定課程思政教學重點和難點，通過選取能夠反映微生物與生物安全之間的典型案例，分別擬定課前、課堂和課后需探討的問題。其次，課前通過QQ群和雨課堂平臺，發布課前學習資料及思政素材，向學生拋出要探討的問題，組織學生根據案例展開分析討論，提出解決方案，從而將具體思政內容在相應融合點與知識點融合在一起，并通過教學激發學生思考，使其在充分理解的前提下內化知識，培養學科素養，樹立學生正確的價值觀。微生物學實驗課程思政基礎實驗部分課程內容設計見表2。

2.2 項目驅動式教學

傳統的微生物學實驗課程綜合實驗相對較少、每個實驗項目相對獨立是制約現階段生物安全課程思政和總體國家生物安全觀背景下人才培養的主要問題。根據需要將基礎實驗部分和綜合實驗相結合，不僅要使學生掌握微生物實驗過程中生物安全風險的識別方法和糾正預防措施，而且要使學生具備運用微生物實驗原理和技術分析并解決危害國家生物安全實際問題的能力。

該課程綜合實驗部分由食品微生物資源開發和利用綜合實驗、中藥材微生物資源開發和利用綜合實驗、農業微生物資源開發和利用綜合實驗、環境微生物資源開發和利用綜合實驗四大任選模塊組成，各模塊都具有生物安全隱蔽性、探究問題多樣性、學科交叉明顯等特點。通過這種項目驅動式教學開展實際任務訓練，可以幫助學生充分認識到所掌握的知識和實驗技能需要與實際問題相結合，同時也可以進一步提高運用所學知識解決國家重大生產問題和國家生物安全問題的意識，從而真正做到將思政元素融入課程教學。

首先，教師結合行業特色，重點圍繞貴州十二大產業（比如特色食品、特色果蔬、道地藥材、茶葉等），并融入嚴重威脅地方生物安全的植物疫情、環境污染、食品安全等問題，擬定四大任選模塊的項目方向。其中“食品微生物資源開發和利用綜合實驗”設計凱里酸湯、霉豆腐等食品發酵過程中功能微生物的分離、篩選及產品安全初步評價等項目，“中藥材微生物資源開發和利用綜合實驗”設計虎杖、半夏、太子參等中藥材發酵過程中功能微生物的分離篩選和轉化產物的分析等項目，“農業微生物資源開發和利用綜合實驗”設計哈茨木霉菌對刺梨、櫻桃和獼猴桃等病原微生物的抑菌效果評價等項目，“環境微生物資源開發和利用綜合實驗”設計土壤、污泥中微生物絮凝劑產生菌的篩選和絮凝率分析等項目，從而引導學生合理利用微生物資源、掌握微生物代謝能力等理論知識，掌握基礎實驗技能，解決實際中潛在的生物安全問題。

其次，在開展項目選題之前，組織學生自主學習我國微生物技術在各個領域的發展歷程、最新信息和技術以及國內技術與世界先進技術之間的差距，幫助學生樹立民族自信和文化自信，激發學生的學習熱情和動力。再次，組織學生開展四大任選模塊的選題、文獻學習和PPT匯報；在這種自主學習模式下，學生要學會對時間的把控，從而提高學習效率。最后，各小組通過文獻學習確定實驗方向，組員團隊合作開展實驗方案設計和PPT匯報、實驗實施和撰寫實驗小論文、實驗結果PPT匯報等，有助于學生在整個項目實施過程中深度學習，深化對理論知識的理解，強化實驗技能，提高教學效果。教師在選題、方案設計的合理性和實驗實施、實驗小論文的匯報等環節全程參與指導，把握實驗進度，了解學生掌握實驗技能的程度，及時糾正實驗過程中存在的生物安全隱患，并對學生綜合實驗進行過程考核。

以“環境微生物資源開發和利用綜合實驗”模塊為例，介紹項目驅動式教學的具體實施過程，見表3。

3 微生物學實驗課程思政考核方案

該課程思政考核將與課程思政目標轉變相呼應，將以往對出勤率和知識掌握程度的考核轉變為對實驗生物安全意識、發現問題和解決問題能力、創新能力的考核。將過程考核與期末考核、知識目標和思政目標達成度、雨課堂和現場考核等相結合，其考核比例為實驗室生物安全及衛生20%、基礎實驗部分45%、綜合實驗部分25%和實驗期末考核10%（表4）。

從表4可以看出，方案設計注重的是對整個教學環節全程考核。實驗室生物安全及衛生占實驗課程總成績的20%，包括培養物的消毒滅菌處理、實驗臺面前后消毒、儀器設備的安全使用情況等方面。對基礎實驗開展課前、課堂和課后的過程考核，一方面能有效杜絕學生課堂不動手和課后抄襲實驗報告等問題，另一方面有助于教師及時了解學生基本知識和實驗技能的掌握情況，能及時發現教學過程中出現的個性和共性問題；同時，將誠信作為評價實驗報告的重要標準，提高學生的誠信意識；綜合實驗部分重點考核學生運用“有菌觀念、無菌技術、純種分離、培養技術和顯微鏡觀察”等關鍵核心技術解決實際問題的能力，考核學生文獻查閱能力、實驗設計能力、實驗時間規劃能力和實驗生物安全隱患分析判斷能力等。通過這種方案的考核，調動學生自主學習的積極性，激發學生的學習動力，改變了以往以教師教為主的狀態。

4 教學效果

4.1 落實了生物安全教育目標，增強了學生的生物安全意識

《大中小學國家安全教育指導綱要》明確規定：高校國家安全教育公共課應不少于1學分［13］。栗戰書在生物安全法實施座談會上明確提出“推動全社會形成尊法學法守法用法的法治氛圍要求”。因此，該課程的實施落實了學校生物安全教育的目標。

將生物安全教育融入課程知識、技能訓練和綜合實驗項目，不僅解決了以往教學過程中學生操作不規范、不認真總結分析等問題，實現了生物安全知識的傳授，使其掌握了實驗過程中生物安全風險因子的識別方法，增強了學生的生物安全意識，提高了學生從事生物教育、微生物檢驗和科研工作崗位的任職能力和職業素養。通過課程學習，學生已經有實驗前后清潔和擦拭操作臺面的意識，將培養物消毒滅菌后再處理，實驗前先對實驗過程中可能存在的生物安全風險進行判斷，實驗過程更注重操作的規范性等，營造良好的實驗氛圍。

4.2 驗證了課程思政的效用，提高了學生的職業素養

通過課前和課后問卷調查、實驗過程巡查、實驗報告、實驗方案和實驗小論文的形式，了解整個教學過程中學生的學習效果和心得。問卷調查主要從微生物學實驗課程思政的必要性、生物安全知識、實驗技能收獲和學生自我評價等方面展開，開課前88.00%的學生不了解生物安全與微生物之間的關系，47.17%的學生認為課程沒有必要融入生物安全，39.62%的學生認為開展課程思政與課程教學無關，18.87%的學生認為課程思政與今后從事職業無關，15.09%的學生認為課程思政對學習沒有用。根據學生學情調查數據可知，該校此前未開展生物安全教育可能是導致學生對生物安全與微生物之間聯系認知較低的主要原因。

從思政內容的評價來看，96.23%的學生認為課堂上思政內容對生物安全價值觀產生正面影響，20.75%的學生認為思政內容最有吸引力的是生物安全國際形勢。由此可見，課程思政激發了學生對生物安全的認知欲望，也重新塑造了其生物安全價值觀和生物安全道德修養。

通過微生物學實驗課程思政，對相同的問題再次發放調查問卷，100%的學生認為課程思政與今后從事職業直接相關，尤其是47.17%有意向提升學歷的學生認為有助于提升科研素養和增強生物安全意識，41.5%有企業就業意向的學生認為有助于增強工作中的生物安全意識，39.62%的學生認為還可以提高職業技能和素養，28.30%有從事中小學教育意向的學生認為有助于今后對中小學生開展生物安全教育，所有學生均認為應將生物安全意識融入其他實驗課堂，71.7%的學生認為通過綜合實驗鍛煉了學生運用微生物技術解決生產實際問題的能力。

4.3 改變了學生的學習方式，提高了學生的深度學習能力和學習成績

通過課前案例與研討相結合以及項目驅動式教學模式，改變了學生原有的機械化、被動式學習方式，真正關注學生綜合素質以及微生物學實驗核心素養的培養。通過課前案例、問題導入、組織討論等教學方法，學生建立了問題意識，促進了學生深層次思考和對問題剖析探究能力的培養，在分析案例的基礎上培養了學生的科學素養。項目式的綜合實驗，學生通過分工協作，運用科學的批判思維方法設計和開展實驗，對實驗結果進行分析，使學生的科學探究能力得到提升，最終能夠將所學基礎知識實踐于實際應用。

根據過程性考核和期末考核的最終考核結果可知，“優”占28.30%，“良”占64.15%，“中”占7.55%，其中成績為“優”和“良”的學生比例比去年分別增加87.5%和25.9%。通過對過程性考核的分析比對發現，重視實驗過程操作規范和注意事項的學生綜合實驗考核分值也較高，積極參與教學討論的學生文獻匯報表現、實驗方案設計和論文撰寫部分分值同步提升，積極參與實驗準備的學生綜合實驗實施過程和期末考核環節分值也有所提升。通過考核后與學生交談發現，實驗操作規范分值較高的學生認為增強自我生物安全的防范意識十分重要；動手能力較弱的學生認為過程性考核注重個體差異，課前案例和研討教學方式讓他們更積極主動地參與分析討論、文獻匯報和實驗方案撰寫等方面，且學生的學習能力、分析問題能力也得到了提升。

5 結語

以生物安全為背景的微生物學實驗課程思政教育是回歸“以人為本”和“教書育人”的初心，通過多維度教學內容、多元教學形式設計，在這門課程中建立了有機共融的思政課程教學體系，使學生能夠更直觀地認識國家生物安全的實際問題，深層次內化職業道德規范與修養，激發學生的科研精神和主動創新意識，培養具有愛國主義情懷和生物安全觀的綜合型應用人才。

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基金項目 貴州省教育規劃課題（2021B233）；貴州省理論創新課題（聯合課題）（GZLCLH-2021-466）；貴州省科技廳計劃項目（黔科合支撐〔2021〕一般245）; 貴州師范學院校級教改課題（2020JG16）。

作者簡介 周丹（1979—） ，女，貴州遵義人，高級實驗師，碩士，從事微生物實驗教學與研究。

收稿日期 2022-03-08