课程简介
“生物学基础”是为生物工程专业本科生开设的专业基础课程之一，内容主要涉及生命的现象与本质及活动规律。“生物学基础”在专业课教学过程中起到承上启下作用，其教学质量直接关系到学生对其他生物类专业课的学习以及自身专业素养的提升。本课程注重对学生科学素质和创新性思维能力的培养，强调生物体结构与功能的统一、生物与环境的统一。课程主要介绍细胞、动物的形态与功能、植物的形态与功能、遗传与变异、生物进化和生物多样性的进化等。根据课时安排，课程内容分为6个篇章，包括绪论(4学时)、细胞篇(7学时)、动物篇(19学时)、植物篇(7学时)、遗传与变异篇(7学时)和生态学篇(4学时)。课程教材为高等教育出版社《普通生物学》，主要目标是使学生能够掌握生物学的基础知识和基本理论；理解生命活动的基本规律和基本原则。同时开拓学生观察问题的视野和丰富学生思考问题的方式，达到人才培养的目的。
课程建设
为提升课程教学效果，团队从组建教学团队、建立线上线下混合式教学、开展案例教学、实施小组讨论等方面开展教学改革。
（1）组建教学团队
优质的教学效果离不开优秀的教学团队，教学团队的建设和发展是教学质量提升的根本保障。针对专业教师在思想政治素养方面认识不足的问题，笔者开始组建包含思想政治教师和具有不同学术研究背景的学术骨干、青年教师在内的“生物学基础”联合教学团队。加强专业教师与思想政治教师的交流，及时修订教学计划，集体评阅教材和试讲，不断探索新的教学方法。目前，笔者所在团队包含具有动物学、植物学、微生物学、遗传学、生物化学和思政教学背景的老师共6名，其中1名教授 (年龄45周岁以上)，2名副教授 (年龄38周岁以上)，3名青年讲师 (年龄35周岁以下)。团队专业老师全部为一线科研人员，长期从事动物、植物、微生物等领域的研究工作，可以实现以科研促教学的目的。同时，团队老师对生物学的基础知识和理论全面了解，能够指导学生了解生命的现象与本质，培养学生生命科学研究素养，开拓学生观察问题的视野和丰富学生思考问题的方式。
为不断提升团队老师的教育教学能力和教学效果，团队每月组织一次教研活动。教研活动包括：(1) 统一思想认识，学习上级文件精神；(2) 总结教学经验，探讨教学过程中出现的新问题和解决方法；(3) 优化课件和教案，根据课程进度修改现有课件和教案中的不足之处；(4) 分享优秀教学案例，通过交流达到互相借鉴和启发的目的；(5) 申报教学研究课题，根据课程内容和特色讨论教学研究项目的申报；(6) 建设与申报一流课程，明确课程特色，讨论课程建设具体计划。此外，鼓励团队教师参加学校的各类教学竞赛，通过以赛促教、以赛促学和以赛促改达到在比赛过程中打磨教学技能、丰富课程思政元素的目的。课程思政并不是课程和思政元素的生搬硬套，而是思政与课程内容的有机融合。团队教师需积极参加教学改革会议和讲座报告，交流借鉴本校和外校不同课程的思政育人先进方法和经验，并及时将思政课程成熟的教学方法和学生最新的思想政治观念等向本课程输入。
（2）建立线上线下混合式教学
课堂上合理利用信息化教学工具，不仅可以节省老师备课和教学时间，而且能够提高老师的教学水平，帮助学生快速掌握知识点，有效解决学生对原理理解不透的问题。团队要求每位老师均要熟练掌握现代信息化教学方法，通过线上教学方式，构建信息化、智能化思政教学平台，实现课前资料推送、课上学习和练习以及课后复习情况记录的统一，为课程教学方法的持续改进提供数据支持。教师将生物学理论知识、相关科学家故事和贡献以及时事政治等内容，以短视频的形式上传到云班课及SPOC教学信息化管理平台（浙江省高等学校在线开放课程共享平台），或通过“慕课”以及虚拟仿真模拟的方式，让学生课前自主观看视频并预习新课。
以“遗传学基本定律”的课程思政教学为例，传统教学过程中，教师在介绍孟德尔遗传第一定律和第二定律时，会通过板书的形式给同学演示基因型的配对以及在子代中的分布。有趣的豌豆杂交实验变成了数学中的自由组合题，难免有所枯燥和乏味，学生在课堂上兴趣不高。通过线上和线下混合式教学改革，教师在课前将“遗传学之父”孟德尔的视频资料通过“SPOC”推送给学生，让学生思考问题“孟德尔成功的秘诀是什么？”以及“为什么采用豌豆为实验材料？”。教师在平台查看学生的预习情况，完善课堂教学设计。通过线上视频的观看和学习，激发学生的学习兴趣，进而提升线下的教学效果。
线上教学内容包括：(1) 蛋白质结构与功能、核酸结构与组成；(2) 生物膜的流动镶嵌模型；(3) 叶绿体结构与光合作用原理；(4) 细胞减数分裂过程；(5) 动物神经组织的结构和特点、神经冲动的传递；(6) 血液循环系统，O2和CO2的交换机制；(7) 尿的形成机制，人体对抗感染的非特异性免疫过程；(8) 人体骨骼组成；(9) 植物根吸收水分和无机盐的途径与方式；(10) DNA自由组合定律和DNA半保留复制；(11) 乳糖操纵子与原核生物的基因表达调控；(12) 人类基因组计划。线上线下混合式教学内容包括：(1) 细胞结构以及主要细胞器的功能；(2) 糖酵解、三羧酸循环以及酶的催化作用机制；(3) 动物消化系统和呼吸系统的结构与功能；(4) 人体免疫系统与疫苗制备；(5) 孟德尔遗传第一定律和第二定律；(6) 基因克隆与表达、重组DNA技术。其他内容采用线下教学方法。
（3）开展案例教学
在《教育部关于加强专业学位研究生案例教学和联合培养基地建设的意见（教研[2015]1号）》中对于案例教学提出了明确的定义：案例教学是以学生为中心，以案例为基础，通过呈现案例情境，将理论与实践紧密结合，引导学生发现问题、分析问题和解决问题，从而掌握理论、形成观点和提高能力的一种教学方式。这种教学方式从内容框架到实施途径都有严格规范，强调情景交融，模拟现实，能够在参与式教学的过程中培养学生的综合能力。案例教学同样适用于本科生课程。
团队基于案例教学的基本原则，在教学过程中对有关内容进行精心设计。例如在“生命的化学基础”一章，引入案例“病原体分子检测技术”，内容包括为什么核酸和蛋白质可以作为检测的靶标，核酸和蛋白质分子检测技术的原理、方法和实际应用，以此激发学生独立思考和创新意识。在“免疫系统”章节中，通过引入单克隆抗体的一般制备方法，从预试验到系统性分离，临床试验筛选和鉴定目标产品，再到抗体的提取分离工艺开发，方案选择和工艺优化，获得优选方案，以此启发学生形成正确的科研思维和勇于创新和创业的意识。通过案例教学引导学生通过阅读、分析、思考和讨论来学习相关理论，以提高学生思维推理和问题处理能力，实现教学相长。
（4）实施小组讨论
“话不说不明，理不辩不清”，开展小组讨论有助于调动学生学习积极性，将所学知识融会贯通。不同于传统的教学模式，讨论即把课堂的主动权交给学生，让学生自由讨论和主动思考，这有利于同学间相互协助，共同解决问题。小组合作的过程，既是小组成员发挥己见、表现自我的过程，同时又是在差异中通过交流与合作寻求最佳答案的过程。
笔者在开学之初将学生进行分组，组织每个小组成员对线上教学任务进行阅读和观看。同时将诸如基因工程与生物农业、基因编辑与人类健康、单克隆抗体的制备等研讨课题分给不同小组，根据课程内容的开展情况，在期中和期末开展讨论课。小组成员分工合作，查阅文献资料，课下集中讨论，课上分组汇报，每组每次轮流派1位同学发表组内讨论的观点和见解，其他学生进行补充；小组之间互相提问，讨论结束后由教师对案例和资料的内容、学生的观点和见解进行总结评判；课后及时收集课堂反馈意见和建议并给予小组成员考核成绩，作为平时成绩的一部分。
通过小组讨论可以增加学生在课堂的参与度，激发学生专业认同感和自信心、培养学生创造性思维，激发学生参与讨论和交流思想的兴趣；小组讨论同时也能满足学生的求知欲和表现欲，拓宽学生视野、培养学生团队合作精神和职业道德素养。
考核评价体系优化
教学改革前期末考核主要包括平时成绩(40%)和卷面成绩(60%)两部分组成，评价体系单一，无法体现课程思政开展的实效。课程思政的育人效果评价不同于传统的课程评价体系，更加侧重于学生的学习态度、三观和职业素养等方面。为此，教学团队对课程考核评定方式进行优化，添加了课程思政的内容。学生总成绩组成包括平时成绩(20%)、作业(20%)和期末考试(60%)。平时成绩包括线上和线下，基准分为100分，线上未预习扣5分，旷课1次扣5分，迟到1次扣5分。从教学内容中选取3~5个思想政治教育案例作为考核点，分小组完成指定学习内容，要求进行思想政治感想的思考与讨论，分组展示学习成果。根据学生思维的发散度、答案的全面性、风采展示情况和小组成员的参与度等，加5~10分。对于积极参与构思和设计课程思政案例的学生可额外加2~5分。作业包括随堂作业和课后思考题。随堂作业可以考察学生对本节课内容的掌握情况，同时达到巩固知识点的目的。课后作业中加入思政元素，例如“论述基因工程中的伦理问题”，“写出5个与核酸研究相关的诺贝尔奖得主及主要贡献”等。根据作业要求的规范性，解答的准确程度打分。同时对学生是否怀有正确的健康观念、生命观和求真务实的态度，加减1~5分。
期末考试内容中，除了课程知识类的客观题目以外，增加主观题的占比，包括一些时事热点的讨论，例如新冠病毒疫苗中蕴含的生物学知识和对于学科有突出贡献的科学家的故事，以及生物技术应用于实际问题解决方面的内容。例如近2年在期末试卷中增加题目：“基因工程技术使得人类可以按照自己的意图生产基因产物，转基因作物是其中最典型的代表。请以所学的知识谈谈转基因大豆、转基因玉米和转基因马铃薯等是否对身体有害。此外，假如现在有2种草莓，一种果实甜而大，但是不易保存，运输过程容易腐烂；另一种果实较酸，但运输过程不易腐烂。已知草莓的甜、酸、是否容易腐败都由基因控制。现在需要获得一株果实既甜又不易腐败的草莓品种，请以所学知识，从基因重组等角度阐述一下你的思路。”根据学生语言表达的准确性、严谨性、条理性和逻辑性，以及问题分析是否详细、透彻、规范和全面等综合打分。
课程改革效果
（1）课程思政成效
依据调查问卷，教学团队对课程思政教学改革后3年内的教学效果进行了分析。2020年至2022年生物工程专业参与问卷调查的学生数分别为55、45和58名。结果显示，2020年课程思政教学效果的评价中学生认为完全不符合、基本不符合和不确定的比例共占26.06%。这部分学生认为课程思政教学并不能使他们能更好地形成和表达自己的观点，他们在学习过程中不能主动关注并探索相关思政内容。根据该现象，授课团队及时分析原因并有针对性的调整教学方法，在讲课时充分调动学生参与课程思政内容的讨论，引导学生主动挖掘课程内容中的思政元素。教学方法的调整促进了学生对思政元素的理解和运用，在2021年和2022年的问卷调查中，持完全不符合和基本不符合观点的学生比例逐渐减少，而基本符合和完全符合的学生比例逐渐增加。2022年基本符合和完全符合的学生比例共占92.19%，表明“生物学基础”课程思政教学达到较好效果。在今后的教学过程中，通过进一步优化教学方法，持基本符合和完全符合观点的学生比例可得到进一步提升。
（2）教学质量提升效果
教学团队对课程思政教学改革前后3年的教学质量进行了分析，包括出勤率、期末卷面成绩和教学质量评价等。2017年至2019年生物工程专业大二学生人数分别为40、65和48名。分析结果显示，课程思政改革前3年(2017~2019)，学生的课堂出勤率在92%左右，而改革后3年内课堂出勤率上升至99%。课程改革前，学生的期末卷面成绩平均分在66以下，而改革后的卷面成绩逐年提高，2022年达到76分，表明学生对课程的关注度和参与度明显提高。同时，这也说明课程思政有助于促进学生对专业知识的理解和掌握。
（3）学生竞赛
课程思政改革后，生物工程专业学生参与大学生生命科学竞赛、全国互联网+创新创业大赛、挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛等竞赛的次数和积极性有了明显提高。例如在第八届全国大学生生命科学竞赛中，生物工程专业学生取得了新的突破，获得科学探究类国家一等奖3项(桑黄多糖的结构解析及其在体外调节肠道菌群中的作用机制研究；浙麦冬镉富集特征及镉积累诱导三萜皂苷合成的生理分子机制；BSH胆盐水解酶抑制剂荚三萜的提取和活性鉴定)。科学竞赛的参与有助于学生将所学知识更好的融会贯通和应用于实际问题的解决，而课程思政的开展对学生参赛具有重要的引导作用。这表明“生物学基础”课程思政的改革和实践在学生培养方面产生了有益效果。
