生物技術專業生物安全與生物倫理學小班課教學探討

　　摘要：生物安全與生物倫理問題近年時有發生，如何給生物技術專業學生上好生物安全與生物倫理學課程值得研究與探討。小班課教學是近年來國內高校教學改革的新舉措，可拉近師生距離、增加師生互動，更為靈活、更有針對性，有助于教學質量的提高。本文結合生物技術專業生物安全與生物倫理學課程特點及小班課教學實踐，探討小班課教學經驗，反思不足并提出改進建議。

　　本文源自李剛;張克斌;胡曉梅;饒賢才;盧曙光，微生物學通報發表時間：2021-07-21

　　關鍵詞：生物技術專業，生物安全與生物倫理學，小班課教學，教學經驗

　　近年來，生物技術蓬勃發展，在生物醫藥、食品衛生、畜牧養殖和環境治理等多領域發揮積極作用。生物技術是一把雙刃劍，其誤用、濫用和不正當使用造成的生物安全與生物倫理問題也不容忽視，對生命健康和財產安全等構成潛在威脅[1]。如2010年12月東北農業大學28名師生因實驗操作不規范感染布魯氏菌病(布病)，2018年賀建奎違背倫理道德開展“基因編輯嬰兒”研究所造成的爭議性事件，2019年中牧蘭州生物藥廠布魯氏菌氣溶膠事件等。2020年新冠肺炎疫情席卷全球，造成嚴重的生命健康損失，但部分國家和個人對新冠病毒及疫情的惡意“污名化”，更加凸顯了生物安全與生物倫理問題的重要性。2021年4月15日，《中華人民共和國生物安全法》正式實施，這是我國生物安全領域的一部基礎性、綜合性、系統性、統領性法律，標志我國生物安全進入依法治理的新階段。習近平同志指出，生物安全問題已經成為全世界、全人類面臨的重大生存和發展威脅之一，必須從保護人民健康、保障國家安全、維護國家長治久安的高度，把生物安全納入國家安全體系。

　　大學承載著生物技術專業人才培養的重任，如何給生物技術專業學生上好生物安全與生物倫理學課程是值得研究與探討的。小班課教學是當前國際一流大學的常見授課方式[2]，也是近年來國內高校教學改革的新舉措[3-4]。相比大班授課，小班課教學可拉近師生距離、增加師生互動，教學內容和授課方式更為靈活、更有針對性。本文結合生物技術專業生物安全與生物倫理學課程特點及小班課教學實踐，總結探討教學經驗，反思改進措施，以期為本課程教學提供參考和借鑒，提升教學質量。

　　1課程概況

　　生物安全與生物倫理學是針對生物技術與生物因子及相關活動的法律法規、設備設施、操作規范、管理制度以及突發公共衛生事件的應急處置程序和對策，基于道德價值和原則對生命科學和衛生保健領域內的人類行為進行系統研究的學科[5-6]。本課程旨在培養學生獨立運用生物安全與生物倫理學的基本理論、基本知識和基本技能解決相關實際問題，要求學生能獨立思考、全面分析，具備較強的實踐操作能力。生物安全與生物倫理學是我校為生物技術專業四年制本科生開設的一門必修課程，授課時間安排在大三上學期，此時學生已經修完如生理學、分子生物學、微生物學、基因工程等專業基礎課程，正是學習生物安全與生物倫理學課程的好時機。本課程共安排8次課、20學時，按一周1~2次課進行，全部授課內容在一個半月左右完成(表1)。鑒于生物安全與生物倫理二者在內涵、研究對象和面臨挑戰等多方面存在不同，在具體教學內容安排上，本課程前5次課主講生物安全相關內容，第6次課專門探討生物倫理學，第7次課以轉基因技術及轉基因生物為對象融合講解生物安全與生物倫理問題及其評價，最后再安排1次專題研討課，通過學生自主找素材當“主講”，強化學生對理論知識的理解和運用。

　　我校每年招錄生物技術專業學生約10人，具備開展小班課教學的有利條件。為突出小班課教學優勢，本課程對教學內容進行了整合重組，采用模塊化教學，基于軍校育人目標突出軍事醫學特色，設置專題研討課，增加了大量研討實例和社會熱點問題討論，如病原微生物實驗室活動規范與生物安全管理、突發新發公共衛生事件及病原體溯源、生物恐怖威脅與生物戰病原體檢定、轉基因與基因編輯安全倫理問題等。教學設計上，教師根據授課內容充分運用雨課堂、智慧教學云平臺等開展小組研討、設置翻轉課堂，采用線上線下混合式教學實現教學內容切分、學生自學和教師精講，讓學生充分參與、討論和思考。此外，在學生的課余時間，組織一次參觀實踐活動，參觀對象為本教研室的生物安全防護2級(P2)實驗室，主要引導學生了解生物安全及倫理相關規章制度，考察致病性菌種、毒種的保存、使用與污染物處理，以及實驗動物的飼養與處理等。

　　2小班課教學經驗

　　2.1教師如何教?

　　相較于傳統大班課教學，小班課教學有著明顯不同的特點。面對屈指可數的生物技術專業學生，要求教師適應性地調整教學方法與手段，重組和優化教學內容，合理進行教學設計，揚長避短以達到較好的教學效果。

　　2.1.1小班雖“小”，教師卻需“大”準備

　　在教學內容準備上，教師針對生物安全與生物倫理的側重點不同，合理運用不同教學策略。講授生物安全時注重學生對相關法律法規、技術規范的學習，培養學生的法律意識和守法行為;講授生物倫理時則重點從道德、情感、價值觀等層面進行引導，培塑學生的人文素養和科學情懷。此外，還應充分挖掘生物安全與生物倫理相關的教學素材和案例，精心構思教學設計和教學重難點。課前推送預習資料和測試題，根據學生知識掌握和答題情況，補充細化教學重難點和課堂教學策略。教學中，靈活運用啟發式、探究式、研討式等教學方法[4,7]，借助雨課堂、愛課堂、智慧教學云平臺等輔助信息教學技術[8-9]，積極與學生互動，適當設置翻轉課堂[10]，實現小班課教學以“學生為主體”。課后做好答疑和輔導，及時關注學生學習效果并反饋課堂教學。條件允許下，小班教學應盡量選擇與學生人數相匹配的多媒體教室，如我校2019年建成并投入使用的配備有多功能觸摸顯示屏、可移動式課桌、先進錄播系統及分屏系統的智慧教室。

　　2.1.2因材施教，做好個性化教學

　　利用學生人數少這一優勢，在開課前要求每位學生提交500字左右的自我介紹，并附上近期個人證件照片，建立學生檔案卡，幫助教師輕易記住每一位學生的姓名、出生、家庭背景、學習情況、性格特點及特長愛好等信息，為因材施教和個性化教學創造條件[11]。通過學生檔案卡，教師在開課前充分了解每位學生的家庭、學習、困難等，并針對性地提供個性化指導，尤其對于學習困難等學生做好重點幫扶，成立由教師、學員隊干部和成績優異學生組成的一對一幫扶結對小組，以提高其學習效果。對于成績較好且好學的學生，注重其知識拓展和創新意識的培養，助其更上一層樓;對于成績中下而學習積極性欠佳的學生，適當鼓勵，積極引導和啟發，授之以“漁”，讓其形成自己的學習方法，激發其學習潛能。

　　2.1.3建案例庫，發揮案例教學優勢

　　生物技術的快速發展帶來了諸多生物安全與倫理問題，許多問題均可通過案例的形式呈現[12]。目前我們已經搜集、整理了幾十個典型案例，穿插在小班課教學中與學生分享和討論，如以布魯氏菌抗體陽性事件為切入點，講解開展病原微生物實驗活動的基本規范、人員和環境防護等要求;以新冠肺炎的暴發、傳播及其全球性影響，深入討論新時代下突發公共衛生事件對人類生產生活的深層次影響，以及生物技術在新冠肺炎等突發公衛事件防控中的現實應用及未來發展方向;圍繞賀建奎“基因編輯嬰兒”事件，展開生物倫理討論等。從教學反饋來看，學生更容易通過典型案例理解所學的生物安全與生物倫理相關知識點，課堂參與更積極，討論更熱烈，新思路新想法不時涌現，生動的案例極大促進了學生興趣與教學內容的有效融合。通過建立完善的生物安全與生物倫理問題案例庫，把案例庫做成小冊子，每個案例均設置啟發性問題，提前讓學生預習，上課時開展討論，必要時納入專題研討，有效提高了課程教學效果。

　　2.1.4融入科研進展，開闊學生視野

　　現如今每年都會有關于生物安全與生物倫理的新情況、新進展出現[1,13]。例如以合成生物學為代表的新型兩用生物技術，已實現從遺傳修飾、遺傳改造到從頭人工合成生命體的重大突破，這一方面極大拓展了我們認識生命和改造生命的能力;另一方面，其可能的誤用、繆用和濫用等對生物安全與生物倫理也形成了重大挑戰，引人警示和深思[13]。我們在設計教學內容時，除了讓學生掌握本課程的基本知識、基本理論和基本技能外，還重點突出了生物安全與生物倫理學的科學前沿，著重培養學生的創新思維、創新理念。教學中適當引用原版教材和最新文獻，介紹國內外相關領域的新進展、新突破。我們還將自己的相關研究成果有機融入課堂，讓學生產生更加深刻的印象，著力培養學生的科研興趣。此外，通過邀請校內、外生物安全與倫理學領域專家為學生授課，將前沿進展、新教學理念引入小班課教學，從而開拓學生的眼界，激發學生的創新意識和求知欲。

　　2.1.5加強師生交流，確保教學質量

　　開課前一周舉行師生見面會，組織教學組全體教師、學員隊干部(輔導員)、全體學生集體見面，教學組長向學生說明課程教學特點、帶教教師、閱讀研討課安排、課程輔導、網絡教學應用、課程學習方法等情況，扎實做好開課前準備工作。開課第三周，安排教學組全體教師和學生開展教學聯席會，聽取學生對課程教學的意見和建議，并由教師現場答疑。根據學生的意見建議，及時調整教學策略，確保小班課教學質量。課程教學結束后，教學組全體教師結合授課過程、學生平時學習表現和考試成績等，反思教學中存在的不足，提出改進建議和措施，形成教學總結與考試質量分析，并體現在更新后的教案和課件中。通過開課前、課中和課后教師與學生、教師與隊干部全程議教議學，隊干部全程跟班聽課，整個教學過程增進了師生交流，保證了教學質效。

　　2.1.6改進考試形式，強調過程性考核

　　傳統的以紙面成績、期末成績評價學生學習效果的方式缺乏合理性，而且不適用于小班課教學效果評價。小班課學生人數少，特別適合過程性考核評價方式[14]，同時也不會給教師帶來過大負擔。目前我校采用的考核形式是“4+6”，即過程性考核占總成績比例為40%，期末考核成績占比60%。過程性考核分為平時表現成績(依據：學員的學習積極性、活躍度、參與度、作業完成情況等)、隨堂測驗成績(依據：隨堂測驗小試卷的作答情況)、文獻研討成績(依據：研討幻燈片的制作、報告、討論等質量)、參觀實踐成績(依據：學生提交的生物安全實驗室參觀實踐心得體會)這4個部分，各占總成績的10%。期末考核采取閉卷形式，題型包括單選和不定項選、填空、名詞(含英文名詞)解釋、簡答、論述(開放和綜合性)等，重點考察學生對理論知識的掌握和運用能力。教師統籌把握、切實用心，確保過程性考核和期末考核的公平公正。

　　2.2學生如何學?

　　教學是教與學的有機結合，不僅要注重如何“教”，還應重視和引導學生如何“學”，這樣才能達到事半功倍的教學效果。通過與學生交流本門課程學習的心得體會，結合部分學習成績較好學生的反饋以及教師自身的教學體驗，提出生物技術專業學生學習生物安全與生物倫理學課程的建議如下。

　　2.2.1樹立危險意識，端正態度

　　生物安全與生物倫理學為醫學及生命科學相關從業人員的自身防護提供法規和安全意識培養、安全方法培訓，同時為相關人員在未來工作中保障病人和實驗動物的應有權利打下基礎。學生們應充分認識到學科專業的特殊性和未來職業的潛在危險性，樹立強烈的危險意識，對生物安全知識學習要有十分端正的態度。如在學習和開展病原微生物實驗活動時，時刻牢記“有菌意識、無菌操作”，做好實驗室生物安全和防護。

　　2.2.2防患于未然，學以致用

　　所有安全教育均為警示教育，生物安全也是如此，一旦發生安全問題，后果均無法挽回。學生一定要樹立防患于未然的意識，能夠對潛在的生物安全事件進行預判性分析并提出自己的處置方案。學生學習時應注意聯系實際，面對潛在生物安全問題和突發公共衛生事件時要學會獨立思考，如對于新冠病毒種類繁多、今后會否出現新的感染及如何防控這樣的問題，學生可運用所學生物安全知識進行綜合分析判斷，做到學以致用。

　　2.2.3系統思考問題，全面分析

　　保證生物安全是一系列措施手段的綜合運用，涉及熟知掌握相關法律法規、操作規范、環境和硬件保證、人員防護意識和防護技能、單位安全文化教育和督導檢查等方方面面。學生在學習過程中應有意識的培養自身的邏輯思維和整體思維，養成系統、全面考慮和分析處理問題的習慣。

　　2.2.4肩負責任，牢記規范

　　生物安全與生物倫理問題事關重大，學生須明確認識到自身所肩負的責任，以對生命和健康負責的態度學習相關知識，則學習效果會更好。安全習慣的養成則需長期的堅持和細致的觀察，學生心中務必常存生物安全與生物倫理學的概念和意識，在今后的工作中規范自己的行為和操作，對自己和他人負責，合理使用生物技術造福人類。

　　3小班課教學成效

　　開展小班化教學改革以來，我校生物技術專業四年制本科生的生物安全與生物倫理學必修課程教學成效顯著。首先，從期末考試成績來看，歷屆學生平均成績均達到了80分以上，而且無不及格學生;其次，從評教評學來看，大學教學督導專家對本課程教學的效果給予了肯定，而且學生的整體滿意度高達97%，在大學的同期課程中排名靠前;最后，從學生的能力拓展來看，多名學生因學習本課程而走進我們所在實驗室，開展微生物相關方向的課題研究、畢業設計等，獲評優秀畢業生及“黎鰲英才班”畢業學員等榮譽。另有多名學生積極參加全國大學生生命科學競賽并獲獎，在2016年和2017年，本教研室組織2支本科學生隊伍參加微生物學領域合成生物學的全球頂級賽事——國際基因工程大賽(iGEM)，并分別榮獲金獎和銀獎[15]。科研鍛煉和學科競賽極大拓寬了學生視野，也讓學生體會到課程學習的更多樂趣。

　　4小班課教學反思

　　經過多年教學實踐，積累了一些教學經驗，并獲得了較好的教學成效，但也發現本課程教學中存在的一些不足。反思這些不足，結合教師教學體會和學生反饋的想法建議，提出如下改進和完善措施。

　　4.1研討學時偏少，需適當增加

　　小班課能充分調動學生的學習積極性，在相互學習與討論中，學生對知識的理解與掌握得以提升。研討課非常適用于小班課教學[4]，然而本課程僅安排了一個學時的專題研討課，對于生物安全與生物倫理學這門蘊含大量可供研討實例的課程來講，顯得很不夠，如第七章——轉基因生物的安全性評價，當前CRISPR-Cas基因編輯等生物新技術的出現和發展，在生命科學、醫學領域的應用及其潛在生物安全和倫理問題等內容，既富科學前沿又可拓展討論。因此建議增加研討課學時比例，同時考慮到不能過于增加師生負擔(研討課需要師生投入大量精力)，建議在生物安全部分穿插2次共2個學時的專題研討課，分別放在第3、第5次課后進行;在生物倫理學部分穿插1次共1個學時的專題研討課，放在第7次課后進行。調整后，整體課時增加2學時至22學時。

　　4.2教材版本老舊，需及時更新

　　教材的更新周期一般在5年左右，授課教材應選擇5年以內的版本。目前本課程所使用的教材為2010年中國輕工業出版社出版的《生物安全——原理與準則》(第四版)和2010年浙江教育出版社出版的《生物醫學倫理學》(第4版)[5-6]。從2010年到2021年的近10年間，生物安全與生物倫理學領域又產生了許多新的知識及問題[1]，如隨著埃博拉、中東呼吸綜合征、新冠肺炎等新發突發傳染病的出現，人間傳染的病原微生物種類發生變化，疾病流行特征、檢測技術和防控方法等也不斷更新，甚至以往有些認知被重新定義和顛覆。同時涌現了一批新版本的教材，如2015年科學出版社出版的《生物安全學導論》[16]，2019年廈門大學出版社出版的《生物倫理學》[17]，2020年科學出版社出版的《生物安全與生物恐怖：生物威脅的遏制和預防》(第二版)[18]，所以及時更新老舊教材是必要且可行的。

　　4.3法律法規教學，需補充加強

　　生物安全強調從法律法規上管理，其法律法規仍在不斷修改和完善中，目前本課程相關教學內容涉及不夠。我國于2021年4月15日正式實施的《中華人民共和國生物安全法》，建立健全了11項基本制度，系統梳理了當前我國生物安全領域存在的8方面主要風險[19]。其中關于生物技術研究、開發與應用，生物安全法最新明確“國家加強對生物技術研究、開發與應用活動的安全管理，禁止從事危及公眾健康、損害生物資源、破壞生態系統和生物多樣性等危害生物安全的生物技術研究、開發與應用活動。從事生物技術研究、開發與應用活動，應當符合倫理原則”[19]。此外，隨著兩用生物技術在世界范圍內的蓬勃發展，多國高度重視和關切生物安全問題及防控，并將其納入國家安全戰略，如2018年9月美國政府發布《國家生物防御戰略》以系統應對各類生物安全威脅，英國、澳大利亞等國也分別將安全、國防等部門納入公共衛生體系[20]。發達國家持續加大對兩用生物技術相關研究的投入，在高等級生物安全實驗室建設、生物資源挖掘利用、生物信息數據庫開發等方面的研發支撐體系日趨完善[20]。2020年世界衛生組織(WHO)發布了第四版《實驗室生物安全手冊》(第三版于2004年發布)，強調基于風險評估和循證思維的理念，并將實驗室生物安全防護要求新分為“核心要求”“加強要求”“最高要求”[21]。上述生物安全領域的新動態、新法規也應及時體現在教學內容中，最好為其專門設置一次課，并建議以全民國家安全教育日(每年4月15日)為契機開展相關法律法規學習。

　　4.4教學工具不足，需增強互動

　　當前教育教學技術發展迅速，涌現出如慕課、微課等多終端學習平臺，也出現如雨課堂、愛課堂等多種輔助教學工具[9]，極大豐富了教學形式和教學內容。生物安全與生物倫理學課程可借鑒運用上述學習平臺和輔助工具，優化重組教學內容，增強課堂教學互動，如可將病原微生物實驗室操作和轉基因、基因編輯等理論內容整合，依托實驗室開展學生獨立設計和實踐的研創活動，培養學生的高階創新能力。利用微課、短視頻、教育相關的微信公眾號等輔助非法律背景的生物技術專業學生更好理解和學習生物安全與生物倫理相關法律法規。此外，我校臨床醫學八年制學生已普遍使用的國家醫學電子書包[22]，有多個系統版本，可在智能手機、平板電腦等多種移動終端運行和翻閱，國家醫學電子書包中的“醫學倫理學”教材也可輔助學生學習本課程生物倫理學的部分內容。

　　4.5實踐操作不夠，需學以致用

　　生物安全與生物倫理學課堂教學多為理論知識，比較抽象，并不利于學生對知識的理解與掌握，如病原微生物菌種保存、負壓系統操作以及消毒滅菌處理等，僅理論教學缺乏真實體驗感。生物技術專業學生人數較少，便于安排參觀實踐課，但是僅利用學生課余時間組織一次參觀實踐活動是遠遠不夠的，本課程應安排正式的參觀實踐課。可安排學生去生物安全實驗室、實驗動物中心以及大型醫院綜合科研實驗室[23]，參觀并親身體驗生物安全防護的方方面面，理論聯系實踐，既可提高教學效果，也可為生物技術專業學生今后從事相關工作打下基礎。建議實踐課穿插安排于理論課中間，共安排3次實踐課，每次3學時，共9學時。

　　4.6影視作品可用，需升華理解

　　目前與生物安全和生物倫理有關的影視作品非常多，如經典的《生化危機》系列、《異形》系列、《釜山行》和《異星覺醒》等。在電影《生化危機》中，由于科研人員操作不當導致實驗室的一個玻璃瓶被打碎，造成病毒泄漏并迅速傳播，使得被感染的人變成喪尸，造成災難性后果。電影《人獸雜交》和《逃出克隆島》則反映了生物倫理方面的極具爭議性問題。為升華學生對本課程的理解，可安排學生觀看生物安全和生物倫理相關影視作品各1部，并撰寫觀影感想與啟示，作為平時成績考核與賦分的一部分。

　　5結語

　　在生物技術專業生物安全與生物倫理學課程教學中，需不斷探討如何更好地優化小班教學模式，進一步貫徹執行“小班課、現場化、研討式”原則，深入探究小班課教學的內涵和本質特點，促進課堂教學水平提升。要圍繞偵、檢、防、消、治五個方面，以突發性公共衛生事件的應急處置(消、治)、實驗室生物倫理及安全防護要求(防)、生物安全實驗室個人防護裝備(防)、突發性公共衛生事件的病原體檢驗與鑒定(偵、檢)為重點，做好生物安全與生物倫理學教學。同時應傳承推廣好的教學經驗，努力解決教學過程中存在的問題，根據本專業的小班屬性，深入探索小班課教學模式，針對不足，積極改進，進一步推進創新教育教學改革，提高教學質量。