《遗传学》课程思政教学设计

作者： 时间：2022-04-28 点击数：

——以“植物雄性不育及其应用”为列

课程类型：专业基础课 学科门类：理学—07

一、课程及案例简介：

《遗传学》是生物技术专业的核心基础课，其授课对象为大学二年级学生，共48学时。主要内容包括遗传的细胞与分子生物学基础、孟德尔遗传、连锁遗传、数量性状遗传、核外遗传、细菌与病毒的遗传、染色体畸变、基因突变、群体遗传等内容。通过本课程的学习，使学生系统掌握遗传学的基本概念、遗传规律，形成一套完整的遗传学知识体系，并具有运用遗传学知识，分析和解决生活、教学、科研中有关遗传问题的能力。

本案例选自第五章《核外遗传》的第三节“植物雄性不育及其应用”，核外遗传，也称细胞质遗传，是遗传学中除了核遗传外存在的另一种重要的遗传方式，因其遗传物质位于细胞质中，因此表现出与孟德尔等核遗传不同的遗传规律，细胞质遗传与植物雄性不育有密切关系，因此，在农业生产上有很大的用处，可以通过利用植物雄性不育，用于杂交作物的培育与生产。我国袁隆平院士的杂交水稻的研发，就是以植物雄性不育系为基础开发出的三系配套来实现的，因此，此部分内容不但具有重要的专业知识点，同时也蕴含了丰富的思政元素。

二、课程思政教学与育人目标

（一）知识传授目标

1）理解植物雄性不育的概念及类型

2）掌握植物雄性不育的遗传机制及其应用

（二）能力培养目标

1）培养学生运用所学的遗传学原理与方法，分析、解决实际问题的能力。

2）训练学生独立思考、提出问题、发现问题的能力。

（三）思政育人目标

1）通过讲述袁隆平超级杂交水稻这个“植物雄性不育”应用的经典例子，培养学生的家国情怀与社会责任感。

2）通过讲述袁隆平“二区三系法”生产杂交水稻的艰难研发历程，对学生进行爱岗敬业与团队精神的思政教育。

3）通过介绍党和国家对杂交水稻研发过程的关心和支持，使学生产生认同共产党的领导、认同我国政治制度的政治认同教育。

三、教学策略与课程思政教学实施过程设计

（一）教学策略

本节以袁隆平研究杂交稻的过程为主线，通过设问、查阅资料、讨论、讲解等方式，在讲授植物雄性不育的遗传机制等知识内容的同时，以采访语录、视频记录、短片、新闻报道等方式展现袁隆平杂交稻研发过程。通过对第一株野生雄性不育水稻的发现，到三系两区法生产杂交稻的艰难研发过程的介绍，让学生感受到袁老及其科研团队所展现出的家国情怀与社会责任感、爱岗敬业及团队合作精神，从而在思想上产生认同和共鸣。

（二）课程思政教学实施过程设计

1.课程导入

引入经典案例

在本次课前，已经让学生在网上查阅有关袁隆平杂交稻的相关新闻。因此一开始就可以向同学们提问。“大家知道农民家里种的普通水稻亩产大概在600公斤左右，那么有同学知道现在袁隆平的超级杂交水稻亩产最高多少公斤吗?”前期学生们已查阅资料，所以通过学生们的回答，可顺势对袁隆平院士及其相关研究做一简单介绍。

【设计意图】：袁隆平超级杂交稻是“植物雄性不育”应用的经典案例。由此可以很自然的导入我们今天的学习内容。袁隆平-辈子为我国解决粮食安全问题、为百姓的饭碗问题作出重大贡献，是我国的国宝级人物，其本人却朴实无华，心中只有国家与人民。通过袁隆平的一些采话语录和视频记录，可以在课堂生上充分地展现出袁隆平院士身上的这种气质，从而达到感染同学的目的。

2. 知识讲授

1）植物雄性不育的概念及类型

通过袁隆平这个案例，让学生思考几个问题：“袁隆平为什么要进行杂交稻研究？其意义和遗传背景是什么？”“杂交稻研究过程中，首先要解决的难题是什么？” 然后以袁隆平第一篇论文《水稻的雄性不孕性》发表为例，引出雄性不育相关概念。

植物雄性不育：“是指植物的雄性生殖系统不能正常发育，不能产生有功能的花粉粒，但雌性生殖系统发育正常，能接受正常花粉受精结实的一种生物学现象。”正是因为其这个特点，所以在一些自交作物中，选择这种个体做母本，可以解决杂交制种过程中人工去雄的难题。

【设计意图】：以上几个问题的提出，可以让学生将之前学习的杂种优势等知识同今天所学内容联系起来，从而理解知识之间的内在联系，达到知识的融会贯通和迁移。同时，袁隆平论文中的观点，他的理论与研究实践是对经典遗传学理论的挑战，否定了水稻等“自花授粉作物没有杂种优势”的传统观点，极大地丰富了作物遗传育种的理论和技术。使学生深刻感受到科学家所具有的挑战权威，敢于质疑、勇于创新的科学精神。

2）植物雄性不育的类型及其遗传机制

核不育型：由核内基因控制的雄性不育。如太谷核不育

小麦、光敏核不育水稻

质不育型：由细胞质基因控制的雄性不育。

核质互作型：由细胞质和细胞核基因互作所控制的雄性不育。如水稻野败、玉米 T、C、S型等。

讲授此部分内容，可以结合我国科学家在雄性不育遗传机制方面取得的研究成果展开讲述。如在介绍核不育型时，可以我国湖北发现的光敏核不育水稻、山西发现的太古核不育小麦为例，介绍其遗传机制及特点。在介绍核质互作不育型时，重点介绍我国第一株野生不育株水稻“野败”的发现过程，以及我国育种工作者在玉米雄性不育分子基础上的研究成果。特别是要重点强调核质互作不育型的遗传基础决定了其在实践中的利用价值。

【设计意图】：通过具体例子，让学生既掌握了各种雄性不育的遗传基础，同时也了解了我们国家在植物雄性不育遗传机制及应用方面的研究是世界领先的，从而增加学生的民族自豪感和爱国热情。

3）质-核互作雄性不育的应用

植物雄性不育的应用主要是利用杂种优势应用于农作物的育种中，这种利用最早成功的例子要数杂交水稻。我国是最早实现“三系”配套生产杂交稻的国家。以袁隆平“三系二区法”（三系即：不育系、保持系、恢复系；两区即：繁殖区、制种区）生产杂交稻为例，既讲其生产原理，又介绍生产杂交稻的艰难研发历程，从不育系的发现，到保持系和恢复系的筛选，历尽千辛万苦，终于获得成功。

【设计意图】：袁隆平及其团队“三系两区法”生产杂交水稻的研发历程，是爱岗敬业、不怕困难的好例子，袁隆平从1964年正式开始水稻杂种优势利用的研究,在1965年从14000多个稻穗中找到了6株雄性不育植株.然而在1968年5月的一个晚上，试验田里的秧苗被全部拔光，最后只在废井里找到5株秧苗才得以继续杂交实验，直到1970年才找到合适的不育系这一艰难研究历程，让学生体会科研工作的不易,热爱自己的工作,尽心尽责才能取得成就。另外，通过讲述袁隆平助手李必湖在海南岛南红农场发现“野败”，以及许多科研人员为筛选合适的保持系和恢复系做了大量的工作，才使杂交水稻三系配套获得成功这些事实,向学生传递团队合作的重要性,激发他们团队合作的精神。

3.提点升华

对本堂课所讲内容进行归纳总结，重点强调我国在杂交水稻研究领域的突出贡献，向学生指出各个时期，由于有党和国家在背后的大力支持，才使袁隆平的杂交水稻研发得以取得举世瞩目的成就。比如，当1966年袁隆平发表《水稻的雄性不孕性》一文后，得到了当时国家科委九局局长赵石英同志的高度重视，指出这项研究意义重大并支持袁隆平的水稻雄性不育研究。1971 年湖南省农业科学院成立了杂交稻研究协作组，袁隆平进组工作。通过协作组成员的共同努力，找到了恢复系，攻克了“三系”配套难关。1996年，我国农业部立项中国超级稻育种计划，经过多年的努力，“超级稻”连续刷新水稻单产世界纪录。2001年，袁隆平获得国家最高科学技术奖。从这些事实，学生可以深刻感受到科研取得巨大成功不仅要靠科学家的个人努力，还需要党和国家强有力的政策和精神支持。通过这样的教学，能使学生充分认同中国共产党的领导，体会到社会主义制度的优越性。

四.课程思政教学实施成效与反思

（一）课程思政教学实施成效

1）将经典案例引入教学，提高学习驱动力与学习兴趣

课堂实施过程中，通过袁隆平杂交稻研发的经典案例的叙述，引导学生了解相应的知识点，从实际应用出发，以关注民生、粮食安全角度让学生理解掌握植物雄性不育的遗传基础与利用，使学生真正体会到所学知识是可以用来造福国家和人民的，从而提高了学生学习的内在驱动力与学习兴趣，有效地提高了学习效率。课后，多名学生向我表达了将来想从事遗传学方面的研究的愿望，也有同学表示第一次感受到自己所学知识价值，从而坚定了自己对本专业学习的信心。

2） 教学延伸、思政先行

按照党和国家“立德树人”根本任务的要求，将思政先行这种理念渗透到教学的日常。在本案例中，教学的每一个环节，都注重思政元素的渗透，以袁隆平杂交稻研发为主线，在讲授专业知识的同时，更注重将袁隆平及其团队在攻坚克难过程中表现出的家国情怀与社会责任感，爱岗敬业、团队合作的精神内核，以及成功背后党和国家的关怀与支持的政治认同等思政元素传达给学生，从而实现“知识传授、价值引领和能力培养”的多元统一。多名学生谈到，之前自己没有节约粮食的概念，总觉得粮食不值钱，浪费点儿也无所谓，学习完该课程后，很多学生认识到科研人员为提高粮食产量付出的巨大努力和心血，认识到每一粒粮食都来之不易，更认识到我国粮食还不能满足根本需求，还面临粮食安全问题。所以部分学生主动在班里发起了珍惜粮食、光盘行动。

3）任务驱动，自主构建知识体系，提高主动学习能力

本案例在上课前，让学生搜集有关袁隆平杂交稻研发的相关内容，学生根据任务线索，自主或以小组形式查阅资料、展开讨论，探索知识。在原有的知识基础上，自主归纳新知，自主构建知识体系，从而提高了主动学习的能力。

（二）课程思政教学实施反思

1）知识传授反思

本案例的知识点主要是植物雄性不育的遗传机制和应用。我在讲课中，着重讲授了几种植物雄性不育的遗传特点，如核不育“容易恢复、不易保持”，质不育“容易保持、不易恢复”等，从而说明其在实践中为何不能利用。重点介绍了质核互作不育的遗传特点核利用价值，这些内容相对简单，容易掌握。但是没有强调杂种优势应用的原理，不育系的发现才是开始，将其逐渐改良并应用到生产中形成"三系"配套系统才是重中之重的工作。另外，在植物雄性不育分子机制方面涉及较少，所以显得知识的深度不够。

2）价值引领反思

本案例的主要思政元素是袁隆平及其团队杂交稻研发过程，但其实我们国家在雄性不育杂交育种方面还有其它很多优秀的科学家和团队，比如: 杂交油菜之父傅廷栋，油菜遗传育种学家,中国油菜杂种优势利用研究的开拓者之一。在国内首次育成甘蓝型油菜自交不亲和系及其杂种﹔在国际上首先发现波里马油菜细胞质雄性不育材料，并被国内外育种家们广泛使用;育成华杂2号、3号、4号等优质高产杂交油菜在生产上推广，为中国及世界油菜生产作出了重要贡献。但是本案例却没有涉及，所以不够全面。

在价值引领方面，只是突出了科学家们的家国情怀、爱岗敬业等优良品德，却没有点出这些科学家们的研究不是以出名搏利为目的，他们只是把国家、人民的需要作为自己研发的动力和方向，尽管没有多么高、精、尖的技术，但仍然可以获得工程院院士称号和共和国勋章，这就是农业科技工作者的的价值所在。

3）能力培养反思

本教学案例在理论知识传授上，采用了查阅资料、小组讨论、归纳总结等方法，培养了学生独立思考、自主学习的能力。但是由于客观条件限制，没有在实践中开设杂交实验，所以学生对作物杂交技术没有直接经验，更谈不上掌握，这在一定程度上限制了学生对相关知识的理解。也体会不到育种工作者的艰辛。因此，在今后的教学中，要注重理论知识与实验技能的结合，即使没有条件，也可以通过观看视频或开展虚拟实验教学等形式，使学生掌握更多遗传学方面的相关技能。

科学归根结底是和人类的切身利益和长远利益息息相关的，科技进步可以改变人们的价值观、思维方式、生活方式和社会生产方式。人文精神是人对自然、社会、他人及自我的基本态度，是人和人类社会自我激励、自我约束、自我完善所需要的美好精神要素，是科技进步的推动力和领航员。

在专业课教学中，可以充分挖掘其中的思政元素，对学生进行全方位的素质教育。遗传学蕴含着丰富的思政元素，在以科学教育为主的遗传学课程教学中融入思政教育，对于培养学生的人文精神、尊重生命的健康意识，以及对人类社会发展的责任感等都具有重要的意义。“心怀天下，经世致用，悲天悯人”，是一个接受高等教育的学生应有的素养和情怀。