“课程思政”示范课堂优秀案例展示(一)

作者:房春红 来源: 发布日期:2019-12-12 浏览次数:

成花素的发现与科研诚信

生命科学学院《植物生理学》主讲教师  史玮


一、教学目标

(一)课程教学目标

掌握植物光周期的概念和植物感受光周期的类型,理解光敏素在光周期中的作用。通过成花素的发现过程让学生深刻理解科研诚信的重要新以及科研行为不端的严重后果。

(二)思政育人目标

1.设计思路

光周期理论在农业生产如引种、育种工作中具有重要意义,对于本课程的授课对象农学相关专业的学生非常重要,是本章重点内容,要求学生理解掌握基本理论知识并能与生产实践相联系。而在这个重点内容介绍的同时,挖掘其中的课程思政元素。让学生体验和感受科学研究的规范,并把这些感受内化为专业情怀,激发学生内在学习动力和对科研事业的责任感。

2.思政育人目标

通过成花素的发现过程让学生深刻理解科研诚信的重要新以及科研行为不端的严重后果。

3.育人主题

科研诚信、社会主义核心价值观

二、教学实施过程

在上课之前先请同学们欣赏花朵图片:

大家发现,这几张图片里面都有什么?美丽的花朵。我们在生活中都喜欢欣赏美丽的花朵,植物的开花不管对其自身还是人类都非常重要,那么大家思考过一个问题没有?植物的开花有季节性吗?

答案当然是肯定的,牡丹在春季开花,菊花呢?对秋季开花,跟季节相关。大家再想想,季节变换的时候,变化最大的是什么?对,昼夜长度,昼夜长度变化是季节变化最可靠的信号。

引出光周期的定义:昼夜的相对长度叫做光周期。

根据植物对光周期的成花反应,把植物分成三种类型:第一种,长日照植物,这种植物在长日短夜的光周期中开花,第二种。。。(介绍三种光周期植物)

所以说,光周期对于植物来说是个开花的信号,那么大家想想,植物的什么部位来感受这个信号?我们可以通过这个实验来证明。先用长日短夜的光周期处理整株植物。。。。我们可以得出结论,植物感受光周期的部位是叶片,那么问题就来了:开花是在顶端,而接受光周期信号的部位却在叶片,二者之间有一定的距离,我们是不是可以得出这样一个推论:叶片在光周期的诱导下合成了某种物质,这种物质被传递到了顶端促进开花。

这个推论我们可以通过嫁接实验来证明,把几株苍耳嫁接在一起,只有第一株的一片叶子接受正确光周期,后面几株均能开花,说明什么?开花物质能够传导,人们把这种物质叫做成花素,但很长时间内,人们都不知道成花素到底是什么物质。

幸运的是我们来到了分子圣物学时代,科学家们发现,成花素和一个基因FT有关系。2005年,科学期刊上发表了一篇划时代的文章,大家看看题目,这篇文章的作者认为,FT基因的MRNA从叶片传递到了顶端,引起开花,所以说他认为成花素是FT基因的MRNA。这篇文章在当年引起了轰动,被评为2005年十大科技进展之一,本文的第一作者是中国人黄涛,这篇文章发表后,黄涛回到厦门大学任教授,申请到了几百万的经费。

然而,这个故事还没有结束!重大的反转发生在了2007年,突然爆发了一颗炸弹,科学上发表了一篇撤稿声明,除了第一作者黄涛的其它作者都要求撤下2005年的那篇成花素的文章。理由是黄涛回国后,实验室无法重复试验,而且发现黄涛有数据造假现象。但是第一作者黄涛强烈反对撤稿,这一下引起轩然大波。黄涛和他在瑞典实验室的合作导师开始了论战,他说数据没有问题,只是有些觉得不合适的数据就用红笔划出来,没有用。

然而,2007年,也就是撤稿声明发布没多久,自然上又发表了两篇文章,第一篇,是德国小组得出的结果,跟黄涛的截然相反的结果,他们认为,是FT基因表达的蛋白质发生了转移,引起了开花,所以成花素是蛋白质!第二篇,日本小组也证实了在水稻中,FT的同源基因的蛋白质促进开花。这时候好多科学家出来指责黄涛,说05年的那篇文章误导了人们两年,甚至进入了某些教材。

国内对此事也有了报道,这个故事的结局就是,我们离真相进了一步,但是黄涛失去了他的职位,经费,甚至学术前途。

这个故事让我们联想到了另个学术不端造成严重后果的故事,这就是2014年的小保方晴子事件。小保方晴子本来是日本非常有前途的一个年轻女性科学家,30岁就当了学术带头人,2014年,她在自然上连发两篇文章,风光无限,宣布她发现了一种得到多能干细胞的方法,叫做STAP细胞,也是震动了学界,被誉为学术新星。

然而好景不长,很快人们就发现了一些问题,包括结果不能重复,图片有篡改痕迹,大家看这张图片,发现调高背景后,第三泳道有拼接嫌疑。

一时间小保方晴子被推上了风口浪尖,争议不断,令人惋惜和震撼的是,她的合作导师,一个据说有可能是诺奖获得者的科学家,不堪重负,自杀了。她自己的博士学位被取消,失去了职位和前途。

升华育人:我这里只是举了两个例子,类似的例子其实还有很多,从这些例子中我们要学到什么?大家可以思考一下。

有同学说,我只是个本科生,科研诚信是不是有些遥远,不,一点都不远,我们应该怎么做呢?

学习中,比如实验课,我们要诚信对待。考试中,我们要诚信,不能作弊。以后上了研究生,走上科研道路,我们更要诚信,那么在升华到生活中,我们一定要诚信,因为诚信也是我们社会主义核心价值观的重要的一个内容。

三、教学效果

(一)案例开展的意义和价值

各种气象因素中,昼夜长度的变化是季节变化最可靠的信号,生长在地球上不同地区的植物在长期适应和进化过程中表现出生长发育的周期性变化,如植物的开花,树木的秋季落叶,芽的休眠等都对昼夜长度的季节变化发生反应,研究最广泛最深入的是植物成花对光周期的反应,把这种反应称为光周期现象。

光周期理论在农业生产如引种、育种工作中具有重要意义,对于本课程的授课对象农学相关专业的学生非常重要,是本章重点内容,要求学生理解掌握基本理论知识并能与生产实践相联系。而在这个重点内容介绍的同时,挖掘其中的课程思政元素。让学生体验和感受科学研究的规范,并把这些感受内化为专业情怀,激发学生内在学习动力和对科研事业的责任感。

(二) 主要成效和特色

本案例主要采用反例教育,举出学术不端的实例对学生进行警示教育,效果良好。

有学生在反馈中写道:从平时的实验报告开始就是培养学术诚信的第一步,做出什么样的结果就是什么结果,不能强行按理想的实验现象进行分析。如果签字检查数据时出现问题,老师都会尽可能的陪着我们分析,给时间重做,就是为了避免编造数据、抄袭报告的结果。建议论文发表后有三个月到半年的试刊期,若发现造假在试刊期可以及时撤回,若成果属实则在试刊期结束后可被认证为个人学术成果并写入简历。

四、案例反思

教师的示范作用和榜样的力量是最直接的,是无穷的,教师自身的素质,教师的事业心、责任感和敬业精神将直接关系到学生的成长。每一节课、 每一次实验都要体现出明确的目的、周密的计划、规范的操作和详尽的论据,以及科学的推理和简捷直观的图表,给学生最好的示范。