新工科背景下課堂辯論教學的選題設計與實際應用

俞亞東

摘要：在發展新經濟、新產業的背景下，國家對工科新型人才的需求非常迫切，新工科教育已經成為我國現代化工科高等教育的重要課題，對高校工科專業教師的教學提出了新要求和新挑戰。文章運用“啟發思辨”教學思想，在制藥工程專業開設的生物醫學工程課程教學中，有機融入課堂辯論教學，介紹如何選擇和設計辯題，如何在課前、課中組織學生深度融入課堂辯論教學，以及如何課后總結和反思，不斷完善課堂辯論教學。

關鍵詞：新工科；制藥工程專業；生物醫學工程；課堂辯論教學

2016年，我國提出新工科教育理念，以立德樹人為宗旨，以培養更強實踐能力、創新創業能力、學科整合能力的工程科技人才為目標，注重工科的前瞻性、創新性、多樣性，以及與新興技術的交叉融合性。當前，我國正在推動創新驅動發展，以新技術、新業態、新模式、新產業為代表的新經濟快速發展，對工程科技人才提出了更高要求。

生物醫學工程是一門前沿交叉學科，綜合了工程學、物理學、生物學、醫學的理論和方法，在多個層次研究人體狀態變化，目的是解決醫學問題，為疾病的預防、診斷、治療和康復服務。

鑒于生物醫學工程技術的重要性及其與制藥工程專業的緊密聯系，南京工業大學生物與制藥工程學院嘗試在制藥工程專業開設生物醫學工程專業選修課，旨在讓學生認識生物醫學工程的研究內容，幫助學生了解靶向藥物、納米機器人等前沿生物醫學工程技術，為學生深入了解、掌握和應用制藥工程專業知識和技能做好鋪墊。如何培養學生的科學素養和創新意識，是當前新工科教育的根本要求，也是筆者講授生物醫學工程課程的難點。

辯論自古就是東西方重要的學習研討模式，更是作為重要的學習方法，在大學校園中被廣泛使用。學生樂于參加緊跟時代發展和行業最新熱點的課堂辯論賽。在大學工科專業課程教學中，教師圍繞教學內容，在課堂上合理組織學生參與辯論賽，對激發學生學習興趣、提高團隊協作能力大有裨益。筆者從課堂辯論教學的選題設計與實際組織實施兩個角度，分析如何運用辯論教學滿足當前新工科教育的要求，并進行總結和反思。

一、生物醫學工程課堂辯論教學的選題設計

辯題的好壞是決定一場辯論成敗的關鍵。近年來，生物醫學工程領域涌現出許多新技術，這些新技術的社會評價尚未有定論，存在一定的爭議性，為生物醫學工程辯論教學提供了可能。課堂辯論教學的辯題應具有以下特點：①設置的辯題，正反兩方面的判斷應具有對抗性；②辯題應是熱點或確有爭議的問題；③辯論目標定位應是為教學服務；④辯題涉及的知識不應過多超出學生的認知范圍。

依托生物醫學工程的教學內容，并結合當下國內外最新的生物醫學工程相關的熱點新聞，教師選擇并設計辯題，依據辯題難度給予學生充足的課外時間查閱資料并思考。根據以往教學經驗，同時結合課程內容，筆者總結幾個與課程內容相關的辯題，如表1所示。

二、生物醫學工程課堂辯論教學的實際應用

下面，筆者以生物醫學工程第三章“生物材料”教學為例，從生物材料生物相容性評價研究出發，設計“生物材料生物相容性評價中開展動物實驗是否合理”的辯題，組織課堂辯論賽。

（一）準備階段

在備課時，筆者以動物實驗為話題，在課件中選取醫學研究開展動物實驗相關資料，引入生物材料生物相容性評價所開展的動物實驗。

在授課前，筆者與班級學習委員聯系，提前通知學生辯題內容，學生自愿報名組成正反方隊伍和辯論評委會，應用數據庫檢索和ChatGPT等新技術提前預習，準備辯論所需資料。

（二）辯論賽賽制和規則介紹

辯論賽采用4人團體辯論形式，比賽由隊員陳詞、互辯、自由辯論、總結陳詞組成。辯論規則：遵循生物醫學工程課程基本科學知識，思想和內容健康，資料來源可靠；辯論中不得侮辱對方人格；時間共15分鐘，其中一辯陳詞2分鐘，互辯6分鐘、自由辯論5分鐘，總結陳詞2分鐘。評判標準：由5名學生組成評委團對比賽全程進行評議，評判標準包括辯論用時控制情況、辯論論據是否有力等。

（三）辯論階段

本次辯論賽的部分內容節選如下。

第一輪一辯陳詞。

正方：“動物實驗是科學研究的必要手段，許多藥物和生物材料的安全性評估結果都是通過動物實驗得到的。如果沒有動物實驗，這些藥物和生物材料無法真正走向臨床應用，人類的健康和生命將受到威脅。”

反方：“動物實驗是一種殘忍和不道德的行為。此外，動物和人類在許多方面存在巨大差異，如基因組、生存環境、飲食習慣等。因此，動物實驗所得出的評價結果不一定完全適用于人類。”

第二輪互辯。

雙方一、二、三、四辯手輪流發言。

第三輪自由辯論。

正方三辯：“隨著技術的發展，動物實驗給動物帶來的精神緊張和痛苦正在減少，實驗中所使用的動物數量也在減少。”

反方二辯：“動物實驗常常使用一些殘忍操作，這侵害了動物的基本權利。”

正方一辯：“據了解，一些生物材料的生物相容性需要使用動物實驗才能得出更可靠的評價結果，貿然使用一些安全性存疑的生物材料，可能會對人體造成難以預測的后果。例如，氨魯米特是一種透明果凍狀的化合物。20世紀末，科學家采用一些細胞實驗初步分析后，認為氨魯米特是一種生物相容性良好的生物材料。隨后，氨魯米特被用作注射隆胸材料，但許多女性在接受氨魯米特隆胸后，多年后出現了硬結、感染、乳房硬化等后遺癥。此外，氨魯米特進入人體后，與乳腺實質和脂肪組織融合，發生排斥反應或感染后，難以手術取出。危害性更大的是，氨魯米特被注射入人體后，在體內逐漸分解出劇毒的單體，給神經系統、腎臟以及循環系統造成損害，存在致癌風險。”

反方一辯：“據了解，科學家正在尋找替代動物實驗的生物材料評價方法。近年來的研究表明，已有一些實驗技術顯示出了巨大的替代動物實驗的潛力。比如，最初從細胞水平、細胞增殖活力變化評價硅膠，認為該材料是安全的植入材料，但最新的研究采用轉錄組學技術分析，發現硅膠也會導致細胞基因轉錄發生變化，存在致畸風險，這和一些動物實驗的結果一致。”

第四輪總結陳詞。

正方四辯：“我方認為人類和動物的基因都具有保守性，因此可以通過分析生物材料對動物的基因與蛋白的影響，間接推測該生物材料對人類的影響。生物材料的生物相容性評價往往需要開展一些侵入性實驗，這些實驗研究一般不能進行人體實驗，必須借助動物開展相關實驗。”

反方四辯：“我方認為動物實驗過于殘忍，侵害了動物的基本權利。此外，經過長期的進化，動物與人類的許多生物學機制已有較大區別，從動物實驗中獲得的生物材料生物相容性評價結果不能完全適用于臨床應用。”

（四）評委團打分及教師點評階段

評委打分：5名學生評委對正反雙方的辯論行為進行打分。教師點評：教師對正反雙方辯論的亮點和不足加以點評，引導學生思考生物材料在性能、安全性要求上與其他生物材料的區別。

三、總結與反思

在生物醫學工程教學中，筆者圍繞教學內容設計課堂辯論賽，以“辯”激趣，以“論”促學，鍛煉學生查找資料能力、團隊合作能力和辯證分析問題能力，這些極大助推新工科教育目標的達成。筆者認為，成功組織課堂辯論需要注意幾點。

（一）學生的知識結構、能力和興趣需要提前分析

因為授課對象是大二學生，基礎專業課知識尚不完善，所以教師在設計辯題時，不應選擇難度過大的辯題。此外，社會發展和網絡信息化速度不斷加快，生物醫學工程技術的變革也日新月異，教師及時了解年輕人關心的熱點話題，選擇與熱點話題接近的辯題，能極大激發學生的學習興趣。

（二）引導學生將辯論焦點與課堂教學內容相結合

學生年輕氣盛，在辯論中容易感情用事，使得辯論過度偏離課堂知識點。以“生物材料生物相容性評價中開展動物實驗是否合理”課堂辯論賽為例，在課前與參加辯論的學生溝通后，筆者發現學生容易往“用于整容的生物材料相容性評價”“動物與人類是否平等”等方向過度拓展，學生往往忽視圍繞課堂知識點展開辯論。教師應該明確課堂辯論賽的最終目的是為課堂教學服務，所以在課堂辯論賽前應積極與學生交流，引導學生將辯論焦點與課堂教學內容有機結合，真正實現以“論”促學。

（三）教師應全程密切關注學生辯論

辯論教學活動的成敗，不僅依賴學生的積極參與配合，還依賴教師的密切關注。教師要全程仔細觀察課堂辯論教學過程中所有學生的表現，并與班級學習委員及時溝通，獲取學生對辯題的反饋意見，思考辯題選擇是否合適。賽后，教師要對參與辯論的學生表現作出客觀、翔實的點評，寫好課后反思，不斷完善辯題的選擇和課堂辯論教學的組織實施。

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基金項目：南京工業大學2023年校級教改課題重點項目，項目編號：20230031。

（作者單位：南京工業大學生物與制藥工程學院）