现代生物技术：用基因重塑世界课程建设

摘  要：随着现代生物技术的不断发展，人类生活发生巨大改变，当前，生物技术已然成为促进未来发展的重要力量。现代生物技术：用基因重塑世界作为中山大学全校核心通识课程，以现代生物技术的发展历程、概念和原理为基础，注重通过基因重塑世界的重要实例，展示现代生物技术对人类社会产生的巨大影响。该文从课程目标与意义、课程内容、教学形式、课程思政和考核方式等方面对该课程建设进行总结，为扩展学生视野，更好地培养综合型人才奠定坚实的基础。

关键词：现代生物技术；课程建设；教学探索；课程设计；课程思政

中图分类号：G640     文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）02-0052-05

Abstract： With the development of modern biotechnology， human life has changed dramatically. Currently， biotechnology has become an important driving force for future development. Modern Biotechnology： Harnessing the Gene and Remaking the World is a core general education course at Sun Yat-sen University. Based on the development process and conceptual principles， the course demonstrates the great impact of modern biotechnology on human society through specific examples of remaking the world. We summarized the course construction from the objectives and significance， course content， teaching form， ideological and political education， and assessment methods， aiming to lay a solid foundation for cultivating comprehensive talents and expanding students' knowledge.

Keywords： Modern Biotechnology; course construction; teaching exploration; course design; curriculum ideology and politics

生物技术是以生命科学为基础并结合其他学科的综合性技术。自20世纪70年代起，基因工程、基因组测序与合成生物学三次生物技术革命，推动着现代生物技术的不断发展，同时也对人类生活方式和社会经济发展产生了一定的影响[1]。2022年5月，国家发展和改革委发布的《“十四五”生物经济发展规划》明确提出，“生物技术成为促进未来发展的有效力量”“打造国家生物技术战略科技力量，健全生物技术科研攻关机制，加快突破生物经济发展瓶颈，实现科技自立自强”，表明国家对生物技术发展的高度重视，预示着国家对具有创新能力的生物技术领域高层次人才的需求将不断增加[2]。因此，开设生物技术相关课程，能让学生了解生物技术的发展历程与科学故事，掌握相关基础知识，理解生物技术的相关政策及其对社会发展的影响，为培养综合型人才奠定基础。

现代生物技术：用基因重塑世界课程是中山大学全校核心通识课程。该课程在简要介绍现代生物技术的发展、概念和原理的基础上，着重引入一些重大实例，使学生认识现代生物技术对世界和人类生活的重要影响，并关注这些影响所引发的伦理和社会问题。本文将从课程目标与意义、课程内容、教学形式、课程思政和考核方式等方面对该门课程的建设情况进行探讨。

一  课程目标与意义

作为全校核心通识课程，现代生物技术：用基因重塑世界由中山大学生命科学学院教师承担。课程主页内容涉及：现代生物技术革命、现代生物技术发展的基础、基因重组的蛋白类药物、基因诱变及蛋白质工程、医学分子诊断技术、基因工程疫苗、现代发酵工程、艾滋病及其治疗药物、食品安全的检测、转基因植物、高通量测序技术及其应用与生化武器。授课对象为计算机学院、物理学院和化学学院等非生命科学学院的学生。授课目标：①介绍现代生物技术的发展历程、基本概念原理及其对人类社会的影响，如获诺奖的技术、重点突破的技术及其在生物医学等领域的应用，拓展非生物学专业学生的科学思维与知识视野，激发学生对生物技术的兴趣，认识到现代生物技术对人类社会带来的巨大变革，提高学生的综合素养。②融入思政教育，如分享现代生物技术领域科学家勇攀科研高峰的故事，引领学生树立正确的人生观、世界观和价值观。③通过翻转课堂、案例分析等教学形式，培养学生自主学习的能力，锻炼学生发现问题、分析问题并解决问题的能力，同时也能够鼓励学生关注生物技术相关的社会议题，并积极参与讨论。④加强生物技术背后的伦理观引领，如转基因食品、基因编辑婴儿事件以及基因武器等背后的社会影响，培养学生辩证思维，引导学生正确看待现代生物技术的发展和应用，树立正确的伦理道德观念。

习近平总书记强调：我国进入了全面建设社会主义现代化国家、向第二个百年奋斗目标进军的新征程，我们比历史上任何时期都更加接近实现中华民族伟大复兴的宏伟目标，也比历史上任何时期都更加渴求人才[3]。我国要打造国家生物技术战略科技力量、实现科技自立自强，需要注重生物技术相关专业高素质人才的培养。通过本门课程的学习，能够提高大学生的综合素养，为国家培养预备人才。

二  课程教学设计与实践

（一）  课程内容全面新颖

课程内容是教学的核心部分，应覆盖全面，详略得当，突出重点，及时更新。除了基本概念原理外，本课程注重通过案例分析、视频展示与PPT讲解等方式，介绍现代生物技术相关实例，展现其对世界的影响，以加深学生对知识的理解。部分章节采用的实例见表1。在现有内容的基础上，教师也及时补充前沿内容，使学生了解现代生物技术的最新进展，实现基础性与前瞻性的有机统一。例如，介绍基因重组的蛋白类药物时，除已经上市的人胰岛素、人生长激素与促红细胞生成素等，也会介绍最新在研的重组蛋白药物，如阿尔兹海默症创新药等；发酵工程部分，在介绍紫杉醇结构、抗癌活性与生物合成的基础上，及时更新紫杉醇合成的最新前沿研究进展，介绍中国科学家在紫杉醇生物合成上的突破，紫杉醇合成途径中关键酶的鉴定，重要前体物质巴卡亭III异源合成，成功解决了“卡脖子”难题[4]；基因诱变及蛋白质工程部分，重点介绍了长效和速效胰岛素的基因改造。如依柯胰岛素，可与白蛋白可逆性结合，半衰期长达196小时，有效实现了患者一周注射一次，极大减轻了治疗负担，成为全球首个胰岛素周制剂，并已于2024年6月24日在我国获准上市[5]。

教学PPT是教学过程中的重要辅助资源。本课程的PPT，注重图文并茂，特别是减少大段文字描述，改为动画、图片和视频等方式呈递，形象展示现代生物技术的原理和方法，使知识点变得简单明了、易学易懂，同时增加了教学内容的趣味性，有助于激发学生的学习兴趣。此外，还适当运用了思维导图，建立了教学内容间的层次关系，使课程内容中心突出、层次分明、易于理解。例如，每章讲授后，将教学内容用思维导图归纳分类，章节间的关系清楚明了，帮助学生建立系统的知识体系，更好地理解课程内容之间的独立与联系，培养学生的发散思维。

（二）  教学形式多元有趣

传统教学为教师课堂授课，学生听课，形式单一，教学活动少，缺乏课堂互动。“填鸭式”教学问题突出，忽视了对学生创新思维的培养，课堂气氛沉闷，学生的兴趣与积极性较差，学习效率较低。为此，我们采用了多元教学形式，突出“以学生为主体，教师为主导”的教学理念，增加了趣味性与互动性。结合已有的智慧树慕课，我们采用翻转课堂的教学形式，课前通过对分易平台发布学习任务，学生在慕课上自主学习。与此同时，教师在线上提出问题，让学生带着问题学习，使目标更加明确，学习效果更好。此外，结合本课程制作的虚拟仿真技术，使学生不仅能复习现代生物技术的理论知识，还能身临其境体验现代生物技术的实施过程，提高了课程的趣味性，增加了学生的体验感，有助于学生更好地理解现代生物技术的应用，体会现代生物技术给世界带来的影响。

课堂授课时，我们善用案例分析，调动学生的积极性与主观能动性，增加课堂的趣味性与真实性，加深学生对知识的理解和吸收。例如，在讲解转基因植物相关内容时，引入抗除草剂草甘膦转基因大豆、抗鳞翅目害虫转基因棉花、耐储存转基因西红柿、获得花香性转基因观赏植物等例子，介绍转基因原理以及转基因植物带来的效益，并从转基因植物安全性角度出发，引发学生思考，锻炼学生的辩证思维。在介绍医学分子诊断技术时，引入乳腺癌的案例。以“安吉丽娜·朱莉为何要切除乳腺？”为导入，极大地吸引了学生。进一步说明朱莉切除乳腺，是因为携带了突变的抑癌基因BRCA1，使其陡增患癌风险。而突变基因BRCA1的发现，得益于分子诊断技术。通过该案例，使学生进一步了解分子诊断技术的应用，特别是在疾病预防方面的重要作用。乳腺癌是全球最常见的恶性肿瘤之一，对人类的生命安全构成了极大的威胁，而第一个单克隆抗体靶向药物赫赛汀的出现使问题得到缓解。作为世界上首个针对HER2阳性乳腺癌的单克隆抗体药物，能够降低HER2阳性乳腺癌的转移并减小早期乳腺癌患者的复发风险。赫赛汀的出现拉开了精准医学的序幕，开启了个性化治疗的里程碑，为乳腺癌患者带去了极大的希望。除案例分析外，教师也会在课堂上不定时地提问。以“现代生物技术发展”章节内容授课为例，课前以“大家目前了解哪些现代生物技术？”问题为导入，课中也会就授课内容提问。这样既能够增加教师与学生的课堂互动，活跃课堂氛围，也能提升教学效果。

对于课后知识内化，学生可使用智慧树慕课进行巩固复习，查漏补缺，也可在智慧树慕课平台提问，授课教师线上回答。此外，学生也可以在对分易上进行线上交流、分享资料和探讨问题。

（三）  思政元素有效融合

习近平总书记在2016年全国高校思想政治工作会议上强调：要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面[6]。课程思政是指将思想政治教育渗透到课程教学中，培养学生树立正确的人生观，实现高校立德树人的根本目标[7]。我们在传授现代生物技术相关理论知识的同时，巧妙地根据教学内容穿插思政元素，将思政教育贯穿始末，以实现学生德才兼备全面发展。

1  激发爱国主义与家国情怀

随着现代生物技术的不断进步与发展，人类社会也经历着各种变革，也谱写了许多中国科学家感人的故事。在教学过程中，我们根据教学内容融入了中国科学家坚持创新突破、坚守民族大义、增进人民福祉的例子，以激发学生的爱国主义精神与家国情怀。例如，在介绍基因工程疫苗时，讲述了“人民科学家”顾方舟研发脊髓灰质炎疫苗的故事。20世纪50年代，脊髓灰质炎病毒在中国肆虐，导致许多儿童患小儿麻痹症而瘫痪甚至死亡。科学家顾方舟临危受命，在条件艰苦的荒山争分夺秒地进行减毒活疫苗的研发。他奋勇当先，以身试毒，以子试药，最终研发出了成本低的减毒活脊髓灰质炎疫苗，并制作成糖丸，以提高运输贮藏时间，惠及偏远山区和全国各地的孩子，使中国在2000年彻底消灭了小儿麻痹症。“糖丸爷爷”顾方舟，无私奉献成就了中国儿童的健康成长，也激励着年轻人不断探索。