開設科學素養通識教育課程《生物技術史概論》構想與設計

羅瑋 任聰 陳鵬程 朱茂偉 尹健

摘 要：在高校中開設 “大學生創新教育”類課程能有效地培養學生的創新精神和創新能力。為此，江南大學開始了新一輪創新創業課程建設項目，圍繞該項目和基于“兩種課堂”培養模式的大學生創新創業教育體系構建與實踐教改課題，本課題組基于多年的教學和科研實踐，擬開設科學素養通識教育課程《生物技術史概論》，對課程性質、教學大綱和教學內容、課程考核進行了論述，同時對該課程的開設也做了幾點思考。

關鍵詞：大學生創新教育 科學素養 通識教育課程 生物技術史概論

科學技術的進步和市場經濟的快速發展，對高校人才的培養模式提出了新的要求，創新和創業型人才培養模式成為當前高校努力確定的和追求的目標。創新教育即以培養創造性人才為目標的教育，即培養具有創新意識、創新人格、創新能力的人才。因此，在大學設置以培養創新型人才為主要目的的創新學課程是非常必要的。在創新人才培養過程中，創新意識和人格的培養、創新精神的塑造尤其重要，這是決定一個人是否具有創新行為的內在動力源。江南大學生物工程學院因生物工程和生物技術，尤其是發酵工程在業內享有盛譽。然而，伴隨著生物科學技術領域的日新月異，生物工程學科發展和課程建設卻顯得有點落后。2015年底，教育部下發通知要求所有高校要大力培育和建設創新和創業型課程，為培養創新和創業型人才奠定良好基礎。[1]

盡管關于生物技術的教材非常多，如環境生物技術、制藥生物技術，生物技術與工程導論等等，但是關于生物技術的發展史和科學精神培養的教材在國內尚是空白，這顯然不利于生命科學領域創新意識和科學精神的引領和塑造。在這種情況下，本課題組通過開設通識教育課程《生物技術史概論》，來啟發大學生的科學意識。

一、課程的性質、目的

本課程為面向生命科學及相關專業三年級學生的通識教育課程。大三學生通過基礎專業課學習已經對生命科學基本理論具有一定的了解，三年級時通過學科前沿進展可以了解到當今生物技術的前沿技術與應用趨勢，然而目前開設的課程中缺少對生物技術史進行介紹的課程，我們在傳播科學知識的同時常缺少對科學創造發明歷史進行必要的審視。因此本課程的開設可以與前沿學科進展課程互為補充，本課程將通過講述生物技術發展的歷史，培養學生更好地利用已有知識認識生物技術的發展動態，同時樹立真正的科學精神，提升相關專業學生的社會責任感。[2]

本課程將講解生物技術在醫藥、農業、食品和工業等多方面應用技術的發展歷史，通過本課程的學習，學生應該掌握現代生物技術的發展歷程，認識重要生物技術的發明過程，理解當今生物技術的應用特點以及發展趨勢。本課程著重培養學生利用歷史唯物辯證法的思想分析當今生物技術領域存在的問題，努力提高學生的科學人文綜合素養。[3]

二、課程大綱和教學內容

本課程分為八個章節，按照生物技術的門類和發展史進行講解。第一章為現代生物技術發展史概論，其教學基本要求為掌握現代生物技術的主要研究內容和發展歷史，了解主要代表性人物的貢獻。包含的教學內容有：微生物、植物與動物的遺傳育種技術的變遷歷史，蛋白（酶）制劑的發展，現代發酵工業的發展歷史，現代生物技術在醫療診斷和治療中的發展歷史，生物能源技術發展歷史，最后講述現代生物技術中應用的高精尖儀器與裝備。通過1-2個例子說明學習現代生物技術史的重要性和必要性。第二章介紹基因工程、代謝工程與合成生物學發展史。教學基本要求為熟練掌握基因工程、代謝工程和合成生物學的發展歷史，掌握該三大研究領域代表性人物的主要貢獻。教學內容包括：講述基因工程、代謝工程和合成生物學的發展歷程，包括講述DNA重組技術的發展歷史、重要代表人物，代謝工程的發展過程，合成生物學的興起與發展趨勢。第三章介紹植物細胞與動物細胞工程發展史。教學基本要求為了解植物細胞和動物細胞工程在農業、食品和醫藥衛生領域的發展歷史和應用前景。教學內容涵蓋植物組織培養和體細胞雜交技術的發展歷史及其在農業、食品行業的應用，動物組織培養、單克隆抗體技術在醫藥行業的發展歷史與現階段的研發趨勢。第四章講授蛋白質與酶工程技術發展史。設置的教學基本要求為掌握重要食品添加酶、日化用酶的歷史發展過程，理解技術進步對食品安全、食品營養以及日化領域的影響。教學內容為蛋白質和酶工程的發展歷史，重要食品和日化用酶的產品研發歷史，計算機輔助設計在蛋白質和酶工程發展中的重要作用。第五章講授現代發酵工業發展史，設定的教學基本要求為掌握現代發酵工業重要組成部分，包括乙醇發酵、丙酮丁醇梭菌發酵和氨基酸發酵的發展歷史；了解傳統發酵向現代發酵的升級過程。教學內容為乙醇發酵、丙酮丁醇梭菌發酵和氨基酸發酵的發展歷史；中國傳統發酵向現代發酵的升級過程，包括釀酒、制醋和醬油釀造等。第六章介紹生物技術藥物、基因診斷和生物治療的發展歷程。教學基本要求為掌握生物技術藥物和基因診斷方法的發展歷史和研發方向，了解生物治療的發展歷程。教學內容包括概述主要生物技術藥物和生物治療方法的研發歷史，包括細胞治療與非細胞治療。以案例方式重點講解基因診斷和CRISPR基因編輯技術在現代醫療診斷與生物治療領域的發展和應用前景。第八章介紹生物能源技術發展史。教學基本要求為了解生物能源技術的發展歷史，理解目前生物技術存在的瓶頸。教學內容為沼氣工程在國內外應用的發展歷史，生物乙醇和生物柴油的應用歷史，生物能源技術的發展方向。第八章介紹生物技術尖端儀器與裝備發展歷程。教學基本要求為掌握生物技術中重要儀器與裝備的研發歷史，理解科學儀器的進步對生物技術的促進作用。教學內容包括PCR儀、發酵罐、基因芯片技術儀器、測序技術儀器的產生與發展過程。[4]

三、課程考核方式

該課程為考查課，考查方式為小論文寫作，平時成績40%，小論文成績60%。平時成績包括考勤、課堂提問和項目分組討論。小論文指課程結束后針對課程內容相關撰寫5000字以上技術發展歷史研究報告，強調論文原創性，30%以上重復的論文判定為不及格。

四、學時分配表

五、幾點思考

在本課程教學過程中，教師要以學生為中心，應用“案例教學法”“頭腦風暴法”“啟發式教學法”等多種教學方法，使學生積極參與到教學中來。在講授生物技術的發展歷程時，教師要搜集大量的案例、故事、典故等，使課堂教學生動活潑、寓教于樂，同時讓學生認識到任何一項生物科學和技術的進步都離不開人的作用，這都是來源于科學工作者的創新精神和創新能力。

同時，可將課堂教學與第二課堂、學生興趣小組、學生科研創新計劃、實踐實訓等活動有機結合，形成課程的立體化教學。將創新精神和實踐有機結合，充分利用學校的現有資源，包括國家重點實驗室研究中心、國家工程實驗室發酵中試車間、教育部重點實驗室分析測試平臺，以及校外合作企業如無錫藥明康德制藥有限公司、馬山生命科技園等資源，形成理論和實踐互動的良好局面。

構建創新教育課程群，將本課程納入到課程群中供全校生命科學相關專業學生選修，作為“創新學分”納入到全校學分庫中。將“創新學分”納入到學籍管理中本身也是一種創新，是一種強制性的措施，每個學員在校期間必須修完規定創新學分方予畢業。[5]

參考文獻

[1] 張昊民， 杜蕾， 馬君. 基于提高學生綜合素養的創業教育實踐研究—以上海理工大學為例[J]. 創新與創業教育， 2012， （1）：38-42.

[2] 烏力吉. 我國高等院校創造學課程設置必要性探析[J]. 內蒙古農業大學學報（社會科學版）， 2008， 10（2）：215-216.

[3] 肖陽， 馮玲. 高校本科專業精品課程建設與教學創新的思考[J]. 中山大學學報論， 2004， （2）：327-329.

[4] 吳大暢，姜濤，張翠麗，鄒向陽，孫明忠，臧師竹，辛毅. 生物技術專業生命科學自主實驗課程的教學研究與實踐[J]. 中國醫藥導報， 2014， 1（32）：130-133.

[5] 張偉，郝強，張存，薛曉暢，李維娜，張英起. 自探共研的教學模式在《生物技術概論》本科教學中的應用[J]. 生物技術通訊， 2015， 26（2）：252-254.