現代生物技術：用基因重塑世界課程建設

摘"要：隨著現代生物技術的不斷發展，人類生活發生巨大改變，當前，生物技術已然成為促進未來發展的重要力量。現代生物技術：用基因重塑世界作為中山大學全校核心通識課程，以現代生物技術的發展歷程、概念和原理為基礎，注重通過基因重塑世界的重要實例，展示現代生物技術對人類社會產生的巨大影響。該文從課程目標與意義、課程內容、教學形式、課程思政和考核方式等方面對該課程建設進行總結，為擴展學生視野，更好地培養綜合型人才奠定堅實的基礎。

關鍵詞：現代生物技術；課程建設；教學探索；課程設計；課程思政

中圖分類號：G640"""文獻標志碼：A"""""文章編號：2096-000X（2025）02-0052-05

Abstract：Withthedevelopmentofmodernbiotechnology，humanlifehaschangeddramatically.Currently，biotechnologyhasbecomeanimportantdrivingforceforfuturedevelopment.ModernBiotechnology：HarnessingtheGeneandRemakingtheWorldisacoregeneraleducationcourseatSunYat-senUniversity.Basedonthedevelopmentprocessandconceptualprinciples，thecoursedemonstratesthegreatimpactofmodernbiotechnologyonhumansocietythroughspecificexamplesofremakingtheworld.Wesummarizedthecourseconstructionfromtheobjectivesandsignificance，coursecontent，teachingform，ideologicalandpoliticaleducation，andassessmentmethods，aimingtolayasolidfoundationforcultivatingcomprehensivetalentsandexpandingstudents'knowledge.

Keywords：ModernBiotechnology;courseconstruction;teachingexploration;coursedesign;curriculumideologyandpolitics

生物技術是以生命科學為基礎并結合其他學科的綜合性技術。自20世紀70年代起，基因工程、基因組測序與合成生物學三次生物技術革命，推動著現代生物技術的不斷發展，同時也對人類生活方式和社會經濟發展產生了一定的影響[1]。2022年5月，國家發展和改革委發布的《“十四五”生物經濟發展規劃》明確提出，“生物技術成為促進未來發展的有效力量”“打造國家生物技術戰略科技力量，健全生物技術科研攻關機制，加快突破生物經濟發展瓶頸，實現科技自立自強”，表明國家對生物技術發展的高度重視，預示著國家對具有創新能力的生物技術領域高層次人才的需求將不斷增加[2]。因此，開設生物技術相關課程，能讓學生了解生物技術的發展歷程與科學故事，掌握相關基礎知識，理解生物技術的相關政策及其對社會發展的影響，為培養綜合型人才奠定基礎。

現代生物技術：用基因重塑世界課程是中山大學全校核心通識課程。該課程在簡要介紹現代生物技術的發展、概念和原理的基礎上，著重引入一些重大實例，使學生認識現代生物技術對世界和人類生活的重要影響，并關注這些影響所引發的倫理和社會問題。本文將從課程目標與意義、課程內容、教學形式、課程思政和考核方式等方面對該門課程的建設情況進行探討。

一"課程目標與意義

作為全校核心通識課程，現代生物技術：用基因重塑世界由中山大學生命科學學院教師承擔。課程主頁內容涉及：現代生物技術革命、現代生物技術發展的基礎、基因重組的蛋白類藥物、基因誘變及蛋白質工程、醫學分子診斷技術、基因工程疫苗、現代發酵工程、艾滋病及其治療藥物、食品安全的檢測、轉基因植物、高通量測序技術及其應用與生化武器。授課對象為計算機學院、物理學院和化學學院等非生命科學學院的學生。授課目標：①介紹現代生物技術的發展歷程、基本概念原理及其對人類社會的影響，如獲諾獎的技術、重點突破的技術及其在生物醫學等領域的應用，拓展非生物學專業學生的科學思維與知識視野，激發學生對生物技術的興趣，認識到現代生物技術對人類社會帶來的巨大變革，提高學生的綜合素養。②融入思政教育，如分享現代生物技術領域科學家勇攀科研高峰的故事，引領學生樹立正確的人生觀、世界觀和價值觀。③通過翻轉課堂、案例分析等教學形式，培養學生自主學習的能力，鍛煉學生發現問題、分析問題并解決問題的能力，同時也能夠鼓勵學生關注生物技術相關的社會議題，并積極參與討論。④加強生物技術背后的倫理觀引領，如轉基因食品、基因編輯嬰兒事件以及基因武器等背后的社會影響，培養學生辯證思維，引導學生正確看待現代生物技術的發展和應用，樹立正確的倫理道德觀念。

習近平總書記強調：我國進入了全面建設社會主義現代化國家、向第二個百年奮斗目標進軍的新征程，我們比歷史上任何時期都更加接近實現中華民族偉大復興的宏偉目標，也比歷史上任何時期都更加渴求人才[3]。我國要打造國家生物技術戰略科技力量、實現科技自立自強，需要注重生物技術相關專業高素質人才的培養。通過本門課程的學習，能夠提高大學生的綜合素養，為國家培養預備人才。

二"課程教學設計與實踐

（一）"課程內容全面新穎

課程內容是教學的核心部分，應覆蓋全面，詳略得當，突出重點，及時更新。除了基本概念原理外，本課程注重通過案例分析、視頻展示與PPT講解等方式，介紹現代生物技術相關實例，展現其對世界的影響，以加深學生對知識的理解。部分章節采用的實例見表1。在現有內容的基礎上，教師也及時補充前沿內容，使學生了解現代生物技術的最新進展，實現基礎性與前瞻性的有機統一。例如，介紹基因重組的蛋白類藥物時，除已經上市的人胰島素、人生長激素與促紅細胞生成素等，也會介紹最新在研的重組蛋白藥物，如阿爾茲海默癥創新藥等；發酵工程部分，在介紹紫杉醇結構、抗癌活性與生物合成的基礎上，及時更新紫杉醇合成的最新前沿研究進展，介紹中國科學家在紫杉醇生物合成上的突破，紫杉醇合成途徑中關鍵酶的鑒定，重要前體物質巴卡亭III異源合成，成功解決了“卡脖子”難題[4]；基因誘變及蛋白質工程部分，重點介紹了長效和速效胰島素的基因改造。如依柯胰島素，可與白蛋白可逆性結合，半衰期長達196小時，有效實現了患者一周注射一次，極大減輕了治療負擔，成為全球首個胰島素周制劑，并已于2024年6月24日在我國獲準上市[5]。

教學PPT是教學過程中的重要輔助資源。本課程的PPT，注重圖文并茂，特別是減少大段文字描述，改為動畫、圖片和視頻等方式呈遞，形象展示現代生物技術的原理和方法，使知識點變得簡單明了、易學易懂，同時增加了教學內容的趣味性，有助于激發學生的學習興趣。此外，還適當運用了思維導圖，建立了教學內容間的層次關系，使課程內容中心突出、層次分明、易于理解。例如，每章講授后，將教學內容用思維導圖歸納分類，章節間的關系清楚明了，幫助學生建立系統的知識體系，更好地理解課程內容之間的獨立與聯系，培養學生的發散思維。

（二）"教學形式多元有趣

傳統教學為教師課堂授課，學生聽課，形式單一，教學活動少，缺乏課堂互動。“填鴨式”教學問題突出，忽視了對學生創新思維的培養，課堂氣氛沉悶，學生的興趣與積極性較差，學習效率較低。為此，我們采用了多元教學形式，突出“以學生為主體，教師為主導”的教學理念，增加了趣味性與互動性。結合已有的智慧樹慕課，我們采用翻轉課堂的教學形式，課前通過對分易平臺發布學習任務，學生在慕課上自主學習。與此同時，教師在線上提出問題，讓學生帶著問題學習，使目標更加明確，學習效果更好。此外，結合本課程制作的虛擬仿真技術，使學生不僅能復習現代生物技術的理論知識，還能身臨其境體驗現代生物技術的實施過程，提高了課程的趣味性，增加了學生的體驗感，有助于學生更好地理解現代生物技術的應用，體會現代生物技術給世界帶來的影響。

課堂授課時，我們善用案例分析，調動學生的積極性與主觀能動性，增加課堂的趣味性與真實性，加深學生對知識的理解和吸收。例如，在講解轉基因植物相關內容時，引入抗除草劑草甘膦轉基因大豆、抗鱗翅目害蟲轉基因棉花、耐儲存轉基因西紅柿、獲得花香性轉基因觀賞植物等例子，介紹轉基因原理以及轉基因植物帶來的效益，并從轉基因植物安全性角度出發，引發學生思考，鍛煉學生的辯證思維。在介紹醫學分子診斷技術時，引入乳腺癌的案例。以“安吉麗娜·朱莉為何要切除乳腺？”為導入，極大地吸引了學生。進一步說明朱莉切除乳腺，是因為攜帶了突變的抑癌基因BRCA1，使其陡增患癌風險。而突變基因BRCA1的發現，得益于分子診斷技術。通過該案例，使學生進一步了解分子診斷技術的應用，特別是在疾病預防方面的重要作用。乳腺癌是全球最常見的惡性腫瘤之一，對人類的生命安全構成了極大的威脅，而第一個單克隆抗體靶向藥物赫賽汀的出現使問題得到緩解。作為世界上首個針對HER2陽性乳腺癌的單克隆抗體藥物，能夠降低HER2陽性乳腺癌的轉移并減小早期乳腺癌患者的復發風險。赫賽汀的出現拉開了精準醫學的序幕，開啟了個性化治療的里程碑，為乳腺癌患者帶去了極大的希望。除案例分析外，教師也會在課堂上不定時地提問。以“現代生物技術發展”章節內容授課為例，課前以“大家目前了解哪些現代生物技術？”問題為導入，課中也會就授課內容提問。這樣既能夠增加教師與學生的課堂互動，活躍課堂氛圍，也能提升教學效果。

對于課后知識內化，學生可使用智慧樹慕課進行鞏固復習，查漏補缺，也可在智慧樹慕課平臺提問，授課教師線上回答。此外，學生也可以在對分易上進行線上交流、分享資料和探討問題。

（三）"思政元素有效融合

習近平總書記在2016年全國高校思想政治工作會議上強調：要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面[6]。課程思政是指將思想政治教育滲透到課程教學中，培養學生樹立正確的人生觀，實現高校立德樹人的根本目標[7]。我們在傳授現代生物技術相關理論知識的同時，巧妙地根據教學內容穿插思政元素，將思政教育貫穿始末，以實現學生德才兼備全面發展。

1"激發愛國主義與家國情懷

隨著現代生物技術的不斷進步與發展，人類社會也經歷著各種變革，也譜寫了許多中國科學家感人的故事。在教學過程中，我們根據教學內容融入了中國科學家堅持創新突破、堅守民族大義、增進人民福祉的例子，以激發學生的愛國主義精神與家國情懷。例如，在介紹基因工程疫苗時，講述了“人民科學家”顧方舟研發脊髓灰質炎疫苗的故事。20世紀50年代，脊髓灰質炎病毒在中國肆虐，導致許多兒童患小兒麻痹癥而癱瘓甚至死亡。科學家顧方舟臨危受命，在條件艱苦的荒山爭分奪秒地進行減毒活疫苗的研發。他奮勇當先，以身試毒，以子試藥，最終研發出了成本低的減毒活脊髓灰質炎疫苗，并制作成糖丸，以提高運輸貯藏時間，惠及偏遠山區和全國各地的孩子，使中國在2000年徹底消滅了小兒麻痹癥。“糖丸爺爺”顧方舟，無私奉獻成就了中國兒童的健康成長，也激勵著年輕人不斷探索。

2"學習與傳承科學精神

科學家具有難能可貴的科學品質，包括勇于探索、敢于創新、堅持不懈、求真務實、無私奉獻、保持熱愛和淡泊名利等，是學生學習的榜樣。我們在介紹生物技術的概念和應用時，也會分享背后的故事。以基因重組的蛋白類藥物為例，著重介紹了以下例子：

1）重組人胰島素是第一個基因工程藥物，我們有機融入了胰島素發現的故事。重點介紹加拿大科學家弗雷德里克·格蘭特·班廷的貢獻，特別突出他為了讓更多的糖尿病患者得到快速、有效的治療，僅收取一美元專利費，使胰島素得以大規模生產，治療了數以萬計的糖尿病患者。這充分展現了班廷德才兼備、無私奉獻、淡泊名利的品質。

2）解析胰島素的結構有助于更加深入地開展研究。講述了英國化學家弗雷德里克·桑格吃苦耐勞、埋頭苦干，潛心10年研究，獲取了胰島素晶體，并最終確定了其一級結構的故事。展現出桑格勇于探索未知、堅持不懈、攀登科學高峰的精神。

3）重組蛋白類藥物的表達依靠基因工程技術，我們引入重組DNA之父保羅·伯格的故事。保羅·伯格從小便擁有強烈的科研熱情，一直致力于科學研究，獲得全球首個DNA重組分子，同時，他也關注到該技術可能引發的危害，呼吁制定基因工程準則，心系世界安危。

通過講述這些故事，能激發學生的科研熱情和吃苦耐勞的精神；鼓勵學生不懼困難、堅持不懈、勇攀科學高峰；培養他們的自信心、責任感和愛國熱情。有助于樹立正確的人生觀和價值觀，成為德才兼備、兼具領袖氣質和家國情懷的人。

3"增強文化自信與民族自豪感

黨的十八大以來，習近平總書記提出了系統的文化自信思想；在黨的十九大報告中，習近平總書記進一步深化和創新了文化自信思想[8]。文化自信是更基本、更深沉、更持久的力量，在教學過程中，應當潛移默化地樹立學生的文化自信。例如，在高通量測序技術內容講解時，引入“人類基因組計劃”的故事。中國是參與“人類基因組計劃”的六個國家之一，也是唯一的發展中國家，破譯生命天書，在人類科技史上刻下了“中國”二字。至此，我國測序技術不斷發展，躋身世界前列，彰顯了綜合實力。四川大學華西醫院胸部腫瘤科主任盧鈾教授，利用CRISPR/Cas9基因編輯技術在體外將T細胞中的PD-1基因敲除，對改造的T細胞進行培養擴增，再輸回非小細胞肺癌（NSCLC）受試者，首次證明了該療法在NSCLC中的安全性和可行性。這是全球首個利用CRISPR/Cas9基因編輯技術治療晚期非小細胞肺癌的人體臨床試驗。這些例子充分展現了我國在現代生物技術領域的綜合實力，有助于樹立學生的文化自信心，增強學生的民族自豪感。

4"加強社會責任感，樹立正確倫理觀

生物技術與日俱進，給人類社會提供了巨大效益，時刻影響著人們的生活，然而，生物技術的發展與變革，也伴隨著社會倫理問題的日益凸顯。十九屆四中全會通過的《中共中央關于堅持和完善中國特色社會主義制度推進國家治理體系和治理能力現代化若干重大問題的決定》明確指出要健全科技倫理治理體制。此后，《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》再次強調健全科技倫理體系，由此可見，引導學生形成樹立正確的倫理觀至關重要[9]。

在授課過程中，我們介紹了廣泛備受關注的社會倫理事件。例如：①賀建奎團隊私自招募志愿者，實施國家明令禁止的以生殖為目的人類胚胎基因編輯活動。使用CRISPR/Cas9基因編輯技術，對受精卵中的CCR5基因進行修改，欲使出生嬰兒具有天然抵抗HIV病毒入侵的能力。該事件涉及的個人私利問題、基因編輯工具在人體內脫靶問題、遺傳安全性問題和社會公平性問題發人深思。②隨著基因編輯技術與合成生物學的不斷發展，馬痘病毒、埃博拉病毒等能夠在實驗室“復活”，甚至能通過致病菌DNA的改造形成毒性更強的基因武器，對人類生命安全和社會發展造成了巨大的威脅。③促紅細胞生成素是用于治療貧血的基因重組藥物，然而，它也是著名的興奮劑。借此，讓學生了解興奮劑的使用嚴重破壞了公平競賽原則。同時，也提醒學生注意興奮劑對身體造成的危害，呼吁學生遠離興奮劑。

通過這些例子，引導學生正確看待現代生物技術交織的利弊，激發學生的社會責任感，提高安全意識，樹立正確的社會倫理道德觀。

（四）"豐富學生課后研學

為拓展學生視野，促進師生交流，使學生的知識體系不止步于課堂教學，我們還為學生提供了兩個課后研學，即“Officehour”和“新生研討課”之走訪實驗室。“Officehour”即任課教師每周固定時間，在辦公室與學生交流。學生可根據自身情況，無需預約，即可與老師進行面對面交流，以解疑惑。受限于課堂時間，教師無法對每一位學生開展針對性的教學和答疑解惑，“Officehour”彌補了這一漏洞。另外，教師也能在交流中進一步捕捉學生的疑點難點和興趣點，有助于改善教學質量。“新生研討課”要求學生走訪實驗室，學生可到任課教師的科研團隊和“中山大學生物學國家實驗教學示范中心”進行交流參觀，近距離感受現代生物技術實驗室科研人員的工作，體驗科學研究的魅力，增加對科學的理解，激發科研興趣，拓寬科學視野，培養創新思維和科學精神。

（五）"建立有效考核機制

課程考核是教學的重要環節，它能督促學生學習，也是檢驗教學效果和評估教學質量的重要手段[10]。傳統的考核模式中，平時成績的考核方式單一，僅以課后作業或課堂出勤為參考，且占比較低；期末考核方式采用閉卷形式，且占比較高。這種模式可能會導致學生上課睡覺、玩手機、發呆甚至逃課，影響課堂秩序和教學效果；也會出現考前突擊復習和知識點死記硬背的現象，學生并未真正掌握知識，背離了教學的初衷。因此，我們改革了考核方式。將平時成績占比提升為50％，期末成績占比降為50％。這樣，避免了上課不認真，考試臨時抱佛腳的現象；明確規定平時成績涵蓋的內容，除出勤考核外，還涉及智慧樹慕課和虛擬仿真技術平臺的學習。從多方面考核學生的平時學習情況，充分調動他們的積極性；期末考核采用開卷形式，除對每章內容設置題目以考察學生對知識點的掌握外，還設有開放性題目，如“對轉基因食品的看法”“對生物技術未來發展方向的看法”等，以培養學生的靈活思維。

三"結束語

現代生物技術日新月異，廣泛應用，惠及各方，已成為促進未來發展的有效力量。現代生物技術：用基因重塑世界課程順應時代要求，響應國家生物經濟發展規劃，以現代生物技術改變世界的相關重大實例為課程核心內容，引導學生認識現代生物技術對人類世界的重大影響，培養學生的專業興趣和綜合素養。課程在現有教學內容基礎上，及時更新現代生物技術最新進展，拓展了學生的創新思維與知識視野。教學形式多元化，注重學生的課堂積極性與教學效果，充分利用智慧樹慕課、虛擬仿真技術平臺、案例分析、在線交流和課后研學等多種形式，將課前自學預習、課堂傳授知識和課后知識內化有機結合，培養了學生的自主學習、溝通交流、分析問題和解決問題的能力。在教學過程中，始終以“立德樹人”為目標，融入思政元素，引導學生樹立正確的人生觀、價值觀和倫理觀。在未來的教學過程中，我們將從實際出發，及時發現和改正教學過程中的問題，進一步提高教學質量。

參考文獻：

[1]呂紅，吳若男，余垚.以生物技術關聯人類社會發展的新視角設計通識課跨學科的課堂討論[J].高校生物學教學研究（電子版），2023，13（4）：13-17.

[2]中華人民共和國國家發展和改革委員會.國家發展改革委關于印發《“十四五”生物經濟發展規劃》的通知[EB/OL].https：//www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/ghwb/202205/t20220510_1324436.html.

[3]習近平.深入實施新時代人才強國戰略加快建設世界重要人才中心和創新高地[J].當代黨員，2022（1）：3-7.

[4]JIANGB，GAOL，WANGH，etal.CharacterizationandheterologousreconstitutionofTaxusbiosyntheticenzymesleadingtobaccatinIII[J].Science，2024，383（6683）：622-629.

[5]錢童心.全球首個每周注射一次的胰島素在中國獲批[N].第一財經日報，2024-06-25（A09）.

[6]吳晶，胡浩.習近平在全國高校思想政治工作會議上強調把思想政治工作貫穿教育教學全過程開創我國高等教育事業發展新局面[J].中國高等教育，2016（24）：5-7.

[7]邱偉光.課程思政的價值意蘊與生成路徑[J].思想理論教育，2017（7）：10-14.

[8]劉波.習近平新時代文化自信思想的時代意涵與價值意蘊[J].當代世界與社會主義，2018（1）：97-104.

[9]彭耀進，周琪.應對生物技術變革與倫理新挑戰的中國方略[J].中國科學院院刊，2021，36（11）：1288-1297.

[10]鄭孝遙，羅永龍，孫麗萍，等.工程教育認證背景下計算機專業課程考核方式研究[J].高教學刊，2024，10（18）：63-66，72.

基金項目：廣東省教學質量工程建設項目“中山大學-廣東肇慶星湖生物科技股份有限公司實習教學基地”（33000-12220011）；中山大學教學改革項目“‘現代生物技術：用基因重塑世界’課程建設”（33000-12220011）

第一作者簡介：蘇應娟（1965-），女，漢族，湖北武漢人，博士，教授，博士研究生導師。研究方向為適應性種群基因組學。

*通信作者：王艇（1969-），男，漢族，山西晉城人，博士，教授。研究方向為進化葉綠體基因組學。