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：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。

2"学习与传承科学精神

科学家具有难能可贵的科学品质，包括勇于探索、敢于创新、坚持不懈、求真务实、无私奉献、保持热爱和淡泊名利等，是学生学习的榜样。我们在介绍生物技术的概念和应用时，也会分享背后的故事。以基因重组的蛋白类药物为例，着重介绍了以下例子：

1）重组人胰岛素是第一个基因工程药物，我们有机融入了胰岛素发现的故事。重点介绍加拿大科学家弗雷德里克·格兰特·班廷的贡献，特别突出他为了让更多的糖尿病患者得到快速、有效的治疗，仅收取一美元专利费，使胰岛素得以大规模生产，治疗了数以万计的糖尿病患者。这充分展现了班廷德才兼备、无私奉献、淡泊名利的品质。

2）解析胰岛素的结构有助于更加深入地开展研究。讲述了英国化学家弗雷德里克·桑格吃苦耐劳、埋头苦干，潜心10年研究，获取了胰岛素晶体，并最终确定了其一级结构的故事。展现出桑格勇于探索未知、坚持不懈、攀登科学高峰的精神。

3）重组蛋白类药物的表达依靠基因工程技术，我们引入重组DNA之父保罗·伯格的故事。保罗·伯格从小便拥有强烈的科研热情，一直致力于科学研究，获得全球首个DNA重组分子，同时，他也关注到该技术可能引发的危害，呼吁制定基因工程准则，心系世界安危。

通过讲述这些故事，能激发学生的科研热情和吃苦耐劳的精神；鼓励学生不惧困难、坚持不懈、勇攀科学高峰；培养他们的自信心、责任感和爱国热情。有助于树立正确的人生观和价值观，成为德才兼备、兼具领袖气质和家国情怀的人。

3"增强文化自信与民族自豪感

党的十八大以来，习近平总书记提出了系统的文化自信思想；在党的十九大报告中，习近平总书记进一步深化和创新了文化自信思想[8]。文化自信是更基本、更深沉、更持久的力量，在教学过程中，应当潜移默化地树立学生的文化自信。例如，在高通量测序技术内容讲解时，引入“人类基因组计划”的故事。中国是参与“人类基因组计划”的六个国家之一，也是唯一的发展中国家，破译生命天书，在人类科技史上刻下了“中国”二字。至此，我国测序技术不断发展，跻身世界前列，彰显了综合实力。四川大学华西医院胸部肿瘤科主任卢铀教授，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在体外将T细胞中的PD-1基因敲除，对改造的T细胞进行培养扩增，再输回非小细胞肺癌（NSCLC）受试者，首次证明了该疗法在NSCLC中的安全性和可行性。这是全球首个利用CRISPR/Cas9基因编辑技术治疗晚期非小细胞肺癌的人体临床试验。这些例子充分展现了我国在现代生物技术领域的综合实力，有助于树立学生的文化自信心，增强学生的民族自豪感。

4"加强社会责任感，树立正确伦理观

生物技术与日俱进，给人类社会提供了巨大效益，时刻影响着人们的生活，然而，生物技术的发展与变革，也伴随着社会伦理问题的日益凸显。十九届四中全会通过的《中共中央关于坚持和完善中国特色社会主义制度推进国家治理体系和治理能力现代化若干重大问题的决定》明确指出要健全科技伦理治理体制。此后，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》再次强调健全科技伦理体系，由此可见，引导学生形成树立正确的伦理观至关重要[9]。

在授课过程中，我们介绍了广泛备受关注的社会伦理事件。例如：①贺建奎团队私自招募志愿者，实施国家明令禁止的以生殖为目的人类胚胎基因编辑活动。使用CRISPR/Cas9基因编辑技术，对受精卵中的CCR5基因进行修改，欲使出生婴儿具有天然抵抗HIV病毒入侵的能力。该事件涉及的个人私利问题、基因编辑工具在人体内脱靶问题、遗传安全性问题和社会公平性问题发人深思。②随着基因编辑技术与合成生物学的不断发展，马痘病毒、埃博拉病毒等能够在实验室“复活”，甚至能通过致病菌DNA的改造形成毒性更强的基因武器，对人类生命安全和社会发展造成了巨大的威胁。③促红细胞生成素是用于治疗贫血的基因重组药物，然而，它也是著名的兴奋剂。借此，让学生了解兴奋剂的使用严重破坏了公平竞赛原则。同时，也提醒学生注意兴奋剂对身体造成的危害，呼吁学生远离兴奋剂。

通过这些例子，引导学生正确看待现代生物技术交织的利弊，激发学生的社会责任感，提高安全意识，树立正确的社会伦理道德观。

（四）"丰富学生课后研学

为拓展学生视野，促进师生交流，使学生的知识体系不止步于课堂教学，我们还为学生提供了两个课后研学，即“Officehour”和“新生研讨课”之走访实验室。“Officehour”即任课教师每周固定时间，在办公室与学生交流。学生可根据自身情况，无需预约，即可与老师进行面对面交流，以解疑惑。受限于课堂时间，教师无法对每一位学生开展针对性的教学和答疑解惑，“Officehour”弥补了这一漏洞。另外，教师也能在交流中进一步捕捉学生的疑点难点和兴趣点，有助于改善教学质量。“新生研讨课”要求学生走访实验室，学生可到任课教师的科研团队和“中山大学生物学国家实验教学示范中心”进行交流参观，近距离感受现代生物技术实验室科研人员的工作，体验科学研究的魅力，增加对科学的理解，激发科研兴趣，拓宽科学视野，培养创新思维和科学精神。

（五）"建立有效考核机制

课程考核是教学的重要环节，它能督促学生学习，也是检验教学效果和评估教学质量的重要手段[10]。传统的考核模式中，平时成绩的考核方式单一，仅以课后作业或课堂出勤为参考，且占比较低；期末考核方式采用闭卷形式，且占比较高。这种模式可能会导致学生上课睡觉、玩手机、发呆甚至逃课，影响课堂秩序和教学效果；也会出现考前突击复习和知识点死记硬背的现象，学生并未真正掌握知识，背离了教学的初衷。因此，我们改革了考核方式。将平时成绩占比提升为50％，期末成绩占比降为50％。这样，避免了上课不认真，考试临时抱佛脚的现象；明确规定平时成绩涵盖的内容，除出勤考核外，还涉及智慧树慕课和虚拟仿真技术平台的学习。从多方面考核学生的平时学习情况，充分调动他们的积极性；期末考核采用开卷形式，除对每章内容设置题目以考察学生对知识点的掌握外，还设有开放性题目，如“对转基因食品的看法”“对生物技术未来发展方向的看法”等，以培养学生的灵活思维。

三"结束语

现代生物技术日新月异，广泛应用，惠及各方，已成为促进未来发展的有效力量。现代生物技术：用基因重塑世界课程顺应时代要求，响应国家生物经济发展规划，以现代生物技术改变世界的相关重大实例为课程核心内容，引导学生认识现代生物技术对人类世界的重大影响，培养学生的专业兴趣和综合素养。课程在现有教学内容基础上，及时更新现代生物技术最新进展，拓展了学生的创新思维与知识视野。教学形式多元化，注重学生的课堂积极性与教学效果，充分利用智慧树慕课、虚拟仿真技术平台、案例分析、在线交流和课后研学等多种形式，将课前自学预习、课堂传授知识和课后知识内化有机结合，培养了学生的自主学习、沟通交流、分析问题和解决问题的能力。在教学过程中，始终以“立德树人”为目标，融入思政元素，引导学生树立正确的人生观、价值观和伦理观。在未来的教学过程中，我们将从实际出发，及时发现和改正教学过程中的问题，进一步提高教学质量。

参考文献：

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[2]中华人民共和国国家发展和改革委员会.国家发展改革委关于印发《“十四五”生物经济发展规划》的通知[EB/OL].https：//www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/ghwb/202205/t20220510_1324436.html.

[3]习近平.深入实施新时代人才强国战略加快建设世界重要人才中心和创新高地[J].当代党员，2022（1）：3-7.

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

[5]钱童心.全球首个每周注射一次的胰岛素在中国获批[N].第一财经日报，2024-06-25（A09）.

[6]吴晶，胡浩.习近平在全国高校思想政治工作会议上强调把思想政治工作贯穿教育教学全过程开创我国高等教育事业发展新局面[J].中国高等教育，2016（24）：5-7.

[7]邱伟光.课程思政的价值意蕴与生成路径[J].思想理论教育，2017（7）：10-14.

[8]刘波.习近平新时代文化自信思想的时代意涵与价值意蕴[J].当代世界与社会主义，2018（1）：97-104.

[9]彭耀进，周琪.应对生物技术变革与伦理新挑战的中国方略[J].中国科学院院刊，2021，36（11）：1288-1297.

[10]郑孝遥，罗永龙，孙丽萍，等.工程教育认证背景下计算机专业课程考核方式研究[J].高教学刊，2024，10（18）：63-66，72.

基金项目：广东省教学质量工程建设项目“中山大学-广东肇庆星湖生物科技股份有限公司实习教学基地”（33000-12220011）；中山大学教学改革项目“‘现代生物技术：用基因重塑世界’课程建设”（33000-12220011）

第一作者简介：苏应娟（1965-），女，汉族，湖北武汉人，博士，教授，博士研究生导师。研究方向为适应性种群基因组学。

*通信作者：王艇（1969-），男，汉族，山西晋城人，博士，教授。研究方向为进化叶绿体基因组学。