開(kāi)設(shè)科學(xué)素養(yǎng)通識(shí)教育課程《生物技術(shù)史概論》構(gòu)想與設(shè)計(jì)

羅瑋 任聰 陳鵬程 朱茂偉 尹健

摘 要：在高校中開(kāi)設(shè) “大學(xué)生創(chuàng)新教育”類課程能有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。為此，江南大學(xué)開(kāi)始了新一輪創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程建設(shè)項(xiàng)目，圍繞該項(xiàng)目和基于“兩種課堂”培養(yǎng)模式的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系構(gòu)建與實(shí)踐教改課題，本課題組基于多年的教學(xué)和科研實(shí)踐，擬開(kāi)設(shè)科學(xué)素養(yǎng)通識(shí)教育課程《生物技術(shù)史概論》，對(duì)課程性質(zhì)、教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容、課程考核進(jìn)行了論述，同時(shí)對(duì)該課程的開(kāi)設(shè)也做了幾點(diǎn)思考。

關(guān)鍵詞：大學(xué)生創(chuàng)新教育 科學(xué)素養(yǎng) 通識(shí)教育課程 生物技術(shù)史概論

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)高校人才的培養(yǎng)模式提出了新的要求，創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)模式成為當(dāng)前高校努力確定的和追求的目標(biāo)。創(chuàng)新教育即以培養(yǎng)創(chuàng)造性人才為目標(biāo)的教育，即培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新人格、創(chuàng)新能力的人才。因此，在大學(xué)設(shè)置以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為主要目的的創(chuàng)新學(xué)課程是非常必要的。在創(chuàng)新人才培養(yǎng)過(guò)程中，創(chuàng)新意識(shí)和人格的培養(yǎng)、創(chuàng)新精神的塑造尤其重要，這是決定一個(gè)人是否具有創(chuàng)新行為的內(nèi)在動(dòng)力源。江南大學(xué)生物工程學(xué)院因生物工程和生物技術(shù)，尤其是發(fā)酵工程在業(yè)內(nèi)享有盛譽(yù)。然而，伴隨著生物科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的日新月異，生物工程學(xué)科發(fā)展和課程建設(shè)卻顯得有點(diǎn)落后。2015年底，教育部下發(fā)通知要求所有高校要大力培育和建設(shè)創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)型課程，為培養(yǎng)創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)型人才奠定良好基礎(chǔ)。[1]

盡管關(guān)于生物技術(shù)的教材非常多，如環(huán)境生物技術(shù)、制藥生物技術(shù)，生物技術(shù)與工程導(dǎo)論等等，但是關(guān)于生物技術(shù)的發(fā)展史和科學(xué)精神培養(yǎng)的教材在國(guó)內(nèi)尚是空白，這顯然不利于生命科學(xué)領(lǐng)域創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)精神的引領(lǐng)和塑造。在這種情況下，本課題組通過(guò)開(kāi)設(shè)通識(shí)教育課程《生物技術(shù)史概論》，來(lái)啟發(fā)大學(xué)生的科學(xué)意識(shí)。

一、課程的性質(zhì)、目的

本課程為面向生命科學(xué)及相關(guān)專業(yè)三年級(jí)學(xué)生的通識(shí)教育課程。大三學(xué)生通過(guò)基礎(chǔ)專業(yè)課學(xué)習(xí)已經(jīng)對(duì)生命科學(xué)基本理論具有一定的了解，三年級(jí)時(shí)通過(guò)學(xué)科前沿進(jìn)展可以了解到當(dāng)今生物技術(shù)的前沿技術(shù)與應(yīng)用趨勢(shì)，然而目前開(kāi)設(shè)的課程中缺少對(duì)生物技術(shù)史進(jìn)行介紹的課程，我們?cè)趥鞑タ茖W(xué)知識(shí)的同時(shí)常缺少對(duì)科學(xué)創(chuàng)造發(fā)明歷史進(jìn)行必要的審視。因此本課程的開(kāi)設(shè)可以與前沿學(xué)科進(jìn)展課程互為補(bǔ)充，本課程將通過(guò)講述生物技術(shù)發(fā)展的歷史，培養(yǎng)學(xué)生更好地利用已有知識(shí)認(rèn)識(shí)生物技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，同時(shí)樹(shù)立真正的科學(xué)精神，提升相關(guān)專業(yè)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。[2]

本課程將講解生物技術(shù)在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品和工業(yè)等多方面應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展歷史，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展歷程，認(rèn)識(shí)重要生物技術(shù)的發(fā)明過(guò)程，理解當(dāng)今生物技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)以及發(fā)展趨勢(shì)。本課程著重培養(yǎng)學(xué)生利用歷史唯物辯證法的思想分析當(dāng)今生物技術(shù)領(lǐng)域存在的問(wèn)題，努力提高學(xué)生的科學(xué)人文綜合素養(yǎng)。[3]

二、課程大綱和教學(xué)內(nèi)容

本課程分為八個(gè)章節(jié)，按照生物技術(shù)的門(mén)類和發(fā)展史進(jìn)行講解。第一章為現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展史概論，其教學(xué)基本要求為掌握現(xiàn)代生物技術(shù)的主要研究?jī)?nèi)容和發(fā)展歷史，了解主要代表性人物的貢獻(xiàn)。包含的教學(xué)內(nèi)容有：微生物、植物與動(dòng)物的遺傳育種技術(shù)的變遷歷史，蛋白（酶）制劑的發(fā)展，現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展歷史，現(xiàn)代生物技術(shù)在醫(yī)療診斷和治療中的發(fā)展歷史，生物能源技術(shù)發(fā)展歷史，最后講述現(xiàn)代生物技術(shù)中應(yīng)用的高精尖儀器與裝備。通過(guò)1-2個(gè)例子說(shuō)明學(xué)習(xí)現(xiàn)代生物技術(shù)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(xué)發(fā)展史。教學(xué)基本要求為熟練掌握基因工程、代謝工程和合成生物學(xué)的發(fā)展歷史，掌握該三大研究領(lǐng)域代表性人物的主要貢獻(xiàn)。教學(xué)內(nèi)容包括：講述基因工程、代謝工程和合成生物學(xué)的發(fā)展歷程，包括講述DNA重組技術(shù)的發(fā)展歷史、重要代表人物，代謝工程的發(fā)展過(guò)程，合成生物學(xué)的興起與發(fā)展趨勢(shì)。第三章介紹植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞工程發(fā)展史。教學(xué)基本要求為了解植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞工程在農(nóng)業(yè)、食品和醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的發(fā)展歷史和應(yīng)用前景。教學(xué)內(nèi)容涵蓋植物組織培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交技術(shù)的發(fā)展歷史及其在農(nóng)業(yè)、食品行業(yè)的應(yīng)用，動(dòng)物組織培養(yǎng)、單克隆抗體技術(shù)在醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)展歷史與現(xiàn)階段的研發(fā)趨勢(shì)。第四章講授蛋白質(zhì)與酶工程技術(shù)發(fā)展史。設(shè)置的教學(xué)基本要求為掌握重要食品添加酶、日化用酶的歷史發(fā)展過(guò)程，理解技術(shù)進(jìn)步對(duì)食品安全、食品營(yíng)養(yǎng)以及日化領(lǐng)域的影響。教學(xué)內(nèi)容為蛋白質(zhì)和酶工程的發(fā)展歷史，重要食品和日化用酶的產(chǎn)品研發(fā)歷史，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在蛋白質(zhì)和酶工程發(fā)展中的重要作用。第五章講授現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)發(fā)展史，設(shè)定的教學(xué)基本要求為掌握現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)重要組成部分，包括乙醇發(fā)酵、丙酮丁醇梭菌發(fā)酵和氨基酸發(fā)酵的發(fā)展歷史；了解傳統(tǒng)發(fā)酵向現(xiàn)代發(fā)酵的升級(jí)過(guò)程。教學(xué)內(nèi)容為乙醇發(fā)酵、丙酮丁醇梭菌發(fā)酵和氨基酸發(fā)酵的發(fā)展歷史；中國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵向現(xiàn)代發(fā)酵的升級(jí)過(guò)程，包括釀酒、制醋和醬油釀造等。第六章介紹生物技術(shù)藥物、基因診斷和生物治療的發(fā)展歷程。教學(xué)基本要求為掌握生物技術(shù)藥物和基因診斷方法的發(fā)展歷史和研發(fā)方向，了解生物治療的發(fā)展歷程。教學(xué)內(nèi)容包括概述主要生物技術(shù)藥物和生物治療方法的研發(fā)歷史，包括細(xì)胞治療與非細(xì)胞治療。以案例方式重點(diǎn)講解基因診斷和CRISPR基因編輯技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)療診斷與生物治療領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用前景。第八章介紹生物能源技術(shù)發(fā)展史。教學(xué)基本要求為了解生物能源技術(shù)的發(fā)展歷史，理解目前生物技術(shù)存在的瓶頸。教學(xué)內(nèi)容為沼氣工程在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的發(fā)展歷史，生物乙醇和生物柴油的應(yīng)用歷史，生物能源技術(shù)的發(fā)展方向。第八章介紹生物技術(shù)尖端儀器與裝備發(fā)展歷程。教學(xué)基本要求為掌握生物技術(shù)中重要儀器與裝備的研發(fā)歷史，理解科學(xué)儀器的進(jìn)步對(duì)生物技術(shù)的促進(jìn)作用。教學(xué)內(nèi)容包括PCR儀、發(fā)酵罐、基因芯片技術(shù)儀器、測(cè)序技術(shù)儀器的產(chǎn)生與發(fā)展過(guò)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(xiě)作，平時(shí)成績(jī)40%，小論文成績(jī)60%。平時(shí)成績(jī)包括考勤、課堂提問(wèn)和項(xiàng)目分組討論。小論文指課程結(jié)束后針對(duì)課程內(nèi)容相關(guān)撰寫(xiě)5000字以上技術(shù)發(fā)展歷史研究報(bào)告，強(qiáng)調(diào)論文原創(chuàng)性，30%以上重復(fù)的論文判定為不及格。

四、學(xué)時(shí)分配表

五、幾點(diǎn)思考

在本課程教學(xué)過(guò)程中，教師要以學(xué)生為中心，應(yīng)用“案例教學(xué)法”“頭腦風(fēng)暴法”“啟發(fā)式教學(xué)法”等多種教學(xué)方法，使學(xué)生積極參與到教學(xué)中來(lái)。在講授生物技術(shù)的發(fā)展歷程時(shí)，教師要搜集大量的案例、故事、典故等，使課堂教學(xué)生動(dòng)活潑、寓教于樂(lè)，同時(shí)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到任何一項(xiàng)生物科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步都離不開(kāi)人的作用，這都是來(lái)源于科學(xué)工作者的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

同時(shí)，可將課堂教學(xué)與第二課堂、學(xué)生興趣小組、學(xué)生科研創(chuàng)新計(jì)劃、實(shí)踐實(shí)訓(xùn)等活動(dòng)有機(jī)結(jié)合，形成課程的立體化教學(xué)。將創(chuàng)新精神和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，充分利用學(xué)校的現(xiàn)有資源，包括國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究中心、國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵中試車間、教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)試平臺(tái)，以及校外合作企業(yè)如無(wú)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(shí)踐互動(dòng)的良好局面。

構(gòu)建創(chuàng)新教育課程群，將本課程納入到課程群中供全校生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生選修，作為“創(chuàng)新學(xué)分”納入到全校學(xué)分庫(kù)中。將“創(chuàng)新學(xué)分”納入到學(xué)籍管理中本身也是一種創(chuàng)新，是一種強(qiáng)制性的措施，每個(gè)學(xué)員在校期間必須修完規(guī)定創(chuàng)新學(xué)分方予畢業(yè)。[5]

參考文獻(xiàn)

[1] 張昊民， 杜蕾， 馬君. 基于提高學(xué)生綜合素養(yǎng)的創(chuàng)業(yè)教育實(shí)踐研究—以上海理工大學(xué)為例[J]. 創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育， 2012， （1）：38-42.

[2] 烏力吉. 我國(guó)高等院校創(chuàng)造學(xué)課程設(shè)置必要性探析[J]. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版）， 2008， 10（2）：215-216.

[3] 肖陽(yáng)， 馮玲. 高校本科專業(yè)精品課程建設(shè)與教學(xué)創(chuàng)新的思考[J]. 中山大學(xué)學(xué)報(bào)論， 2004， （2）：327-329.

[4] 吳大暢，姜濤，張翠麗，鄒向陽(yáng)，孫明忠，臧師竹，辛毅. 生物技術(shù)專業(yè)生命科學(xué)自主實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)研究與實(shí)踐[J]. 中國(guó)醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)， 2014， 1（32）：130-133.

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