《生物技術概論》課程教學大綱

《生物技術概論》課程教學大綱一、課程信息課程代碼319B1353課程名稱生物技術概論課程性質專業(yè)選修學分2學時32先修課程微生物、分子生物學課程負責人適用專業(yè)生物科學專業(yè)課程簡介（300字左右）：《生物技術概論》課程教學目的是使學生掌握現(xiàn)代生物技術的基本原理、技術與方法，已經現(xiàn)代生物技術的在農業(yè)、食品、人類健康、能源、環(huán)境的具體應用，并能夠將運用以上知識為中小學生解答生物課程教學相關問題的能力。課程主要內容包含：基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程和蛋白質工程的基本原理、技術與方法；生物技術在農業(yè)、食品、人類健康、能源、環(huán)境的具體應用，生物技術發(fā)明創(chuàng)新的保護以及生物技術的安全性。二、課程目標通過本課程的學習，學生應具備以下幾方面的目標：1.掌握基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程和蛋白質工程的基本原理、技術與方法，能利用這些知識對復雜生物技術產業(yè)過程進行綜合分析，對生物技術產業(yè)的發(fā)展和促進有使命擔當，并具備將各生物技術的基本原理與方法遷移至中小學生物課程教學的能力與素養(yǎng)。2.熟悉生物技術在農業(yè)、食品、人類健康、能源、環(huán)境的具體應用，辯證的看待生物技術的安全性，了解生物技術發(fā)明創(chuàng)新的保護，具有科學探索精神。課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系表課程目標畢業(yè)要求指標點3.2掌握系統(tǒng)而現(xiàn)代的生物科學（師范）專業(yè)基礎知識，具備生物學實驗操作的基本能力，能在教學過程中對生命現(xiàn)象和原理進行科學的說明和解釋。3.3了解生命科學及其技術的前沿進展和發(fā)展動態(tài)。課程目標1√課程目標2√√三、教學內容與預期學習成效（理論、實驗課程填寫）知識單元對應課程目標知識點預期學習成效實現(xiàn)環(huán)節(jié)學時生物技術總論1、31）生物技術的含義2）生物技術發(fā)展簡史3）生物技術對經濟社會發(fā)展的影響（1）掌握生物技術的含義，熟悉生物技術的種類（2）了解生物技術發(fā)展簡史（3）熟悉生物技術對經濟社會發(fā)展的影響教學方法：課堂講授、課堂討論；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合。4課程思政元素：科學精神、社會責任感、探索精神等；課程思政教學內容設計：生物技術發(fā)展史、生物技術對經濟社會發(fā)展的影響、科學探索精神等；主要內容可包括：通過生物技術的發(fā)展簡史以及生物技術對經濟社會發(fā)展的巨大影響，讓學生體會到生物技術的魅力，引發(fā)學生的社會責任感、科學探索精神與學習生物技術的濃厚興趣?；蚬こ?、31）基因工程的含義、基本技術路線2）DNA重組3）基因克隆載體4）目的基因5）目的基因導入受體細胞6）基因工程技術與國計民生（1）掌握基因工程的含義，熟悉基本技術路線（2）掌握DNA的一般性質、獲得需要DNA片段的方法和DNA片段連接的方法（3）熟悉質粒載體、病毒載體、人工染色體載體和基因表達載體（4）掌握目的基因的來源與分離途徑（5）熟悉受體細胞，掌握重組DAN分子導入受體細胞的方法、克隆子篩選方法和重組子鑒定方法（6）了解基因工程與國計民生的關系教學方法：課堂講授、課堂討論、演示法、實例法；教學手段：線上與線下教學相結合。6課程思政元素：探索精神、創(chuàng)新意思、愛崗敬業(yè)課程思政教學內容設計：通過講解基因工程的工具酶的來源與利用，啟發(fā)學生的探索精神、創(chuàng)新意思；通過講解基因工程技術與國計民生的重要性激發(fā)學生愛崗敬業(yè)。細胞工程1、31）細胞工程基本操作2）植物細胞工程3）動物細胞工程4）微生物細胞工程（1）熟悉細胞工程基本知識和細胞工程基本操作方法（2）掌握植物細胞工程技術（3）掌握動物細胞工程技術（4）掌握微生物細胞工程技術教學方法：課堂講授、課堂討論、演示法、實例法；教學手段：線上與線下教學相結合。4課程思政元素：科學精神、職業(yè)責任感課程思政教學內容設計：通過動植物細胞工程給人類帶來的技術革命激發(fā)學生的科學精神及其職業(yè)責任感。發(fā)酵工程1、31）發(fā)酵類型、發(fā)酵技術特點與應用2）微生物發(fā)酵過程3）液體深層次發(fā)酵4）固體發(fā)酵（1）掌握發(fā)酵類型，熟悉發(fā)酵技術特點與應用（2）掌握微生物發(fā)酵過程中常用微生物、培養(yǎng)基和發(fā)酵的一般過程（3）掌握微生物發(fā)酵過程的操作方式、工藝控制、發(fā)酵設備與下游加工過程（4）熟悉固體發(fā)酵教學方法：課堂講授、課堂討論、演示法、實例法；教學手段：線上與線下教學相結合。4課程思政元素：工匠精神。課程思政教學內容設計：通過對發(fā)酵過程染菌及其染菌控制、空氣除菌流程設計等講解，培養(yǎng)學生精益求精的工匠精神。

知識單元對應課程目標知識點預期學習成效實現(xiàn)環(huán)節(jié)學時酶工程1、31）酶的發(fā)酵生產2）酶的分離純化3）酶分子的改造4）生物催化劑的固定化5）酶反應器6）生物傳感器7）酶的應用（1）掌握優(yōu)良產酶菌種的篩選、基因工程菌的構建，熟悉微生物酶的發(fā)酵生產（2）掌握酶制劑的制備、酶的純化與精制、酶的純度與活力和酶制劑保存方法（3）掌握酶分修飾、酶蛋白質工程和生物酶的人工模擬（4）掌握酶、細胞的固定化方法，熟悉固定化酶和細胞的性質、固定化酶和細胞的技術指標（5）掌握酶反應器的基本類型、設計原則和性能評價（6）熟悉生物傳感器的原理、分類和發(fā)展前景（7）了解酶應用的領域教學方法：在線學習、難點解析；教學手段：在線教學。4課程思政元素：科學精神與邏輯思維能力課程思政教學內容設計：通過講解酶分子的分離方法以及改造，培養(yǎng)學生的科學精神與邏輯思維能力。蛋白質工程1、31）蛋白質結構基礎2）蛋白質工程的研究方法3）蛋白質工程的應用實例4）蛋白質組學（1）掌握蛋白質結構基本構件、高級結構、蛋白質分子之間關系及結構與功能的關系（2）熟悉蛋白質工程的研究策略、蛋白質全新設計方法和改變現(xiàn)有蛋白質結構的方法（3）熟悉2個蛋白質工程實例（4）熟悉蛋白質組學的概念及應用教學方法：課堂講授、課堂討論、演示法、實例法；教學手段：線上與線下教學相結合。2課程思政元素：協(xié)作意識課程思政教學內容設計：通過蛋白質工程的多領域交叉，培養(yǎng)學生的協(xié)作意識。生物技術在農業(yè)中的應用2、31）生物技術與種植業(yè)2）生物技術與養(yǎng)殖業(yè)（1）熟悉生物技術在誘導植物學雄性不育、抗逆性作物品種培育、轉基因作物品質改良、植物細胞工程及生物農藥和生物控制中的應用（2）熟悉生物技術在動物分子育種、飼料工業(yè)、疫苗、動物生物反應器應用，熟悉核移植技術和胚胎干細胞技術在養(yǎng)殖業(yè)中的應用教學方法：在線學習、難點解析；教學手段：實地參觀與現(xiàn)場講解、答疑。2課程思政元素：合作能力、協(xié)作意識課程思政教學內容設計：通過小組合作、共同學習，完成課程大作業(yè)，培養(yǎng)學生合作能力和協(xié)作意識。生物技術在食品中的應用2、31）生物技術與食品生產2）生物技術與食品包裝3）生物技術與食品檢測4）轉基因食品檢測5）生物技術與未來食品工業(yè)（1）熟悉生物技術在超級稻、單細胞蛋白、食品和飲料發(fā)酵生產、轉基因食品、食品添加劑方面的應用（2）熟悉酶工程、基因工程在食品包裝中的應用，熟悉包裝檢測指示劑、生物信息技術在包裝中的應用（3）免疫學、分子生物學技術和生物傳感器在食品檢測中的應用（4）掌握PCR技術、ELISA和生物芯片技術在轉基因食品檢測中的應用（5）了解現(xiàn)代生物技術在未來食品工業(yè)上的應用教學方法：翻轉課堂；教學手段：線下教學。2課程思政元素：合作能力、協(xié)作意識課程思政教學內容設計：通過小組合作、共同學習，完成課程大作業(yè)，培養(yǎng)學生合作能力和協(xié)作意識。生物技術與人類健康2、31）生物技術與疫苗2）生物技術與疾病診斷3）生物技術與生物制藥4）生物技術與生物療法5）人類基本組計劃（1）掌握疫苗的概念、作用機制，熟悉病毒性疾病、細胞性疾病、寄生蟲病疫苗，熟悉基因疫苗和治療性疫苗（2）掌握ELIAS技術與單克降抗抗、DNA診斷技術（3）熟悉抗生素、基因工程藥物和治療性抗體（4）熟悉基因治療與干細胞利用（5）熟悉人類基因組計劃教學方法：翻轉課堂；教學手段：線下教學。1課程思政元素：合作能力、協(xié)作意識課程思政教學內容設計：通過小組合作、共同學習，完成課程大作業(yè)，培養(yǎng)學生合作能力和協(xié)作意識。生物技術在能源中的應用2、31）微生物與石油開采2）未來石油替代物—乙醇3）植物“石油”4）傳統(tǒng)可再生能源—甲烷5）未來新能源（1）熟悉微生物在勘探石油、二次采油與三次采油的應用（2）熟悉乙醇燃料的意義、生化機制、應用實例、面臨的因難，了解纖維素發(fā)酵生產乙醇技術（3）熟悉產油植物、油料植物和藻類產油（4）熟悉甲烷生產的生化機制（5）了解氫能和生物燃料電池教學方法：翻轉課堂；教學手段：線下教學。1課程思政元素：合作能力、協(xié)作意識課程思政教學內容設計：通過小組合作、共同學習，完成課程大作業(yè)，培養(yǎng)學生合作能力和協(xié)作意識。生物技術在環(huán)境保護中的應用2、31）污水處理2）大氣凈化3）固體廢棄物的生物處理4）污染環(huán)境生物修復5）環(huán)境污染監(jiān)測與評價的生物技術（1）掌握穩(wěn)定塘法、人工濕地處理系統(tǒng)法、污水處理土地系統(tǒng)法、活性污泥法和生物膜處理法在污水處理中的應用（2）掌握生物凈氣塔、滲濾器在大氣凈化中的應用（3）熟悉固體廢棄物的生物處理方法（4）掌握生物修復的方法，熟悉生物修復技術的應用（5）掌握指示生物、核酸探針、PCR技術、生物芯片和生物傳感器技術在環(huán)境污染監(jiān)測與評價中的應用教學方法：翻轉課堂；教學手段：線下教學。1課程思政元素：合作能力、協(xié)作意識課程思政教學內容設計：通過小組合作、共同學習，完成課程大作業(yè)，培養(yǎng)學生合作能力和協(xié)作意識。現(xiàn)代生物技術倫理與安全2、31）轉基因生物的安全性問題2）動物克隆3）生物武器（1）掌握轉基因微生物、轉基因作物及食品、轉基因支較往年的安全性問題（2）熟悉動物克隆技術，了解克隆人、治療性克隆、干細胞和人造生命的安全性問題（3）熟悉生物武器的危害、生物恐怖主義及其應對措施教學方法：翻轉課堂；教學手段：線下教學。1課程思政元素：合作能力、協(xié)作意識課程思政教學內容設計：通過小組合作、共同學習，完成課程大作業(yè)，培養(yǎng)學生合作能力和協(xié)作意識。四、考核及成績評定方式本課程總評成績由以下方式給出，即總評成績=考試成績×60%+平時成績×40%，其中：考試成績：考試成績由所撰寫的大作業(yè)和課堂匯報決定，各占50%，滿分100分，占總評成績的60%。大作業(yè)：根據(jù)所撰寫大作業(yè)的完整性、合理性和規(guī)范性給分。對課程目標1和課程目標2均有所支撐，其中課程目標1占40%、課程目標2占60%。滿分100分，分別占總成績的10%和15%。課堂匯報：根據(jù)PPT的完整性、規(guī)范性、講解的流暢性、說服力等給分。對課程目標1和課程目標2均有所支撐，其中課程目標1占40%、課程目標2占60%。滿分100分，分別占總成績的10%和15%。平時成績：平時成績由平時表現(xiàn)（占總成績的20%）和、作業(yè)成績（占總成績的30%）組成。平時表現(xiàn)：根據(jù)考勤、上課是否認真聽講參與課堂提問、學生的提問情況及與老師的互動情況給分。對課程目標1和課程目標2均有所支撐，其中課程目標1占60%，課程目標2占40%。滿分100分，分別占總成績的12%、8%。作業(yè)成績：按照教學進度，教學過程中布置3次作業(yè)，作業(yè)內容均對課程目標1和課程目標2均有所支撐，其中課程目標1占80%，課程目標2占20%。作業(yè)總成績100分，分別占總成績的24%、6%。平時表現(xiàn)評分標準（以滿分100計）評價指標（100分）優(yōu)（75%-100%）良（50%-75%）中（25%-50%）差（0%-25%）積極程度（50分）積極、踴躍老師鼓勵后積極、踴躍老師鼓勵后積極度不高消極回答正確程度（50分）回答正確無誤、分析合理，結論有效回答問題基本正確，分析比較合理，結論有效回答問題錯誤較多，經老師提醒后仍然分析有誤，結論無效答不對題單次作業(yè)評分標準（以滿分100計）評價指標（100分）優(yōu)（75%-100%）良（50%-75%）中（25%-50%）差（0%-25%）作業(yè)完成進度（20分）提前完成按時完成延時完成未完成概念清晰程度（30分）75%以上概念清晰50%以上概念清晰25%以上概念清晰不清晰正確性和結論有效性（50分）分析合理、全面，計算無誤，結論有效分析較合理、全面，計算錯誤少，結論較有效分析基本合理，計算有較大的錯誤，結論基本有效存在嚴重錯誤五、課程目標達成度評價依據(jù)（集中實踐環(huán)節(jié)課程、理論、實驗課程均需填寫）課程目標考核環(huán)節(jié)(評價依據(jù))期望值平均得分達成度計算課程目標1期末考試考核環(huán)節(jié)1期望值A1=20a1=考核環(huán)節(jié)1實際平均得分達成度=a1平時表現(xiàn)考核環(huán)節(jié)2期望值B1=10b1=考核環(huán)節(jié)2實際平均得分作業(yè)考核環(huán)節(jié)3期望值C1=20c1=考核環(huán)節(jié)3實際平均得分課程目標2期末考試考核環(huán)節(jié)1期望值A1=80a1=考核環(huán)節(jié)1實際平均得分達成度=a1平時表現(xiàn)考核環(huán)節(jié)2期望值B1=40b1=考核環(huán)節(jié)2實際平均得分作業(yè)考核環(huán)節(jié)3期望值C1=40c1=考核環(huán)節(jié)3實際平均得分課程目標3期末考試考核環(huán)節(jié)1期望值A1=100a1=考核環(huán)節(jié)1實際平均得分達成度=a1平時表現(xiàn)考核環(huán)節(jié)2期望值B1=50b1=考核環(huán)節(jié)2實際平均得分作業(yè)