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生物技術制藥初探

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生物技術制藥初探

生物技術制藥課程雙語教學探索

[摘要]生物技術制藥是一門理論性和實踐性很強的藥學專業課,采用雙語教學能夠加強藥學專業學生的專業英文詞匯的學習和訓練,提高專業英文閱讀和獲取信息的能力,使其具備扎實的專業英語背景和掌握國際前沿的生物技術制藥知識體系。在對藥學院2011級藥學專業本科生生物技術制藥課程的教學中,積極嘗試采用雙語教學,獲得了一些經驗和體會。

[關鍵詞]生物技術制藥;雙語教學;綜合設計性實驗生

物技術制藥是一門具有很強的國際前沿性的基礎性課程,是藥學專業本科專業課。世界經濟的快速發展給生物技術不斷地帶來了新的動力,生物技術已經成為解決人類面臨的人口、糧食、環境和污染等問題關鍵技術領域,這類技術使得造福人類的新的成果不斷涌現。生物技術制藥作為一門新興學科,發展迅速,并且近年來各醫藥單位對相關專業畢業生的需求量日益增加,其具有新穎性和前沿性,使本課程深受學生喜愛[1,2]。英語被稱為“世界語言”,在世界各個領域得到了廣泛的應用,生物技術在國外發展得比較快速、先進,并產生了一批理論和應用研究成果,而且最的科研成果和教材都是用英文寫成的。生物技術制藥課程采用雙語教學不僅能夠加強藥學生的專業英文詞匯的學習和訓練,而且能夠提高獲取信息和專業英文閱讀的能力,使其具備扎實的專業英語背景,讓學生更好地掌握國際前沿的理論與實踐應用[3,4]。在對藥學院2011級藥學專業本科生生物技術制藥課程的教學中,我們積極嘗試采用雙語教學,獲得了一些經驗和體會。

1雙語教學準備

按照學校有關教學管理文件的規定,課程開始前必須做好雙語教學計劃、教學大綱和教案,同時選擇合適的中英文教材和相應的學習資源。本課程針對教師資格認證、教材與授課方法準備如下。

1.1雙語教學教師資格認證

實施生物技術制藥課程雙語教學的基礎是合格的師資。該課程要求授課教師具有講師及以上職稱或具有碩士及以上學位,一般要求具有博士學位;具有5年以上授課經驗,教學成果;英語聽說水平較高者。目前該課程組教師包括博士后(教授)1名,博士(副教授2名,講師1名)3名。

1.2教材

理論課教材以中文教材《全國高等學校藥學專業第七輪規劃教材:生物技術制藥(第2版)》為主。實驗課教材最初擬定使用原版英文教材,但考慮到原版教材專業詞匯太多,并且價格過高,這樣會給學生學習帶來困難,因此由科室教師挑選相關章節進行翻譯,編定雙語版實驗教材,但要求學生撰寫英文實驗報告。

2理論課教學

2.1循序漸進的教學方式

我們采取循序漸進的教學方式,在雙語教學初期采用中英文對照課件、中文講授為主的方法。用英文講授較為淺顯的內容如“細胞的形態”等,用中文講解重點和難點如“細胞的生理特性”“動物細胞培養的基本方法”“單克隆抗體制備技術”等。當學生逐步適應了雙語課堂教學模式后,再根據學生英語水平的提高而適度的提高英語講授的比重,例如在講授“重組DNA技術”時,幾乎全部用英文講授。整個教學過程不拘泥于漢語、英語所占教學的比重。

2.2靈活運用多媒體教學

生物技術制藥知識點多、難度較大,而課時相對較少。雙語教學中使用多媒體課件優化了教學過程中信息的傳播方式,由簡單地利用教師語音傳播轉變為圖像、動畫、音響等的綜合運用傳播手段,從而豐富了教學信息的傳遞效果[5]。在生物技術制藥雙語教學中,有時出現的教師或者學生聽力水平問題,而造成學生聽不懂部分內容的現象,可以借助多媒體課件來幫助學生理解。

2.3督促學生積極查閱文獻輔助教學

另外,我們也要重點培養學生的自主學習能力及分析問題的能力。告訴他們要利用圖書館和網絡查閱文獻資料,來補充課堂學習中的新概念和新技術,并對資料進行綜述和論文撰寫,對問題進行自主判斷與分析。這能使學生在整個課程學習中受益匪淺,所有學生都會利用NCBI、Highwire、EBSCO等多個國外數據庫和相關網站去查找資料。在課堂上,教師會預留一部分時間,讓學生依據所查文獻對某一知識點進行分析、討論。

3實驗課教學

生物技術制藥是一門理論與實踐結合很強的藥學專業課,是發展最為迅速的學科之一。包括基因工程、發酵工程、酶工程、細胞工程是生物技術制藥的四大核心技術,掌握這些技術的原理和方法是研制生物制藥的前提。生物技術制藥課程教學的重要環節之一就是實驗課,學生通過系統的實驗操作不僅能夠加深理論知識的學習,同時還能夠鞏固雙語學習的知識點。因此根據本學科特點、學校較好的實驗條件和學生基礎,以及多年來課程建設積累的經驗,設置驗證性實驗和綜合設計性實驗兩類實驗,其中后者占總實驗的20%~30%。

3.1驗證性實驗課程教學方法

生物技術的研究對象的較大特點就是微觀性,因此驗證性實驗課程的流程一般是:①教師采用英文講授原理及操作方法,將實驗內容與理論課學習知識點結合起來;②學生觀看教學光盤,內容包括實驗的操作方法和注意事項,此外,教師還會結合自己的科研實踐,向學生闡明該實驗的實際應用情況;③學生分組進行實驗,觀察實驗結果,用英文撰寫實驗報告。在實驗過程中,學生英語交流的能力還能得到鍛煉。

3.2綜合設計性實驗課程教學方法

本課程確定了綜合性實驗教學內容以基因工程技術和原代動物細胞培養為主,由于各個小實驗間具有一定的連續性,要求兩部分內容在兩個實驗周完成。學生了解了基本實驗內容以后,實驗進度和具體操作流程由各組成員自主安排,教師僅進行輔助指導。例如在基因工程技術實驗課上,學生在做PCR實驗的同時,還需進行限制性內切酶切割載體的實驗,教師要督促學生把實驗安排的緊湊、有序。通過本課程的實驗教學,不僅能增加學生對科學研究的興趣,還能培養學生創新研究的思路,為后續的畢業實習、研究生學習和工作奠定基礎。

4評價與效果

4.1課程考試的考察

在學生評分標準上,我們注重考試形式的多樣化:平時的作業和當堂英語發言與討論分數占總評的10%,實驗課成績占20%,期末考試占70%。期末考試試卷中20%題目英文出題要求學生英文作答;20%用英文出題,學生可中文作答;其余60%中文出題及作答。學生用英語回答表述較好,成績優良率達到78%。最重要的是,英文出題并沒有降低掌握知識的難度和信息量,以后教師會適量提高英文作答題目的百分比。

4.2反饋與評價

對藥學2011級學生的調查結果顯示,有82%的學生贊成實行雙語教學,認為采用雙語教學對今后學習專業知識有很大幫助,不僅掌握了專業詞匯,而且對專業文獻的翻譯幫助很大,聽說能力有很大提高。初步的教學實踐表明,對藥學專業本科生開展生物技術制藥課程雙語教學是有成效的。

5課程建設仍然存在的問題及后續建設

雙語教學首先對教師提出了極高的要求。目前從事生物技術制藥雙語教學的教師都是博士,專業知識的傳授是不會有任何問題的,但部分教師外語的聽說能力還不是特別過硬,不能用十分流利的外語駕馭課堂,語速控制不恰當,削弱了課堂的感染力,進而制約了生物技術制藥雙語教學的發展。為了使這一問題盡快得到解決,學校應采取以下措施:加強雙語教學教師的培訓工作,選派年輕教師參加培訓以儲備力量;同時創造條件選派老師去外地進修,學習其他高校雙語教學的先進經驗[6,7]。另外,雙語教學對學生外語水平的要求也相當高。由于本科生外語水平參差不齊、差距很大,給雙語教學帶來了困難,直接影響到了雙語教學的效果。我們在調查中發現,英語聽力差和專業外語基礎薄弱是本科生普遍存在的實際問題。針對這樣現狀,該課程今后將根據學生的英語水平進行分班授課,根據學生的英語水平適當調整英語授課比例;并且在雙語教學初期英文所占比例不超過20%,隨著學生逐步適應這種授課方式后,不斷提高英文授課所占比例。此外,要把握期末考試試卷的難易程度、考試的方法、教師批卷的寬嚴程度。除了考試之外,更要增添課外的素質考核標準,最重要的是通過雙語教學是否能夠提高學生適應現代社會生活和科學交流活動的能力。

作者:韓笑 安麗萍 徐廣宇 孫晶波 杜培革 單位:北華大學藥學院微生物與生化教研室

生物技術制藥初探:生物技術制藥的教學實踐

作者:彭方毅,姜海蓉,陳忠敏,鄭一敏,姜和,彭方亮,趙衛兵

【摘要】 生物制藥技術是一門新興交叉應用學科,要求學生應該具備堅實寬厚的理論基礎和解決生產實際問題的能力。文章對生物技術制藥課程在教學內容和教學方法上的改進進行了總結;不斷更新教學內容,讓學生經常接觸到學科的前沿知識和融會相關學科內容;充分利用現代化信息技術和教學工具,開展合作研討性教學活動。

【關鍵詞】 生物技術制藥;教學實踐;教學內容;教學方法

現代生物技術是一項與醫藥產業結合密切的高技術。生物技術制藥是其應用的一個重要方面,是現代生物技術發展的一門新興學科。隨著生物技術制藥產業的迅猛發展,社會對生物技術制藥人才的需求也日益增加。針對這些情況,如何增強生物技術制藥課程的教學效果,培養富有創新精神和具有實踐能力的高素質生物技術藥學的復合人才,是廣大藥學教育工作者所關注的問題之一。本學科的特點是不斷引進現代生物化學、分子生物學、細胞生物學、微生物學和制劑學及現代基因工程等多學科的先進技術,研究天然產物、基因工程藥物等,以及藥物在體內和體外相互作用和藥物大規模篩選的學科[1]。主要內容包括現代生物制藥技術的基礎理論和基本技術,生物藥物的特點及分類,生物原料的保存與處理,生物藥物的分離、純化技術的原理及設備,生物藥物的檢定,基因工程制藥、抗體制藥、酶工程制藥、植物細胞制藥、動物細胞制藥、海洋生物制藥以及藥物在體內和體外相互作用、藥物篩選等。因此,本課程涉及的知識面廣,內容多,不僅包括與生物技術相關的一些基本理論,還包括與藥物制劑、藥物質量控制等相關藥學知識?,F代生物技術科學發展迅速,使得這門課程內容的更新和擴展也很快。本文通過對生物技術制藥的教學方法、學生的學習方法及實驗進行多方位的改革嘗試,采用多媒體教學等方法,取得了良好的效果。

1優化教學方法

教無定法,如果按照傳統的教學方法,一定是教師看教材、寫教案,然后再講解,這樣做學生有照本宣科、自己看書也會懂的感覺。在生物技術制藥的教學中,根據該門課具有應用性強、結合實際緊密的特點,因此, 在教學內容的組織上,應堅持以基礎性、發展性知識為主,一般性知識為輔的教學原則, 這不僅有助于學生完整知識結構的建立,也有助于學生創新能力的培養[2]。生物技術制藥的內容多而散,學生經常反映“聽懂容易,靈活應用較難,考試更難”。為解決這一問題,首先應幫助學生建立一個清晰的學習思路,把教科書上獨立介紹的板塊之間聯系起來,增強知識的系統性和邏輯性,提高學習效率。如用圖表的形式將生物技術制藥每章的基本內容歸納總結,再用“流程圖”的形式給同學介紹:內容簡介(介紹一章的學習內容和要求)一劑型的定義、特點、分類、質量要求一制備的工藝流程一質量控制,學生通過比較可較容易地區分各種劑型的相同與不同之處,增強章節與章節之間的聯想,起到舉一反三的作用。

生物技術制藥是一門綜合性學科,生物技術制藥的學習涉及到細胞生物學、生物化學、免疫學等生物學科以及生物技術制藥、藥理學、藥物分析等藥學學科。因此,在教學過程中,應注重各個學科之間的密切聯系,引導學生復習相關學科知識,從而加深了學生對現學知識的理解,提高了教學效率。如在第三章動物細胞工程制藥的教學中,我們就融合了藥物分析、生物技術制藥、藥物化學等學科的相關知識。藥物的質量控制是藥物分析課上學習的重點,主要包括鑒別、檢查、含量測定和穩定性研究,動物細胞工程藥物的質量控制也是從這幾方面來人手的,但是動物細胞工程藥物又有其獨特之處,對其質量控制的要求更加嚴格。因此將動物細胞工程藥物與化學藥物的質量控制做對比進行講述,兩者比較教學,加深了學生對抗體工程藥物的理解,同時又復習了化學藥物結構鑒定的知識。

因此,教師在教學中應以啟發式教學為主,與學生共同運用前面所學的基礎知識,分析藥物制劑的設計原理、制備要點,以培養學生的思維能力[3]。對某些內容還可采用“以問題為先導教學法”,以培養學生的歸納總結能力和表達能力。即教師根據教學內容及教學大綱的要求精心設計一些問題,采用學生自學一小組討論一課堂討論一教師總結的形式,讓學生有針對性地去學習有關知識,尋求問題的答案或提出解決問題的方法,由此可激發學生的學習興趣與探索精神,培養綜合應用所學知識及科學思維的能力。如胃癌,肺癌等惡性腫瘤嚴重危害人類健康,開發預防和治療惡性腫瘤的疫苗和藥物是目前生物技術制藥研究的一個熱點。在授課過程中,積極引導學生運用生物技術制藥的基礎理論知識對惡性腫瘤等疾病進行治療的藥物和相關診斷試劑的開發思路進行分析。這種啟發式的教學方式加深了學生對pcr、免疫酶技術、免疫熒光技術的理解,培養了學生進行科學思維的能力。教學活動是由教與學兩方面構成,只有將教師的講授和學生的思維活動有機結合起來,學生才會對所學的知識記憶深刻;學生只有對所學內容表現出強烈的好奇心和求知欲,才會自覺地去思考。

小組合作研討性教學是近年來廣受重視的教學方式,具有學生參與度高、啟發性強、趣味性濃、易于學生理解和掌握、利于學生綜合素質提高等優點,我們在教學實踐中開展了合作研討性活動,收到良好的效果。如在講授完動物細胞工程制藥后,我們提出了“無血清培養基的研究進展”的研討論題,學生分為小組分別準備,組織方案,每個小組分配一名代表表達自己的答案和思路。討論時各個小組的代表各抒己見,相互評價,相互啟發,氣氛熱烈,促進了研討的深化,根據學生的研討對論題進行總結和提煉,引導學生形成概括性的理解。在討論過程中,要求學生對自己研討問題的思考做成power point演示文稿,使自己的表達更清楚、更有條理。另外,通過在講臺上講述,鍛煉了學生的口頭表達能力,提高了他們的綜合素質。

2重視現代化信息技術在生物技術制藥中的應用

運用集圖、文、聲于一體的現代信息多媒體教學模式來指導生物技術制藥教學,充分發揮現代信息技術的特點,擴充新的教學內容,使其直觀化、形象化,有助于學生對制藥知識的掌握,增強學習效果。通過給學生觀看部分教學的多媒體錄像,加深學生對單調抽象的理論知識的理解,提高了學習效率。同時,在觀看錄像過程中穿插對學生進行提問,讓學生帶著問題想,帶著問題學,有針對性地進行學習,引導學生主動思考。一系列的教學實踐加深了學生對基本理論知識的理解。并且使抽象的理論變得更形象化。培養了學生的觀察力、分析和解決實踐問題的能力。充分利用現代化信息技術和教學工具提高教學效率,隨著以計算機為核心的信息技術的快速發展,信息技術、計算機技術和教學的緊密結合將成為推動當前教學改革的強大動力[4,5]。充分利用各種信息資源庫,訪問各種電子化的課程資源庫,獲得與教學直接相關的素材和資料;使用各種多媒體百科全書光盤(如“科學大百科”、“藥學大辭典”等),獲得圖文聲并茂的教學資料;通過網絡檢索圖書館的相關資源?;蛘咧苯釉L問數字圖書館中的內容,獲得學科的近期信息(如生物技術的專業等),從而更深刻地把握教學內涵,融會理論知識,了解該學科發展動態。例如,我們備課通過查閱國外的電子版教材,下載了各種色譜原理的flash動畫,使抽象的理論變得更直觀易懂,在講授外源基因通過質粒載體在大腸桿菌中復制表達時,通過給學生看形象的動畫,加深學生對知識的理解?,F代生物技術發展迅速,現代信息技術在這門課程的教學當中顯得格外重要,在授課時,采用集圖、文、聲于一體的多媒體教學模式,充分發揮多媒體的特長,擴充新的教學內容,使其直觀化、形象化,有助于學生對生物技術制藥知識的掌握,增強學習效果。

3課堂教學與實驗教學相結合

實驗教學是生物技術制藥教學中舉足輕重的環節。枯燥乏味的理論只有在實驗課中才變得生動而具體[6]。應該說,理論教學和實驗教學是生物技術制藥中不可分割的兩個方面,它們相互配合,相輔相成,占有同等重要的地位。要引導學生重視實驗,提高實驗教學質量應從以下兩個方面入手:

3.1增加科研設計性實驗力度首先,根據實際情況,教師設計題目,給出實驗要求;其次,學生根據要求及所學的基礎知識,查閱相關文獻,設計實驗方案:包括實驗所需材料、試劑及規格,儀器及型號,詳細的制備工藝流程,產品的質量檢查方法及標準,并于實驗開始前一周交至教師處;然后,教師仔細審閱學生的設計,如有重大錯誤則令其修正,其余將根據學生的需要準備相關材料及設備,并調試至正常,以便學生使用;至實驗日當天,學生須在教師的監督下,在規定時間內獨立完成自己的設計,在允許的時間內,可以重做,所得到的數據及成品須由教師簽名認可并保留。,學生提交完整的實驗報告,教師根據學生從設計到實施到完成報告整個過程的表現,給予評價[7]。

3.2增加實驗經費,改善實驗條件 目前各院校普遍存在教學經費短缺、實驗條件簡陋的現象。解決這一問題,一方面需要適當增加對實驗經費的投入,添置必要的實驗設備;另一方面對暫時無法開設的實驗可通過多媒體教學、演示性實驗教學、參觀學習等方法來彌補,如可開設專題講座及上網查閱資料,讓學生了解當今國內外使用的較先進的生產設備及方法,國內外在制劑上的差距等信息,為以后的科研指明方向;還可組織學生到西南合成、重慶萊美、重慶前沿生物技術制藥公司、重慶富進生物技術制藥公司等制藥公司實地觀看生物技術制藥等的生產全過程,加深其了解藥品生產質量管理規范(gmp)要求等,提高學生感性認識,縮短實驗室教學與生產實踐之間的距離,提高學生適應制劑生產的能力??傊鶕覈F有國情,在節約的前提下盡可能讓學生多動手,多參加實踐,使學生的創造力及視野進一步提高。近年,社會制藥工程人才的需求已發生一些變化,要求學生首先要有較強的動手能力,能完成相關的工作,其次要有綜合運用的能力,學會分析問題,能將理論與實際有機地結合,還要有創新的能力[8,9]。開展教學改革后,學生的主動性和能動性得到極大發揮,學生可從實驗課中學到更為實用的知識,彌補理論教學的不足,提高了其動手能力和綜合運用能力,有利于學生畢業后在最短的時間內適應工作。

生物技術制藥初探:生物技術制藥實驗教學科研意識探索

摘要:實驗教學是培養學生實驗技能、科研意識與創新能力的最基本的教學形式和最有效的途徑之一,而生物技術制藥是一門實踐性非常強的課程。該文根據我校生物技術制藥實驗教學現狀,探索實驗教學內容和模式的改革,旨在實驗教學過程中滲透科研意識與創新思維的培養,激發學生學習興趣與科研熱情,不斷提高教學質量與學生綜合能力。

關鍵詞:科研意識;生物技術制藥;實驗教學

生物制藥產業是當前最活躍、進展最快的產業之一,具有廣闊的市場前景,被譽為“朝陽產業”。我國已把生物制藥產業列為經濟發展的重點建設行業和高新技術支柱產業[1]。生物技術制藥是現代生物技術與藥學高度交叉、相互滲透的一門綜合性課程,內容涉及到基因工程制藥、發酵工程制藥、細胞工程制藥、抗體制藥、酶工程制藥等,內容多,知識面廣,是一門實踐性很強的學科[2-3]。教育部在《關于進一步深化本科教學改革提高教學質量的若干意見》文件中提出“推進人才培養模式和機制改革,著力培養學生創新精神和創新能力;高度重視實踐環節,提高學生的實踐能力;推進實驗內容和實驗模式改革和創新,培養學生的實踐動手能力、分析問題和解決問題能力”[4]。教學與科研是大學的兩個主要職能,科研意識與創新能力是體現教師與學生綜合素質的重要標志[5]。實驗教學是培養實驗技能、科研意識與創新能力的最基本的教學形式和最有效的途徑之一[6,7]。在多年的教學過程中,我們不斷思考和探索如何培養學生的科研意識和創新精神,提高學生綜合素質,形成了初步的教學改革思路,在生物技術制藥實驗教學過程中逐步滲透科研意識的培養。

1我校生物技術制藥教學現狀

2006年我校在制藥工程專業中開設了生物技術制藥課程,2014年在新一輪專業培養方案的修訂中,藥學、藥物制劑等相關專業增設了《生物技術制藥》課程。實驗課教學中我們根據現有條件開設了一些基礎性和初級綜合性實驗,如細菌感受態的制備和質粒的轉化、微生物的發酵、蛋白質的分離與純化等。學生初步掌握了現代生物技術制藥的基本知識,為今后從事相關工作奠定了基礎。實驗教學過程中,我們也發現了一些問題,如每次實驗課安排3~4課時,但很多實驗步驟時間較長,無法短時間內完成,缺乏連貫性;實驗經費與場所有限,以驗證性實驗為主,甚至是演示實驗;再加上有些實驗本身較為抽象,難以激發學生學習興趣;學生實驗教學班級較多,實驗教學人員較為緊張。針對這些問題,我們積極探索實驗教學改革,以綜合性、開放性實驗為突破口,整合多方教學資源,逐步培養學生的科研意識和創新精神。

2挑選教學素材與內容,整合多方教學資源

現代生物技術飛速發展,新的理論、技術與方法不斷出現,以至教材的內容往往滯后于學科知識的發展,要使學生接觸到近期的前沿知識,我們只有不斷更新教學內容,把近期的知識引入到實驗教學中。但這些內容的實驗技術條件要求極高,花費極大,根據實際情況我們通過專題講座、結合視頻,在實驗過程中穿插講解,如生物技術與靶向藥物開發、藥物基因組學、基因治療藥物、干細胞與組織工程等專題,激發了學生科研熱情,調動了學生的學習興趣。學校現有安徽省藥學省級示范實驗實訓中心、安徽省多糖藥物工程技術研究中心與活性生物大分子研究安徽省重點實驗室等科研平臺優勢,我們積極與這些平臺有關教師聯系,邀請他們利用這些先進的科研平臺適當開展實驗教學活動,讓學生更加直觀的掌握基因工程、細胞工程、發酵工程等相關技術,提高學生動手能力與創新能力。此外藥學院也積極申報安徽省支持本科高校發展能力提升計劃與安徽省高等教育振興計劃等項目,先后籌措資金約300萬元建設生物制藥實驗室,極大的改善了實驗教學條件,有效解決了實驗場所與教學人員緊張的問題。

3加大綜合性、設計性實驗的比例

綜合性實驗指實驗內容涉及到本課程或相關課程的綜合知識,涵蓋更多的知識點,往往涉及到多種實驗技術或方法,通過綜合性實驗的學習,可以有效地培養學生的實踐能力、創新意識和學習能力。設計性實驗一般是提前指定實驗目的要求,由學生自己或小組成員根據現有實驗條件自行設計實驗方案,準備實驗材料,并加以實施,不同學生或小組可以選擇不同的實驗方案,可以有效的鍛煉學生發現問題、分析問題、解決問題的能力[8]。近年來,綜合性實驗和設計性實驗已經成為現代高等教育實驗教學的主要實驗教學改革方向[9]。在生物技術制藥實驗教學過程中,適當增加綜合性和設計性實驗比重,可以增強學生對生物制藥相關技術的認識與理解,鍛煉學生文獻檢索、數據處理、獨立思考與分析解決問題的能力,培養學生的創新思維和綜合素質,有利于創新型人才的培養。

4改革課堂組織形式

傳統的實驗教學過程中,每次實驗都有規定的學時數,要求學生在有限的時間內完成相應的實驗內容,只能把很多實驗步驟進行簡化,一定程度上影響了學生的主觀能動性和創造力的發揮,難以取得好的學習效果,也不能真正貫徹因材施教的教學思想[10],由于生物技術制藥很多實驗周期較長,很難在短短的幾節課內完成。我們考慮打破傳統的課程設置,改實驗課為實驗日(一般選在周末)或實驗周。教師篩選若干可行的實驗項目供學生選擇,學生自己查閱文獻,設計實驗方案,列出實驗項目所需儀器與材料、具體實驗操作步驟及參考文獻,教師進行適當指導,學生根據自己或小組設計的實驗方案合理安排實驗進度,如果實驗過程中出現意外結果,學生獨立對實驗失敗的原因進行總結分析,并可重新安排設計實驗,鍛煉學生獨立思考能力,促進學生形成嚴謹的科研思維,提高學生學習的主動性和積極性,激發學生的科研熱情。在實驗教學中,有些實驗步驟時間較長,教師穿插一些與生活密切聯系、有一定科學意義的問題,與學生互動,組織學生進行討論,活躍實驗氣氛,促進學生對實驗操作產生興趣,提高實驗教學效果。

5推廣科研興趣小組的學習模式,鼓勵學生參與科研活動

很多生物技術制藥實驗步驟多、周期長,而綜合性和設計性實驗增加了實驗本身的難度。我們根據學生自身目標(如考研的學生),選拔部分高年級學生成立科研興趣小組,充分發揮每個人的優勢,進行適當的實驗分工,促進實驗順利完成,同時可以增強學生的團隊意識和協作精神。鼓勵學生參與教師的科研課題和教研室的學術活動,同時動員教師指導學生申報部級、省級大學生創新創業訓練計劃項目以及大學生科研項目等各類科研項目,讓學生接觸早期的科研訓練。在教學中我們充分發揮安徽省藥學省級示范實驗實訓中心和安徽省多糖藥物工程技術研究中心等科研平臺優勢,在老師的指導下,逐步向學生開放部分實驗室,對學生進行相關實驗技能的考核與訓練。學生在參與科研項目的過程中接受了科學思維的熏陶,提高了他們的動手能力和思考能力,培養了學生的科研意識,激發了他們的創新精神。

6完善實驗考核方式

傳統的實驗教學考核往往以實驗報告為依據,教師在實驗后對學生上交的實驗報告進行評閱,這種考核依據方式存在一些局限性,不能就實驗中遇到的問題與學生及時進行交流和反饋,不利于學生對實驗內容的理解和掌握,無法并合理的評價學生在實驗過程中的動手能力和創新能力。有些學生實驗過程中學習態度非常認真,操作也很嫻熟,積極思考與分析實驗過程中的各種問題,但是由于某些原因,實驗結果不理想,如果單純根據實驗報告評閱實驗成績,可能會因為成績不理想挫傷了學生學習的積極性。因此,我們將實驗教學考核內容分為三個部分:實驗報告部分(約占40%)、實驗技能測試部分(約占30%)和實驗設計部分(約占30%)。實驗報告部分重點考查學生綜合分析相關實驗現象和結果的能力。在平時的實驗操作過程中完成實驗技能的測試,重點考察學生實驗操作是否嫻熟,試劑的配制與儀器的使用是否正確,實驗記錄是否規范。實驗設計一般是教師根據自身研究方向提供若干個的實驗項目供學生選擇,也可是學生自己選定實驗項目,重點考核學生的文獻檢索、實驗方案設計等科研能力。按照這種考核方式。即使有些學生實驗結果并不理想,甚至失敗,我們根據學生在實驗過程中的綜合表現,讓學生依據實驗原理真實客觀的分析實驗失敗的原因,完成實驗報告并進行合理的分析與討論,也能獲得的實驗成績??茖W合理的實驗考核方式,可以對學生在實驗課堂中綜合表現進行而又客觀的評價,激發學生學習的積極性。

7存在的問題與對策

目前我校近期培養方案中藥學、制藥工程、藥物制劑等相關專業都設置了生物技術制藥課程,安排了實驗課時,有助于提高學生動手實踐能力,加深學生對生物技術藥物相關知識的理解。我們提出的實驗教學內容和模式的改革思路對于培養學生的科研意識與創新能力有著較好的效果,但也面臨一些挑戰,如實驗場所與教師相對緊張,新的教學模式所需實驗經費更多;很難在所有學生中推廣科研興趣小組;科研意識的滲透培養,與教師的科研水平以及教學的主觀積極性有很大的關系;在實驗考核體系中,相比于單純實驗報告考核,新的考核方式要求教師付出更多的精力;不同學生職業發展規劃不一樣,有些學生對科研有著濃厚的興趣,而有些學生畢業后準備從事其他工作。對此,我們考慮因人而異,因材施教,鼓勵對科研有興趣的、特別是準備考研的學生成立科研興趣小組;下一步我們將選擇藥師實驗班學生作為教學改革試點,加大實驗室開放力度,增加實驗教學經費投入,改善實驗條件;督促教師提高自身科研水平,樂于奉獻,教書育人;教師結合自己的研究方向指導學生申報部級、省級大學生創新創業訓練計劃項目以及大學生科研項目等各類科研項目,鼓勵學生撰寫研究論文與前沿綜述。在此過程中,教師自身的科研與教學水平也相應得到了提升,達到了“教學相長”的目的。本科教育是學生形成初步的科研意識的重要階段,在現代高等教育中,如何培養具有一定科研意識、創新型的復合性人才的問題,也越來越受到教育工作者的重視。教育部明確提出“科研素質和能力訓練要貫穿在各個教學階段,在基礎教學階段著重培養學生掌握科學研究的基本方法和技術”[11]。實驗教學是促使學生實現這種要求的最有效的途徑。我們積極探索生物技術制藥實驗教學內容和模式的改革,在實驗教學中教師向學生滲透科研意識的培養,有助于激發學生學習的積極性,提高學生的動手實踐能力,促進學生逐步形成嚴謹的科研思維,為培養專業基礎扎實、科研能力強、綜合素質高的創新型藥學專業技術人才奠定基礎。

作者:王國棟 秦國正 周玉燕 黃微 唐保露 韓莉 琚勇 單位:皖南醫學院藥學院

生物技術制藥初探:生物技術制藥科研式教學管窺

1課堂組織形式

1.1改革課程設置

在傳統的實驗教學模式中,每個實驗有規定的學時數,學生必須在有限的時間內完成相應的實驗內容,這嚴重約束了學生創造力的發揮,因材施教的教學方法難以真正貫徹。加上生物技術制藥實驗課本身周期長,不可能在短短的幾節課內完成。綜合分析這些因素,打破了傳統的課程設置,改實驗課為實驗周,學生可以根據自己的設計和進度安排實驗,有機會對實驗失敗的原因進行總結分析并重新安排設計實驗,提高了學生學習的主動性和積極性。

1.2增加綜合性實驗、設計性實驗的比例

綜合性實驗和設計性實驗是現代實驗教學的主流模式。綜合性實驗能涵蓋更多的知識點,實驗內容具有復合性,通過實驗內容、方法、手段的綜合性,能更好地培養學生的實踐能力、創新意識和深入學習的能力。設計性實驗實施過程中,實驗目的是明確的,但實驗方案是可以選擇的。學生可以通過不同的途徑和方法達到實驗目的,有利于創新人才素質和能力的培養。在生物技術制藥教學中,在保障學生掌握基本理論知識的前提下應適當增加綜合性和設計性實驗比重。通過綜合性實驗和設計性實驗提高實驗的連續性,加強學生對整個生物制藥流程的認識,鍛煉學生查閱文獻、收集信息、整理分析數據、歸納總結寫作和分析解決問題的能力,培養學生的創新思維和綜合素質。

1.3推廣實驗小組的課堂模式

生物技術制藥實驗課往往內容多、周期長,而綜合性和設計性實驗的比例上升也增加了實驗本身的難度,實驗過程往往需要多人合作才能完成。因此,在實驗教學中采取分小組實驗的方式進行,實驗效果得到了明顯提升,也更有利于培養學生分析解決問題的能力。小組實驗的優勢主要體現在小組成員之間可以開展廣泛的討論,發揮每個人的潛力,進行合理的實驗分工,增強了學生的團隊意識和協作精神。通過小組之間的競爭增強了學生的競爭意識。通過小組的形式能促進整個實驗的實施和完成,有利于學生對整個實驗過程的了解和把握。

2鼓勵學生創新和參與科研活動

2.1向學生開放實驗室

實驗室是從事實驗教學、科學研究的重要場所,是培養人才創新思維和創新能力的重要基地。實驗室開放是提高資源利用率、改革實驗教學方法、培養學生動手能力的有效途徑。它對提高學生的實驗操作技能、培養良好的科研作風和素質具有重要意義。有些學生在學習過程中會形成一些自己的想法和設計理念,向學生開放實驗室能滿足學生開展科研活動的需要,提高學生的科研興趣和研究的自覺性。在教學中充分發揮教研室國家免疫生物制品工程技術研究中心的平臺優勢,向學生開放實驗室,學生的想法經過與教師探討后可以開展相應的實驗研究。這種方法取得了明顯的效果,學生的科研熱情明顯提升,有些學生做出了很好的結果甚至能總結出自己的論文。

2.2鼓勵學生參與教師的科研活動

生物技術專業的學生大多數要走上科研的道路,培養學生的科研創新能力顯得尤為重要。因此,在教學中借鑒美國大學教學與科研相結合的基本原則,鼓勵學生參與教師的科研課題和教研室的學術活動讓學生接觸早期的科研訓練。學生在參與科研實驗的過程中也接受了科學思維的熏陶和相關實驗技能的訓練,提高了動手能力和邏輯思考能力,也加深了對理論知識的掌握。

2.3開設第二課堂等實踐活動

除了基本的實驗教學外,本校還通過在課外開展第二課堂、參觀見習等多種形式的實踐活動,激發學生的學習興趣,提高教學效果。第二課堂是對理論課堂學習的延伸、補充和發展,是拓展學生視野、激發學生學習興趣、培養學生能力、提高學生綜合素質的有效途徑。通過在第二課堂活動中設立科研活動小組,定期組織開展科研設計,科研思路、科研課題文獻檢索等,開拓了學生的視野,鍛煉了學生的思維能力,提高了學生的綜合科學研究素養。此外,通過組織學生到生物制藥企業參觀見習,加強了學生對整個生物技術制藥流程的認識,了解了醫藥科研基本程序與常用試驗儀器設備,了解藥品生產質量管理規范(GMP)制藥企業典型劑型的生產工藝、設備及檢驗儀器等。

3重視實驗總結

及時客觀的實驗總結是提高教學質量的有效手段,它能讓教員明確教學目標是否達到、教學手段是否有效、學生是否有一定的收獲以及對知識的掌握程度等。在實驗教學結束之后,應要求學生完成實驗報告,實驗報告中除了實驗方法、原理和結果之外,還需要詳細的說明在實驗中遇到的問題,采取的解決辦法以及對結果的分析討論,對整個實驗的認識以及實驗需要改進的地方等,通過這種方式可鍛煉學生解決問題、分析問題的能力,也培養了學生的創新能力,為今后撰寫科研論文打下良好的基礎。生物技術制藥是本校新開展的一門課程,本校通過在實驗教學中推廣科研式的教學方法,轉變教學理念,以學生為學習主體,綜合利用多種資源,發揮教師的引導作用,把基礎科研思維訓練引入到教學中,提升了學生對專業知識的認知程度,培養了學生獨立思維、協作互助、解決實際問題的能力。同時培養了學生正確的科研態度和作風,開拓了學生的思維。學生普遍感到通過該實驗課不僅鍛煉了實際動手能力,而且對培養科研興趣也起到了積極的推動作用。這種方式對其他學科的實驗教學也有一定的借鑒意義。

作者:章金勇張曉麗毛旭虎鄒全明單位:第三軍醫大學藥學院微生物與生物藥學教研室

生物技術制藥初探:生物技術制藥課程建設初探

以多元主體協同互動為基礎的協同創新理念,對高等教育的發展具有而深遠的影響[7-8]。我們認為,在高水平綜合性大學的建設過程中,生物技術制藥課程作為生物學、生物工程和藥學三大一級學科專業之間的橋梁課程,教學應著眼于基礎,立足于應用,引入協同創新的理念和模式,突出“創新”在辦學理念中的核心位置,強調“科教結合協同育人”作為辦學思路的重要方面[9],著重培養具有國際化視野和受到嚴格科學思維訓練、掌握生命科學的基礎理論、基本知識和基本技能,受到良好的專業技能訓練的復合型應用人才?;诖?,我們進行了相關有益的嘗試。

一、基本理念

針對于生物技術制藥課程教學改革的協同創新,協同的具體研究內容是課程教學活動中各要素之間的協同,如課程與課程、理論與實踐、教師與學生、學生與學生、課內與課外及校內與校外等要素之間的協調和協作,推動教學質量整體提高。創新則具有兩方面含義:一是教學內容、模式、方法和手段的創新;二是學生創新能力與創新素質的培養??傊?,生物技術制度課程教學改革的基本理念是整合教學內容,構建理論—實驗教學架構,完善教學體系。

二、具體實施內容

(一)理論課程內容的協同創新

生物技術制藥課程作為專業方向基礎課,涵蓋了基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程及蛋白質工程等內容,是在微生物學、細胞生物學、生物化學、遺傳學、分子生物學、基因工程原理及技術、化工原理、免疫學等課程基礎上開設的,具有覆蓋面廣、內容多、體系繁雜、學科交叉性強等特點。相關專業知識點多面廣,內容繁多,同時又不可避免地與上述相關課程相互交叉,這使得授課難度較大,如果按照各章節講授,學時冗長,內容重復,會使學生感覺繁雜而乏味。我們總結了多年教學經驗,根據本課程的特點和實際教學情況,結合2014年新教學大綱的制定,大膽地進行了課程改革,精簡內容,重點突出“生物技術”與“藥物”的有機聯系,把課程交叉部分在妥善協調的基礎上予以取舍,合理分配課時比例,著力壓縮交叉內容課時,要求以點帶面,點到為止;在藥學相關內容的學習中,要求多方位覆蓋,保障課時,盡量彌補生命科學專業學生在該方面的“短板”;在保障基礎知識掌握的前提下,以增長知識、注重實踐為目的,以前沿和進展為講授和學習的重點,求精求新。我們認為,科研促進教學,課程的建設離不開學術的沉淀。生物技術藥物領域的迅猛發展,要求授課教師必須緊緊把握學科前沿,精心選擇專業關鍵問題,及時更新教學內容,以自身科研實踐指導教學。在強調基本概念、基本理論的基礎上,要求任課教師聯系實際介紹生物技術藥物研發、申報、審批的新進展,開闊學生視野,增強學生的實踐和創新意識。

(二)課程組(授課人員)協同創新

2011年6月,山東大學生命科學學院與中國科學院微生物研究所簽署了戰略合作協議,共建“戴芳瀾”精英班。這是我校在推進落實協同創新,加強校(院)所合作,整合資源,充分發揮校(院)所各自優勢,在本科教學方面推進素質教育,實踐教育教學改革的一項重大舉措。我們積極落實具體合作內容,并以此為契機,積極整合中科院微生物研究所、山東大學微生物技術國家重點實驗室、山東大學國家糖工程技術研究中心等科研教學資源,相互合作、互相協調,組建“主講教師—任課教師—外聘教師—實驗課教師”四位一體的生物技術制藥課程組。主講教師負責課程主干部分教學,并統籌、協調任課教師、外聘教師、實驗課教師的授課內容、學時安排。任課教師為校內相關學科高水平教學科研崗教師,就自身科研方向,結合教學相關章節,針對相應基礎知識、學科進展和近期成果開展授課;外聘教師為中科院微生物研究所相關學科課題組組長,在教學大綱范圍內,事先協商、指定相應內容,遴選導師采用集中授課的方式,要求遵循本科教學規律,既要有基礎內容講授,又要求結合相關教師科研方向,進行必要的知識拓展,講授學科領域前沿。著重就學科前沿進展和成果進行教學,以科研促進教學。作為“生物技術制藥”課程的協同創新教育的試點,于2011—2012年和2013—2014年春季學期,針對生命學院09、11級生物工程專業學生,先后邀請了中科院微生物研究所“杰青”“百人計劃”等6位研究員來我校開展了共計24學時的合作課程講授。受到該專業學生的廣泛歡迎,教學效果良好。本校課程組成員與外聘遴選教師交流座談,探討了教學體系及教學內容的改進,分享了教學心得。

(三)實驗課程內容的協同創新

實驗教學作為生物技術制藥專業教學的重要組成部分,相比理論教學而言,在培養學生的科研思維和能力方面有著更為直接和重要的作用。實驗課的教學內容除需包含基因工程、細胞工程、酶工程及發酵工程之外,還涉及(蛋白質)藥物的分離純化、質量控制以及工業化生產和產業化應用等內容。鑒于實驗硬件條件和經費投入的限制,目前開設生物技術制藥實驗課的“985”高校寥寥無幾,開課內容多是基于生物制藥范疇的提取、分離及制劑技術,已無法滿足日新月異的生物技術藥物領域的飛速發展。基于以上問題,我們就生物工程專業的人才培養方案入手,積極探索實驗教學內容,充分整合了全院的實驗教學平臺,利用已有實驗教學資源,開展項目式實驗教學,構建“生物技術制藥綜合實驗”實踐教學體系,嘗試建立開放式實驗教學平臺[10]。力圖引導學生學以致用,理論指導具體實驗,實驗促進理論的學習。項目式實驗教學的實施按如下流程進行:課程組教師共同擬定綜合實驗項目學生分小組領取任務書各自查閱資料擬定初步實驗方案集中討論、質詢確定方案、課程組審批任務實施結果匯報、討論撰寫報告、留檔考評。初步確定了以“干擾素alpha-2b異源表達、發酵擴大培養、純化及產物性質鑒定”為48學時的綜合試驗內容,分為8學時的資料查閱,實驗方案、技術路線制定及前期準備性實驗,16學時的干擾素alpha-2b原核異源表達,8學時的3L發酵罐擴大培養,16學時的alpha-2b蛋白純化、純度測定及HPLC性質檢測。成績考核實行知識、技能和能力的綜合考評,建立以應用能力考核為主的教學質量評價體系,考核內容包括:生物工程基本操作技術、技能考核(基因工程、細胞工程、發酵工程、蛋白質工程,共60分),基本科研能力考核(文獻檢索、閱讀和試驗方案、路線確立及科研報告撰寫等,共25分),項目組協作、創新成果考核(共15分)。

(四)教學手段的協同創新

理論課教學過程中,充分開展“以文獻為導向的任務自我學習”教學模式[11],在課堂教授的基礎上增設交流報告與課程論文,形成多元化方式評價。引導、組織學生組成3~4人/組的興趣小組,就與生物技術制藥相關的內容完成一篇不少于10000字的綜述性課程論文,自由選題、組內討論、合作完成,期末提交,要求嚴格按照科研論文格式撰寫,參考文獻中近5年的SCI論文不少于20篇。同時就論文內容,總結20分鐘PPT,利用2學時上課時間全班交流,現場答辯。該部分考評計入學生期末考核,占總成績的20%,與閉卷筆試成績合并生成課程總成績。通過8年來的教學實踐表明,多元化評價方式突破了以往卷面成績決定課程成績的傳統考試模式,學生的文獻綜合能力得到了大幅提高,大大增加了學生自我學習的主動性。在項目式實驗教學的基礎上,鼓勵學生自選課題,結合國家大學生科技創新和校、院兩級科技創新申請,完成外延式理論課學習和實驗教學。授課教師的科研實驗室原則上對所有修課學生開放,鼓勵學生自行組成科研小組,完成相應課題。讓學生近距離接觸科研工作,培養學生的科研思維能力和分析問題、解決問題的能力。據不統計,在課程組教師指導下,2009—2014年生物制藥方向學生先后主持國家科技創新項目4項,國家基礎科學人才培養基金資助項目8項,校級科技創新20多項以及2014年中科院微生物研究所設立的精英班科技創新項目3項。同時,我們在校內教學的基礎上,充分開展實踐教學,組織學生旁聽專業講座,參加本科生論壇,參觀GLP實驗室,積極協調、組織生物技術藥廠實地觀摩實習,親身感受實際生產流程。以上實踐教學環節激發了學生學習的積極性,拓寬了學生的專業知識面,培養了學生不斷探索的科學精神。今后我們將結合本課程應用性強的特點,進一步加強校內外協作,嘗試與藥廠溝通、協調,結合專業實踐開展短期實習,借此提高學生的實際操作能力,加強對制藥行業的感性認識,對將來的擇業會有很好的助益。

三、結論與展望

以上是我們在生物技術制藥教學過程中基于協同創新方面的初步探索與嘗試,在課程的教學體系建設、教學質量及學生復合型應用人才培養等方面初見成效,起到了積極的推動作用。如何立足于“985”綜合性高校,利用與中科院等科研院所的共建資源優勢,“為天下儲人才,為國家圖富強”,實現教學相長;如何在研究型大學開展創新型人才培養體系探索的大背景下[12],進一步突出我校生物技術制藥課程的辦學特色,仍是一個嚴峻的課題,有待我們共同努力。

作者:凌建亞 張國英 陳敏 王黎明 單位:山東大學生命科學學院 山東中醫藥大學藥學院 中國科學院