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生物技术制药初探

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生物技术制药初探

生物技术制药课程双语教学探索

[摘要]生物技术制药是一门理论性和实践性很强的药学专业课,采用双语教学能够加强药学专业学生的专业英文词汇的学习和训练,提高专业英文阅读和获取信息的能力,使其具备扎实的专业英语背景和掌握国际前沿的生物技术制药知识体系。在对药学院2011级药学专业本科生生物技术制药课程的教学中,积极尝试采用双语教学,获得了一些经验和体会。

[关键词]生物技术制药;双语教学;综合设计性实验生

物技术制药是一门具有很强的国际前沿性的基础性课程,是药学专业本科专业课。世界经济的快速发展给生物技术不断地带来了新的动力,生物技术已经成为解决人类面临的人口、粮食、环境和污染等问题关键技术领域,这类技术使得造福人类的新的成果不断涌现。生物技术制药作为一门新兴学科,发展迅速,并且近年来各医药单位对相关专业毕业生的需求量日益增加,其具有新颖性和前沿性,使本课程深受学生喜爱[1,2]。英语被称为“世界语言”,在世界各个领域得到了广泛的应用,生物技术在国外发展得比较快速、先进,并产生了一批理论和应用研究成果,而且最的科研成果和教材都是用英文写成的。生物技术制药课程采用双语教学不仅能够加强药学生的专业英文词汇的学习和训练,而且能够提高获取信息和专业英文阅读的能力,使其具备扎实的专业英语背景,让学生更好地掌握国际前沿的理论与实践应用[3,4]。在对药学院2011级药学专业本科生生物技术制药课程的教学中,我们积极尝试采用双语教学,获得了一些经验和体会。

1双语教学准备

按照学校有关教学管理文件的规定,课程开始前必须做好双语教学计划、教学大纲和教案,同时选择合适的中英文教材和相应的学习资源。本课程针对教师资格认证、教材与授课方法准备如下。

1.1双语教学教师资格认证

实施生物技术制药课程双语教学的基础是合格的师资。该课程要求授课教师具有讲师及以上职称或具有硕士及以上学位,一般要求具有博士学位;具有5年以上授课经验,教学成果;英语听说水平较高者。目前该课程组教师包括博士后(教授)1名,博士(副教授2名,讲师1名)3名。

1.2教材

理论课教材以中文教材《全国高等学校药学专业第七轮规划教材:生物技术制药(第2版)》为主。实验课教材最初拟定使用原版英文教材,但考虑到原版教材专业词汇太多,并且价格过高,这样会给学生学习带来困难,因此由科室教师挑选相关章节进行翻译,编定双语版实验教材,但要求学生撰写英文实验报告。

2理论课教学

2.1循序渐进的教学方式

我们采取循序渐进的教学方式,在双语教学初期采用中英文对照课件、中文讲授为主的方法。用英文讲授较为浅显的内容如“细胞的形态”等,用中文讲解重点和难点如“细胞的生理特性”“动物细胞培养的基本方法”“单克隆抗体制备技术”等。当学生逐步适应了双语课堂教学模式后,再根据学生英语水平的提高而适度的提高英语讲授的比重,例如在讲授“重组DNA技术”时,几乎全部用英文讲授。整个教学过程不拘泥于汉语、英语所占教学的比重。

2.2灵活运用多媒体教学

生物技术制药知识点多、难度较大,而课时相对较少。双语教学中使用多媒体课件优化了教学过程中信息的传播方式,由简单地利用教师语音传播转变为图像、动画、音响等的综合运用传播手段,从而丰富了教学信息的传递效果[5]。在生物技术制药双语教学中,有时出现的教师或者学生听力水平问题,而造成学生听不懂部分内容的现象,可以借助多媒体课件来帮助学生理解。

2.3督促学生积极查阅文献辅助教学

另外,我们也要重点培养学生的自主学习能力及分析问题的能力。告诉他们要利用图书馆和网络查阅文献资料,来补充课堂学习中的新概念和新技术,并对资料进行综述和论文撰写,对问题进行自主判断与分析。这能使学生在整个课程学习中受益匪浅,所有学生都会利用NCBI、Highwire、EBSCO等多个国外数据库和相关网站去查找资料。在课堂上,教师会预留一部分时间,让学生依据所查文献对某一知识点进行分析、讨论。

3实验课教学

生物技术制药是一门理论与实践结合很强的药学专业课,是发展最为迅速的学科之一。包括基因工程、发酵工程、酶工程、细胞工程是生物技术制药的四大核心技术,掌握这些技术的原理和方法是研制生物制药的前提。生物技术制药课程教学的重要环节之一就是实验课,学生通过系统的实验操作不仅能够加深理论知识的学习,同时还能够巩固双语学习的知识点。因此根据本学科特点、学校较好的实验条件和学生基础,以及多年来课程建设积累的经验,设置验证性实验和综合设计性实验两类实验,其中后者占总实验的20%~30%。

3.1验证性实验课程教学方法

生物技术的研究对象的较大特点就是微观性,因此验证性实验课程的流程一般是:①教师采用英文讲授原理及操作方法,将实验内容与理论课学习知识点结合起来;②学生观看教学光盘,内容包括实验的操作方法和注意事项,此外,教师还会结合自己的科研实践,向学生阐明该实验的实际应用情况;③学生分组进行实验,观察实验结果,用英文撰写实验报告。在实验过程中,学生英语交流的能力还能得到锻炼。

3.2综合设计性实验课程教学方法

本课程确定了综合性实验教学内容以基因工程技术和原代动物细胞培养为主,由于各个小实验间具有一定的连续性,要求两部分内容在两个实验周完成。学生了解了基本实验内容以后,实验进度和具体操作流程由各组成员自主安排,教师仅进行辅助指导。例如在基因工程技术实验课上,学生在做PCR实验的同时,还需进行限制性内切酶切割载体的实验,教师要督促学生把实验安排的紧凑、有序。通过本课程的实验教学,不仅能增加学生对科学研究的兴趣,还能培养学生创新研究的思路,为后续的毕业实习、研究生学习和工作奠定基础。

4评价与效果

4.1课程考试的考察

在学生评分标准上,我们注重考试形式的多样化:平时的作业和当堂英语发言与讨论分数占总评的10%,实验课成绩占20%,期末考试占70%。期末考试试卷中20%题目英文出题要求学生英文作答;20%用英文出题,学生可中文作答;其余60%中文出题及作答。学生用英语回答表述较好,成绩优良率达到78%。最重要的是,英文出题并没有降低掌握知识的难度和信息量,以后教师会适量提高英文作答题目的百分比。

4.2反馈与评价

对药学2011级学生的调查结果显示,有82%的学生赞成实行双语教学,认为采用双语教学对今后学习专业知识有很大帮助,不仅掌握了专业词汇,而且对专业文献的翻译帮助很大,听说能力有很大提高。初步的教学实践表明,对药学专业本科生开展生物技术制药课程双语教学是有成效的。

5课程建设仍然存在的问题及后续建设

双语教学首先对教师提出了极高的要求。目前从事生物技术制药双语教学的教师都是博士,专业知识的传授是不会有任何问题的,但部分教师外语的听说能力还不是特别过硬,不能用十分流利的外语驾驭课堂,语速控制不恰当,削弱了课堂的感染力,进而制约了生物技术制药双语教学的发展。为了使这一问题尽快得到解决,学校应采取以下措施:加强双语教学教师的培训工作,选派年轻教师参加培训以储备力量;同时创造条件选派老师去外地进修,学习其他高校双语教学的先进经验[6,7]。另外,双语教学对学生外语水平的要求也相当高。由于本科生外语水平参差不齐、差距很大,给双语教学带来了困难,直接影响到了双语教学的效果。我们在调查中发现,英语听力差和专业外语基础薄弱是本科生普遍存在的实际问题。针对这样现状,该课程今后将根据学生的英语水平进行分班授课,根据学生的英语水平适当调整英语授课比例;并且在双语教学初期英文所占比例不超过20%,随着学生逐步适应这种授课方式后,不断提高英文授课所占比例。此外,要把握期末考试试卷的难易程度、考试的方法、教师批卷的宽严程度。除了考试之外,更要增添课外的素质考核标准,最重要的是通过双语教学是否能够提高学生适应现代社会生活和科学交流活动的能力。

作者:韩笑 安丽萍 徐广宇 孙晶波 杜培革 单位:北华大学药学院微生物与生化教研室

生物技术制药初探:生物技术制药的教学实践

作者:彭方毅,姜海蓉,陈忠敏,郑一敏,姜和,彭方亮,赵卫兵

【摘要】 生物制药技术是一门新兴交叉应用学科,要求学生应该具备坚实宽厚的理论基础和解决生产实际问题的能力。文章对生物技术制药课程在教学内容和教学方法上的改进进行了总结;不断更新教学内容,让学生经常接触到学科的前沿知识和融会相关学科内容;充分利用现代化信息技术和教学工具,开展合作研讨性教学活动。

【关键词】 生物技术制药;教学实践;教学内容;教学方法

现代生物技术是一项与医药产业结合密切的高技术。生物技术制药是其应用的一个重要方面,是现代生物技术发展的一门新兴学科。随着生物技术制药产业的迅猛发展,社会对生物技术制药人才的需求也日益增加。针对这些情况,如何增强生物技术制药课程的教学效果,培养富有创新精神和具有实践能力的高素质生物技术药学的复合人才,是广大药学教育工作者所关注的问题之一。本学科的特点是不断引进现代生物化学、分子生物学、细胞生物学、微生物学和制剂学及现代基因工程等多学科的先进技术,研究天然产物、基因工程药物等,以及药物在体内和体外相互作用和药物大规模筛选的学科[1]。主要内容包括现代生物制药技术的基础理论和基本技术,生物药物的特点及分类,生物原料的保存与处理,生物药物的分离、纯化技术的原理及设备,生物药物的检定,基因工程制药、抗体制药、酶工程制药、植物细胞制药、动物细胞制药、海洋生物制药以及药物在体内和体外相互作用、药物筛选等。因此,本课程涉及的知识面广,内容多,不仅包括与生物技术相关的一些基本理论,还包括与药物制剂、药物质量控制等相关药学知识。现代生物技术科学发展迅速,使得这门课程内容的更新和扩展也很快。本文通过对生物技术制药的教学方法、学生的学习方法及实验进行多方位的改革尝试,采用多媒体教学等方法,取得了良好的效果。

1优化教学方法

教无定法,如果按照传统的教学方法,一定是教师看教材、写教案,然后再讲解,这样做学生有照本宣科、自己看书也会懂的感觉。在生物技术制药的教学中,根据该门课具有应用性强、结合实际紧密的特点,因此, 在教学内容的组织上,应坚持以基础性、发展性知识为主,一般性知识为辅的教学原则, 这不仅有助于学生完整知识结构的建立,也有助于学生创新能力的培养[2]。生物技术制药的内容多而散,学生经常反映“听懂容易,灵活应用较难,考试更难”。为解决这一问题,首先应帮助学生建立一个清晰的学习思路,把教科书上独立介绍的板块之间联系起来,增强知识的系统性和逻辑性,提高学习效率。如用图表的形式将生物技术制药每章的基本内容归纳总结,再用“流程图”的形式给同学介绍:内容简介(介绍一章的学习内容和要求)一剂型的定义、特点、分类、质量要求一制备的工艺流程一质量控制,学生通过比较可较容易地区分各种剂型的相同与不同之处,增强章节与章节之间的联想,起到举一反三的作用。

生物技术制药是一门综合性学科,生物技术制药的学习涉及到细胞生物学、生物化学、免疫学等生物学科以及生物技术制药、药理学、药物分析等药学学科。因此,在教学过程中,应注重各个学科之间的密切联系,引导学生复习相关学科知识,从而加深了学生对现学知识的理解,提高了教学效率。如在第三章动物细胞工程制药的教学中,我们就融合了药物分析、生物技术制药、药物化学等学科的相关知识。药物的质量控制是药物分析课上学习的重点,主要包括鉴别、检查、含量测定和稳定性研究,动物细胞工程药物的质量控制也是从这几方面来人手的,但是动物细胞工程药物又有其独特之处,对其质量控制的要求更加严格。因此将动物细胞工程药物与化学药物的质量控制做对比进行讲述,两者比较教学,加深了学生对抗体工程药物的理解,同时又复习了化学药物结构鉴定的知识。

因此,教师在教学中应以启发式教学为主,与学生共同运用前面所学的基础知识,分析药物制剂的设计原理、制备要点,以培养学生的思维能力[3]。对某些内容还可采用“以问题为先导教学法”,以培养学生的归纳总结能力和表达能力。即教师根据教学内容及教学大纲的要求精心设计一些问题,采用学生自学一小组讨论一课堂讨论一教师总结的形式,让学生有针对性地去学习有关知识,寻求问题的答案或提出解决问题的方法,由此可激发学生的学习兴趣与探索精神,培养综合应用所学知识及科学思维的能力。如胃癌,肺癌等恶性肿瘤严重危害人类健康,开发预防和治疗恶性肿瘤的疫苗和药物是目前生物技术制药研究的一个热点。在授课过程中,积极引导学生运用生物技术制药的基础理论知识对恶性肿瘤等疾病进行治疗的药物和相关诊断试剂的开发思路进行分析。这种启发式的教学方式加深了学生对pcr、免疫酶技术、免疫荧光技术的理解,培养了学生进行科学思维的能力。教学活动是由教与学两方面构成,只有将教师的讲授和学生的思维活动有机结合起来,学生才会对所学的知识记忆深刻;学生只有对所学内容表现出强烈的好奇心和求知欲,才会自觉地去思考。

小组合作研讨性教学是近年来广受重视的教学方式,具有学生参与度高、启发性强、趣味性浓、易于学生理解和掌握、利于学生综合素质提高等优点,我们在教学实践中开展了合作研讨性活动,收到良好的效果。如在讲授完动物细胞工程制药后,我们提出了“无血清培养基的研究进展”的研讨论题,学生分为小组分别准备,组织方案,每个小组分配一名代表表达自己的答案和思路。讨论时各个小组的代表各抒己见,相互评价,相互启发,气氛热烈,促进了研讨的深化,根据学生的研讨对论题进行总结和提炼,引导学生形成概括性的理解。在讨论过程中,要求学生对自己研讨问题的思考做成power point演示文稿,使自己的表达更清楚、更有条理。另外,通过在讲台上讲述,锻炼了学生的口头表达能力,提高了他们的综合素质。

2重视现代化信息技术在生物技术制药中的应用

运用集图、文、声于一体的现代信息多媒体教学模式来指导生物技术制药教学,充分发挥现代信息技术的特点,扩充新的教学内容,使其直观化、形象化,有助于学生对制药知识的掌握,增强学习效果。通过给学生观看部分教学的多媒体录像,加深学生对单调抽象的理论知识的理解,提高了学习效率。同时,在观看录像过程中穿插对学生进行提问,让学生带着问题想,带着问题学,有针对性地进行学习,引导学生主动思考。一系列的教学实践加深了学生对基本理论知识的理解。并且使抽象的理论变得更形象化。培养了学生的观察力、分析和解决实践问题的能力。充分利用现代化信息技术和教学工具提高教学效率,随着以计算机为核心的信息技术的快速发展,信息技术、计算机技术和教学的紧密结合将成为推动当前教学改革的强大动力[4,5]。充分利用各种信息资源库,访问各种电子化的课程资源库,获得与教学直接相关的素材和资料;使用各种多媒体百科全书光盘(如“科学大百科”、“药学大辞典”等),获得图文声并茂的教学资料;通过网络检索图书馆的相关资源。或者直接访问数字图书馆中的内容,获得学科的近期信息(如生物技术的专业等),从而更深刻地把握教学内涵,融会理论知识,了解该学科发展动态。例如,我们备课通过查阅国外的电子版教材,下载了各种色谱原理的flash动画,使抽象的理论变得更直观易懂,在讲授外源基因通过质粒载体在大肠杆菌中复制表达时,通过给学生看形象的动画,加深学生对知识的理解。现代生物技术发展迅速,现代信息技术在这门课程的教学当中显得格外重要,在授课时,采用集图、文、声于一体的多媒体教学模式,充分发挥多媒体的特长,扩充新的教学内容,使其直观化、形象化,有助于学生对生物技术制药知识的掌握,增强学习效果。

3课堂教学与实验教学相结合

实验教学是生物技术制药教学中举足轻重的环节。枯燥乏味的理论只有在实验课中才变得生动而具体[6]。应该说,理论教学和实验教学是生物技术制药中不可分割的两个方面,它们相互配合,相辅相成,占有同等重要的地位。要引导学生重视实验,提高实验教学质量应从以下两个方面入手:

3.1增加科研设计性实验力度首先,根据实际情况,教师设计题目,给出实验要求;其次,学生根据要求及所学的基础知识,查阅相关文献,设计实验方案:包括实验所需材料、试剂及规格,仪器及型号,详细的制备工艺流程,产品的质量检查方法及标准,并于实验开始前一周交至教师处;然后,教师仔细审阅学生的设计,如有重大错误则令其修正,其余将根据学生的需要准备相关材料及设备,并调试至正常,以便学生使用;至实验日当天,学生须在教师的监督下,在规定时间内独立完成自己的设计,在允许的时间内,可以重做,所得到的数据及成品须由教师签名认可并保留。,学生提交完整的实验报告,教师根据学生从设计到实施到完成报告整个过程的表现,给予评价[7]。

3.2增加实验经费,改善实验条件 目前各院校普遍存在教学经费短缺、实验条件简陋的现象。解决这一问题,一方面需要适当增加对实验经费的投入,添置必要的实验设备;另一方面对暂时无法开设的实验可通过多媒体教学、演示性实验教学、参观学习等方法来弥补,如可开设专题讲座及上网查阅资料,让学生了解当今国内外使用的较先进的生产设备及方法,国内外在制剂上的差距等信息,为以后的科研指明方向;还可组织学生到西南合成、重庆莱美、重庆前沿生物技术制药公司、重庆富进生物技术制药公司等制药公司实地观看生物技术制药等的生产全过程,加深其了解药品生产质量管理规范(gmp)要求等,提高学生感性认识,缩短实验室教学与生产实践之间的距离,提高学生适应制剂生产的能力。总之,根据我国现有国情,在节约的前提下尽可能让学生多动手,多参加实践,使学生的创造力及视野进一步提高。近年,社会制药工程人才的需求已发生一些变化,要求学生首先要有较强的动手能力,能完成相关的工作,其次要有综合运用的能力,学会分析问题,能将理论与实际有机地结合,还要有创新的能力[8,9]。开展教学改革后,学生的主动性和能动性得到极大发挥,学生可从实验课中学到更为实用的知识,弥补理论教学的不足,提高了其动手能力和综合运用能力,有利于学生毕业后在最短的时间内适应工作。

生物技术制药初探:生物技术制药实验教学科研意识探索

摘要:实验教学是培养学生实验技能、科研意识与创新能力的最基本的教学形式和最有效的途径之一,而生物技术制药是一门实践性非常强的课程。该文根据我校生物技术制药实验教学现状,探索实验教学内容和模式的改革,旨在实验教学过程中渗透科研意识与创新思维的培养,激发学生学习兴趣与科研热情,不断提高教学质量与学生综合能力。

关键词:科研意识;生物技术制药;实验教学

生物制药产业是当前最活跃、进展最快的产业之一,具有广阔的市场前景,被誉为“朝阳产业”。我国已把生物制药产业列为经济发展的重点建设行业和高新技术支柱产业[1]。生物技术制药是现代生物技术与药学高度交叉、相互渗透的一门综合性课程,内容涉及到基因工程制药、发酵工程制药、细胞工程制药、抗体制药、酶工程制药等,内容多,知识面广,是一门实践性很强的学科[2-3]。教育部在《关于进一步深化本科教学改革提高教学质量的若干意见》文件中提出“推进人才培养模式和机制改革,着力培养学生创新精神和创新能力;高度重视实践环节,提高学生的实践能力;推进实验内容和实验模式改革和创新,培养学生的实践动手能力、分析问题和解决问题能力”[4]。教学与科研是大学的两个主要职能,科研意识与创新能力是体现教师与学生综合素质的重要标志[5]。实验教学是培养实验技能、科研意识与创新能力的最基本的教学形式和最有效的途径之一[6,7]。在多年的教学过程中,我们不断思考和探索如何培养学生的科研意识和创新精神,提高学生综合素质,形成了初步的教学改革思路,在生物技术制药实验教学过程中逐步渗透科研意识的培养。

1我校生物技术制药教学现状

2006年我校在制药工程专业中开设了生物技术制药课程,2014年在新一轮专业培养方案的修订中,药学、药物制剂等相关专业增设了《生物技术制药》课程。实验课教学中我们根据现有条件开设了一些基础性和初级综合性实验,如细菌感受态的制备和质粒的转化、微生物的发酵、蛋白质的分离与纯化等。学生初步掌握了现代生物技术制药的基本知识,为今后从事相关工作奠定了基础。实验教学过程中,我们也发现了一些问题,如每次实验课安排3~4课时,但很多实验步骤时间较长,无法短时间内完成,缺乏连贯性;实验经费与场所有限,以验证性实验为主,甚至是演示实验;再加上有些实验本身较为抽象,难以激发学生学习兴趣;学生实验教学班级较多,实验教学人员较为紧张。针对这些问题,我们积极探索实验教学改革,以综合性、开放性实验为突破口,整合多方教学资源,逐步培养学生的科研意识和创新精神。

2挑选教学素材与内容,整合多方教学资源

现代生物技术飞速发展,新的理论、技术与方法不断出现,以至教材的内容往往滞后于学科知识的发展,要使学生接触到近期的前沿知识,我们只有不断更新教学内容,把近期的知识引入到实验教学中。但这些内容的实验技术条件要求极高,花费极大,根据实际情况我们通过专题讲座、结合视频,在实验过程中穿插讲解,如生物技术与靶向药物开发、药物基因组学、基因治疗药物、干细胞与组织工程等专题,激发了学生科研热情,调动了学生的学习兴趣。学校现有安徽省药学省级示范实验实训中心、安徽省多糖药物工程技术研究中心与活性生物大分子研究安徽省重点实验室等科研平台优势,我们积极与这些平台有关教师联系,邀请他们利用这些先进的科研平台适当开展实验教学活动,让学生更加直观的掌握基因工程、细胞工程、发酵工程等相关技术,提高学生动手能力与创新能力。此外药学院也积极申报安徽省支持本科高校发展能力提升计划与安徽省高等教育振兴计划等项目,先后筹措资金约300万元建设生物制药实验室,极大的改善了实验教学条件,有效解决了实验场所与教学人员紧张的问题。

3加大综合性、设计性实验的比例

综合性实验指实验内容涉及到本课程或相关课程的综合知识,涵盖更多的知识点,往往涉及到多种实验技术或方法,通过综合性实验的学习,可以有效地培养学生的实践能力、创新意识和学习能力。设计性实验一般是提前指定实验目的要求,由学生自己或小组成员根据现有实验条件自行设计实验方案,准备实验材料,并加以实施,不同学生或小组可以选择不同的实验方案,可以有效的锻炼学生发现问题、分析问题、解决问题的能力[8]。近年来,综合性实验和设计性实验已经成为现代高等教育实验教学的主要实验教学改革方向[9]。在生物技术制药实验教学过程中,适当增加综合性和设计性实验比重,可以增强学生对生物制药相关技术的认识与理解,锻炼学生文献检索、数据处理、独立思考与分析解决问题的能力,培养学生的创新思维和综合素质,有利于创新型人才的培养。

4改革课堂组织形式

传统的实验教学过程中,每次实验都有规定的学时数,要求学生在有限的时间内完成相应的实验内容,只能把很多实验步骤进行简化,一定程度上影响了学生的主观能动性和创造力的发挥,难以取得好的学习效果,也不能真正贯彻因材施教的教学思想[10],由于生物技术制药很多实验周期较长,很难在短短的几节课内完成。我们考虑打破传统的课程设置,改实验课为实验日(一般选在周末)或实验周。教师筛选若干可行的实验项目供学生选择,学生自己查阅文献,设计实验方案,列出实验项目所需仪器与材料、具体实验操作步骤及参考文献,教师进行适当指导,学生根据自己或小组设计的实验方案合理安排实验进度,如果实验过程中出现意外结果,学生独立对实验失败的原因进行总结分析,并可重新安排设计实验,锻炼学生独立思考能力,促进学生形成严谨的科研思维,提高学生学习的主动性和积极性,激发学生的科研热情。在实验教学中,有些实验步骤时间较长,教师穿插一些与生活密切联系、有一定科学意义的问题,与学生互动,组织学生进行讨论,活跃实验气氛,促进学生对实验操作产生兴趣,提高实验教学效果。

5推广科研兴趣小组的学习模式,鼓励学生参与科研活动

很多生物技术制药实验步骤多、周期长,而综合性和设计性实验增加了实验本身的难度。我们根据学生自身目标(如考研的学生),选拔部分高年级学生成立科研兴趣小组,充分发挥每个人的优势,进行适当的实验分工,促进实验顺利完成,同时可以增强学生的团队意识和协作精神。鼓励学生参与教师的科研课题和教研室的学术活动,同时动员教师指导学生申报部级、省级大学生创新创业训练计划项目以及大学生科研项目等各类科研项目,让学生接触早期的科研训练。在教学中我们充分发挥安徽省药学省级示范实验实训中心和安徽省多糖药物工程技术研究中心等科研平台优势,在老师的指导下,逐步向学生开放部分实验室,对学生进行相关实验技能的考核与训练。学生在参与科研项目的过程中接受了科学思维的熏陶,提高了他们的动手能力和思考能力,培养了学生的科研意识,激发了他们的创新精神。

6完善实验考核方式

传统的实验教学考核往往以实验报告为依据,教师在实验后对学生上交的实验报告进行评阅,这种考核依据方式存在一些局限性,不能就实验中遇到的问题与学生及时进行交流和反馈,不利于学生对实验内容的理解和掌握,无法并合理的评价学生在实验过程中的动手能力和创新能力。有些学生实验过程中学习态度非常认真,操作也很娴熟,积极思考与分析实验过程中的各种问题,但是由于某些原因,实验结果不理想,如果单纯根据实验报告评阅实验成绩,可能会因为成绩不理想挫伤了学生学习的积极性。因此,我们将实验教学考核内容分为三个部分:实验报告部分(约占40%)、实验技能测试部分(约占30%)和实验设计部分(约占30%)。实验报告部分重点考查学生综合分析相关实验现象和结果的能力。在平时的实验操作过程中完成实验技能的测试,重点考察学生实验操作是否娴熟,试剂的配制与仪器的使用是否正确,实验记录是否规范。实验设计一般是教师根据自身研究方向提供若干个的实验项目供学生选择,也可是学生自己选定实验项目,重点考核学生的文献检索、实验方案设计等科研能力。按照这种考核方式。即使有些学生实验结果并不理想,甚至失败,我们根据学生在实验过程中的综合表现,让学生依据实验原理真实客观的分析实验失败的原因,完成实验报告并进行合理的分析与讨论,也能获得的实验成绩。科学合理的实验考核方式,可以对学生在实验课堂中综合表现进行而又客观的评价,激发学生学习的积极性。

7存在的问题与对策

目前我校近期培养方案中药学、制药工程、药物制剂等相关专业都设置了生物技术制药课程,安排了实验课时,有助于提高学生动手实践能力,加深学生对生物技术药物相关知识的理解。我们提出的实验教学内容和模式的改革思路对于培养学生的科研意识与创新能力有着较好的效果,但也面临一些挑战,如实验场所与教师相对紧张,新的教学模式所需实验经费更多;很难在所有学生中推广科研兴趣小组;科研意识的渗透培养,与教师的科研水平以及教学的主观积极性有很大的关系;在实验考核体系中,相比于单纯实验报告考核,新的考核方式要求教师付出更多的精力;不同学生职业发展规划不一样,有些学生对科研有着浓厚的兴趣,而有些学生毕业后准备从事其他工作。对此,我们考虑因人而异,因材施教,鼓励对科研有兴趣的、特别是准备考研的学生成立科研兴趣小组;下一步我们将选择药师实验班学生作为教学改革试点,加大实验室开放力度,增加实验教学经费投入,改善实验条件;督促教师提高自身科研水平,乐于奉献,教书育人;教师结合自己的研究方向指导学生申报部级、省级大学生创新创业训练计划项目以及大学生科研项目等各类科研项目,鼓励学生撰写研究论文与前沿综述。在此过程中,教师自身的科研与教学水平也相应得到了提升,达到了“教学相长”的目的。本科教育是学生形成初步的科研意识的重要阶段,在现代高等教育中,如何培养具有一定科研意识、创新型的复合性人才的问题,也越来越受到教育工作者的重视。教育部明确提出“科研素质和能力训练要贯穿在各个教学阶段,在基础教学阶段着重培养学生掌握科学研究的基本方法和技术”[11]。实验教学是促使学生实现这种要求的最有效的途径。我们积极探索生物技术制药实验教学内容和模式的改革,在实验教学中教师向学生渗透科研意识的培养,有助于激发学生学习的积极性,提高学生的动手实践能力,促进学生逐步形成严谨的科研思维,为培养专业基础扎实、科研能力强、综合素质高的创新型药学专业技术人才奠定基础。

作者:王国栋 秦国正 周玉燕 黄微 唐保露 韩莉 琚勇 单位:皖南医学院药学院

生物技术制药初探:生物技术制药科研式教学管窥

1课堂组织形式

1.1改革课程设置

在传统的实验教学模式中,每个实验有规定的学时数,学生必须在有限的时间内完成相应的实验内容,这严重约束了学生创造力的发挥,因材施教的教学方法难以真正贯彻。加上生物技术制药实验课本身周期长,不可能在短短的几节课内完成。综合分析这些因素,打破了传统的课程设置,改实验课为实验周,学生可以根据自己的设计和进度安排实验,有机会对实验失败的原因进行总结分析并重新安排设计实验,提高了学生学习的主动性和积极性。

1.2增加综合性实验、设计性实验的比例

综合性实验和设计性实验是现代实验教学的主流模式。综合性实验能涵盖更多的知识点,实验内容具有复合性,通过实验内容、方法、手段的综合性,能更好地培养学生的实践能力、创新意识和深入学习的能力。设计性实验实施过程中,实验目的是明确的,但实验方案是可以选择的。学生可以通过不同的途径和方法达到实验目的,有利于创新人才素质和能力的培养。在生物技术制药教学中,在保障学生掌握基本理论知识的前提下应适当增加综合性和设计性实验比重。通过综合性实验和设计性实验提高实验的连续性,加强学生对整个生物制药流程的认识,锻炼学生查阅文献、收集信息、整理分析数据、归纳总结写作和分析解决问题的能力,培养学生的创新思维和综合素质。

1.3推广实验小组的课堂模式

生物技术制药实验课往往内容多、周期长,而综合性和设计性实验的比例上升也增加了实验本身的难度,实验过程往往需要多人合作才能完成。因此,在实验教学中采取分小组实验的方式进行,实验效果得到了明显提升,也更有利于培养学生分析解决问题的能力。小组实验的优势主要体现在小组成员之间可以开展广泛的讨论,发挥每个人的潜力,进行合理的实验分工,增强了学生的团队意识和协作精神。通过小组之间的竞争增强了学生的竞争意识。通过小组的形式能促进整个实验的实施和完成,有利于学生对整个实验过程的了解和把握。

2鼓励学生创新和参与科研活动

2.1向学生开放实验室

实验室是从事实验教学、科学研究的重要场所,是培养人才创新思维和创新能力的重要基地。实验室开放是提高资源利用率、改革实验教学方法、培养学生动手能力的有效途径。它对提高学生的实验操作技能、培养良好的科研作风和素质具有重要意义。有些学生在学习过程中会形成一些自己的想法和设计理念,向学生开放实验室能满足学生开展科研活动的需要,提高学生的科研兴趣和研究的自觉性。在教学中充分发挥教研室国家免疫生物制品工程技术研究中心的平台优势,向学生开放实验室,学生的想法经过与教师探讨后可以开展相应的实验研究。这种方法取得了明显的效果,学生的科研热情明显提升,有些学生做出了很好的结果甚至能总结出自己的论文。

2.2鼓励学生参与教师的科研活动

生物技术专业的学生大多数要走上科研的道路,培养学生的科研创新能力显得尤为重要。因此,在教学中借鉴美国大学教学与科研相结合的基本原则,鼓励学生参与教师的科研课题和教研室的学术活动让学生接触早期的科研训练。学生在参与科研实验的过程中也接受了科学思维的熏陶和相关实验技能的训练,提高了动手能力和逻辑思考能力,也加深了对理论知识的掌握。

2.3开设第二课堂等实践活动

除了基本的实验教学外,本校还通过在课外开展第二课堂、参观见习等多种形式的实践活动,激发学生的学习兴趣,提高教学效果。第二课堂是对理论课堂学习的延伸、补充和发展,是拓展学生视野、激发学生学习兴趣、培养学生能力、提高学生综合素质的有效途径。通过在第二课堂活动中设立科研活动小组,定期组织开展科研设计,科研思路、科研课题文献检索等,开拓了学生的视野,锻炼了学生的思维能力,提高了学生的综合科学研究素养。此外,通过组织学生到生物制药企业参观见习,加强了学生对整个生物技术制药流程的认识,了解了医药科研基本程序与常用试验仪器设备,了解药品生产质量管理规范(GMP)制药企业典型剂型的生产工艺、设备及检验仪器等。

3重视实验总结

及时客观的实验总结是提高教学质量的有效手段,它能让教员明确教学目标是否达到、教学手段是否有效、学生是否有一定的收获以及对知识的掌握程度等。在实验教学结束之后,应要求学生完成实验报告,实验报告中除了实验方法、原理和结果之外,还需要详细的说明在实验中遇到的问题,采取的解决办法以及对结果的分析讨论,对整个实验的认识以及实验需要改进的地方等,通过这种方式可锻炼学生解决问题、分析问题的能力,也培养了学生的创新能力,为今后撰写科研论文打下良好的基础。生物技术制药是本校新开展的一门课程,本校通过在实验教学中推广科研式的教学方法,转变教学理念,以学生为学习主体,综合利用多种资源,发挥教师的引导作用,把基础科研思维训练引入到教学中,提升了学生对专业知识的认知程度,培养了学生独立思维、协作互助、解决实际问题的能力。同时培养了学生正确的科研态度和作风,开拓了学生的思维。学生普遍感到通过该实验课不仅锻炼了实际动手能力,而且对培养科研兴趣也起到了积极的推动作用。这种方式对其他学科的实验教学也有一定的借鉴意义。

作者:章金勇张晓丽毛旭虎邹全明单位:第三军医大学药学院微生物与生物药学教研室

生物技术制药初探:生物技术制药课程建设初探

以多元主体协同互动为基础的协同创新理念,对高等教育的发展具有而深远的影响[7-8]。我们认为,在高水平综合性大学的建设过程中,生物技术制药课程作为生物学、生物工程和药学三大一级学科专业之间的桥梁课程,教学应着眼于基础,立足于应用,引入协同创新的理念和模式,突出“创新”在办学理念中的核心位置,强调“科教结合协同育人”作为办学思路的重要方面[9],着重培养具有国际化视野和受到严格科学思维训练、掌握生命科学的基础理论、基本知识和基本技能,受到良好的专业技能训练的复合型应用人才。基于此,我们进行了相关有益的尝试。

一、基本理念

针对于生物技术制药课程教学改革的协同创新,协同的具体研究内容是课程教学活动中各要素之间的协同,如课程与课程、理论与实践、教师与学生、学生与学生、课内与课外及校内与校外等要素之间的协调和协作,推动教学质量整体提高。创新则具有两方面含义:一是教学内容、模式、方法和手段的创新;二是学生创新能力与创新素质的培养。总之,生物技术制度课程教学改革的基本理念是整合教学内容,构建理论—实验教学架构,完善教学体系。

二、具体实施内容

(一)理论课程内容的协同创新

生物技术制药课程作为专业方向基础课,涵盖了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程及蛋白质工程等内容,是在微生物学、细胞生物学、生物化学、遗传学、分子生物学、基因工程原理及技术、化工原理、免疫学等课程基础上开设的,具有覆盖面广、内容多、体系繁杂、学科交叉性强等特点。相关专业知识点多面广,内容繁多,同时又不可避免地与上述相关课程相互交叉,这使得授课难度较大,如果按照各章节讲授,学时冗长,内容重复,会使学生感觉繁杂而乏味。我们总结了多年教学经验,根据本课程的特点和实际教学情况,结合2014年新教学大纲的制定,大胆地进行了课程改革,精简内容,重点突出“生物技术”与“药物”的有机联系,把课程交叉部分在妥善协调的基础上予以取舍,合理分配课时比例,着力压缩交叉内容课时,要求以点带面,点到为止;在药学相关内容的学习中,要求多方位覆盖,保障课时,尽量弥补生命科学专业学生在该方面的“短板”;在保障基础知识掌握的前提下,以增长知识、注重实践为目的,以前沿和进展为讲授和学习的重点,求精求新。我们认为,科研促进教学,课程的建设离不开学术的沉淀。生物技术药物领域的迅猛发展,要求授课教师必须紧紧把握学科前沿,精心选择专业关键问题,及时更新教学内容,以自身科研实践指导教学。在强调基本概念、基本理论的基础上,要求任课教师联系实际介绍生物技术药物研发、申报、审批的新进展,开阔学生视野,增强学生的实践和创新意识。

(二)课程组(授课人员)协同创新

2011年6月,山东大学生命科学学院与中国科学院微生物研究所签署了战略合作协议,共建“戴芳澜”精英班。这是我校在推进落实协同创新,加强校(院)所合作,整合资源,充分发挥校(院)所各自优势,在本科教学方面推进素质教育,实践教育教学改革的一项重大举措。我们积极落实具体合作内容,并以此为契机,积极整合中科院微生物研究所、山东大学微生物技术国家重点实验室、山东大学国家糖工程技术研究中心等科研教学资源,相互合作、互相协调,组建“主讲教师—任课教师—外聘教师—实验课教师”四位一体的生物技术制药课程组。主讲教师负责课程主干部分教学,并统筹、协调任课教师、外聘教师、实验课教师的授课内容、学时安排。任课教师为校内相关学科高水平教学科研岗教师,就自身科研方向,结合教学相关章节,针对相应基础知识、学科进展和近期成果开展授课;外聘教师为中科院微生物研究所相关学科课题组组长,在教学大纲范围内,事先协商、指定相应内容,遴选导师采用集中授课的方式,要求遵循本科教学规律,既要有基础内容讲授,又要求结合相关教师科研方向,进行必要的知识拓展,讲授学科领域前沿。着重就学科前沿进展和成果进行教学,以科研促进教学。作为“生物技术制药”课程的协同创新教育的试点,于2011—2012年和2013—2014年春季学期,针对生命学院09、11级生物工程专业学生,先后邀请了中科院微生物研究所“杰青”“百人计划”等6位研究员来我校开展了共计24学时的合作课程讲授。受到该专业学生的广泛欢迎,教学效果良好。本校课程组成员与外聘遴选教师交流座谈,探讨了教学体系及教学内容的改进,分享了教学心得。

(三)实验课程内容的协同创新

实验教学作为生物技术制药专业教学的重要组成部分,相比理论教学而言,在培养学生的科研思维和能力方面有着更为直接和重要的作用。实验课的教学内容除需包含基因工程、细胞工程、酶工程及发酵工程之外,还涉及(蛋白质)药物的分离纯化、质量控制以及工业化生产和产业化应用等内容。鉴于实验硬件条件和经费投入的限制,目前开设生物技术制药实验课的“985”高校寥寥无几,开课内容多是基于生物制药范畴的提取、分离及制剂技术,已无法满足日新月异的生物技术药物领域的飞速发展。基于以上问题,我们就生物工程专业的人才培养方案入手,积极探索实验教学内容,充分整合了全院的实验教学平台,利用已有实验教学资源,开展项目式实验教学,构建“生物技术制药综合实验”实践教学体系,尝试建立开放式实验教学平台[10]。力图引导学生学以致用,理论指导具体实验,实验促进理论的学习。项目式实验教学的实施按如下流程进行:课程组教师共同拟定综合实验项目学生分小组领取任务书各自查阅资料拟定初步实验方案集中讨论、质询确定方案、课程组审批任务实施结果汇报、讨论撰写报告、留档考评。初步确定了以“干扰素alpha-2b异源表达、发酵扩大培养、纯化及产物性质鉴定”为48学时的综合试验内容,分为8学时的资料查阅,实验方案、技术路线制定及前期准备性实验,16学时的干扰素alpha-2b原核异源表达,8学时的3L发酵罐扩大培养,16学时的alpha-2b蛋白纯化、纯度测定及HPLC性质检测。成绩考核实行知识、技能和能力的综合考评,建立以应用能力考核为主的教学质量评价体系,考核内容包括:生物工程基本操作技术、技能考核(基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程,共60分),基本科研能力考核(文献检索、阅读和试验方案、路线确立及科研报告撰写等,共25分),项目组协作、创新成果考核(共15分)。

(四)教学手段的协同创新

理论课教学过程中,充分开展“以文献为导向的任务自我学习”教学模式[11],在课堂教授的基础上增设交流报告与课程论文,形成多元化方式评价。引导、组织学生组成3~4人/组的兴趣小组,就与生物技术制药相关的内容完成一篇不少于10000字的综述性课程论文,自由选题、组内讨论、合作完成,期末提交,要求严格按照科研论文格式撰写,参考文献中近5年的SCI论文不少于20篇。同时就论文内容,总结20分钟PPT,利用2学时上课时间全班交流,现场答辩。该部分考评计入学生期末考核,占总成绩的20%,与闭卷笔试成绩合并生成课程总成绩。通过8年来的教学实践表明,多元化评价方式突破了以往卷面成绩决定课程成绩的传统考试模式,学生的文献综合能力得到了大幅提高,大大增加了学生自我学习的主动性。在项目式实验教学的基础上,鼓励学生自选课题,结合国家大学生科技创新和校、院两级科技创新申请,完成外延式理论课学习和实验教学。授课教师的科研实验室原则上对所有修课学生开放,鼓励学生自行组成科研小组,完成相应课题。让学生近距离接触科研工作,培养学生的科研思维能力和分析问题、解决问题的能力。据不统计,在课程组教师指导下,2009—2014年生物制药方向学生先后主持国家科技创新项目4项,国家基础科学人才培养基金资助项目8项,校级科技创新20多项以及2014年中科院微生物研究所设立的精英班科技创新项目3项。同时,我们在校内教学的基础上,充分开展实践教学,组织学生旁听专业讲座,参加本科生论坛,参观GLP实验室,积极协调、组织生物技术药厂实地观摩实习,亲身感受实际生产流程。以上实践教学环节激发了学生学习的积极性,拓宽了学生的专业知识面,培养了学生不断探索的科学精神。今后我们将结合本课程应用性强的特点,进一步加强校内外协作,尝试与药厂沟通、协调,结合专业实践开展短期实习,借此提高学生的实际操作能力,加强对制药行业的感性认识,对将来的择业会有很好的助益。

三、结论与展望

以上是我们在生物技术制药教学过程中基于协同创新方面的初步探索与尝试,在课程的教学体系建设、教学质量及学生复合型应用人才培养等方面初见成效,起到了积极的推动作用。如何立足于“985”综合性高校,利用与中科院等科研院所的共建资源优势,“为天下储人才,为国家图富强”,实现教学相长;如何在研究型大学开展创新型人才培养体系探索的大背景下[12],进一步突出我校生物技术制药课程的办学特色,仍是一个严峻的课题,有待我们共同努力。

作者:凌建亚 张国英 陈敏 王黎明 单位:山东大学生命科学学院 山东中医药大学药学院 中国科学院