生物技術(shù)在現(xiàn)代藥學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用與思考

亓毅飛，陳建文，陳 寶，劉 丹

（中山大學(xué) 藥學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心，廣東 廣州 510275）

生物技術(shù)是一門涉及領(lǐng)域?qū)?、涵蓋范圍廣、基礎(chǔ)性強(qiáng)的新興學(xué)科［1］，是現(xiàn)代生物學(xué)發(fā)展并與相關(guān)學(xué)科交叉融合的技術(shù)性學(xué)科，它的研究領(lǐng)域主要包括基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程和酶工程五大領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育中人才培養(yǎng)的一個(gè)重要組成部分，越來越受到各級(jí)主管部門的重視，資金投入也越來越多，實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件得到了很大的改善。生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)課不僅是培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作能力和分析解決問題能力的重要環(huán)節(jié)，更是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑，綜合性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在藥學(xué)專業(yè)中也得到了廣泛開展［2－3］。為了深入實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，適應(yīng)培養(yǎng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)人才的需要，我們將現(xiàn)代生物技術(shù)中的微生物技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)，蛋白純化技術(shù)，免疫學(xué)技術(shù)等結(jié)合在一起，通過開設(shè)《現(xiàn)代藥學(xué)生物技術(shù)綜合大實(shí)驗(yàn)》課程，使學(xué)生系統(tǒng)地應(yīng)用和掌握生物化學(xué)技術(shù)，激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，提升了教學(xué)效果和培養(yǎng)了學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，并為進(jìn)一步全面實(shí)施生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)改革打下了基礎(chǔ)。

1 與傳統(tǒng)生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程相比較

傳統(tǒng)的生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)完全依附于理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)對理論知識(shí)的補(bǔ)充、驗(yàn)證和說明，以加強(qiáng)對理論知識(shí)理解；其內(nèi)容多驗(yàn)證，少創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)結(jié)果早成定式，是一種“保姆式”的教學(xué)；通常以教師為中心，由教師選定實(shí)驗(yàn)教材，講解實(shí)驗(yàn)原理、目的、方法和步驟，學(xué)生只是被動(dòng)地按照實(shí)驗(yàn)要求和操作步驟按部就班。學(xué)生學(xué)習(xí)過程中逐漸缺乏興趣，既不能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，又不能提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力，更不能起到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力的目的［4］。

生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)連續(xù)、系統(tǒng)的知識(shí)體系，如分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、微生物實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、蛋白分析實(shí)驗(yàn)、免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)等本是一個(gè)環(huán)環(huán)相扣的整體，但由于傳統(tǒng)的生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是將各門學(xué)科分開，單獨(dú)授課，這種做法使得學(xué)生很難將各門學(xué)科相互關(guān)聯(lián)起來，很難系統(tǒng)的掌握生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)，融會(huì)貫通?！冬F(xiàn)代藥學(xué)生物技術(shù)綜合大實(shí)驗(yàn)》課程就是以綠色熒光蛋白（GFP）為研究對象，為闡明該蛋白從生物制備、純化，到免疫小鼠，并最終取得抗體，將分子生物學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)及免疫學(xué)等相對獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合，形成一個(gè)連續(xù)性、整體化的實(shí)驗(yàn)課題，使學(xué)生從最簡單的洗刷玻璃器皿開始，逐步深入地開展實(shí)驗(yàn)，有利于從整體上把握實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容及要求，易于學(xué)習(xí)和記憶。

2 以人為本，注重對學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)

2.1 開拓學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣

綜合實(shí)驗(yàn)有別于其他基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，其主要目的是培養(yǎng)本科生綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)技能的能力，讓學(xué)生能在整體上把握藥學(xué)專業(yè)各實(shí)驗(yàn)課的獨(dú)立性和內(nèi)在的聯(lián)系，切實(shí)感受到各藥學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課在新藥研發(fā)中的作用和實(shí)用性，培養(yǎng)學(xué)生了解新藥研發(fā)的基本概況和主要內(nèi)容，提高學(xué)生對社會(huì)需求的適應(yīng)能力。

中山大學(xué)在2010年推行第三學(xué)期小學(xué)期制以來，將《現(xiàn)代藥學(xué)生物技術(shù)綜合大實(shí)驗(yàn)》課程安排在第三學(xué)期，這樣可以將各個(gè)實(shí)驗(yàn)相互關(guān)聯(lián)起來后，統(tǒng)一安排在一起集中完成，使之整合成一個(gè)有機(jī)的整體。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段，我們將實(shí)驗(yàn)思路及大致技術(shù)路線設(shè)計(jì)好，某些實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)由學(xué)生自己通過查閱文獻(xiàn)確定實(shí)驗(yàn)方案，方案制定后，由教師對學(xué)生所提出的路線進(jìn)行評(píng)審，評(píng)審的內(nèi)容包括：路線的正確性、可行性，是否有其他更好的方案以及實(shí)驗(yàn)過程中需要重點(diǎn)注意的問題等。學(xué)生根據(jù)教師的意見對實(shí)驗(yàn)路線進(jìn)行修改，直至合理。這樣做不但可以開拓學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維，使其將所學(xué)知識(shí)有機(jī)結(jié)合在一起，還可以激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程的興趣，擺脫單一無趣的實(shí)驗(yàn)過程。

2.2 規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，重視實(shí)驗(yàn)報(bào)告

以往的實(shí)驗(yàn)主要是講授實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)后，學(xué)生按照既定的流程開始實(shí)驗(yàn)操作。結(jié)果是學(xué)生無法真正理解為什么要這樣做，導(dǎo)致部分學(xué)生認(rèn)為所做的實(shí)驗(yàn)只要把試劑、藥品加夠就一定能做出來，甚至有的學(xué)生為此而多加試劑，不但造成大量浪費(fèi)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也很不理想，反而質(zhì)問實(shí)驗(yàn)方法有問題。通過綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備開始，小到試管的洗刷、槍頭的滅菌和試劑的配制，大到儀器的選擇，方案的確定都是學(xué)生獨(dú)立確定。這些都加深了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的理解，規(guī)范了實(shí)驗(yàn)操作，糾正了實(shí)驗(yàn)不良習(xí)慣；實(shí)驗(yàn)教師鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中對各種觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真分析；弱化實(shí)驗(yàn)教師講授實(shí)驗(yàn)操作中那些地方容易出錯(cuò)，引導(dǎo)學(xué)生自己領(lǐng)會(huì)試驗(yàn)中的注意事項(xiàng)和需要注意的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。

實(shí)驗(yàn)分3個(gè)階段：基因工程階段、蛋白純化階段及抗體制備階段，各個(gè)階段實(shí)驗(yàn)完成后由學(xué)生系統(tǒng)總結(jié)實(shí)驗(yàn)思路，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果及在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的各種問題，按照論文格式撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并在每個(gè)階段結(jié)束后向全體師生做結(jié)果展示和總結(jié)問題。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告不再是照抄實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟，而是用自己的語言描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果，并且對之進(jìn)行分析和討論。課后學(xué)生增加了與教師進(jìn)行交流，增進(jìn)了師生間的關(guān)系，教師可以根據(jù)自己的研究特長為學(xué)生自由選擇研究課題進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供有利指導(dǎo)。

綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告有別于一般的實(shí)驗(yàn)課程，我們要求學(xué)生盡量采用原始記錄的形式，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析探討。這樣既讓學(xué)生了解到實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理的重要性，又提高了學(xué)生研讀中外文獻(xiàn)的能力及科研性文章的寫作水平，達(dá)到通過該實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。

2.3 考核模式的改進(jìn)

考核內(nèi)容分為三個(gè)部分：實(shí)驗(yàn)過程部分、實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分及結(jié)果展示部分，實(shí)驗(yàn)過程部分主要通過考察學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、原始記錄、實(shí)驗(yàn)操作能力、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。各個(gè)階段結(jié)束后的總結(jié)及整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的匯報(bào)對學(xué)生最后的成績很重要，通過多元化的考核方式，綜合評(píng)判學(xué)生對生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)基本理論和基本實(shí)驗(yàn)技能的掌握。

鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)問題和現(xiàn)象去查找原因，進(jìn)行組內(nèi)討論，相互啟發(fā)，分析現(xiàn)象的本質(zhì)，然后根據(jù)分析結(jié)果動(dòng)手解決問題。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中強(qiáng)調(diào)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論，每次實(shí)驗(yàn)報(bào)告不能簡單地列舉實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而必須對實(shí)驗(yàn)結(jié)果及操作過程中遇到的問題進(jìn)行分析。提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯報(bào)成績占總成績的比例，也更加符合實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)初衷，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)綜合素質(zhì)高的新一代生物技術(shù)人才，使得生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)課程成績評(píng)定更加合理化和科學(xué)化。

3 總結(jié)與展望

綜合性實(shí)驗(yàn)是加強(qiáng)培養(yǎng)綜合運(yùn)用已學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)解決實(shí)際化學(xué)問題的能力。當(dāng)掌握這種能力后，學(xué)生可以提出自己的想法，對實(shí)際問題進(jìn)行改進(jìn)和設(shè)計(jì)，達(dá)到創(chuàng)新的目的［5］。在高等學(xué)校的學(xué)科建設(shè)中，開設(shè)綜合實(shí)驗(yàn)課程是提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的重要途徑。首先，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，要明確地告訴學(xué)生：實(shí)驗(yàn)的目的不只是得到一個(gè)好的結(jié)果，更重要的是為了鍛煉能力，出現(xiàn)問題并不是壞事，相反，為我們提供了一個(gè)機(jī)會(huì)來鍛煉自己分析、解決問題的能力。其次，努力提高學(xué)生能夠在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，并在實(shí)踐過程中獲取知識(shí)、開拓視野、培養(yǎng)綜合實(shí)踐能力。最后，重視課后實(shí)驗(yàn)總結(jié)，加強(qiáng)師生交流，促進(jìn)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，促進(jìn)提高綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，為進(jìn)一步提高學(xué)生綜合素質(zhì)打下良好基礎(chǔ)。

綜合性大實(shí)驗(yàn)課程是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的新生事物，需要我們認(rèn)真對待，并充分準(zhǔn)備，為不斷完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維提供了大量寶貴經(jīng)驗(yàn)，是一項(xiàng)值得大力推廣的教學(xué)模式。

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