北京林業(yè)大學(xué)“生物制藥”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探

史玲玲 馬 超

（北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100083）

生物制藥是利用生物活體來生產(chǎn)藥物的方法，具體指運(yùn)用微生物學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)等研究成果，從生物體、生物組織、細(xì)胞、體液中提煉制造用于預(yù)防、治療和診斷的醫(yī)藥制品。生物制藥產(chǎn)業(yè)作為21世紀(jì)最具希望和發(fā)展?jié)摿Φ男屡d高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，不僅對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著巨大的促進(jìn)作用，而且也是預(yù)防人類疾病的安全和有效的手段。

林業(yè)藥用資源的開發(fā)與利用是當(dāng)前林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容，尤其是林下藥用資源的成分分析、生物活性研究、安全性評(píng)價(jià)是林下大量藥用和食用資源產(chǎn)業(yè)化面臨的重要任務(wù)。為了適應(yīng)當(dāng)前林業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，使課程內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際更加貼近，北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院開設(shè)了“生物制藥”課程，這也是學(xué)院在生物技術(shù)教學(xué)和人才培養(yǎng)方向上的大膽嘗試和改革。

一、“生物制藥”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必要性

生物科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，而生物制藥作為其中應(yīng)用導(dǎo)向較強(qiáng)的領(lǐng)域之一，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位更是舉足輕重。通過合適的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系培養(yǎng)適合社會(huì)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的人才，是生物制藥人才培養(yǎng)的重點(diǎn)內(nèi)容［1-2］。北京林業(yè)大學(xué)“生物制藥”實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)不僅要體現(xiàn)時(shí)代的發(fā)展，同時(shí)也要結(jié)合林業(yè)院校的特色，所以對(duì)“生物制藥”實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施改革是很有必要的。

首先，“生物制藥”是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展而形成的一門新的課程，該課程的重點(diǎn)是生物技術(shù)在藥物研發(fā)和生產(chǎn)中的應(yīng)用。近年來，傳統(tǒng)的化學(xué)制藥已經(jīng)逐漸向新型的生物制藥轉(zhuǎn)變，而生物技術(shù)制藥主要研究制藥工業(yè)中所涉及的相關(guān)生物技術(shù)。隨著生物技術(shù)的日新月異，舊的教學(xué)模式已經(jīng)不適應(yīng)生物技術(shù)制藥的教學(xué)，無法使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)、理解、掌握生物技術(shù)及相融合的藥學(xué)知識(shí)。生物制藥這種新的學(xué)科需要新的教學(xué)模式，這就要求教師在教學(xué)過程中及時(shí)掌握知識(shí)的前沿性，把握生物技術(shù)知識(shí)的難點(diǎn)與重點(diǎn)，尤其要讓學(xué)生透徹理解生物技術(shù)與藥學(xué)之間的密切關(guān)聯(lián)，所以應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革。

其次，林業(yè)院校生物制藥專業(yè)不同于醫(yī)學(xué)院校，為了突出北京林業(yè)大學(xué)生物制藥人才培養(yǎng)特點(diǎn)和學(xué)科的特色，圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)，開設(shè)了“生物制藥”“藥理學(xué)”“藥用植物化學(xué)與分析技術(shù)”和“毒理學(xué)”等相關(guān)課程。為了培養(yǎng)具有森林生物學(xué)特色和林業(yè)特色的生物制藥人才，使林業(yè)背景下生物制藥實(shí)驗(yàn)課程與生物學(xué)專業(yè)知識(shí)更好地結(jié)合，筆者在“生物制藥”實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)的過程中不斷地探索和嘗試，在加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，側(cè)重于林業(yè)藥用資源的開發(fā)與利用技術(shù)。

目前“藥理學(xué)”“藥用植物化學(xué)與分析技術(shù)”“生物制藥”和“毒理學(xué)”等課程均開設(shè)了實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生選修率達(dá)到90%以上。但是，僅單純依賴這幾門實(shí)驗(yàn)課，內(nèi)容零散，沒有系統(tǒng)性，難以達(dá)到預(yù)期的效果。因此，結(jié)合“藥用植物化學(xué)與分析技術(shù)”“藥理學(xué)”和“毒理學(xué)”等實(shí)驗(yàn)課程，將“生物制藥”實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新，對(duì)其進(jìn)行調(diào)整和整合，打破章節(jié)式的教學(xué)方法，形成系統(tǒng)性，開設(shè)開放性綜合大實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生全程參與生物藥物尤其是林業(yè)藥用植物開發(fā)的全過程，構(gòu)建具有森林生物學(xué)特色的“生物制藥”實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程。

二、“生物制藥”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的主要內(nèi)容

（一）構(gòu)建“1（3）+2”特色實(shí)踐教學(xué)體系

為了區(qū)別于藥學(xué)、中藥學(xué)、中醫(yī)學(xué)專業(yè)，使實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容更能針對(duì)林業(yè)院校生物學(xué)院學(xué)生的專業(yè)背景和就業(yè)需求，筆者將“生物制藥”類相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，放棄原先零散的驗(yàn)證性試驗(yàn)，嘗試開展開放性綜合實(shí)驗(yàn)，側(cè)重于林業(yè)資源的加工利用，具體包括天然活性成分的提取制備、活性評(píng)價(jià)、毒理學(xué)評(píng)價(jià)等相關(guān)內(nèi)容，包括了“生物制藥”“藥用植物化學(xué)與分析技術(shù)”“藥理學(xué)”與“毒理學(xué)”的實(shí)踐教學(xué)。

從提高學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維的角度出發(fā)，筆者構(gòu)建了以能力培養(yǎng)為主線，分層次、多階段、相對(duì)獨(dú)立的“1（3）+2”生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系［3］?！?”指第一課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。“3”指第一課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的3個(gè)階段。①專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)階段，主要包括生物制藥基礎(chǔ)操作、基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)，如動(dòng)物的捉持、給藥劑量的多少以及應(yīng)采取的給藥方式?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)手段和技術(shù)是每一門實(shí)驗(yàn)課最基本、不可或缺的部分，好的開始是成功的一半，否則后續(xù)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)都無法進(jìn)行。②專業(yè)課實(shí)驗(yàn)階段，主要指驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，如肝藥酶誘導(dǎo)劑對(duì)藥物作用的影響。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可以強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)證意識(shí)，所謂“科學(xué)的本質(zhì)是通過觀察驗(yàn)證獲得的”，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)是非常必要的。③綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)階段，主要指跨課程的綜合性試驗(yàn)，如某綜合實(shí)驗(yàn)具體方案為藥材的采集—藥材的鑒定（顯微鑒定：組織切片）—藥用成分的提取—藥用成分的分離純化—藥用成分的干燥—藥劑的純度鑒定—藥劑的活性和毒性檢測（用小白鼠做活性和毒性試驗(yàn)）—AMES檢測藥劑的致突變性。這些綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)包含多個(gè)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)技術(shù)，較之以前的實(shí)驗(yàn)，連貫性和綜合性都大大提高。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，使學(xué)生在熟悉生物制藥相關(guān)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，能掌握更多的實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)手段，提高了學(xué)生“理論聯(lián)系實(shí)際”的能力。同時(shí)，綜合性實(shí)驗(yàn)的開放式實(shí)驗(yàn)方法，改變了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間安排過于死板，時(shí)間少且不連貫的現(xiàn)象，體現(xiàn)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排的靈活性，提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生的操作能力。

“2”指第二課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，包括“導(dǎo)師制”、社會(huì)實(shí)踐、科技創(chuàng)新、校內(nèi)外科研基地和企事業(yè)單位聯(lián)合培養(yǎng)等，充分拓展創(chuàng)新人才的培養(yǎng)渠道［4］。學(xué)?？梢詾閷W(xué)生創(chuàng)造更多的生產(chǎn)實(shí)踐機(jī)會(huì)，如由導(dǎo)師聯(lián)系一些制藥公司、生物制品研發(fā)單位讓學(xué)生去實(shí)習(xí)，使學(xué)生真正做到學(xué)以致用，并為培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)、具有良好職業(yè)道德的應(yīng)用型人才及拓寬學(xué)生的就業(yè)渠道打下基礎(chǔ)。

（二）建立以學(xué)生為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

筆者在對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系進(jìn)行調(diào)整的基礎(chǔ)上改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法，建立了以學(xué)生為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，形成了以自主式、合作式、研究式為主的學(xué)習(xí)方式。開放性綜合實(shí)驗(yàn)給予了學(xué)生充分的自主性，學(xué)生可以自己安排實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)小組在完成一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)時(shí)，每個(gè)小組成員都能深刻理解合作的重要性，只有通過共同的努力，才能完成一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)，取得較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。指導(dǎo)教師可以將一些科研課題引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科研相結(jié)合。這樣，實(shí)驗(yàn)教學(xué)就打破了以教師為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也不再單單是基礎(chǔ)性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，而是與科研實(shí)際相結(jié)合，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而實(shí)現(xiàn)“教學(xué)相長”。教師在考察一段時(shí)間后，對(duì)那些具有科研興趣、實(shí)驗(yàn)技術(shù)掌握全面的學(xué)生，可鼓勵(lì)其申請(qǐng)大學(xué)生科技創(chuàng)新計(jì)劃，其中成果突出者，可以鼓勵(lì)他們?cè)谡娇锇l(fā)表科研論文，將學(xué)生培養(yǎng)成為高素質(zhì)的研究型人才。對(duì)于教師來說，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不僅使實(shí)驗(yàn)教學(xué)得到創(chuàng)新，同時(shí)自己的科研進(jìn)展也會(huì)有所突破，自己的科研隊(duì)伍也會(huì)得以壯大。

（三）建立多元化的實(shí)驗(yàn)考核方法

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的最終目標(biāo)就是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，而合理的成績?cè)u(píng)定方法是客觀評(píng)價(jià)教學(xué)改革情況的一個(gè)指標(biāo)［5］。建立完善的實(shí)驗(yàn)考核方法是檢查教學(xué)質(zhì)量、改革教學(xué)方法的重要依據(jù)，也是確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)成功的有力保障。所以，必須高度重視實(shí)驗(yàn)考核方法，積極建立多元化的實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制，統(tǒng)籌考核實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以此激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核，往往依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)。這種單一的考核方法不能衡量學(xué)生是否熟練掌握了實(shí)驗(yàn)技能，學(xué)生也容易滋生實(shí)驗(yàn)不參與、抄襲他人實(shí)驗(yàn)報(bào)告的心理。因此，對(duì)生物制藥實(shí)驗(yàn)課程的評(píng)價(jià)應(yīng)由單一化向多元化發(fā)展，建立多元化的實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制。

為了保證生物制藥實(shí)驗(yàn)課程考核內(nèi)容盡可能全面，在考核中筆者注重基本技能操作，強(qiáng)調(diào)學(xué)生動(dòng)手能力、解決問題和歸納總結(jié)能力的培養(yǎng)?？己朔绞讲扇“俜种?，考核內(nèi)容包括：①對(duì)實(shí)驗(yàn)技能的掌握情況，占考核比例的30%，如動(dòng)物的捉持、給藥劑量的多少以及應(yīng)采取的給藥方式等；②以實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式提交的實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分，占比例的60%，這一部分內(nèi)容的考核的關(guān)鍵在于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，如果沒得到預(yù)期結(jié)果，應(yīng)分析其原因，并進(jìn)行討論，讓學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)結(jié)束后真正理解整個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理；③最后10%的考核是對(duì)衛(wèi)生環(huán)境的考核，包括實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的喂飼、籠舍清理以及實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生環(huán)境的打掃等。由于開放實(shí)驗(yàn)時(shí)間不固定，每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組按自己的時(shí)間來安排實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室的衛(wèi)生環(huán)境不容易保持，通過把這一項(xiàng)列入考核范圍，來增強(qiáng)學(xué)生“以實(shí)驗(yàn)室為家”的主人翁精神，培養(yǎng)其責(zé)任感。多元化實(shí)驗(yàn)考核方法的建立，統(tǒng)籌兼顧了實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

三、“生物制藥”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的效果

首先，“1（3）+2”特色實(shí)踐教學(xué)體系激發(fā)了學(xué)生參與科研的積極性和主動(dòng)性，通過對(duì)學(xué)生的跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，畢業(yè)前，班級(jí)中積極申請(qǐng)科技創(chuàng)新計(jì)劃的學(xué)生占班級(jí)人數(shù)的80%以上，而這80%中有近1／3的人能夠申請(qǐng)到國家級(jí)和北京市級(jí)的資助，一半以上的學(xué)生團(tuán)隊(duì)能夠受到校級(jí)的資助，他們的科研成果以在核心期刊發(fā)表科研論文形式展現(xiàn)，優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)發(fā)表的文章能被SCI收錄。

其次，由于生物制藥課程是針對(duì)大二、大三年級(jí)的學(xué)生開設(shè)的，雖然他們的課時(shí)多、學(xué)習(xí)任務(wù)重，但是開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式?jīng)]有時(shí)間限制，學(xué)生們可自己安排實(shí)驗(yàn)，利用課余時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)，給了學(xué)生最大的自由度和自主權(quán)，這種實(shí)驗(yàn)課程開課方式受到了學(xué)生們的歡迎，提高了學(xué)生的積極性，因此選課人數(shù)大大提高。

第三，多元化的考核方法打破了實(shí)驗(yàn)課程僅以實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為單一評(píng)價(jià)的模式，避免了學(xué)生不參與實(shí)驗(yàn)、抄襲他人實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)技能的考核督促學(xué)生們必須參與實(shí)驗(yàn)并掌握生物制藥的技術(shù)操作，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。在對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的考核中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不重要，重點(diǎn)在于如何分析得到的結(jié)果，這種考核方式提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。多元化的實(shí)驗(yàn)考核方法的實(shí)施提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，學(xué)生的科研素質(zhì)、實(shí)踐能力顯著增強(qiáng)，教學(xué)效果顯著。

四、深化“生物制藥”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思考

（一）尚需完善的方面

開放性綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)施后，取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果，同時(shí)一些新的問題也隨之出現(xiàn)，例如在開放性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，試劑浪費(fèi)和儀器損耗的現(xiàn)象較為嚴(yán)重；由于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)時(shí)間具有不可控性，教師無法隨時(shí)監(jiān)控學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，使得有些學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)天馬行空、自由發(fā)揮，實(shí)驗(yàn)效果五花八門，實(shí)驗(yàn)效果較差。

（二）解決方案

實(shí)驗(yàn)員可以為每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組準(zhǔn)備兩倍的試劑用量以避免過多的浪費(fèi)；每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在使用完儀器后必須進(jìn)行登記，記錄儀器設(shè)備的運(yùn)行狀況，以減少儀器的損耗。在學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的過程中，教師應(yīng)給予學(xué)生充分的自主權(quán)，學(xué)生應(yīng)遵守實(shí)驗(yàn)規(guī)則，以保證實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和合理性。

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