生物技術(shù)制藥課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

唐金寶，鞠輝軍，許崇梅，李志堅(jiān)，呂艷娜

（濰坊醫(yī)學(xué)院藥學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院，山東濰坊261053）

生物技術(shù)制藥課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

唐金寶，鞠輝軍，許崇梅，李志堅(jiān)，呂艷娜

（濰坊醫(yī)學(xué)院藥學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院，山東濰坊261053）

筆者在生物技術(shù)制藥課程教學(xué)中突破教材內(nèi)容限制，重建課堂教學(xué)模塊；注重文獻(xiàn)閱讀，引入“以文獻(xiàn)為導(dǎo)向的自我學(xué)習(xí)”教學(xué)模式，加強(qiáng)學(xué)生科研思維訓(xùn)練；改進(jìn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，設(shè)置生物技術(shù)制藥綜合性實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)技能、綜合技能訓(xùn)練；實(shí)踐證明我們進(jìn)行的教學(xué)改革與探索對(duì)提高生物技術(shù)制藥課程的教學(xué)質(zhì)量及培養(yǎng)學(xué)生的科研技能等方面起到了積極的推動(dòng)作用。

生物技術(shù)制藥；教學(xué)改革；教學(xué)探索；教學(xué)實(shí)踐

我校生物技術(shù)制藥是生物技術(shù)向藥學(xué)滲透相關(guān)知識(shí)的重要課程，該課程內(nèi)容涵蓋基因工程制藥、抗體工程制藥等生物技術(shù)研制新藥的基本原理和技術(shù)方法，著重介紹現(xiàn)代生物技術(shù)在藥物生產(chǎn)方面的應(yīng)用。筆者在該教學(xué)過程中不斷在教學(xué)內(nèi)容、方法等方面進(jìn)行了有益的改革與嘗試，實(shí)踐證明我們進(jìn)行的教學(xué)改革與探索對(duì)該課程的教學(xué)質(zhì)量及培養(yǎng)學(xué)生的科研技能等方面起到了積極的推動(dòng)作用，進(jìn)一步突出了我校藥學(xué)專業(yè)的辦學(xué)特色。

1 突破教材內(nèi)容限制，重建課堂教學(xué)模塊

1.1 注重緒論講授，明確課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與目的 緒論是介紹課程的“what、why、how”等問題，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程具有重要的引導(dǎo)作用。在緒論中講授伊始，教師向?qū)W生提問自己接觸過哪些藥物，學(xué)生會(huì)回答一些化學(xué)藥物及中藥，當(dāng)再問及嬰兒時(shí)期的疫苗是什么藥物時(shí)，大部分同學(xué)就不能正確回答是生物藥物，以問題切入式進(jìn)入生物技術(shù)制藥緒論的學(xué)習(xí)。向?qū)W生介紹生物技術(shù)制藥在藥學(xué)領(lǐng)域中的重要地位，以山東福瑞達(dá)生物科技公司的透明質(zhì)酸鈉、煙臺(tái)先聲藥業(yè)的內(nèi)皮抑素、濰坊三維生物工程公司的抗體診斷試劑等具體實(shí)例向?qū)W生介紹省內(nèi)知名生物制藥公司及其產(chǎn)品，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生物技術(shù)制藥及生物技術(shù)藥物等概念建立一個(gè)有形、具體的認(rèn)知。同時(shí)向?qū)W生說明本門課程的課堂學(xué)習(xí)知識(shí)模塊等的授課內(nèi)容與學(xué)習(xí)手段，以及課程的考核方式等內(nèi)容，使學(xué)生在后繼的學(xué)習(xí)中有一個(gè)清晰的思路和明確的目標(biāo)。

1.2 清晰課程主干內(nèi)容，重建課堂教學(xué)模塊 在實(shí)際的課堂教學(xué)中，我們突破單本教材的內(nèi)容限制，重新構(gòu)建課堂教學(xué)內(nèi)容模塊。我們以夏煥章主編的《生物技術(shù)制藥》（高等教育出版社，第二版）為使用教材，大量融合王鳳山主編的《生物技術(shù)制藥》（人民衛(wèi)生出版社，第二版）內(nèi)容，根據(jù)課堂教學(xué)需要，打破單本教材內(nèi)容章節(jié)的劃分，重建課堂教學(xué)內(nèi)容。以基因工程制藥章節(jié)為例，高教版的《生物技術(shù)制藥》主線是從目的基因的獲得、構(gòu)建DNA重組體、構(gòu)建工程菌、目的基因的表達(dá)、表達(dá)產(chǎn)物的分離純化到產(chǎn)品的檢驗(yàn)，但對(duì)于基因工程藥物研制的新趨勢(shì)沒有涉及，尤其是基因蛋白藥物的改造方面，而近幾年藥物蛋白的結(jié)構(gòu)改造是研究熱點(diǎn)，且越來越多的結(jié)構(gòu)修飾蛋白作為新藥上市；在實(shí)際教學(xué)中，我們將人衛(wèi)版《生物技術(shù)制藥》的“蛋白質(zhì)藥物的化學(xué)修飾”調(diào)整至高教版基因工程制藥章節(jié)，重新構(gòu)建一個(gè)新的基因工程制藥章節(jié)體系。根據(jù)我們學(xué)生的基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)情況，通過課堂教學(xué)知識(shí)模塊內(nèi)容的重新構(gòu)建，使學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)能融會(huì)貫通，加深對(duì)基因工程制藥內(nèi)容的理解和掌握，同時(shí)也有助于學(xué)生對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)的掌握。

1.3 及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生接觸學(xué)科前沿 相對(duì)于其他學(xué)科，現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的日新月異，因此教材內(nèi)容中總會(huì)出現(xiàn)相對(duì)落后于實(shí)際的科技發(fā)展水平［1，2］，如在基因工程制藥的目的基因獲取章節(jié)，高教版教材中指出目的基因的化學(xué)合成法的局限性，其中一條為化學(xué)合成基因片段最長(zhǎng)為50～60 bp，然而現(xiàn)在基因技術(shù)公司合成超過2 000 bp長(zhǎng)度的基因已不是什么技術(shù)難題；又如在抗體制藥章節(jié)中教材指出單克隆抗體均為鼠源性，而在實(shí)際中兔單克隆抗體已作為商品化出售。因此，授課過程不能照本宣科，在相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)教授時(shí)告訴學(xué)生“這不是真的”，把最新的學(xué)科發(fā)展引入到教學(xué)中。同時(shí)在相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)適當(dāng)拓展教學(xué)內(nèi)容，如診斷藥物是生物技術(shù)制藥的主要研究方向之一，結(jié)合筆者的生物免疫診斷試劑研究方向，增加了利用基因工程技術(shù)融合標(biāo)記抗體生產(chǎn)抗體診斷試劑的實(shí)例，這一內(nèi)容包括了基因工程、抗體標(biāo)記、免疫學(xué)等技術(shù)方法，并且可將基因工程制藥與抗體制藥通過這一實(shí)例聯(lián)系起來，從學(xué)生反應(yīng)看收到了良好的教學(xué)效果，也反映了學(xué)生對(duì)課本知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系的濃厚興趣。通過在講授中不斷補(bǔ)充新知識(shí)、新理論和新觀點(diǎn)，不局限于教材知識(shí)的羈絆，使學(xué)生了解到生物技術(shù)制藥領(lǐng)域的前沿知識(shí)和發(fā)展水平，有益于學(xué)生知識(shí)面的拓展［3］。

2 改進(jìn)教學(xué)方法與手段，課程評(píng)價(jià)方式多元化

2.1 改進(jìn)教學(xué)方法與手段，建立“以文獻(xiàn)為導(dǎo)向的自我學(xué)習(xí)”教學(xué)模式 教學(xué)活動(dòng)是由教與學(xué)兩方面構(gòu)成，只有將教師的講授和學(xué)生的思維活動(dòng)有機(jī)結(jié)合起來，學(xué)生才會(huì)對(duì)所學(xué)的知識(shí)記憶深刻，而啟發(fā)式教學(xué)則是課堂教學(xué)中的常用手段［4］。通過精心設(shè)計(jì)問題，利用設(shè)問、質(zhì)疑等方式來創(chuàng)設(shè)問題情景，大量實(shí)踐證明“以問題為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)”（Problem－Based Learning，PBL）教學(xué)法能激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生邊學(xué)邊想邊分析，培養(yǎng)學(xué)生的想象力和獨(dú)立思考、鉆研問題的能力，使教與學(xué)雙方緊密結(jié)合起來，在分析、思考中學(xué)習(xí)新知識(shí)［4，5］。在教學(xué)過程中，我們積極使用PBL模式，如蛋白質(zhì)復(fù)性是目前生物技術(shù)制藥研究的一個(gè)熱點(diǎn)，如何復(fù)性，哪些生物藥物蛋白產(chǎn)品是復(fù)性后獲得？筆者在授課過程中引入內(nèi)皮抑素的原核表達(dá)產(chǎn)物復(fù)性問題，積極引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行探討、分析。

同時(shí)我們引入了“以文獻(xiàn)為導(dǎo)向的自我學(xué)習(xí)”（Reference－Induced Self－Education，RISE）教學(xué)模式，該模式是建立在PBL教學(xué)模式發(fā)展出的新教學(xué)模式，對(duì)學(xué)生科研能力訓(xùn)練，提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)具更好的教學(xué)效果，北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部也將RISE教學(xué)模式在醫(yī)學(xué)免疫學(xué)課程教學(xué)上進(jìn)行了探索［6］。在實(shí)際的教學(xué)過程中，我們將教學(xué)內(nèi)容重建后的抗體工程制藥章節(jié)（將抗體工程制藥與疫苗及其制備技術(shù)合并）作為RISE教學(xué)模式的重點(diǎn)，選取代表性文獻(xiàn)，如將Nature等頂尖學(xué)術(shù)期刊的文獻(xiàn)全文介紹給學(xué)生：Therapeutic antibodies：magic bullets hit the target（Gura T.Nature.2002，417：584－586）、Engineered antibodies（Hudson PJ，Souriau C.Nat Med.2003，9：129－134）、Monoclonals antibodies：a recent and major therapeutic advance（Paintaud G，Lejarre F，Ternant D，etal.Therapie.2009，64：1－7）、The development of vaccines：how the past led to the future（Plotkin SA，Plotkin SL.Nat Rev Microbiol.2011，9：889－893），以文獻(xiàn)中所涉及的知識(shí)點(diǎn)對(duì)本章內(nèi)容比對(duì)學(xué)習(xí)。實(shí)踐證明RISE教學(xué)模式對(duì)提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力和科研思維訓(xùn)練具有非常大的促進(jìn)作用。

2.2 增設(shè)交流報(bào)告與課程論文，形成多元化方式評(píng)價(jià) 教學(xué)過程不僅要注重基本理論知識(shí)的傳授，更要注重學(xué)生獲取知識(shí)能力的培養(yǎng)，生物技術(shù)制藥新知識(shí)的更新尤為重要。在教學(xué)過程中，要求學(xué)生通過數(shù)字圖書館等網(wǎng)絡(luò)資源檢索相關(guān)知識(shí)，如中國(guó)期刊庫(kù)、Springerlink數(shù)據(jù)庫(kù)等，獲得學(xué)科的最新信息。在實(shí)際教學(xué)過程中，我們采取了“目標(biāo)任務(wù)式”的考評(píng)方式，以抗體制藥章節(jié)為例，設(shè)立“人源化抗體的研究進(jìn)展”欄目，分成若干學(xué)習(xí)小組，組內(nèi)討論、合作完成，并選取優(yōu)秀者進(jìn)行類似于前沿報(bào)告的形式組間交流。同時(shí)在課程快結(jié)束時(shí)，要求學(xué)生就自己感興趣的與生物技術(shù)制藥相關(guān)的內(nèi)容完成一篇生物技術(shù)制藥課程論文，且外文參考文獻(xiàn)不少于5篇。上述教學(xué)改革做為課程的形成性評(píng)價(jià)內(nèi)容，占課程總成績(jī)的30%。從大四的本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上看，與改革前比較，上述做法有效提高了學(xué)生的文獻(xiàn)綜合能力。多元化評(píng)價(jià)方式打破了一次考試決定課程成績(jī)的傳統(tǒng)考試，不僅對(duì)學(xué)生獨(dú)立思考和解決問題的綜合能力有所提高，同時(shí)也為下一步本科畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)奠定了良好的工作基礎(chǔ)。

3 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ?xùn)練

3.1 改進(jìn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，設(shè)置課程綜合性大實(shí)驗(yàn) 生物技術(shù)制藥是一門技術(shù)應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科［7］，所涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求系統(tǒng)性及連續(xù)性較強(qiáng)，而四學(xué)時(shí)的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排難以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題能力、綜合能力以及一定技術(shù)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)。我們調(diào)整了分散的四學(xué)時(shí)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排，在不改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)的前提下，將實(shí)驗(yàn)規(guī)整為“外源基因在大腸桿菌中的表達(dá)及活性鑒定”一個(gè)綜合性大實(shí)驗(yàn)，并集中在一周內(nèi)的不同時(shí)間段完成，其工程菌的培養(yǎng)、SDS－PAGE凝膠的配制等耗時(shí)長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)性工作由實(shí)驗(yàn)小組的學(xué)生代表完成。這樣形成了整個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)均由學(xué)生完成，對(duì)此學(xué)生也投入極大的實(shí)驗(yàn)熱情，使學(xué)生系統(tǒng)、全面地掌握實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)驗(yàn)技能.同時(shí)也有助于學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)解決問題的能力，為下一步的研究生階段培養(yǎng)也奠定了一定的科研技能基礎(chǔ)。

3.2 理論聯(lián)系實(shí)際，注重生物技術(shù)公司見習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié) 生物技術(shù)制藥強(qiáng)調(diào)生物技術(shù)在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用，只有通過實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合才能將抽象的理論變成具體的技術(shù)，因此，相關(guān)生物技術(shù)公司的見習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)尤為重要。濰坊高新區(qū)生物醫(yī)藥科技產(chǎn)業(yè)園匯集了幾十家生物醫(yī)藥研發(fā)公司，是“研發(fā)－孵化－中試－加速－產(chǎn)業(yè)化”式的企業(yè)創(chuàng)業(yè)發(fā)展、學(xué)術(shù)交流和教學(xué)培訓(xùn)的優(yōu)質(zhì)資源，也是我校藥學(xué)、生物技術(shù)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)基地，課程學(xué)習(xí)過程中，組織學(xué)生參觀生物制藥公司，并聘請(qǐng)園區(qū)內(nèi)的技術(shù)管理人員及歸國(guó)留學(xué)博士做知識(shí)講座。這一教學(xué)環(huán)節(jié)不僅拓寬了專業(yè)知識(shí)面，而且也激發(fā)學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中不斷探索的科學(xué)精神。

教與學(xué)的過程是教學(xué)相長(zhǎng)的過程，我們?cè)谏锛夹g(shù)制藥教學(xué)過程中在教學(xué)內(nèi)容、方法等方面的改革與嘗試，對(duì)該課程的教學(xué)質(zhì)量及培養(yǎng)學(xué)生的科研技能等方面起到了積極的推動(dòng)作用，進(jìn)一步突出了我校藥學(xué)專業(yè)的辦學(xué)特色。

［1］羅煥敏.我國(guó)藥學(xué)教育的現(xiàn)狀及應(yīng)注意的問題［J］.藥學(xué)教育，2005，21（3）：8－10.

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［3］曾浩，羅萍，郭剛，等.藥學(xué)專業(yè)生物技術(shù)制藥教學(xué)改革的實(shí)踐［J］.現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2008，24（4）：630－631.

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Exp loration and practice in the teaching of biotechnological pharmaceutics

TANG Jin-bao，JU Hui-jun，XU Chong-mei，LIZhi-jian，LV Yan-na
（School of Pharmacy＆Bioscience，Weifang Medical University，Weifang 261053，China）

This paper discussed the teaching exploration and fulfillment of biotechnological pharmaceutics in the teaching contents and methods.We broke through teaching－book content restrictions and reconstructed of classroom teaching module.And we introduced of＂Reference－Induced Self－Education teaching＂mode to strengthen the training of scientific research ability of students.We improved the traditional experiment teachingmode and set up comprehensive experimental biotechnological pharmaceutics for the purpose of strengthen experimental and comprehensive skills training of students.The results have proved that our practice and exploration of teaching reform played a positive role in improving the teaching quality of biotechnological pharmaceutics course and the cultivation of students′scientific research ability.

Biotechnological pharmaceutics；Teaching reform；Teaching exploration；Teaching practice

G642.4

A

2095－5375（2014）02－0119－003

山東省自然科學(xué)基金（No.ZR2013HL066）

唐金寶，男，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：生物技術(shù)藥物的教學(xué)與研究，E－mail：tangjinbao2002＠126.com