微課應(yīng)用于生物技術(shù)藥物實驗課教學(xué)的思考

李英華，邱 磊，曹 巖，許維恒，陸 斌

（海軍軍醫(yī)大學(xué)，上海 200433）

生物技術(shù)藥物的研究開發(fā)是一項龐大的系統(tǒng)工程，相應(yīng)的技術(shù)手段也是作為企業(yè)生產(chǎn)和質(zhì)量控制人員必備的技能，因此作為生物技術(shù)和藥學(xué)專業(yè)的本科生，了解生物技術(shù)藥物開發(fā)過程和相應(yīng)的技術(shù)手段是非常必要的。其工藝流程包括外源基因的克隆、表達系統(tǒng)的構(gòu)建、表達擴增和分離純化等步驟[1]。生物技術(shù)藥物實驗課給學(xué)生模擬了一種蛋白質(zhì)藥物的生產(chǎn)過程，通過對該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)ι锛夹g(shù)藥物有系統(tǒng)了解，為將來從事藥學(xué)工作奠定堅實的基礎(chǔ)。

微課作為一種較為新穎的教學(xué)模式，在我國已得到廣泛應(yīng)用[2]。本文針對生物技術(shù)藥物實驗課的現(xiàn)狀及存在的問題，提出將微課教學(xué)和傳統(tǒng)的現(xiàn)場教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，這種為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)平臺的教學(xué)方式將使學(xué)習(xí)過程不再受到時間和空間的限制，改變學(xué)生被動接受知識的教學(xué)現(xiàn)狀，提高學(xué)習(xí)效率。本文以此為背景，淺談微課應(yīng)用于生物技術(shù)藥物實驗課教學(xué)的構(gòu)思及設(shè)計運用。

1 傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式及其優(yōu)劣

傳統(tǒng)實驗教學(xué)形式是：在實驗課開始之前，教師通過預(yù)實驗對整套實驗流程中所涉及的試劑、實驗設(shè)備等做全面檢查以確保實驗過程順利。實驗課上，首先由教師詳盡地講解實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗?nèi)容、實驗步驟、操作要點及注意事項，然后以流程圖的方式將實操現(xiàn)場學(xué)生要做的內(nèi)容以多媒體課件的形式呈現(xiàn)，學(xué)生“依葫蘆畫瓢”完成全部實驗操作，期間教師巡回指導(dǎo)、糾錯。如果學(xué)生操作正確則得到預(yù)期結(jié)果，教師簽字結(jié)束實驗課，如果不是預(yù)期結(jié)果，教師和學(xué)生負責(zé)查找原因。

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)作為一種形象化的教學(xué)手段，在專業(yè)課的教學(xué)中具有其他任何教學(xué)手段不具備的優(yōu)勢。這種教學(xué)方式將抽象性、經(jīng)驗性的理論知識通過現(xiàn)場實物以實體的方式展現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生在一種真實的教學(xué)環(huán)境下親手操作，這是一種最貼近模擬生產(chǎn)和實踐的教學(xué)。學(xué)生通過認識各種實物，獲得對理論知識的驗證體驗，更能深刻地理解及掌握知識和技能，提高動手能力、實際操作能力。但基于生物技術(shù)藥物實驗課的學(xué)科特點，傳統(tǒng)的教學(xué)模式也存在一些困難和局限：（1）實驗周期長和課時少的矛盾突出。生物技術(shù)藥物實驗課是模擬生物技術(shù)藥物的研發(fā)過程，實驗步驟多周期較長。在設(shè)置實驗課時，即使優(yōu)化實驗內(nèi)容，也難以使學(xué)員全面看到中間涉及的所有環(huán)節(jié)，如蛋白藥物表達過程中，宿主細胞E.coli的復(fù)蘇、活化與擴增需要兩天；蛋白的表達形式包涵體的溶解需要過夜等，在教學(xué)過程中，這些內(nèi)容基本由教師代做而無法在課堂上展現(xiàn)，影響實際教學(xué)質(zhì)量。（2）實驗技能繁多復(fù)雜與本科學(xué)生實驗技能生疏矛盾突出。生物技術(shù)藥物實驗課步驟較多，一次課涉及多個實驗技能，對專業(yè)化程度要求較高，即使研究生也需一定時間的專業(yè)培訓(xùn)和準(zhǔn)備才能獨立完成相關(guān)實驗。本科生大多實驗技能生疏，可能出現(xiàn)失誤導(dǎo)致無法完成，且用到的材料和試劑較為昂貴，實驗經(jīng)費相對緊張。在教學(xué)過程中，一般在教師指導(dǎo)下設(shè)置好參數(shù)，學(xué)生只需把樣品放入，按“Start”按鈕開始即可，或者按教師設(shè)置的流程圖，一步步加A液加B液。這使得大部分學(xué)生難以在實驗設(shè)計層面做出合理有效的探索，不利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，間接影響實驗效果。

2 微課應(yīng)用于生物技術(shù)藥物實驗課的必要性

如何在現(xiàn)有條件下克服上述困難，是當(dāng)前迫切需要解決的問題。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展和移動終端的快速普及，微課應(yīng)運而生。在中國，最早由佛山市教育局的胡鐵生提出了微課的概念，即按照新課程標(biāo)準(zhǔn)及教學(xué)實踐要求，以教學(xué)視頻為主要載體，反映教師在課堂教學(xué)過程中針對某個知識點或教學(xué)環(huán)節(jié)而開展的各種教學(xué)資源的有機組合。與傳統(tǒng)的實驗教學(xué)相比，微課內(nèi)容“小而精”，具備教學(xué)時間短、教學(xué)內(nèi)容精和學(xué)習(xí)方式活等優(yōu)點，將微課引入生物技術(shù)藥物的實驗教學(xué)，以補充傳統(tǒng)課堂教學(xué)，就顯得非常必要。

3 微課應(yīng)用于生物技術(shù)藥物實驗課的實踐措施

常規(guī)的課堂教學(xué)一節(jié)課45分鐘，教師可將安排的知識點逐一詳細講解，學(xué)生在課堂上對知識點進行理解、消化、吸收并加以操作演練。相對于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，它更有利于學(xué)習(xí)者充分利用零散時間挑選自己感興趣的知識點進行“碎片化”學(xué)習(xí)[3]。因此，微課的容量不大，一節(jié)課僅對某一個知識點進行闡釋，時間一般控制在5～8分鐘，最長不超過10分鐘。這就要求微課的制作者對應(yīng)用于生物技術(shù)藥物實驗課教學(xué)的微課進行精心選擇與設(shè)計，微課制作的好壞直接影響到微課教學(xué)的質(zhì)量與學(xué)習(xí)效果。

3.1 確定微課主題

一般微課的教學(xué)主題針對教學(xué)過程中典型的、具有代表性的、突出的問題或內(nèi)容進行設(shè)計，精心梳理生物技術(shù)藥物整個課程知識點，我們已經(jīng)從目的基因的克隆、表達載體的構(gòu)建、蛋白的表達和純化、蛋白的定性定量分析4個方面編排了實驗內(nèi)容。每個內(nèi)容的實驗技術(shù)各不相同，避開藥學(xué)本科學(xué)生大三階段已開課程所涉及的實驗技術(shù)，確定生物技術(shù)藥物研發(fā)的10個核心知識點[4]，包括聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、目的基因和載體的酶切和連接、陽性克隆的篩選、工程菌的培養(yǎng)和擴增、包涵體的預(yù)處理、蛋白的親和層析純化、聚丙烯酰胺凝膠電泳、考馬斯亮藍染色、蛋白印跡雜交、蛋白定量等。與之相對應(yīng)，確定10個微課主題。

3.2 確定微課教學(xué)方法

微課的教學(xué)方法劃分為11類，分別為講授類、自主學(xué)習(xí)類、合作學(xué)習(xí)類、探究學(xué)習(xí)類、討論類、演示類、問答類、啟發(fā)類、練習(xí)類、實驗類、表演類[5]。根據(jù)生物技術(shù)藥物實驗課的特點，微課應(yīng)用于課堂初期可著重于制作講授類、演示類微課以補充現(xiàn)場教學(xué)的局限和不足。對于最新的生物技術(shù)藥物成果或相關(guān)科學(xué)前沿的內(nèi)容可轉(zhuǎn)化成本科生易用能懂的內(nèi)容制作成自主學(xué)習(xí)類微課，供學(xué)生擴大知識面以增強對課程的學(xué)習(xí)興趣。

3.3 制作微課素材

教學(xué)素材是微課的基礎(chǔ)，是課件、影像文件等材料的綜合，制作方法結(jié)合微課主題特點進行選擇。在生物技術(shù)藥物實驗課微課制作中，微課素材可來自對實驗操作進行視頻錄制，也可來自教師制作的多媒體課件。對于理論性較強的內(nèi)容如聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、目的基因和載體的酶切和連接等內(nèi)容，實際操作中只能看到在一個微型管中加入各種試劑，拍攝實驗操作的意義不大，可將這些內(nèi)容制作成PPT加以講解作為微課素材，使教學(xué)過程生動有趣、簡潔明了。

3.4 微課設(shè)計和制作應(yīng)注意的問題

微課的設(shè)計與制作是將微課應(yīng)用于生物技術(shù)藥物實驗教學(xué)最重要的步驟，主題突出、制作精良的微課素材會成功吸引學(xué)生隨時隨地下載學(xué)習(xí)，增強學(xué)習(xí)效果。在設(shè)計與制作時應(yīng)注意以下幾個方面：（1）以學(xué)生為主體。微課的最終目的是使學(xué)生更好地掌握知識點和實驗技能，因此，微課制作時，不僅要琢磨教師如何“教”，還要關(guān)注學(xué)生的“學(xué)”，最終實現(xiàn)教學(xué)相長。（2）制作規(guī)范。相對于課堂上講解的PPT，微課素材可供學(xué)生隨時隨地在任何移動終端下載學(xué)習(xí)，并可長久保存，其中實驗操作、解說語言、PPT制作的規(guī)范性要由課題組教師多次論證和修訂，并請科室專業(yè)教授校準(zhǔn)把關(guān)，確保呈現(xiàn)給學(xué)生的素材規(guī)范無誤。（3）團隊合作。實驗課教學(xué)不同于理論課上課，為達到一定的制作效果，需要團隊合作。在制作之前分配好成員各自負責(zé)內(nèi)容，集思廣益，確定拍攝的腳本。在視頻拍攝技巧上，成員之間相互交流幫助。通過這樣的安排，在整個微課制作過程中，所有教師既分工明確又相互協(xié)作，提高了微課的質(zhì)量。

4 結(jié)語

信息化時代給整個社會帶來了巨大的改變，智能手機、ipad等各種移動終端的普及已經(jīng)或多或少地改變了大眾生活、工作和學(xué)習(xí)的方式。微課理念更新了傳統(tǒng)教學(xué)觀念，是信息化時代在教育領(lǐng)域的產(chǎn)物。它為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)的平臺，彌補了現(xiàn)場教學(xué)模式中存在的缺陷，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。作為高校教師，我們不僅要積極學(xué)習(xí)最前沿的科研知識，還要積極參加微課培訓(xùn)，將微課應(yīng)用于生物技術(shù)藥物實驗課教學(xué)中。

[1]郭葆玉.生物技術(shù)制藥[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2009.

[2]李琴，許子華，任立平，等.微課在微生物學(xué)檢驗教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2017，35（1）：50-51.

[3]王冠軍，周勇，江海峰，等.“數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計”實驗教學(xué)微課程設(shè)計與實踐[J].實驗室研究與探索，2015（6）：189-192.

[4]曹巖，邱磊，李英華，等.生物技術(shù)藥物實驗課程建設(shè)的探索與實踐[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2015（3）：228-230.

[5]黃曉璐.基于高職院校教學(xué)微課的探索及應(yīng)用[J].中國科技博覽，2016（8）：34.