以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心，構(gòu)建生物制藥專業(yè)的多元化實(shí)踐教學(xué)體系

王英超，任健，李天俊，王俊斌，叢方地，張耀方，楊薇

（天津農(nóng)學(xué)院 基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院，天津 300384）

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）》中明確指出：“必須把教育放在優(yōu)先發(fā)展的位置，建設(shè)創(chuàng)新型國家。著力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，形成各類人才輩出，拔尖創(chuàng)新人才不斷涌現(xiàn)的局面”。胡錦濤在清華大學(xué)百年校慶講話中特別強(qiáng)調(diào)了“創(chuàng)新成為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的主要驅(qū)動力，知識創(chuàng)新成為國家競爭力的核心要素”[1]。由此可見，創(chuàng)新能力培養(yǎng)已經(jīng)是人才培養(yǎng)任務(wù)的重中之重。在整個教學(xué)體系中，實(shí)踐教學(xué)具有極為重要的地位。通過實(shí)踐教學(xué)可提高學(xué)生實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。對于高校來說，構(gòu)建科學(xué)的培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的實(shí)踐教學(xué)體系具有重要意義[2-10]。隨著國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在學(xué)校的大力支持下，天津農(nóng)學(xué)院基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院整合辦學(xué)資源，在已有應(yīng)用化學(xué)專業(yè)下，增設(shè)了生物制藥專業(yè)。成立之初，由于沿用舊的實(shí)踐教學(xué)體系，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力不足，難以適應(yīng)社會發(fā)展對人才培養(yǎng)的需要。隨著學(xué)?！笆?、十三五”計(jì)劃對生物制藥專業(yè)投資力度的加強(qiáng)，基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院購進(jìn)了很多先進(jìn)的儀器設(shè)備，改善了實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)條件。筆者結(jié)合國家創(chuàng)新能力發(fā)展的要求，提出了生物制藥專業(yè)以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心，構(gòu)建生物制藥專業(yè)的多元化實(shí)踐教學(xué)體系。

1 原有實(shí)踐教學(xué)體系的不足

生物制藥專業(yè)是在化學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)上成立的，目前仍沿用應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，存在很多不足之處。

1.1 實(shí)驗(yàn)課作為理論課的附屬

開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容多與理論課聯(lián)系在一起，成績一般占理論課成績的20%～30%。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，更新較少。對理論課的依附程度較大。

1.2 各個實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)缺乏系統(tǒng)性、銜接性

制藥專業(yè)學(xué)生所學(xué)各門課程互相獨(dú)立，缺乏系統(tǒng)性和有效銜接。學(xué)生對所學(xué)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容難以融會貫通，不利于對學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.3 儀器利用率低

開設(shè)的實(shí)驗(yàn)主要為本科教學(xué)服務(wù)。一些上課用不到的實(shí)驗(yàn)儀器除教師利用外，多數(shù)處于閑置狀態(tài)，利用效率不高。

1.4 實(shí)踐教學(xué)評價體系不完善

對學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績的考察，多沿用課堂教學(xué)考核的方式，以實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為實(shí)驗(yàn)成績。對學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力缺乏一個科學(xué)、整體的評價，無法體現(xiàn)其實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

2 改革后教學(xué)體系的主要內(nèi)容

2.1 基礎(chǔ)課、專業(yè)課實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容層次化

結(jié)合新世紀(jì)對人才創(chuàng)新培養(yǎng)的需求，修改生物制藥專業(yè)人才培養(yǎng)方案和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，不斷更新教學(xué)內(nèi)容。對于大學(xué)一、二年級學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課無法與理論課分離情況，改為增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時數(shù)，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加部分綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。對于大學(xué)三、四年級，將專業(yè)實(shí)驗(yàn)課獨(dú)立設(shè)置，實(shí)驗(yàn)開設(shè)內(nèi)容均為綜合性實(shí)驗(yàn)。實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目序列化、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容綠色化、實(shí)驗(yàn)方式微型化。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目序列化是指實(shí)驗(yàn)內(nèi)容連續(xù)性，即上一個實(shí)驗(yàn)的成果是下一個實(shí)驗(yàn)的主要原料。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容綠色化是指實(shí)驗(yàn)材料盡量選用安全、毒性小的試劑，減少有毒有害廢液的產(chǎn)生，降低對學(xué)生的身體傷害，減少對環(huán)境的污染。實(shí)驗(yàn)方式微型化是指將實(shí)驗(yàn)反應(yīng)體系降低到最小體積，減少試劑浪費(fèi)，節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本。針對不同年級進(jìn)行實(shí)驗(yàn)層次教學(xué)，既保證了低年級學(xué)生學(xué)習(xí)，又保證了高年級學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.2 校企聯(lián)合實(shí)現(xiàn)教學(xué)場地立體化

以往實(shí)驗(yàn)課集中在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，利用小型制藥儀器對學(xué)生進(jìn)行講解，與實(shí)際工廠藥物生產(chǎn)過程存在一定差距，學(xué)生畢業(yè)后需經(jīng)一段時間培訓(xùn)，方能上崗。這種情況制約了制藥專業(yè)學(xué)生的就業(yè)前景。改革后，通過與天津市藥企合作，建立了實(shí)習(xí)基地。將三、四年級生物制藥專業(yè)學(xué)生送往天士力制藥集團(tuán)股份有限公司和格特生物制藥有限公司，進(jìn)行為期3個月的實(shí)習(xí)。通過實(shí)習(xí)，開闊了學(xué)生的眼界，增加了學(xué)生的動手能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)了學(xué)生的科研精神和創(chuàng)新精神，增強(qiáng)了學(xué)生的就業(yè)競爭力。

2.3 多種教學(xué)方式結(jié)合實(shí)現(xiàn)教學(xué)開放化

開放式教學(xué)模式源于20世紀(jì)60年代末科恩（R.C.Cohn）的“課堂討論模型和開放課堂模型”，并于20世紀(jì)90年代經(jīng)斯皮羅（Spiro）的“隨機(jī)通達(dá)教學(xué)”和“情境性教學(xué)實(shí)踐”得到進(jìn)一步的補(bǔ)充和完善。歷經(jīng)半個多世紀(jì)，到目前為止，開放式教學(xué)模式基本形成“情境教學(xué)法”“活動教學(xué)法”“課題教學(xué)法”“項(xiàng)目設(shè)計(jì)法”“討論教學(xué)法”等操作模式。開放式教學(xué)模式能把學(xué)生、教師以及書本和課堂之間的聯(lián)系緊密融合[11]。

對于首次接觸實(shí)驗(yàn)的生物制藥專業(yè)學(xué)生來說，如何產(chǎn)生濃厚的興趣至關(guān)重要。在實(shí)踐教學(xué)中以討論式、情景式為主。討論式即課前提出問題，讓學(xué)生提前查閱相關(guān)資料進(jìn)行預(yù)習(xí)，課上進(jìn)行討論互動，探討實(shí)驗(yàn)成功細(xì)節(jié)。對于含有危險(xiǎn)試劑的實(shí)驗(yàn)采用情景式教學(xué)，讓學(xué)生進(jìn)入虛擬仿真平臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，豐富的場景和逼真的動畫能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，減少試劑消耗、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)成功率，整個實(shí)驗(yàn)操作過程環(huán)保安全。對于高年級學(xué)生，可以采用課題教學(xué)法。將各位老師的科研項(xiàng)目分發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生選擇其中一個項(xiàng)目流程進(jìn)行操作。包括需要準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)材料、儀器設(shè)備、藥品、技術(shù)路線等。實(shí)驗(yàn)最終考核需要學(xué)生提交一份項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告，包括目的、材料、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、出現(xiàn)的問題及解決方法。通過以上多種教學(xué)方式的結(jié)合，能夠達(dá)到鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

2.4 其他

2.4.1 開放實(shí)驗(yàn)室

在滿足本科教學(xué)需要的同時，制藥專業(yè)實(shí)驗(yàn)室根據(jù)儀器情況和承受能力，向教師和學(xué)生提供開放實(shí)驗(yàn)。學(xué)生提前向?qū)嶒?yàn)室管理員申請所需的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，預(yù)約實(shí)驗(yàn)時間。實(shí)驗(yàn)室管理員按照實(shí)驗(yàn)人數(shù)預(yù)約情況安排指導(dǎo)老師和實(shí)驗(yàn)儀器。鼓勵學(xué)生積極探索和發(fā)現(xiàn)問題，對于學(xué)生自選的感興趣的課題，鼓勵學(xué)生組成課題組，在指導(dǎo)教師在場的情況下進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，完成實(shí)驗(yàn)。為吸引學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，鼓勵將實(shí)驗(yàn)室大型儀器設(shè)備向?qū)W生開放。學(xué)校設(shè)立大型儀器專項(xiàng)基金，資助學(xué)生結(jié)合開放實(shí)驗(yàn)室發(fā)表學(xué)術(shù)論文，申請專利等。表現(xiàn)突出的學(xué)生將獲得天津農(nóng)學(xué)院設(shè)立的各類獎學(xué)金。

2.4.2 鼓勵學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新活動

2014年以來，天津農(nóng)學(xué)院制定了學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃訓(xùn)練項(xiàng)目（“大創(chuàng)”項(xiàng)目）的相關(guān)文件。對于學(xué)生來說，申報(bào)或參加“大創(chuàng)”項(xiàng)目可以獲得1.5學(xué)分。在學(xué)生績點(diǎn)成績核算時視為2分。學(xué)生以第一作者在校級及校級以上刊物發(fā)表論文，績點(diǎn)成績核算每篇加2分、4分，其余作者視為2分。指導(dǎo)教師如果指導(dǎo)校級“大創(chuàng)”項(xiàng)目，按10個課時的工作量計(jì)算；指導(dǎo)市級或國家級“大創(chuàng)”項(xiàng)目，按照20個課時的工作量核算。學(xué)生報(bào)考碩士研究生面試時，如果參加過“大創(chuàng)”項(xiàng)目，導(dǎo)師優(yōu)先錄取。通過采取以上措施，學(xué)生參與“大創(chuàng)”項(xiàng)目積極性及指導(dǎo)教師的工作熱情均有所增加。

2.4.3 以生物制藥與生物藥物研發(fā)中心為平臺，進(jìn)行實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)

2016年，生物制藥系建立了生物制藥實(shí)訓(xùn)平臺。購買了很多與藥物實(shí)訓(xùn)相關(guān)的儀器，如搖床、培養(yǎng)箱、氣相色譜和液相色譜等藥物提取及分析儀器，旨在鼓勵學(xué)生利用課余時間積極創(chuàng)新。實(shí)訓(xùn)中心設(shè)置專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，對于有研究想法的學(xué)生給予小額資助。對于實(shí)訓(xùn)期間有研究成果的學(xué)生，給予一定的學(xué)分和經(jīng)費(fèi)獎勵。自從開放實(shí)訓(xùn)平臺以來，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生明顯增多，學(xué)生對未知領(lǐng)域的探索興趣越來越濃厚。

通過實(shí)踐教學(xué)改革，建立了生物制藥基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、開放實(shí)驗(yàn)、大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目研究和實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)5個層次；設(shè)立了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、開放實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練和生物制藥與生物藥物研發(fā)中心5個平臺；實(shí)現(xiàn)了融知識、能力、素質(zhì)教育于一體，創(chuàng)新能力培養(yǎng)貫穿始終，不斷完善和優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)平臺和教學(xué)內(nèi)容體系[1]。通過系統(tǒng)的培養(yǎng)，學(xué)生具備了良好的實(shí)踐理念、實(shí)踐精神和實(shí)踐能力，同時在實(shí)踐教學(xué)過程中，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

3 取得的效果

近兩年基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院學(xué)生參與“大創(chuàng)”項(xiàng)目和教師科研項(xiàng)目的人數(shù)逐年增加，參與人數(shù)達(dá)到120人，占學(xué)生總數(shù)的50%。本科生發(fā)表論文20篇，其中一般期刊10篇，核心期刊10篇，與老師共同申報(bào)發(fā)明專利3項(xiàng)。通過多元化開放式教學(xué)體系的實(shí)踐，不僅學(xué)生的實(shí)踐能力得到了明顯提高，而且就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力也得到了增強(qiáng)。2015—2016年，基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院生物制藥專業(yè)學(xué)生的就業(yè)率一直保持在90%以上。多名學(xué)生在大四期間就與天津市多家藥企提前簽訂了勞動合同。本科生考研通過率超過20%。

4 結(jié)語

開展創(chuàng)新實(shí)踐，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和合作精神，有利于教學(xué)與科研的結(jié)合，有利于學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、培養(yǎng)創(chuàng)新人才是新世紀(jì)高素質(zhì)人才培養(yǎng)的需要，是實(shí)現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)綜合發(fā)展的新型人才培養(yǎng)模式的要求。只有不斷更新教學(xué)理念，不斷創(chuàng)新，才能為國家培養(yǎng)更多的創(chuàng)新人才。