制藥工程專業(yè)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的改革與實(shí)踐

◇貴陽學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院 李 瑩 劉永玲 林 棟 吉 寧

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是制藥工程專業(yè)重要的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程之一，對(duì)于學(xué)生綜合素質(zhì)的提升和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有著舉足輕重的作用。針對(duì)制藥工程專業(yè)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)理念、內(nèi)容和方法、考核方式存在的問題，分析了課程改革的必要性，提出將思想政治教育融入教學(xué)過程，通過加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和制藥工程專業(yè)的相關(guān)性，豐富實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，增加開放設(shè)計(jì)性試驗(yàn)，引入綜合考核方法等途徑，多渠道進(jìn)行教學(xué)改革，使學(xué)生在掌握生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本原理、操作的基礎(chǔ)上，提高綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)服務(wù)地方的制藥工程專業(yè)人才。

制藥工程專業(yè)是建立在化學(xué)、藥學(xué)、生物學(xué)和化學(xué)工程與技術(shù)等學(xué)科基礎(chǔ)上的多學(xué)科交叉專業(yè)。制藥工程專業(yè)于1988年正式列入教育部頒布的本科專業(yè)目錄。生物化學(xué)是制藥工程專業(yè)的必修課程，是一門研究生命物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)性質(zhì)及這些物質(zhì)在體內(nèi)發(fā)生新陳代謝的過程與復(fù)雜生命現(xiàn)象之間關(guān)系的學(xué)科。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物化學(xué)課程的重要組成部分，是鞏固課程理論知識(shí)，提高和培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的必修課程。同時(shí)，也是生命科學(xué)研究領(lǐng)域中非常重要的研究手段，滲透到食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等各個(gè)方面[1]。制藥工程主要是培養(yǎng)從事制藥工藝與工程設(shè)計(jì)、生物工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)、分析檢驗(yàn)、科技開發(fā)與應(yīng)用研究以及生物新藥研發(fā)的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。藥物須進(jìn)入生命體內(nèi)參與新陳代謝發(fā)揮作用。因此，掌握生命體的組成和代謝規(guī)律是進(jìn)行藥物研發(fā)的基礎(chǔ)。而通過生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，不僅可以掌握生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的基本原理和方法，從分子水平探究生命體的化學(xué)組成及其在體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)變規(guī)律，更可以通過實(shí)際操作，掌握相關(guān)操作技術(shù)，為以后的專業(yè)課學(xué)習(xí)以及生產(chǎn)、科研工作打下較為牢固的基礎(chǔ)。因此，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為培養(yǎng)合格的制藥專業(yè)人才是我們改革的目標(biāo)。為此，筆者對(duì)學(xué)院制藥工程專業(yè)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了一些有益的改革和探索。

1 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

（1）教學(xué)理念?！罢n程思政”是新時(shí)代高校思想政治教育教學(xué)改革深化與創(chuàng)新的產(chǎn)物，是指以課程為載體，充分開發(fā)專業(yè)知識(shí)中潛在的德育元素，將其融入專業(yè)課程的教學(xué)之中，而變得更加生動(dòng)和容易接受，真正做到“穿石于滴水，潤物在無聲”[2]。目前，沒有將“思政教育”融入生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂之中。嘗試在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入思政教育，在改革教學(xué)理念的同時(shí)，可以激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，讓專業(yè)知識(shí)承載更多的社會(huì)責(zé)任和價(jià)值引領(lǐng)作用。

（2）教學(xué)內(nèi)容與方法?，F(xiàn)有的制藥工程專業(yè)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與大多相關(guān)專業(yè)開展的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大同小異，不能很好地與制藥工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)相結(jié)合。另一方面，開設(shè)的個(gè)別實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容相對(duì)單薄且項(xiàng)目間內(nèi)容相互獨(dú)立，缺少知識(shí)的聯(lián)系和技術(shù)的整合，不利于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)的全面理解和技術(shù)方法的綜合運(yùn)用，且實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段落后，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性不是很高。實(shí)踐教學(xué)過程中，老師講解實(shí)驗(yàn)后學(xué)生按照講義進(jìn)行逐步操作直至完成實(shí)驗(yàn)。這樣的教學(xué)模式使學(xué)生始終處于被動(dòng)接受狀態(tài)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏思考，長(zhǎng)此以往將會(huì)導(dǎo)致學(xué)生創(chuàng)新能力不足。

（3）考核方式。傳統(tǒng)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的成績(jī)是由幾次實(shí)驗(yàn)的平均分?jǐn)?shù)決定的，實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容只是教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重復(fù)，最后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。存在即使沒有參與實(shí)驗(yàn)也可完成報(bào)告冊(cè)的弊端，且實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容千篇一律，存在抄襲的現(xiàn)象。這種考核方式使教師無法全面衡量學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握情況，同時(shí)限制了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

本研究旨在對(duì)以上存在的三點(diǎn)問題進(jìn)行教學(xué)改革初探。將思想教育和制藥工程專業(yè)特點(diǎn)融入生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中，通過更新教學(xué)理念，改革教學(xué)內(nèi)容、方法及考核方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生思考和解決問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)和創(chuàng)新精神；樹立學(xué)生正確、積極的價(jià)值觀。

2 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系改革措施

（1）發(fā)掘知識(shí)觸點(diǎn)，將思想政治教育融入課堂。教師根據(jù)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程內(nèi)容及其特點(diǎn)，經(jīng)過仔細(xì)的研究和梳理，歸納出生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)與思政元素的觸點(diǎn)。如在講授“考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定蛋白質(zhì)含量”時(shí)，引入“三聚氰胺毒奶粉事件”，三鹿奶制品的蛋白質(zhì)含量依靠檢測(cè)氮含量，不法奶農(nóng)向鮮奶中添加三聚氰胺來提高氮含量。這場(chǎng)重大的食品安全事故導(dǎo)致了29萬余名嬰兒出現(xiàn)泌尿系統(tǒng)異常，其中6人死亡。通過實(shí)際案例的講解分析，使同學(xué)們意識(shí)到“凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量”方法的缺陷，同時(shí)深切體會(huì)到職業(yè)操守和道德規(guī)范對(duì)整個(gè)社會(huì)的重要性，有助于學(xué)生加強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。講授“酵母核糖核酸的提制（濃鹽法）”時(shí)，由RNA的提制方法講解延伸到DNA的提制方法，并將兩種方法進(jìn)行比較。最后引出核酸是人類的基本遺傳物質(zhì)，對(duì)于一些對(duì)胚胎進(jìn)行基因編輯，如“HIV抗性雙胞胎”事件進(jìn)行討論，使學(xué)生意識(shí)到基因編輯雖然可能給醫(yī)學(xué)帶來新的突破，但也有可能沖擊到倫理底線，擾亂科研秩序，由此加強(qiáng)學(xué)生對(duì)“創(chuàng)新”與“道德底線、科研誠信”的全方位認(rèn)知。再如講解“糖酵解中間產(chǎn)物的鑒定”實(shí)驗(yàn)時(shí)，從糖酵解的“10步反應(yīng)、2個(gè)階段”入手，將“吸收能量反應(yīng)階段和釋放能量反應(yīng)階段”形象地比喻為“投入階段和產(chǎn)出階段”，使同學(xué)們領(lǐng)悟到?jīng)]有付出，何來收獲。

在整個(gè)試驗(yàn)過程中，從“試劑配制和實(shí)驗(yàn)廢物的處理”方面培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約實(shí)驗(yàn)藥品、危廢品按要求處理的節(jié)約、綠色、環(huán)保理念；從“實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析和實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫”等方面培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是和科研誠信的精神。

（2）改變教學(xué)方法，豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，除了掌握生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容外，還應(yīng)結(jié)合制藥工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。由于試劑盒具有高效、簡(jiǎn)便快捷等優(yōu)點(diǎn)，目前國內(nèi)外科研實(shí)驗(yàn)室大多使用試劑盒進(jìn)行RNA的提取。針對(duì)制藥工程專業(yè)開展的“酵母核糖核酸的提制（濃鹽法）”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在使用濃鹽法進(jìn)行RNA提制的同時(shí)，增設(shè)了“試劑盒提取”組。使學(xué)生在掌握基本提制方法的同時(shí)，接觸到制藥相關(guān)科研領(lǐng)域廣泛運(yùn)用到的“試劑盒”，在掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)的同時(shí)，提升了實(shí)驗(yàn)興趣。對(duì)于DNA的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，如“家兔肝臟DNA的制備及含量測(cè)定”，食品與制藥工程學(xué)院無條件開設(shè)的，但該技術(shù)和項(xiàng)目對(duì)于從事制藥專業(yè)的學(xué)生又是必須掌握的技能。因此我們引入了多媒體輔助教學(xué)。目前，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要以手寫板書為主，現(xiàn)采用板書教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合的方式。一些重要的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)因?qū)嶒?yàn)儀器或耗材昂貴、實(shí)驗(yàn)難度較大、周期較長(zhǎng)，難以納入本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以利多媒體進(jìn)行教學(xué)，這對(duì)于制藥工程專業(yè)學(xué)生生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)是切實(shí)可行的有益補(bǔ)充[3]。將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用多媒體技術(shù)制作成“微實(shí)驗(yàn)”，觀摩完成。多媒體的融入有助于幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理、內(nèi)容及方法，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)增強(qiáng)了課堂的趣味性。

以往的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，蛋白質(zhì)章節(jié)只設(shè)置了蛋白質(zhì)含量測(cè)定的相關(guān)項(xiàng)目，缺少相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)定的內(nèi)容。不利于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)的全面理解和技術(shù)方法的綜合運(yùn)用。而作為生物制藥相關(guān)領(lǐng)域的常見操作，蛋白質(zhì)的電泳技術(shù)應(yīng)該被同學(xué)們所熟練掌握。因此，新增“SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測(cè)定蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量”項(xiàng)目，使學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握垂直板型聚丙烯酰胺凝膠電泳的原理和方法，為以后的科研、工作打基礎(chǔ)。

目前所開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，未涉及“酶”章節(jié)?？紤]在該章節(jié)增設(shè)“開放設(shè)計(jì)性試驗(yàn)”。選題為“從貴州特色水果獼猴桃中提取蛋白酶，分離純化后測(cè)定酶活力”。要求學(xué)生以小組為單位，通過查閱文獻(xiàn)，制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，討論后提交實(shí)驗(yàn)方案。教師則結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行修改、完善，最終指導(dǎo)完成實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生具有一定難度，是挑戰(zhàn)更是提高思維能力和培養(yǎng)創(chuàng)新精神的機(jī)會(huì)。學(xué)生結(jié)合理論知識(shí)，充分利用“知網(wǎng)”等網(wǎng)上檢索資源積極主動(dòng)地去獲取相關(guān)信息，從實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)到實(shí)施，結(jié)果分析討論到論文的撰寫，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有助于提高學(xué)生的文獻(xiàn)檢索能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)操作能力及問題的分析解決能力，為今后從事科研工作奠定基礎(chǔ)，同時(shí)以小組為單位也培養(yǎng)了團(tuán)結(jié)合作精神。因此，引入適當(dāng)難度的開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目很有意義。

（3）完善考核方式，提升學(xué)生綜合能力。改變以“實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)成績(jī)”為學(xué)生最終成績(jī)的考核模式，采用綜合評(píng)分的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。改進(jìn)后的考核方式能夠更加客觀、綜合地評(píng)價(jià)學(xué)生。具體方案如下：

a、預(yù)習(xí)報(bào)告（10%）。為了提高教學(xué)效果，要求學(xué)生提交預(yù)習(xí)報(bào)告并在授課前對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)問題進(jìn)行隨機(jī)提問，以預(yù)習(xí)報(bào)告內(nèi)容、回答問題的熟悉程度和完整度作為評(píng)分依據(jù)。

b、實(shí)驗(yàn)操作（40%）。主要考察學(xué)生在實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作過程中的實(shí)際操作能力，試劑配制、儀器操作是否規(guī)范，以及在操作過程中對(duì)遇到問題的分析、解決能力。

c、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（20%）。增加實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中實(shí)驗(yàn)討論部分的分值，這部分要求學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。與實(shí)驗(yàn)參考結(jié)果偏差較大的小組，還需要分析具體原因，思考避免和改善的方法與途徑。

d、“開放設(shè)計(jì)性試驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)報(bào)告（30%）。要求以研究論文形式提交,主要由研究背景、意義、操作步驟、結(jié)果與分析、討論和參考文獻(xiàn)六個(gè)部分組成。對(duì)于開放設(shè)計(jì)性試驗(yàn)的成績(jī)，不以得出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性作為標(biāo)準(zhǔn)，只要學(xué)生論文書寫規(guī)范、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟合理，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以給出科學(xué)的分析和討論，都可以獲得較好的成績(jī)。

考核標(biāo)準(zhǔn)的變化，很大程度上改變了學(xué)生抄襲報(bào)告冊(cè)的現(xiàn)象，培養(yǎng)了學(xué)生設(shè)計(jì)、分析、歸納、總結(jié)實(shí)驗(yàn)的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，最后通過撰寫論文，使學(xué)生的文獻(xiàn)查閱和科研寫作能力得到加強(qiáng)。

3 結(jié)束語

對(duì)于制藥工程專業(yè)的學(xué)生，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能是制藥相關(guān)研究領(lǐng)域中的重要的使用工具，也是未來繼續(xù)學(xué)習(xí)深造的必修課程。本研究針對(duì)制藥工程專業(yè)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，多渠道進(jìn)行了改革。改革切實(shí)可行，基本實(shí)現(xiàn)了在有限的教學(xué)條件和實(shí)驗(yàn)課時(shí)許可范圍內(nèi)，內(nèi)容得以極大地豐富與更新。通過教學(xué)改革，激發(fā)了學(xué)生的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)，取得較好的教學(xué)效果，為培養(yǎng)地方制藥工程專業(yè)人才奠定了基礎(chǔ)。