生物制药本科核心实验课程整合与方法探索

【摘要】生物制药专业作为应用研究导向性学科，实验教学在整个教学体系中占有十分重要的地位。结合我校生物制药专业核心实验课程的设置和教学模式，通过对实验项目的优化整合、教学方式及考核测评方式的改革与实践，逐步形成满足生物制药专业人才培养的核心实验教学体系。

　　【关键词】生物制药实验课程整合教学方式考核

　　随着现代生命科学与生物技术的快速发展，生物医药已发展成为最具前景的支柱产业。全球医药市场的重心正逐步从化学制药转向生物制药，因此，为了适应产业发展对人才的迫切需求，更好地培养创新型、应用型生物制药专门人才成为目前高校需要不断研究和探索的问题。生物制药专业作为应用性学科，应用导向强，要求学生知识、技术、科学思维能力全面发展，因此，其实验教学的地位举足轻重，特别是专业核心实验课程体系的建设和改革是教学改革的重点。根据我校生物制药专业培养方案对人才培养的目标和要求以及CDIO工程教育模式理念[1]，结合现有核心实验课程的设置和教学模式，对其实验教学内容、教学手段及考核方式等方面进行了改革与思考，为本专业下一步人才培养方案的修订提供参考意见。

　　1生物制药专业核心实验课程教学中存在的问题

　　为更好地了解本专业核心实验课程的教学质量与效果，我们从实验教学内容、教学方法、考核方式等方面设置了调查问卷，通过对2015级、2016级生物制药专业学生进行的调查问卷分析，表明目前本专业实验课程教学中存在的主要问题包括以下几个方面。

　　1.1实验课教学内容我校生物制药专业核心课程共10门，共开设39个实验项目，共计208学时，其中《发酵工程》实验2个，《基因工程》实验3个，《细胞工程》实验3个，《酶工程》实验3个，《生物制药设备》实验5个，《生物制药工艺学》实验2个，《生物药物分析》实验4个，《药剂学》实验6个，《药理学》实验7个，《生物药剂学与药物动力学》实验4个。就以上课程实验教学内容而言，其中验证性实验占绝大部分，部分实验内容陈旧，与理论课内容联系不紧密，与现实生物制药产业生产研究脱节，缺乏设计性、综合性大实验；并且由于实验设置时课程间缺乏沟通，基础性实验项目重复率高，造成一定的人力物力和教学时间的浪费；同时，各课程实验项目相对独立，缺乏系统性和连贯性，学生难以将整个生物制药的过程融会贯通，形成大的产业格局。

　　1.2实验课教学模式目前依旧采用传统的实验课教学模式，讲义内容将实验原理、材料、实验步骤等详细写出，由实验教师根据讲义内容进行逐一讲解，相关的实验材料准备及预实验工作由实验教师提前完成，学生只需根据讲义内容按部就班完成实验流程即可，整个学习过程几乎不需要思考，没有给学生设置出思考与想象空间，让他们思考为什么这么做、下一步该做什么、该提前准备什么，实验成果有什么现实用途。学生趋于形式化学习，忽略了实验课上学生的主体地位，难以调动学生的积极主动性，也无法真正做到启发学生发现问题、解决问题、合理规划的能力。由于学生只做了实验项目的关键部分，也难以全面了解和掌握整个实验流程，导致对实验的整体设计一知半解。

　　1.3实验课考核方式目前实验课的考核方式单一，以学生的实验报告为主体，但是实验报告内容单一冗长，抄袭度高，学生过分注重阳性实验结果，认为出现阴性结果就是实验失败，并没有进行合理的分析讨论。因此单纯的实验报告难以帮助学生真正掌握实验内容，教师也难以从中知悉学生的真正学习情况，在专业实验教学中非常有必要建立一套客观、全面、有效的实验考核评价标准。

　　2生物制药专业核心实验教学体系改革的探索

　　2.1实验项目创新优化整合在专业整体实验教学体系设计上，我们以生物药物的研发为导向，按照生物制药产业实际研发步骤调整现有实验课程的先后顺序，进行整合，有效规划实验课学时，构建了一套实用技能培训式实验—验证性实验—综合性实验—创新性实验的实验教学体系。实用技能培训式实验及验证性实验可在大学二年级实验教学中开展，在先修课程《生物化学》《分子生物学》《微生物学》《药物化学》等专业基础课程基本完成的情况下学习规范的实验技能，间之以学习《生物制药设备》；综合性、创新性大实验主要在三年级集中开展，借助期间《基因工程》《发酵工程》《细胞工程》《酶工程》《生物制药工艺学》《生物药物分析》等专业核心理论课程的授课，构建创新性、综合性大的实验教学项目，推进实验教学改革，使学生在学习专业理论知识的同时开展规模化创新性综合性大实验。虽然实验周期较长，但学生可以以理论知识为指导，把理论与实际有效结合，实现理论到实践的无缝衔接，可以深入理解，巩固提高融会贯通所学知识。

　　通过近3年对学生实验课过程的观察，我们发现大多数学生对最基本的实验操作及实验仪器的掌握程度远远不够，经过一个假期就会出现例如无菌操作不规范甚至不正确操作等现象，因此有必要将以下内容以《实验操作基本技能培训》课程的形式纳入到整个实验课程教学体系中[2]。在专业所有实验课之前，以2~3人为一个实验小组，集中6~8学时安排以上课程，对学生进行最基本的实验技能和实验室安全意识培训，使其建立整体的实验观念。具体实验内容可以包括移液枪、离心机、高温高压灭菌锅、pH计、电子天平等常用仪器的正确使用和维护，药品、培养基的正确配制，危化品的正确使用与注意事项，超净工作台的无菌操作，细胞培养相关设备仪器的清洗消毒，废液废品的正确处理等。严格要求学生熟练掌握这些基本技能并严格进行技能操作考核，为后续实验课程的顺利开展打下坚实的基础。同时督促引导学生建立良好的实验室安全卫生习惯，共同维护实验室安全和良好的卫生环境。与此匹配，为进一步检验学生对以上内容的掌握情况，在后续实验课程的每一次开展前，进行10 min的技能讨论与汇报，促进学习效果的提高。

　　综合性、创新性大实验以基因工程药物的研发为主线，分为上游和下游两个模块，上游以基因工程实验内容为主体，包括引物的设计、目的基因的获取、表达载体的选择与构建、克隆转化、筛选鉴定、诱导表达；下游则涵盖了细胞工程、发酵工程、酶工程、工艺学、药剂与药代动力学等课程的实验内容，包括发酵罐的使用、发酵过程的调控、分离纯化、蛋白检测及鉴定、活性检测及药理、毒理、药代、药效等动物细胞实验[2，3]。具体实验内容拟以重组人干扰素的制备为主线，重新编排实验讲义，将各门核心实验课程有机整合，将整个生物制药过程串联起来，具有较强的系统性与综合性，更有利于学生了解和掌握整套技术流程，增强学生的连贯性认识和知识的综合运用能力。同时以开放实验的形式向全校对基因工程药物研发感兴趣的同学开放实验室，尽可能多地增加学生参与实验设计与实验准备的机会，大大提升学生查阅资料、综合分析、构建科研项目的创新创业能力。

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