生物制藥實驗教學(xué)改革初探

【摘 要】生物制藥實驗是生物制藥專業(yè)一門主要的基礎(chǔ)實驗課，在教學(xué)中通過系統(tǒng)設(shè)計多個綜合性生物制藥實驗，將本專業(yè)的多門專業(yè)課內(nèi)容與本校的特色有機地結(jié)合起來。在進一步加深學(xué)生對生物制藥專業(yè)課程理解的同時，也為其將來從事生物制藥生產(chǎn)和研究做好了知識儲備和實踐鍛煉。

【關(guān)鍵詞】生物制藥實驗 系統(tǒng)設(shè)計 教學(xué)改革

【中圖分類號】G642 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）19-0044-02

生物制藥產(chǎn)業(yè)迅猛崛起，生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)化發(fā)展急需應(yīng)用型創(chuàng)新人才。我國目前的各類制藥企業(yè)大多數(shù)是混合制藥企業(yè)，既有生物制藥，又有中藥制藥，江蘇省制藥企業(yè)的情況也類似，因此生產(chǎn)本身要求技術(shù)人員應(yīng)該掌握生物制藥技術(shù)，還需在天然藥物制藥技術(shù)、生物化工技術(shù)、微生物及酶工程等方面具有很好的知識結(jié)構(gòu)，才能滿足中國特色的生物制藥產(chǎn)業(yè)對人才的需求。為此對本專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)是：使學(xué)生具備扎實的生物制藥和制藥工程專業(yè)理論知識和實踐技能，能在生物技術(shù)制藥、生物工程、化學(xué)制藥及天然藥物產(chǎn)品開發(fā)等領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工藝設(shè)計、產(chǎn)品質(zhì)量控制、經(jīng)營管理及藥物營銷等方面工作的應(yīng)用型高級專門人才。所以一個合格的本科畢業(yè)生不僅要掌握理論知識，而且更要掌握一定的操作和創(chuàng)新技能。

生物制藥實驗是我院面向生物制藥專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)實驗課。通過本門課程的教學(xué)，希望本專業(yè)的學(xué)生能了解掌握生物制藥和制藥工程相關(guān)的實踐技能，具備能夠利用現(xiàn)代生物技術(shù)從事藥物研究的能力，為將來開展生物技術(shù)制藥、化學(xué)制藥及天然藥物產(chǎn)品開發(fā)等領(lǐng)域方面的研究及工作打下良好的實驗基礎(chǔ)。同時基于南京林業(yè)大學(xué)的特點，本實驗課程的開展將重點關(guān)注林源藥物。為了實現(xiàn)這個目的，我們對該實驗課程的教學(xué)內(nèi)容、手段及方法進行了一些改革嘗試。

一 根據(jù)實際選擇合適的實驗內(nèi)容

結(jié)合生物制藥專業(yè)的特點、本校的特色和實驗室的基本條件，在大三第二學(xué)期開展了生物制藥實驗，具體包括了藥用蛋白的重組表達、藥用蛋白的分離純化及檢測、重組溶菌酶的制備、細胞培養(yǎng)、天然產(chǎn)物體外活性檢測、真菌多糖的制備及鑒定、林源黃酮或揮發(fā)油的提取及測定等實驗，涵蓋了生物工程、藥學(xué)、生化和生物學(xué)等方面。整個實驗是按照教學(xué)計劃分為兩部分：第一部分為基礎(chǔ)實驗；第二部分為自主設(shè)計實驗。在實驗的第一階段主要是依據(jù)教學(xué)計劃開展基礎(chǔ)實驗，使學(xué)生獲得生物制藥的基本理論及基本實驗操作技能，也為第二部分設(shè)計實驗奠定技能操作基礎(chǔ)。例如通過藥用蛋白的重組表達，使學(xué)生們掌握基因表達所需要的元件、真核表達系統(tǒng)與原核表達系統(tǒng)的特點及區(qū)別、提高外源基因表達量的方法、包涵體復(fù)性的方法及重組菌發(fā)酵的要求等方面的內(nèi)容。再如，通過開展藥用蛋白的分離純化及檢測，使學(xué)生們掌握蛋白純化的方法及各種方法的優(yōu)缺點，藥用蛋白所需達到的純度及其檢測方法等?；A(chǔ)實驗的開展是基于傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，具有目的明確、容易上手等優(yōu)點，通過完成不同的實驗使學(xué)生獲得開展生物制藥實驗的基本原理和實驗技能，但也有其不足：（1）每次實驗的內(nèi)容和操作程序都是教師規(guī)定好的，學(xué)生按照規(guī)定的內(nèi)容和程序進行實驗，不能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性；（2）大部分實驗結(jié)果明確，學(xué)生分析問題和解決實際問題的能力得不到充分發(fā)揮；（3）由于有些環(huán)節(jié)是教師準備的，學(xué)生只是熟悉了部分關(guān)鍵環(huán)節(jié)，缺乏對整個實驗過程的全面了解。

針對開展基礎(chǔ)實驗的不足以及根據(jù)高等學(xué)校培養(yǎng)高素質(zhì)人才的需要，結(jié)合南京林業(yè)大學(xué)的特色及實驗室條件，為調(diào)動和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、積極性和主動性，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力及獨立從事科研活動的能力，給學(xué)生一個充分展示能力的空間和舞臺，我們開設(shè)了一些自主設(shè)計的綜合性實驗。主要開設(shè)真菌多糖的制備及鑒定和林源黃酮及揮發(fā)油的提取及測定兩個自主設(shè)計實驗。例如林源黃酮或揮發(fā)油的提取及測定，學(xué)生需要根據(jù)自己的興趣，從校園里選擇一種植物對其黃酮類物質(zhì)或揮發(fā)油展開研究。這就要求學(xué)生首先進行文獻查閱，其次根據(jù)文獻設(shè)計實驗方案，初步方案完成后，由指導(dǎo)老師根據(jù)實驗室條件及實驗方案的可行性提出修改意見，根據(jù)教師的修改意見，學(xué)生進行修改并完成實驗方案。通過自主設(shè)計實驗的完成，使學(xué)生的獨立創(chuàng)新能力得到展示，初步體會到什么是科學(xué)研究，為其今后從事科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。

二 對學(xué)生的能力培養(yǎng)

1.生物制藥相關(guān)知識點的學(xué)習(xí)和操作能力的訓(xùn)練

本科專業(yè)的學(xué)生通過理論學(xué)習(xí)，對生命科學(xué)的一些知識點有了初步的了解，但是對于具體是什么，卻沒有完整的認識。例如，植物活性物質(zhì)的提取，在學(xué)生進行實驗以前，都是課本上枯燥地介紹各種活性物質(zhì)的性能，提取方法及如何檢測，學(xué)生對其了解不深。但通過活性物質(zhì)的提取實驗，學(xué)生第一次看到自己提取的黃酮、生物堿等活性物質(zhì)，就會對這些物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有直觀的了解?？傊ㄟ^第一部分的實驗訓(xùn)練，可以幫助學(xué)生加深對知識的理解和記憶，同時通過基本的操作，也獲得了某方面的實驗技能。

2.智能的培養(yǎng)

智能是心理和操作、實踐與應(yīng)用、過程與方法的綜合體，實驗是手腦并用的實踐活動，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力、觀察能力的最有效途徑。生物制藥實驗課的第一次課就把實驗改革的總體思路告訴學(xué)生，讓學(xué)生明確思想，做好準備。但由于學(xué)生剛剛接觸制藥實驗，對生物制藥的理論及應(yīng)用還缺少認識，因此第一階段部分主要是進行規(guī)定實驗的內(nèi)容，并通過這一階段的學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得生物制藥基本知識、基本理論及基本實驗操作技能。為設(shè)計實驗奠定理論基礎(chǔ)和技能操作基礎(chǔ)。通過第二部分設(shè)計實驗的完成，使學(xué)生的獨立創(chuàng)新能力得到展示，初步體會到什么是科學(xué)研究，使學(xué)生分析問題和解決問題的能力得到較快的提高。

3.人格的培養(yǎng)

通過實驗，學(xué)生能認識到科學(xué)研究的嚴謹和實事求是，在任何實驗中，只有遵循正確的實驗方法和步驟，才能達到既定的實驗?zāi)康模魏蝺e幸心理都不會獲得很好的實驗結(jié)果。通過實驗，學(xué)生還能正確地面對失敗，科學(xué)研究不可能每次都成功，每次都能獲得很好的結(jié)果，經(jīng)常要面對失敗，這就能鍛煉學(xué)生不氣餒的性格。另外，實驗需要團隊協(xié)作，所以需要學(xué)生有良好的團隊意識。

三 改進實驗教學(xué)中教師的角色

1.教師是實驗的指導(dǎo)者

在實驗教學(xué)前應(yīng)設(shè)計好學(xué)生實驗提綱，提供必要的實驗資料，在實驗教學(xué)中力求創(chuàng)設(shè)一種探索的情境，不斷提供信息、點撥方法，幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)中的疑難。對學(xué)生提出的問題，教師可不先解答，而是鼓勵學(xué)生進行思考，并鼓勵學(xué)生相互討論有關(guān)實驗的問題，共同尋求解決方法。

2.教師是實驗的合作者

教師要把自己放在和同學(xué)同樣的心理與知識水平上，表現(xiàn)出強烈的好奇心和求知欲，參與到學(xué)生實驗中，一起動手，一起討論。

3.教師是探究情境的創(chuàng)設(shè)者

為學(xué)生營造自由的學(xué)術(shù)氛圍，心理自由的氛圍，使學(xué)生能結(jié)合實驗進行想象，挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，所以教師要善于提問、質(zhì)疑，抓住學(xué)生所關(guān)心的實驗重點、難點和疑點。

4.教師是心理醫(yī)生

在探索學(xué)驗中，失敗是經(jīng)常的。要培養(yǎng)學(xué)生承受失敗的能力，要讓學(xué)生認識到每個科學(xué)實驗都是經(jīng)過無數(shù)次失敗才成功的，培養(yǎng)學(xué)生正視失敗、克服困難的精神。當(dāng)學(xué)生實驗失敗時，要耐心地分析其失敗原因，并利用失敗對學(xué)生進行心理方面的指導(dǎo)。

四 嚴格考核制度

考核是教學(xué)過程的一個重要環(huán)節(jié)，同時實驗課程成績的評定方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒和認真程度有一定的影響。要明確實驗教學(xué)目標(biāo)，建立明確的當(dāng)堂評價方案；重視課前檢查；加強對實驗過程的督導(dǎo)。主要考查學(xué)生的自學(xué)能力、觀察能力、實驗?zāi)芰Α⑺季S能力和表達能力。課程的成績以學(xué)生基本技能掌握的熟練程度、分析問題和解決問題的能力以及實驗報告的質(zhì)量等為主，要結(jié)合學(xué)習(xí)態(tài)度、紀律、協(xié)作精神等進行評價。在實驗全部結(jié)束時，將考核內(nèi)容如離心機的操作技術(shù)、植物提取設(shè)備的搭建、緩沖液的配置、蛋白濃度的測定、細胞的傳代、天平操作技術(shù)、消毒與滅菌技術(shù)等編號，讓學(xué)生抽簽進行單人考核，并當(dāng)場寫出實驗報告。

通過以上改革，應(yīng)該能極大地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和主觀能動性，使教學(xué)質(zhì)量有較大的提高，也為后期實驗課程的開展和將來畢業(yè)論文的順利完成提供了保障。

參考文獻

[1]邵偉、帥翔.淺論設(shè)計性實驗和開發(fā)實驗室[J].藥學(xué)教育，2002（3）：43～44

[2]孟令波、李淑敏.生物制藥專業(yè)生物化學(xué)實驗教學(xué)改革的探索[J].黑龍江醫(yī)藥，2012（3）：421～423

〔責(zé)任編輯：龐遠燕〕