《生物技術(shù)制藥》課程教學(xué)改革與效果評(píng)價(jià)

繆國(guó)鵬　韓娟　姜成　張際峰

摘 要：《生物技術(shù)制藥》作為一門(mén)實(shí)踐應(yīng)用性較強(qiáng)的課程，已被諸多高校生物制藥專(zhuān)業(yè)設(shè)為核心課程之一。為提高《生物技術(shù)制藥》課程課程教學(xué)質(zhì)量，本文結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方法以及實(shí)踐教學(xué)等方面對(duì)該課程進(jìn)行改革，通過(guò)教學(xué)改革前后學(xué)生的課堂表現(xiàn)、考試成績(jī)以及問(wèn)卷調(diào)查對(duì)上述教學(xué)改革措施的效果進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明，調(diào)整授課內(nèi)容、學(xué)時(shí)安排，引入基于項(xiàng)目的小組匯報(bào)，革新教學(xué)改革方案，以及優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，可有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自主性，增加學(xué)生的就業(yè)信心。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)制藥；教學(xué)改革；效果評(píng)價(jià)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1673-260X（2023）05-0103-04

醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，與人民群眾的生命健康和生活質(zhì)量有著非常密切的關(guān)系。生物制藥是生物技術(shù)與微生物學(xué)、生物化學(xué)、藥學(xué)、化學(xué)等學(xué)科的原理和方法相結(jié)合形成的前沿領(lǐng)域。對(duì)于我國(guó)這樣的發(fā)展中國(guó)家而言，把握全球經(jīng)濟(jì)走勢(shì)、制定長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展戰(zhàn)略，大力發(fā)展生物產(chǎn)業(yè)將是一次實(shí)現(xiàn)社會(huì)生產(chǎn)力飛速發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇，而生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)正是生物技術(shù)應(yīng)用最頻繁的領(lǐng)域[1]。

生物制藥產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展必定會(huì)加大人才的需求。截止2021年，全國(guó)開(kāi)設(shè)生物制藥專(zhuān)業(yè)的普通本科高校共122所，另有兩所院校開(kāi)設(shè)了生物制藥雙學(xué)位輔修專(zhuān)業(yè)（來(lái)自溫州醫(yī)科大學(xué)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）。各大高校紛紛加大學(xué)科建設(shè)和專(zhuān)業(yè)發(fā)展各方面投入，為社會(huì)需求培養(yǎng)出一批批生物制藥專(zhuān)業(yè)人才。生物制藥具有應(yīng)用性和綜合性?xún)纱筇攸c(diǎn)，是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)?，F(xiàn)階段，為適應(yīng)就業(yè)要求，各大高校越來(lái)越重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。但不可否認(rèn)的是，由于辦學(xué)時(shí)間短、人才培養(yǎng)定位模糊、培養(yǎng)方式雷同等原因，導(dǎo)致培養(yǎng)出的人才大多集中在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，而從事應(yīng)用型研究，特別是復(fù)合型創(chuàng)新性人才缺口巨大[2]。

《生物技術(shù)制藥》課程綜合了前期基因工程、發(fā)酵工程、細(xì)胞工程、生物分離工程等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的知識(shí)，并引入諸如合成生物學(xué)、免疫療法、基因療法、新型疫苗等新興生物藥物的研發(fā)與生產(chǎn)技術(shù)。因此，該課程成為了眾多高校生物制藥專(zhuān)業(yè)的核心課程之一，往往作為綜合性專(zhuān)業(yè)課程開(kāi)設(shè)于大三下學(xué)期或大四上學(xué)期。前人經(jīng)驗(yàn)表明，探討式教學(xué)[3]、研究型教學(xué)[4-6]、翻轉(zhuǎn)課堂[7，8]等均在提升學(xué)生實(shí)踐能力上具有積極作用。

淮南師范學(xué)院于2015年開(kāi)設(shè)生物制藥專(zhuān)業(yè)，并將《生物技術(shù)制藥》設(shè)置為專(zhuān)業(yè)核心課程。近年來(lái)，伴隨人才培養(yǎng)方案與教學(xué)大綱的修訂完善以及教學(xué)方法的革新，該課程在應(yīng)用型人才培養(yǎng)上成效顯著，并成為安徽省高校示范課程?，F(xiàn)將一些相關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，期望可為我國(guó)生物制藥領(lǐng)域人才培養(yǎng)提供幫助。

1 教學(xué)內(nèi)容改革

《生物技術(shù)制藥》課程的教材多是中國(guó)藥科大學(xué)出版社和中國(guó)醫(yī)藥科技出版社的，在實(shí)際授課過(guò)程中，教師應(yīng)根據(jù)自身專(zhuān)業(yè)打破教材章節(jié)的限制，自行制定教學(xué)計(jì)劃。例如，作為課程核心的“基因工程制藥”這一章貫穿于生物技術(shù)制藥的前后，需詳細(xì)講述，所占課時(shí)也應(yīng)增加。此外，在本章的授課內(nèi)容上，建議先將分子生物學(xué)、基因工程等先修課程的授課內(nèi)容做總結(jié)歸納，接著對(duì)通用載體結(jié)構(gòu)、遺傳轉(zhuǎn)化的一般流程做詳細(xì)分析。這樣有助于學(xué)生將之前所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)融會(huì)貫通，用于實(shí)際應(yīng)用。之后再對(duì)蛋白質(zhì)分離純化技術(shù)以及質(zhì)量檢測(cè)進(jìn)行講解，讓學(xué)生能夠全局把握整個(gè)生物技術(shù)制藥流程。最后，教師應(yīng)當(dāng)在授課過(guò)程中，適時(shí)引入前沿生物技術(shù)，如質(zhì)粒構(gòu)建和基因合成的新型技術(shù)等，讓授課內(nèi)容能夠緊跟行業(yè)發(fā)展。本章往往以微生物的遺傳轉(zhuǎn)化為例進(jìn)行講解，本人建議將大腸桿菌、酵母的相關(guān)內(nèi)容單列一章，這樣能夠和其他章節(jié)相互比較，提高教學(xué)效果。

動(dòng)物細(xì)胞工程制藥和植物細(xì)胞工程制藥建議增加載體結(jié)構(gòu)分析、遺傳轉(zhuǎn)化原理等內(nèi)容的課時(shí)，并與微生物形成對(duì)比，增加學(xué)生學(xué)習(xí)效率?？贵w制藥、疫苗以及其他重組蛋白質(zhì)藥物相關(guān)課程內(nèi)容應(yīng)該以實(shí)例進(jìn)行講解，不僅有利于學(xué)生對(duì)于課程知識(shí)的理解，又充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

現(xiàn)代分子生物學(xué)知識(shí)日新月異，新的生物技術(shù)不斷應(yīng)用到制藥領(lǐng)域，以致生物技術(shù)制藥課程內(nèi)容的更新和擴(kuò)展也很快。諸如合成生物學(xué)、基因療法、免疫療法、mRNA疫苗等新興技術(shù)以及與這些技術(shù)相關(guān)的基因編輯、DNA高通量合成、RNA體外合成、納米載體等也該在該門(mén)課程的最后一一予以介紹。

2 教學(xué)方法改革

翻轉(zhuǎn)課堂通過(guò)增進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時(shí)間而達(dá)到提高教學(xué)水平的目的[9]。然而，學(xué)生課下的學(xué)習(xí)內(nèi)容如果僅僅局限于課本，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性將大大降低。探究式與研討式教學(xué)是課上授課方式的革新，但是所學(xué)討論的內(nèi)容僅限于部分知識(shí)點(diǎn)，很少能夠系統(tǒng)地從整體研究某一技術(shù)的始末?；陧?xiàng)目的教學(xué)方式通過(guò)讓學(xué)生分組調(diào)研并進(jìn)行匯報(bào)，能使學(xué)生積極地通過(guò)持續(xù)探究、團(tuán)隊(duì)協(xié)作參與學(xué)習(xí)，自覺(jué)地進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)，是一種全新的教學(xué)理念和模式[10]。本人在多年授課過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)革新小組匯報(bào)的評(píng)分辦法，能夠有效激勵(lì)學(xué)生課下的自主學(xué)習(xí)。這種基于項(xiàng)目的教學(xué)方式首先由學(xué)生小組提出項(xiàng)目題目，由教師審核，保證題目能夠覆蓋足夠知識(shí)點(diǎn)，又有可行性。學(xué)生通過(guò)兩周的調(diào)研，形成匯報(bào)PPT。

每個(gè)小組的匯報(bào)人，由教師隨機(jī)指定。匯報(bào)過(guò)程中，教師就涉及的某些技術(shù)的原理向組內(nèi)成員提問(wèn)。組內(nèi)同學(xué)每人均有一個(gè)問(wèn)題，教師根據(jù)其回答內(nèi)容對(duì)該同學(xué)打分（個(gè)人得分，滿分35分）。若某學(xué)生無(wú)法回答，組內(nèi)同學(xué)可以協(xié)助完成。若小組內(nèi)同學(xué)也無(wú)法回答，班級(jí)其他同學(xué)可以搶答，搶答正確得5分，錯(cuò)誤或不準(zhǔn)確不得分。最后，演示文稿匯報(bào)質(zhì)量以及整體完整性（各占15分）由教師給出，總分100分。搶答可能使得總分超過(guò)100分，最后均一化為百分制?！啊渡锛夹g(shù)制藥》小組匯報(bào)環(huán)節(jié)評(píng)分表”給出某一個(gè)小組的實(shí)例供參考（表1）。

小組表現(xiàn)得分（小組成員得分均值）的引入巧妙利用了學(xué)生的集體榮譽(yù)感來(lái)增進(jìn)組內(nèi)每位同學(xué)的團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)，起到了意想不到的效果。這種革新的基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方式以及創(chuàng)新性的評(píng)分機(jī)制極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

3 考核方法改革

《生物技術(shù)制藥》是一門(mén)綜合性、拓展性很強(qiáng)的課程，考核的知識(shí)點(diǎn)較為繁雜。傳統(tǒng)閉卷考核的方式很難做到知識(shí)點(diǎn)的全面覆蓋。本教研組嘗試將學(xué)生的平時(shí)成績(jī)提高至60%，最后的考試內(nèi)容則僅占40%。平時(shí)成績(jī)包含項(xiàng)目調(diào)研與匯報(bào)（50%），線上、線下課題研討（20%），平時(shí)測(cè)驗(yàn)（每章1～2次，累計(jì)8次，20%），以及考勤和平時(shí)表現(xiàn)（10%）。

項(xiàng)目調(diào)研與匯報(bào)如前所述，考核學(xué)生對(duì)某一領(lǐng)域知識(shí)點(diǎn)的掌握程度、自主學(xué)習(xí)能力以及團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。線上、線下課題研討部分，教師發(fā)布一些發(fā)散性的課題（例如，如何利用基因組編輯優(yōu)化來(lái)自酵母的重組蛋白質(zhì)的糖基化修飾？），學(xué)生需要課下查閱文獻(xiàn)資料，呈現(xiàn)出自己的見(jiàn)解和方案，能夠考查學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。平時(shí)測(cè)驗(yàn)主要考查學(xué)生對(duì)每章涉及的重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)的理解程度。這些知識(shí)點(diǎn)往往小而精，需要學(xué)生課下復(fù)習(xí)鞏固。測(cè)驗(yàn)的形式主要采用線上測(cè)驗(yàn)，以名詞解釋、選擇和判斷題為主，可利用課前十分鐘左右完成。期末的考試題目以綜合性題目為主，分值大，解題靈活，主要考查學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的能力。例如，給出哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)載體以及某一目的基因序列，讓學(xué)生回答如何進(jìn)行載體構(gòu)建，遺傳轉(zhuǎn)化、篩選，目的蛋白的表達(dá)、純化，以及如何進(jìn)行質(zhì)量控制；給出某一腫瘤細(xì)胞靶點(diǎn)，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)鑒定或設(shè)計(jì)人源化抗體，并通過(guò)生物技術(shù)實(shí)現(xiàn)表達(dá)；給出CRISPR-Cas9基因編輯載體，論述如何利用該載體實(shí)現(xiàn)嵌合抗原受體T細(xì)胞療法；論述mRNA疫苗的生產(chǎn)工藝流程等。這些綜合性題目能夠有效考核學(xué)生的綜合能力。

4 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

《生物技術(shù)制藥》是一門(mén)實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用無(wú)可替代。由于生物技術(shù)制藥實(shí)驗(yàn)與分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)以及生物分離工程的相關(guān)性極強(qiáng)，在安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容時(shí)要盡量增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間連貫性和實(shí)驗(yàn)方法的靈活性。因此，在內(nèi)容設(shè)置上，我們引入了目的基因獲得（反轉(zhuǎn)錄PCR），載體構(gòu)建，遺傳轉(zhuǎn)化與鑒定，重組蛋白質(zhì)表達(dá)與檢測(cè)（蛋白質(zhì)印跡法），抗血清制備與效價(jià)檢測(cè)，血液蛋白分離純化（離子交換色譜法）（表2）。由于實(shí)驗(yàn)?zāi)K之間的聯(lián)動(dòng)性，學(xué)生能夠把握生物制藥上中下游的整體流程，學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性明顯提高。

5 教學(xué)改革效果評(píng)價(jià)

我們通過(guò)統(tǒng)計(jì)教學(xué)改革前后兩屆學(xué)生的課題表現(xiàn)、考試成績(jī)以及問(wèn)卷調(diào)查對(duì)上述教學(xué)改革措施的效果進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)價(jià)。一系列教學(xué)改革提升了學(xué)生的出勤率與話題參與度（圖1），表明學(xué)生學(xué)習(xí)更為主動(dòng)、興趣更濃厚。而論述題平均正確率從2019屆的77%提升至2021屆的89%（圖1）則表示學(xué)生的綜合能力也進(jìn)一步得到增強(qiáng)。

問(wèn)卷調(diào)查顯示，2021屆畢業(yè)生從業(yè)于生物藥物研發(fā)方向較2019屆提升了9%，從事?tīng)I(yíng)銷(xiāo)相關(guān)或其他行業(yè)的降低了8%（圖2）。間接表明學(xué)生在生物技術(shù)制藥方向的能力得到了企業(yè)更大的認(rèn)可。此外，在問(wèn)及畢業(yè)生自身專(zhuān)業(yè)技能的水平時(shí)，2021屆畢業(yè)生中認(rèn)為良好和優(yōu)異所占的比例為65%，高于2019屆的52%（圖2）。表明學(xué)生在專(zhuān)業(yè)技能上的信心更足。

6 結(jié)束語(yǔ)

教師在開(kāi)展其實(shí)際教學(xué)過(guò)程當(dāng)中應(yīng)該充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性與主動(dòng)性，這對(duì)于提升教學(xué)效果，培養(yǎng)應(yīng)用型人才具有舉足輕重的作用[11]。

《生物技術(shù)制藥》課程具有綜合性和應(yīng)用性的特點(diǎn)，同時(shí)其理論性也較強(qiáng)。因此，教師在講授這本課程時(shí)必須要通過(guò)多種方式方法不斷的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。只有在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)之上才能在教學(xué)過(guò)程當(dāng)中引發(fā)學(xué)生們的思考，從而讓學(xué)生能夠真正的鉆研到這門(mén)學(xué)科中，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。值得一提的是，隨著生物技術(shù)的高速發(fā)展以及日新月異的變革，生物制藥相關(guān)技術(shù)也會(huì)隨之有非常巨大的改變[12]，這就要求學(xué)生不僅要具有扎實(shí)的實(shí)踐技能，還要具備優(yōu)良的創(chuàng)新思維[13]。除此之外，在教學(xué)過(guò)程當(dāng)中教師還應(yīng)該結(jié)合雙語(yǔ)教學(xué)方式培養(yǎng)出更加具有綜合性能力的全方位人才，為我國(guó)的生物技術(shù)制藥領(lǐng)域的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

〔1〕劉光宇，扆鐵梅，黎曉東，等.總體國(guó)家安全觀下的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)研究[J].情報(bào)雜志，2021， 21（09）：58-64.

〔2〕李隴梅，閆東科，李雪，等.生物醫(yī)藥類(lèi)人才培養(yǎng)教學(xué)模式的創(chuàng)新與實(shí)踐[J].現(xiàn)代教育論壇，2022，5（01）：76-78.

〔3〕李永強(qiáng)，董艷玲，馮俊濤.研討式教學(xué)在“生物技術(shù)制藥”課程中的探索與實(shí)踐[J].黑龍江教育：高教研究與評(píng)估，2020，5（10）：4-8.

〔4〕楊紅，吳春惠，李順，等.以文獻(xiàn)為導(dǎo)向的教學(xué)模式在生物技術(shù)制藥課程中的探索與實(shí)踐[J].生物學(xué)雜志，2019，36（01）：3-6.

〔5〕趙昌明.研究型大學(xué)本科生生物技術(shù)制藥課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2017，9（51）：2-11.

〔6〕孫思，鄒全明，曾浩，等.基于藥物研發(fā)能力導(dǎo)向的《生物技術(shù)制藥》課程教學(xué)模式研究[J].中國(guó)藥業(yè)，2020，29（14）：3-9.

〔7〕陳巖勤，文波，馬良會(huì)，等.基于生物技術(shù)制藥課程翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].新西部：下旬·理論，2015，6（11）：97-99.

〔8〕李慧玲，蔣倩倩，劉莉莉，等.生物技術(shù)制藥課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)效果的評(píng)價(jià)研究[J].赤子，2018，55（31）：108-113.

〔9〕Jensen JL， Kummer TA， Godoy PDM. Improvements from a flipped classroom may simply be the fruits of active learning[J]. CBE-Life Sciences Education，2015，14（01）：5-9.

〔10〕繆國(guó)鵬，韓娟，劉海濤，等.科研興趣小組在本科生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)中的應(yīng)用[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)：漢文哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版，2019（02）：3-8.

〔11〕B？覬rte， Kristin， Katrine Nesje， and S？覬lvi Lillejord. Barriers to student active learning in higher education[J]. Teaching in Higher Education（2020）： 1-19.

〔12〕張海龍.中國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展對(duì)策研究[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2020.

〔13〕孫科.產(chǎn)教融合背景生物制藥專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)機(jī)制研究[J].教育研究，2022，5（01）：104-106.