陳坤　玄紅?！±钍總b　張占閣　姜俊云　陳芳（、聊城大學(xué) 藥學(xué)院，山東 聊城 5000　、聊城大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山東 聊城 5000　、棗莊科技職業(yè)學(xué)院，山東 棗莊 77500　、山東科興生物制品有限公司，山東 濟(jì)南 5000）

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生物制藥專業(yè)細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索*

陳坤1玄紅專2李士俠3張占閣4姜俊云1陳芳1
（1、聊城大學(xué) 藥學(xué)院，山東 聊城 2520002、聊城大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山東 聊城 2520003、棗莊科技職業(yè)學(xué)院，山東 棗莊 2775004、山東科興生物制品有限公司，山東 濟(jì)南 250200）

摘要：細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)是生物制藥專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐性較強(qiáng)的一門專業(yè)必修課程。本課程擬采用引導(dǎo)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，構(gòu)建集基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合提高實(shí)驗(yàn)、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、開放性實(shí)驗(yàn)和工業(yè)實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)四位一體的多層次多模塊實(shí)驗(yàn)課程體系，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其獨(dú)立科研能力。

關(guān)鍵詞：細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；工程理念

細(xì)胞工程是指應(yīng)用現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的理論與方法，按照人們的需要和設(shè)計(jì)，在細(xì)胞水平上的遺傳操作，重組細(xì)胞結(jié)構(gòu)和內(nèi)含物，以改變生物的結(jié)構(gòu)和功能，即通過細(xì)胞融合、核質(zhì)移植、染色體或基因移植以及組織和細(xì)胞培養(yǎng)等方法，快速繁殖和培養(yǎng)出人們所需要的新物種的生物工程技術(shù)［1］。動物、植物和微生物細(xì)胞是生物藥物的最基本源泉，其中動物細(xì)胞適合生產(chǎn)真核表達(dá)的蛋白藥物或亞單位疫苗以及單克隆抗體等，植物細(xì)胞工程能生產(chǎn)以萜類、黃酮類和生物堿為代表的次生代謝藥物，微生物細(xì)胞工程則主要生產(chǎn)多種抗生素。

細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)課程是生物制藥專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的重要組成部分，對于生物制藥專業(yè)學(xué)生更好的理解和運(yùn)用細(xì)胞工程理論課知識，結(jié)合生物制藥工藝學(xué)常識，認(rèn)知和實(shí)踐細(xì)胞及組織培養(yǎng)技術(shù)方法，洞悉生物藥物的產(chǎn)生過程，具有重要意義。

一、細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本指導(dǎo)思想

（一）構(gòu)建多層次多模塊實(shí)驗(yàn)課程體系

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和開放性實(shí)驗(yàn)以及工業(yè)實(shí)踐型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，以努力提高學(xué)生實(shí)踐能力為根本原則，構(gòu)建集基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合提高實(shí)驗(yàn)、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和工業(yè)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)四位一體的工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

在各教學(xué)模塊中，根據(jù)相關(guān)知識體系的邏輯關(guān)系，設(shè)置基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以培養(yǎng)基本實(shí)驗(yàn)技能，安排常規(guī)藥物研發(fā)涉及的細(xì)胞操作相關(guān)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，構(gòu)建自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以提高獨(dú)立分析和解決問題的能力，最后規(guī)劃工業(yè)實(shí)踐型實(shí)驗(yàn)以便讓學(xué)生直觀體驗(yàn)，如此，循序漸進(jìn)的完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目體系的構(gòu)建。在精選上述四種類型實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化了課程結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的順利實(shí)施使得知識體系和教學(xué)內(nèi)容完成雙向重構(gòu)。

（二）堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)教學(xué)和專業(yè)培養(yǎng)方向的密切統(tǒng)一

本校生物制藥專業(yè)的培養(yǎng)方案中要求，培養(yǎng)熟練掌握生物制藥工程和技術(shù)的基本原理和基本技能，能夠從事生物藥物、重組蛋白藥物、生物制品、抗體藥物等領(lǐng)域研制、生產(chǎn)與工藝設(shè)計(jì)、技術(shù)創(chuàng)新、質(zhì)量控制和生產(chǎn)管理以及生物醫(yī)藥所涉及的保健品、醫(yī)藥相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)與應(yīng)用等工作的復(fù)合型、應(yīng)用型工程技術(shù)人才。為適應(yīng)專業(yè)人才培養(yǎng)需要，本課程將以塑造學(xué)生生物制藥基本技能和獨(dú)立科研能力為目標(biāo)，圍繞動物植物和微生物細(xì)胞培養(yǎng)開展藥物生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)和原理方面的全面教學(xué)。

（三）實(shí)行引導(dǎo)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，突出學(xué)生主體地位

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生多按部就班地依照實(shí)驗(yàn)講義或教師板書進(jìn)行機(jī)械式的操作，以跑龍?zhí)渍咦跃拥男膽B(tài)使得實(shí)驗(yàn)課程很難達(dá)到專業(yè)培養(yǎng)方案要求和教學(xué)目標(biāo)的預(yù)期。往往是教師講得越細(xì)致、操作步驟交待的越明確，教學(xué)效果或?qū)W生的鍛煉水平越差。為此，我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)課堂中只講授實(shí)驗(yàn)要素，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主觀能動性，不得不自己去動腦筋解決實(shí)驗(yàn)中面臨的一些問題。同時(shí)，教師適時(shí)對隨時(shí)出現(xiàn)的操作不規(guī)范等具體問題加以提醒和糾正，使得實(shí)驗(yàn)得以順利進(jìn)行。通過引導(dǎo)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主體地位得以體現(xiàn)，基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)得到鍛煉，同時(shí)養(yǎng)成了積極主動思考問題的良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

二、細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案

傳統(tǒng)細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容比較單一，實(shí)用性較差，尤其是和工業(yè)實(shí)踐明顯脫節(jié)。此外，實(shí)驗(yàn)教材的構(gòu)架不能體現(xiàn)細(xì)胞工程對制藥專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的具體需求。為使得細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加貼合生物制藥專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，本教研室進(jìn)行如下教學(xué)改革探索。

（一）建立基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)與綜合性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的課程構(gòu)架

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為細(xì)胞工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，包括：（1）動物、植物和微生物細(xì)胞基本培養(yǎng)技術(shù)；（2）腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)；（3）細(xì)胞增殖活力鑒定技術(shù)；（4）細(xì)胞保存和復(fù)蘇技術(shù)；（5）煙草等植物的組織培養(yǎng)技術(shù)；（6）動物細(xì)胞原生質(zhì)體融合；（7）微生物純種分離技術(shù)等?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)是讓學(xué)生全面接觸并熟練掌握細(xì)胞工程的基本技術(shù)環(huán)節(jié)。在此基礎(chǔ)上，課程開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，主要有：（1）各種動物細(xì)胞的制備及其原代培養(yǎng)；（2）微生物細(xì)胞融合；（3）胡蘿卜愈傷組織的誘導(dǎo)與增殖或月季組織培養(yǎng)。通過綜合性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，使學(xué)生的動手能力得到進(jìn)一步提高，并且建立各種操作技術(shù)之間的關(guān)聯(lián)銜接，增強(qiáng)了對科研的興趣，為獨(dú)立進(jìn)行簡單技術(shù)操作奠定了基礎(chǔ)［2，3］。

（二）增設(shè)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立科研能力

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)一般都具有明確的實(shí)驗(yàn)步驟，技術(shù)項(xiàng)目比較單一，所用設(shè)備和藥品數(shù)量有限，實(shí)驗(yàn)過程也往往耗時(shí)較短。學(xué)生畢業(yè)后面臨的科研或生產(chǎn)崗位的具體工作卻具有不同程度的復(fù)雜性。為使其獨(dú)立科研能力得到有效訓(xùn)練，本課程設(shè)置自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置的自主性實(shí)驗(yàn)范圍有：（1）各種藥物對腫瘤細(xì)胞增殖的影響；（2）基因工程菌生產(chǎn)藥物；（3）小鼠胚胎干細(xì)胞的分離培養(yǎng)及體外誘導(dǎo)分化；（4）單克隆抗體制備［4］。

此類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需要學(xué)生以小組為單位，自行完成具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，并強(qiáng)調(diào)方案細(xì)節(jié)，與教師討論達(dá)成一致后實(shí)施。實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中，實(shí)驗(yàn)室盡可能創(chuàng)造有利的設(shè)備和材料條件保障項(xiàng)目得以順暢進(jìn)行。自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的開展，極大促進(jìn)了學(xué)生思維觀念的轉(zhuǎn)換，更加突出了其主體地位，同時(shí)有助于塑造其科研協(xié)作精神和勇于探索的科研品質(zhì)。

（三）創(chuàng)立與科研相關(guān)的開放性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣

為塑造學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生科研興趣，本教研室鼓勵(lì)學(xué)生申請直接進(jìn)入相關(guān)實(shí)驗(yàn)室參與教師的科研性實(shí)驗(yàn)活動［5］。比如，本學(xué)院部分教師從事藥物作用于腫瘤細(xì)胞的基因表達(dá)調(diào)控研究，學(xué)生可以組建興趣小組申請進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，在教師指導(dǎo)下查閱文獻(xiàn)，漸次發(fā)展到獨(dú)立完成具體實(shí)驗(yàn)操作階段。在此過程中，學(xué)生逐漸形成透過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象看本質(zhì)的認(rèn)知升華，同時(shí)培養(yǎng)獲得發(fā)現(xiàn)規(guī)律進(jìn)而解決問題的能力。深化書本以及課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，也為今后的獨(dú)立科研工作奠定了基礎(chǔ)。

（四）努力探索與工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

本課程作為生物制藥專業(yè)學(xué)生的必修課程，旨在塑造學(xué)生的細(xì)胞工程相關(guān)的技術(shù)能力，最終為生產(chǎn)或科研服務(wù)。本教研室和實(shí)習(xí)單位接洽，在企業(yè)車間完成部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)。例如，我們與山東科興生物制品有限公司聯(lián)合建立了本科生校企聯(lián)合培養(yǎng)基地。學(xué)生可以在企業(yè)現(xiàn)場學(xué)習(xí)利用大腸桿菌基因工程菌生產(chǎn)重組人粒細(xì)胞刺激因子G-CSF和轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)CHO細(xì)胞生產(chǎn)重組人促紅細(xì)胞生成素rhEPO的技術(shù)工藝，同時(shí)可以進(jìn)行生產(chǎn)操作?，F(xiàn)場生產(chǎn)教學(xué)使得學(xué)生更加深入體會到細(xì)胞工程課程及實(shí)驗(yàn)的重要意義，同時(shí)對于提升他們的專業(yè)興趣和學(xué)習(xí)積極性大有裨益。

（五）科學(xué)規(guī)范實(shí)驗(yàn)考核體系，踐行師生互評

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)考核注重形式，多以實(shí)驗(yàn)結(jié)果或結(jié)論作為主要成績評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。本課程考核以“重過程、輕結(jié)果”為基本原則，采用多元考核體系對實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行評價(jià)［6］。對于本科生基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)課程，筆者始終堅(jiān)持學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程和原理的掌握，重于完美實(shí)驗(yàn)結(jié)果的獲得。在考核過程中，我們重點(diǎn)突出端正的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)原理的理解程度以及核心實(shí)驗(yàn)步驟的操作規(guī)范化，主要內(nèi)容包括考勤、課堂操作環(huán)節(jié)、理論考試、實(shí)驗(yàn)操作考試以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。同時(shí)，教學(xué)相長，實(shí)行師生互評，讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等主要技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行反饋，以便不斷提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。學(xué)生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)的具體形式可以靈活多樣，比如師生座談會、問卷調(diào)查或個(gè)別談話等。

三、展望

創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)是國家對人才培養(yǎng)的核心發(fā)展戰(zhàn)略的需要，是當(dāng)今高等教育的重大任務(wù)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有其自己的特點(diǎn)，其改革和探索是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。作為生物制藥專業(yè)的應(yīng)用型課程，細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)在專業(yè)人才培養(yǎng)體系中占有舉足輕重的地位。隨著生物醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展，細(xì)胞工程的研究領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣购蜕钊?，其?shí)驗(yàn)教學(xué)改革必將在我國生命科學(xué)和醫(yī)藥領(lǐng)域高素質(zhì)人才培養(yǎng)中發(fā)揮越來越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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［4］王杰，艾鳳偉，任瑾，等.臨床藥學(xué)專業(yè)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革［J］.藥學(xué)教育，2015，31（3）：61-64.

［5］張翮，魯瑩，鄒豪，等.藥劑學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新［J］.西北醫(yī)學(xué)教育，2010，18（5）：999-1001.

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中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）13-0130-02

*基金項(xiàng)目：聊城大學(xué)教改項(xiàng)目（編號：311161524）

作者簡介：陳坤（1978-），男，山東聊城人，講師，專業(yè)方向：生物制藥。

Abstract：Cell engineering experiment is a compulsory course for students majoring in biological pharmacy.This course intends to use guide experiment teaching mode，set up the experimental basis and improve the comprehensive experiments，design experiment，open experiment and industrial experiment and practice of one of the four multilevel multi module experimental curriculum system，in order to improve the students'interest in learning，cultivate their independent ability in scientific research

Keywords：pharmaceutics；pattern of teaching；engineering concept