萬南微，王慧慧，陳永正

（遵義醫(yī)學(xué)院，貴州 遵義 563003）

醫(yī)科院校制藥工程專業(yè)微生物學(xué)課程教學(xué)改革探索

萬南微，王慧慧，陳永正

（遵義醫(yī)學(xué)院，貴州 遵義 563003）

微生物學(xué)是一門理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課程，不同院校不同專業(yè)微生物學(xué)課程教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)不同，因此教學(xué)方式也存在差異。針對醫(yī)科院校制藥工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，本文從教學(xué)內(nèi)容組織、教學(xué)方式及科研反哺教學(xué)3個方面，對微生物學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行改革和探索，取得了一定成效。

微生物學(xué)；教學(xué)改革；醫(yī)科院校；制藥工程專業(yè)

微生物學(xué)是一門基礎(chǔ)性和應(yīng)用性較強(qiáng)的學(xué)科，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)境、能源以及材料等不同領(lǐng)域。目前，很多大學(xué)的不同專業(yè)（如生物工程、食品工程、環(huán)境工程等）開設(shè)了微生物學(xué)課程，而不同類型的學(xué)校該課程教學(xué)側(cè)重點(diǎn)存在差異。例如，工科院校以工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用為主，面向食品工程、生物工程、環(huán)境工程等專業(yè)，注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力和創(chuàng)業(yè)能力[1]；農(nóng)業(yè)院校微生物學(xué)課程面向植物生產(chǎn)類與資源環(huán)境類專業(yè)，注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力[2]；師范院校微生物學(xué)課程面向中學(xué)教育，注重培養(yǎng)師范生探究式教學(xué)意識和能力[3]；醫(yī)科院校微生物學(xué)課程主要面向臨床醫(yī)學(xué)和醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)等專業(yè)，注重使學(xué)生掌握醫(yī)學(xué)微生物基礎(chǔ)理論[4]。遵義醫(yī)學(xué)院是一所老牌醫(yī)科大學(xué)，辦學(xué)早期就開設(shè)了微生物學(xué)課程，并且涌現(xiàn)出許多優(yōu)秀的微生物學(xué)家，例如伍律教授和魏曦教授。隨著學(xué)校的建設(shè)與發(fā)展，遵義醫(yī)學(xué)院以創(chuàng)辦“多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的高水平醫(yī)科大學(xué)”為目標(biāo)，開設(shè)了以制藥工程專業(yè)為代表的多個工科專業(yè)。

制藥工程專業(yè)是一個需要多個學(xué)科知識支撐的專業(yè)，學(xué)生除了學(xué)習(xí)制藥工程學(xué)、工程制圖和化工原理等工程學(xué)方面的知識外，還需要掌握化學(xué)制藥、生物制藥與中藥制藥等藥物生產(chǎn)工藝學(xué)知識。遵義醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院開設(shè)的制藥工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是“能夠從事制藥工藝研發(fā)、藥物生產(chǎn)和質(zhì)量控制等工作的高素質(zhì)應(yīng)用型人才”。微生物學(xué)課程作為本專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要介紹生物制藥方面的知識。本專業(yè)在醫(yī)科院校開設(shè)且是工科類專業(yè)，因此在微生物學(xué)課程教學(xué)方面與醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)必然存在一定差異。本文結(jié)合學(xué)校辦學(xué)定位和本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，對微生物學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行了改革探索，并總結(jié)了幾點(diǎn)心得體會。

1 教學(xué)內(nèi)容組織方面的改革

當(dāng)今社會，科學(xué)研究的迅猛發(fā)展使人們步入了“信息爆炸”時代，各類學(xué)科的數(shù)據(jù)信息量極速增加，其教學(xué)方式隨之發(fā)生改革[5，6]。隨著分子生物學(xué)和基因工程等的發(fā)展，微生物學(xué)的研究領(lǐng)域愈來愈廣，研究成果愈來愈多。隨之而來的是教學(xué)內(nèi)容猛增，傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)使學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)加重，所學(xué)知識多而不成系統(tǒng)。為了減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，同時使其高效掌握與本專業(yè)相關(guān)的微生物學(xué)知識，制藥工程教研室嘗試進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容組織方面的改革。

本專業(yè)微生物學(xué)課程總學(xué)時為36學(xué)時，其中理論18學(xué)時，實(shí)驗(yàn)18學(xué)時。首先，從總學(xué)時分配來看，實(shí)驗(yàn)與理論學(xué)時相當(dāng)，體現(xiàn)了本課程非常注重學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)。微生物學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，這是因?yàn)槲⑸锸欠浅Ｎ⑿〉纳铮仨毥柚鷮I(yè)設(shè)備才能對其進(jìn)行觀察及研究。例如，我們常說“飯前要洗手，因?yàn)槭稚嫌泻芏嗉?xì)菌”，但是看不到細(xì)菌存在，只有用專業(yè)設(shè)備將手上的微生物進(jìn)行放大和描繪后，才能觀察到它們。因此，增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時可以提高學(xué)生對微生物的認(rèn)識和對微生物學(xué)課程的興趣。

理論教學(xué)僅有18學(xué)時，要利用有限的學(xué)時，結(jié)合微生物在生物制藥方面的應(yīng)用，給學(xué)生講授系統(tǒng)的微生物學(xué)知識，就需要精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。因?yàn)楸緦I(yè)其他課程未涉及微生物相關(guān)知識，因此課堂講授既要包含一定的微生物學(xué)理論知識，也要包含一定的實(shí)踐應(yīng)用知識。課堂講授以教材為依托，經(jīng)過教研室商討后，我們選用周德慶主編的《微生物學(xué)教程》（3版）作為教材。這一經(jīng)典教材以基礎(chǔ)理論知識為主，穿插微生物應(yīng)用相關(guān)知識，內(nèi)容精煉而豐富。教材共10章內(nèi)容，其中第八章“微生物的生態(tài)”和第九章“傳染與免疫”與生物制藥應(yīng)用關(guān)聯(lián)性不大，因此未編入教學(xué)大綱，第三章“病毒和亞病毒因子”只作簡單介紹，突出講授噬菌體對發(fā)酵工業(yè)的危害。

需要說明的是，“緒論”部分是教學(xué)重點(diǎn)，既要使學(xué)生明確課程學(xué)習(xí)目的，又要涵蓋整個課程的主要內(nèi)容和中心思想。精彩豐富的“緒論”可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)主觀能動性，從而提高學(xué)習(xí)效率。簡單地說，通過“緒論”學(xué)習(xí)，學(xué)生要認(rèn)識到“學(xué)好微生物學(xué)這門課程可以在制藥行業(yè)有一番作為”。因此，“緒論”部分講授未參考教材安排，而是根據(jù)學(xué)生興趣（通過課前調(diào)研了解），以微生物在藥物生產(chǎn)中的應(yīng)用為主線，通過介紹生物發(fā)酵制藥和生物催化制藥實(shí)例，闡述學(xué)習(xí)這門課程的意義及重要性。例如，生物發(fā)酵制藥列舉了青霉素發(fā)酵的發(fā)現(xiàn)和發(fā)酵生產(chǎn)應(yīng)用的案例，生物催化制藥列舉了筆者研究的鹵醇脫鹵酶合成阿托伐他汀鈣（降血脂藥物）中間體應(yīng)用的案例[7]。

由于客觀條件限制，實(shí)驗(yàn)教學(xué)只涉及培養(yǎng)基的制備、菌種的分離及鑒定等，缺乏工程應(yīng)用實(shí)踐，對于制藥工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)來說是不全面的，因此需要進(jìn)一步改革和完善。2016年高校本科評估工作的開展促進(jìn)了我校工程實(shí)驗(yàn)條件的改善，一個投資上千萬的校內(nèi)“工程中心”項(xiàng)目開始規(guī)劃建設(shè)。借助此平臺實(shí)驗(yàn)室將配置一個100 L的全自動發(fā)酵罐和一個500 L的反應(yīng)釜，為后續(xù)開展微生物發(fā)酵制藥實(shí)驗(yàn)和生物催化制藥實(shí)驗(yàn)提供良好平臺。

2 教學(xué)方式的改進(jìn)

2.1 以制藥應(yīng)用為導(dǎo)向的教學(xué)

工學(xué)專業(yè)微生物學(xué)課程強(qiáng)調(diào)微生物的應(yīng)用，因此在課程教授過程中要體現(xiàn)微生物在制藥工程的應(yīng)用。在教學(xué)中，我們以教學(xué)大綱編排的內(nèi)容為主線，嘗試以制藥應(yīng)用為導(dǎo)向的教學(xué)方式。簡單地說，在講授知識點(diǎn)時盡量將相關(guān)微生物制藥應(yīng)用或潛在的應(yīng)用穿插進(jìn)來。例如，在講授糖酵解時列舉了微生物代謝調(diào)控合成甲硫氨酸的應(yīng)用[8]，在講授自養(yǎng)微生物C O2的固定4種途徑時，列舉了《科學(xué)》雜志近期發(fā)表的體外固定C O2應(yīng)用相關(guān)文獻(xiàn)[9]。將知識點(diǎn)與應(yīng)用和研究前沿相結(jié)合，不僅可以加深學(xué)生對知識點(diǎn)的記憶，同時對科學(xué)難題的思考還可以開發(fā)學(xué)生思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

2.2 學(xué)科知識交叉

微生物學(xué)是一門學(xué)科知識交叉性很強(qiáng)的課程，由于各專業(yè)培養(yǎng)方案不同，課程設(shè)置也存在差異。很多專業(yè)開設(shè)了微生物學(xué)課程，但未開設(shè)其他相輔的課程。例如我校制藥工程專業(yè)未開設(shè)分子生物學(xué)課程，而微生物學(xué)的很多知識都需要分子生物學(xué)作支撐。因此，在授課過程中一定要適當(dāng)講解交叉學(xué)科知識，幫助學(xué)生理解記憶，不能一味灌輸教材內(nèi)容。在制藥工程專業(yè)微生物學(xué)課程教學(xué)過程中，筆者覺得穿插講授以下兩方面知識有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

2.2.1 分子生物學(xué)知識 微生物學(xué)研究已經(jīng)從細(xì)胞水平進(jìn)入分子水平，因此，很多微生物學(xué)知識需要借助分子生物學(xué)知識來理解。例如，在講授原核生物基因調(diào)控系統(tǒng)知識點(diǎn)時，學(xué)生對其沒有任何概念，很難理解。這時聯(lián)系分子生物學(xué)中的乳糖操縱子知識，并結(jié)合教師的研究課題，講解基因調(diào)控的過程及其在表達(dá)外源蛋白（如生物催化劑）中的應(yīng)用。在講授遺傳和基因突變知識點(diǎn)時，適當(dāng)補(bǔ)充基因復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯知識。分子生物學(xué)知識的引入，使得一些微生物學(xué)知識更加具體、形象。

2.2.2 生物信息知識 隨著微生物學(xué)數(shù)據(jù)的急劇增加，教材涉及的內(nèi)容廣泛但不具體，很多內(nèi)容只是列舉一些具有代表性的，而未包括其他特殊的案例。此外，單純讓學(xué)生記憶教材上的知識點(diǎn)，不但容易遺忘，而且在實(shí)踐中遇到類似應(yīng)用時往往束手無策。這就需要學(xué)生掌握可以快速補(bǔ)充知識的方法，能快速獲得解決問題的對策。例如，在講授第五章“微生物的新陳代謝”內(nèi)容時，涉及較多的代謝途徑，課堂上詳細(xì)講解但不要求學(xué)生記憶。在本章內(nèi)容結(jié)束前，留出15～20分鐘時間來講授尋找其他代謝途徑的方法和策略。筆者會重點(diǎn)介紹K EGG P A T HW A Y數(shù)據(jù)庫，通過課堂操作演示和課后練習(xí)使學(xué)生學(xué)到更多的代謝途徑知識，在工作中解決實(shí)際問題。在講授遺傳基因和密碼子時，通過列出編碼20種氨基酸的所有密碼子，并提供一段2163 b p的基因序列，讓學(xué)生快速將其翻譯成對應(yīng)的氨基酸序列。學(xué)生分工合作，有的學(xué)生寫出了三十多個對應(yīng)的氨基酸，學(xué)生認(rèn)為即使完全記住對應(yīng)的密碼子，也很難準(zhǔn)確翻譯一段基因序列。這時給學(xué)生提供一個序列處理在線工具包（S M S），可以進(jìn)行序列的翻譯、反補(bǔ)、酶切位點(diǎn)的尋找和蛋白質(zhì)分子量計(jì)算等項(xiàng)目，極大地提高了學(xué)習(xí)效率與準(zhǔn)確性。學(xué)生接觸這些生物信息學(xué)知識和軟件后，在遇到實(shí)際問題時可以自主解決，對科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)極其有益。

2.3 引入PBL教學(xué)方法

PBL教學(xué)是一種以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，近幾年在很多課程教學(xué)中得到了較好的應(yīng)用，在微生物學(xué)課程教學(xué)中也可引入PBL教學(xué)方法[10]。很多教師采取的方式是給學(xué)生布置一個專題，要求其課后查閱資料，并以PP T形式匯報(bào)，進(jìn)行課堂專題討論。然而，在實(shí)際實(shí)施過程中往往效果不佳，這是因?yàn)镻P T匯報(bào)時間較長，因而只有少數(shù)學(xué)生參與進(jìn)來，多數(shù)學(xué)生為了完成任務(wù)直接從網(wǎng)絡(luò)上尋找資料，而未自己思考。這種方式不但耽誤了教學(xué)時間，而且學(xué)生也得不到很好的鍛煉。為了提高PBL教學(xué)效果，在授課過程中嘗試以小組辯論方式代替PP T演示。對于一個問題設(shè)置兩個或多個命題，每位學(xué)生課前準(zhǔn)備相關(guān)材料，課堂上講述對問題的見解并進(jìn)行辯論。例如，在學(xué)習(xí)第七章“微生物的遺傳變異和育種”時，課前我們安排了一個有趣的辯論話題——“先有雞還是先有雞蛋”，通過辯論學(xué)生理解了遺傳和變異的關(guān)系，再學(xué)習(xí)微生物遺傳變異知識時會有較好的效果。

3 科研反哺教學(xué)

微生物學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，除了實(shí)驗(yàn)教學(xué)外，科學(xué)研究也是提升學(xué)生實(shí)踐能力的一個重要途徑。很多學(xué)校開放實(shí)驗(yàn)室，積極支持學(xué)生開展自主性科研活動。由于學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)繁重以及社團(tuán)活動多，單獨(dú)開展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可能會增加其學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。為了讓學(xué)生課后更加自由輕松地提高實(shí)踐能力，我們開放科研實(shí)驗(yàn)室，以研究生的研究課題為小方向，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣，以小組形式參與研究生的課題研究。一方面，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時間比較自由可控，同時有研究生指導(dǎo)，學(xué)習(xí)效果更好；另一方面，他們的加入也促進(jìn)了研究生課題的開展。對于那些研究興趣強(qiáng)烈、具有較強(qiáng)實(shí)踐能力的學(xué)生，我們作為指導(dǎo)教師鼓勵其積極申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

我們的科學(xué)研究項(xiàng)目有些是和企業(yè)合作的，在一些項(xiàng)目進(jìn)入中試和生產(chǎn)階段后，如果時間適宜，也會根據(jù)學(xué)生興趣安排其進(jìn)入企業(yè)參觀學(xué)習(xí)，了解微生物在制藥企業(yè)的應(yīng)用，這對他們的就業(yè)會有很大幫助。微生物學(xué)課程學(xué)習(xí)效果不僅體現(xiàn)在考核成績上，更體現(xiàn)在學(xué)生畢業(yè)后從事微生物制藥相關(guān)工作時的解決實(shí)際問題能力和創(chuàng)新能力上，而這些能力的培養(yǎng)需要更多的科學(xué)研究。

4 結(jié)語

社會在快速進(jìn)步，微生物學(xué)課程教學(xué)方法也要根據(jù)實(shí)際進(jìn)行改革。本文是筆者對醫(yī)科院校制藥工程專業(yè)微生物學(xué)課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)心得體會，主要涉及教學(xué)內(nèi)容的組織、教學(xué)方式和科研反哺教學(xué)方面。由于筆者自身能力的限制，有些觀點(diǎn)的論述欠佳，在后期微生物學(xué)課程教學(xué)過程中將繼續(xù)潛心研究，不斷嘗試，進(jìn)一步提高微生物學(xué)課程教學(xué)效果和自身教學(xué)水平。

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