郭莉霞 魏星躍 李宏 江瀾

摘要：以“淀粉酶產(chǎn)生菌的篩選、發(fā)酵及酶活力測(cè)定”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例，具體闡述了以“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式”為教學(xué)模式的制藥工程專業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，以期通過(guò)此教學(xué)模式提升學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的科研思維以及對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的整體把握能力，從而培養(yǎng)出更優(yōu)秀的工程應(yīng)用型技術(shù)人才。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式；微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)；制藥工程

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）05-0267-02

制藥工程專業(yè)是教育部在1998年將原有的化學(xué)制藥、生物制藥（部分）和中藥制藥（部分）整合而成的新生專業(yè)。該學(xué)科是綜合藥學(xué)、化學(xué)、生物技術(shù)和工程學(xué)為一體的新興工程技術(shù)類交叉學(xué)科，除傳統(tǒng)的運(yùn)用化學(xué)、化工、藥學(xué)等專業(yè)的理論知識(shí)和工程技術(shù)外，微生物學(xué)、生物化學(xué)以及生物技術(shù)等學(xué)科知識(shí)在現(xiàn)代生物制藥中發(fā)揮了重要作用。制藥工程專業(yè)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物技術(shù)與發(fā)酵制藥的有機(jī)結(jié)合，有效地將微生物基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、基因工程、酶工程、藥物工程等原理和方法整合體現(xiàn)在一個(gè)完整的綜合實(shí)驗(yàn)中。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不但可以鞏固學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，也對(duì)學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)技能、深刻理解微生物在制藥工程中的作用，掌握微生物制藥的技術(shù)和方法，提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)及培養(yǎng)工程型創(chuàng)新人才等方面都具有非常重要的意義。鑒于微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)在制藥工程專業(yè)中的綜合性和重要性，對(duì)該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、教學(xué)模式和方法則提出了更高的要求。

本文提出“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)模式，其核心是用一個(gè)個(gè)完整的項(xiàng)目貫穿于制藥工程專業(yè)“微生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，把項(xiàng)目拆分為若干個(gè)典型模塊，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以典型模塊劃分單元實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)在一個(gè)個(gè)完整的項(xiàng)目中，以模塊引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)不同的知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生形成完整的微生物發(fā)酵制藥思想。

一、“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)模式在制藥工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的提出

制藥工程專業(yè)人才培養(yǎng)中明確指出，制藥工程專業(yè)的學(xué)生需具有廣泛而堅(jiān)實(shí)的制藥工程基礎(chǔ)，在生物技術(shù)制藥中熟悉掌握微生物的滅菌和無(wú)菌操作技術(shù)、工業(yè)發(fā)酵、GMP及其藥物質(zhì)量控制。根據(jù)培養(yǎng)方案的要求，制藥工程的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)就應(yīng)該包括微生物制藥、生化藥物研發(fā)、藥物變質(zhì)檢驗(yàn)、藥物抗菌試驗(yàn)、藥物的微生物檢查及其藥物效價(jià)的測(cè)定等方面的內(nèi)容。筆者所在的學(xué)校將其按普通微生物實(shí)驗(yàn)課程來(lái)開設(shè)，不能有力地支撐制藥工程專業(yè)人才培養(yǎng)的要求，缺乏專業(yè)特色，綜合實(shí)驗(yàn)較少?！绊?xiàng)目驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)模式是根據(jù)制藥工程教學(xué)目的和培養(yǎng)目標(biāo)的要求，以項(xiàng)目為基本素材，把學(xué)生帶入特定的、完整的制藥過(guò)程中去分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，不僅加強(qiáng)了微生物基本的實(shí)驗(yàn)操作技能，還培養(yǎng)學(xué)生將理論知識(shí)靈活運(yùn)用到實(shí)踐中，具體問(wèn)題具體分析研究，最后做出判斷和決策，是提高學(xué)生解決問(wèn)題能力的一種理論聯(lián)系實(shí)際的啟發(fā)式教學(xué)方法。

二、“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)模式的實(shí)踐

1.“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)模式微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的確定。廣泛聽取和收集了任課教師、實(shí)驗(yàn)教師以及學(xué)生對(duì)制藥工程微生物實(shí)驗(yàn)的具體要求，制定出“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式”實(shí)驗(yàn)具體內(nèi)容和可操作性高的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?。具體思路是選擇一種藥物或藥物中間體從菌種的分離、篩選和純化、菌種的誘變育種以及菌種發(fā)酵工藝整個(gè)串聯(lián)起來(lái)，有機(jī)地將不同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)操作銜接。由此可以得出從課本到實(shí)踐、從基礎(chǔ)到專業(yè)、從獨(dú)立到關(guān)聯(lián)的課程內(nèi)容和實(shí)際實(shí)踐操作規(guī)律?，F(xiàn)以“淀粉酶產(chǎn)生菌的篩選、發(fā)酵及酶活力測(cè)定”為例，具體闡述“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)模式在制藥工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。

2.“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)模式微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)具體實(shí)施?！暗矸勖府a(chǎn)生菌的篩選、發(fā)酵及酶活力測(cè)定”實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包含以下幾個(gè)內(nèi)容：從土壤中分離微生物；篩選純化淀粉酶產(chǎn)生菌；淀粉酶產(chǎn)生菌的誘變育種；中試發(fā)酵培養(yǎng)工藝優(yōu)化。這個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的完成可以達(dá)到以下效果：（1）將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)融合在具體的藥物（中間體）生產(chǎn)過(guò)程中。本實(shí)驗(yàn)的4個(gè)教學(xué)內(nèi)容中均包括微生物實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，即微生物實(shí)驗(yàn)器皿的洗滌和包扎、培養(yǎng)基的制備和滅菌、微生物的接種、微生物的分離純化、顯微鏡的使用及微生物形態(tài)的觀察、細(xì)菌的一般染色和革蘭氏染色法等實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容。這些實(shí)驗(yàn)操作融入一個(gè)大的“項(xiàng)目式”實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生們更好地感受無(wú)菌操作的重要性，明白有菌和無(wú)菌的概念，并且在培養(yǎng)基的配制、分裝、滅菌、接種實(shí)驗(yàn)操作中也更理解培養(yǎng)基對(duì)于微生物生長(zhǎng)的選擇性的作用、微生物與培養(yǎng)基之間的關(guān)系。而且這4個(gè)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)施起到了讓學(xué)生多次練習(xí)微生物的基本操作的作用，如液體接種技術(shù)、固體斜面劃線、平板劃線、倒平板技術(shù)、稀釋涂布等，確保學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)技能。（2）將基本原理融合在具體的藥物（中間體）生產(chǎn)過(guò)程中。一個(gè)大的“項(xiàng)目式”實(shí)驗(yàn)意味著包括了微生物制藥相關(guān)的很多原理。“淀粉酶產(chǎn)生菌的篩選、發(fā)酵及酶活力測(cè)定”實(shí)驗(yàn)中就包括消毒和滅菌的原理、劃線分離和涂布稀釋分離純化原理、選擇性培養(yǎng)基與淀粉酶產(chǎn)生菌的篩選原理、淀粉酶產(chǎn)生菌活力檢測(cè)原理、紫外線對(duì)菌株的誘變育種原理以及發(fā)酵培養(yǎng)淀粉酶產(chǎn)生菌的工藝優(yōu)化原則等。這些原理在具體實(shí)驗(yàn)中以直觀的形式、按照微生物發(fā)酵制藥的流程依次呈現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)生更好地體會(huì)和理解微生物發(fā)酵制藥的連貫性、系統(tǒng)性和整體性，克服了單個(gè)微生物實(shí)驗(yàn)之間自成體系、相對(duì)獨(dú)立、聯(lián)系不緊密的缺點(diǎn)。（3）將創(chuàng)新性融合在具體的藥物（中間體）生產(chǎn)過(guò)程中?！暗矸勖府a(chǎn)生菌的篩選、發(fā)酵及酶活力測(cè)定”中的“淀粉酶產(chǎn)生菌的誘變育種”以及“中試發(fā)酵培養(yǎng)工藝優(yōu)化”是兩個(gè)十分靈活的內(nèi)容，其中淀粉酶產(chǎn)生菌的菌株選育可以采取紫外誘變、化學(xué)誘變、自然選育等方法，學(xué)生可以自由選擇、組合這些方法，這就要求學(xué)生需要具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)以及靈活應(yīng)用的能力。另外一個(gè)內(nèi)容“中試發(fā)酵培養(yǎng)工藝優(yōu)化”則是將實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中影響菌株發(fā)酵的具體因素真實(shí)呈現(xiàn)，讓學(xué)生真正體驗(yàn)實(shí)際發(fā)酵生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并對(duì)培養(yǎng)基的配方、發(fā)酵的時(shí)間、溫度等發(fā)酵培養(yǎng)的工藝進(jìn)行優(yōu)化，顯著增強(qiáng)了學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)踐能力、科研水平及創(chuàng)新思維。

此外，“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)模式微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)還改變了以往的每個(gè)學(xué)生一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式，學(xué)生在此過(guò)程中以小組的形式參與資料搜集、整理討論、修改方案、方案實(shí)施等過(guò)程，分工明確，協(xié)作完成，最后以項(xiàng)目小組技術(shù)報(bào)告的方式提交。這種合作學(xué)習(xí)的方式也促使學(xué)生之間取長(zhǎng)補(bǔ)短、協(xié)同發(fā)揮自身及同伴的優(yōu)勢(shì)，建立起了團(tuán)隊(duì)歸屬感和榮譽(yù)感。

三、結(jié)束語(yǔ)

微生物發(fā)酵制藥是一門綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，隨著微生物發(fā)酵制藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，制藥業(yè)對(duì)微生物技術(shù)制藥人才的需求也日益增加，各大院校的制藥工程專業(yè)越來(lái)越重視微生物發(fā)酵制藥的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，如何增強(qiáng)微生物發(fā)酵制藥實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果，培養(yǎng)素質(zhì)高、能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的微生物發(fā)酵制藥人才，是當(dāng)前培養(yǎng)技術(shù)人才所需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題之一?！绊?xiàng)目驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)模式是一種靈活、多樣化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，能夠?qū)⒍鄠€(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、基本原理有機(jī)融合在具有創(chuàng)新性的完整的項(xiàng)目中，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的微生物發(fā)酵制藥思想，促使學(xué)生充分理解生物制藥工程的復(fù)雜性、基礎(chǔ)性、多樣性等屬性。但是，由于涉及內(nèi)容豐富，需要更多課余時(shí)間，可適當(dāng)設(shè)置為開放性實(shí)驗(yàn)。通過(guò)這種基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式”模式，讓學(xué)生更好地掌握制藥工程相關(guān)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)和操作，也使人才培養(yǎng)符合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需要，最終形成教育與技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。

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