楊 紅,吳春惠,李 順,曾紅娟,劉貽堯
(電子科技大學 生命科學與技術學院,成都 610054)
生物技術制藥課程主要內容包括現(xiàn)代生物制藥技術的基礎理論和基本技術,以及基因工程制藥、抗體制藥、酶工程制藥及動物細胞制藥等章節(jié)[1]。生物技術制藥以現(xiàn)代生命科學為基礎,綜合運用多學科技術,是目前生物技術研究最活躍的領域。因此,培養(yǎng)研究型、創(chuàng)新型的生物制藥人才是本課程的核心任務。
我們在教學實踐中發(fā)現(xiàn),生物技術制藥課程涉及的知識面廣、內容多,單純理論教學難以激發(fā)學生學習興趣,課堂難免流于形式化和空洞化。其次,生物技術制藥是一門專業(yè)性強的課程,多在大三開設,授課學生已經學習過生物化學、微生物學、分子生物學等專業(yè)課知識[2],如完全按照教材的知識框架講授,內容新意不大,教學效果不佳。第三,生物技術制藥發(fā)展快速,現(xiàn)有教科書更新周期長,不能及時反映行業(yè)的最新進展,難以滿足時代發(fā)展的要求[3]。所以,改革傳統(tǒng)的以教師為主體的教學形式、激發(fā)學生學習興趣,充實教材前沿內容,提升學生實際應用和創(chuàng)新能力,成為本教學改革的重點。
以文獻為導向的自我學習(Reference-induced self-education,RISE)教學模式,是建立在PBL(Problem based learning,PBL)教學模式上的新教學模式,它注重訓練學生的科研能力,在提高學生主動學習能力及促進學生學習新知識等方面具有更好的教學效果[4]。以文獻為導向的教學模式通過閱讀文獻、組織課堂討論的方式進行學習,是拓寬信息通道,讓學生主動探索知識,提高課堂效率的一種形式[5]。我們參考的文獻形式多樣,有前沿技術和行業(yè)最新動態(tài)、研究論文和學位論文等。通過對文獻的學習和討論,提高學生分析問題、解決問題的能力,引導學生將理論知識應用到實際工作中去,很好地解決了上述3大教學難點,有效地推動了課程內容的協(xié)同創(chuàng)新[6]?,F(xiàn)以我們的實踐為例,介紹以文獻為導向的教學模式在生物技術制藥課程中的應用。
討論最大的作用在于激勵學生在思想交流中深入思考,但如何開展學術討論,是教學中較難實現(xiàn)的環(huán)節(jié)[7]。具體的實施流程如下:
首先,在緒論課明確提出本課程的教學模式以文獻為導向,簡要介紹它的優(yōu)點和難點,讓學生在思想上高度重視;第二,概述每章主要內容,以便爭取更多的課時給文獻討論課(討論課課時能占到總課時的一半);第三,在每章課堂教學前通過QQ群發(fā)布相關文獻或關鍵詞,讓學生在討論課前做好充分準備(如制作PPT、勾畫關鍵詞句及圖表,上傳相關資料等);第四,提前上傳課堂討論提綱及問題,讓學生明白學習重點,有針對性地準備討論內容;第五,給予參與討論課的同學相應成績,調動學生的課堂參與度和積極性。
以抗體工程制藥一章為例?;蚬こ炭贵w為核心的內容串起了基因工程制藥的上游構建及下游表達的技術,并且和抗體工程制藥的熱點內容緊密相關。課前環(huán)節(jié),我們以基因工程抗體的構建、表達及活性鑒定為討論主題,在中文期刊數(shù)據(jù)庫查閱10余篇相關研究論文,如《人源性抗bFGF單鏈抗體表達載體的構建與酵母表達》[8]等,配合討論提綱提前發(fā)給學生。主要問題有:文獻實驗目的是什么?如何完成上游構建?選擇什么表達系統(tǒng)?分離純化主要技術是什么?怎樣評價這種重組抗體的生物學活性?文章的亮點是什么?不足有哪些?如何完善和設計實驗方案?有沒有看不懂的地方等。
課堂討論環(huán)節(jié),做了PPT的學生就某篇文獻進行講解和評述,閱讀過同篇文章的同學參與討論,將相關內容推進到更深的理解和拓展層面;沒讀過此篇文獻的學生,通過他們的展示和討論,也了解到了主要內容,所有學生都能受益?;蛘咄ㄟ^在原文獻的PDF文檔上面直接勾畫講解,學習文獻的主要內容。討論課上學生未能解答的問題,教師將進行講解并借此深化教材內容。討論課最后,教師對本講主要內容總結、展望,引導學生思考。老師記錄參與討論的同學并給予相應成績。
通過閱讀和討論文獻,學生理解了基因工程單鏈抗體的一般制備流程和方法,抗體表達后的檢測鑒定等實驗手段,了解到文獻具體的應用,激發(fā)了學習興趣。
與生物技術制藥領域高度相關的學位論文在背景知識的綜述,科學問題的提出,實驗的設計和實施過程,實驗結果討論等方面非常詳盡,能更全面和精細地培養(yǎng)學生整體科研素養(yǎng)。
精讀學位論文對于每位同學,是一個綜合的頭腦風暴和學習過程,對今后實施畢業(yè)設計和撰寫畢業(yè)論文是一次預練。對以后有志于從事科研工作的學生,具有積極的指導作用。所以我們要求每個同學精讀一篇學位論文,從中學習精華,并撰寫讀書報告。由于課時有限,我們選擇特別精彩的讀書報告和論文推薦給所有同學,讓學生在課堂上作口頭報告,大家一起學習討論,擴展眼界。為調動學生的積極性,讀書報告的成績及課堂口頭報告也作為平時成績的一部分,計入期末總分。
在新藥申報章節(jié),我們給學生介紹國內的CFDA及美國的FDA機構和網站,讓學生尋找自己感興趣的內容,評價當前比較熱門的申報藥物。或模擬“你”就是某藥企的負責人,現(xiàn)在我們要做一個me-too的新藥,你選哪個,根據(jù)是什么,讓大家對于這個項目的跟蹤與發(fā)掘有好奇心,推動大家站在戰(zhàn)略層面上主動思考新藥立項的問題,進行課堂和課外的討論。這部分內容是加分項,不要求所有學生都做講解,作講解的同學可以得到額外加分。
利用豐富的網絡資源,讓學生搜索實驗操作手冊、視頻、在群文件里共享。我校大三學生都進入各課題組,參與課題和實驗。學院還開設了數(shù)門綜合實驗課,比如基因工程大實驗,大分子的分離純化實驗,細胞工程實驗等,很好地培養(yǎng)了學生的實驗動手能力。對于較為前沿的實驗技術和方法,教師集中介紹它們在生物技術制藥領域的應用。
總之,討論課是一個雙向交流和反饋的過程,根據(jù)學生的需求和技術發(fā)展實時調整和補充,進行有效的課堂講解和討論,這種啟發(fā)式、討論式相結合的互動教學方法,有利于激發(fā)學生思考能力,提高學生課堂中注意力,加強教學效果[9]。學生也在收集材料和分享資源的過程中,直觀地了解到了生命科學的快速發(fā)展。
教師是高等教育的引領者和實施者,教師具有科學的科研及創(chuàng)新理念,扎實的科研創(chuàng)新知識,才能對學生進行啟發(fā)式教育,培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)造能力[10]。除了熟練掌握教材內容,還要閱讀文獻,跟蹤行業(yè)前沿動態(tài),對教師本身的學習能力要求高,備課量也陡增。由于學生群體大,關注的熱點較為分散,專業(yè)跨度大,要求老師在此教學模式中有更為廣闊的知識背景和儲備。為組織有效的課堂討論,既能引導學生討論的方向,又能有效率地推動課堂討論,還要對教學和討論內容進行總結和升華,對教師掌控課堂的能力提出了更高的要求。
采用平時成績和期末考試相結合的考核方式,除了期末考試成績,期末總評成績包含了文獻閱讀和討論,讀書報告等成績,提高了考核的標準:要學生會查資料,會口頭表達,會分析歸納,更有利于培養(yǎng)研究型、創(chuàng)新型人才。近幾年來,采用此模式在人才培養(yǎng)方面有一些好的反響,主要表現(xiàn)有平均成績穩(wěn)步提高,從教改前的70分左右上升到了80分。滿意度有較大提升,評教成績優(yōu)秀,選課人數(shù)增多。大多數(shù)學生都表示,他們在文獻調研和綜述方面有了很大進步,在完成畢業(yè)論文的時候更有全局觀,有同學表示,因為此課程對專業(yè)更感興趣,他們選擇了繼續(xù)深造……
在教學中培養(yǎng)創(chuàng)新能力是教育關注的話題,在以文獻為導向的教學模式中,學生課下收集資料、知識查新是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的前提,在講解時發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題就是一個創(chuàng)新過程[11]。我們初步探索了在生物技術制藥課程教學中實現(xiàn)以文獻為導向的教學模式,利用社交軟件,推送大量的參考文獻和視頻資料,一方面推動了學生主動閱讀、討論文獻深度學習,培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力;另一方面也推動教師將更多時間投入在教學上,與時俱進,跨界學習,提高自身的綜合素質。本課程的改革與實踐經驗,能為提高生物技術制藥課程的教學質量及完善教學體系建設提供一點借鑒和參考。