譚松,徐偉芳,馬格非,梁娟,尹登科
(安徽中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院,安徽合肥 230012)
隨著分子生物學(xué)與生命科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,生物醫(yī)藥在國(guó)內(nèi)外迅速興起,已發(fā)展成為最具前景的支柱產(chǎn)業(yè)之一[1-2]。生物制藥技術(shù)是醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展壯大的核心要素,生物技術(shù)制藥類課程教學(xué)因此受到高等教育從業(yè)者的密切關(guān)注與重視,在教學(xué)領(lǐng)域內(nèi)大力開展生物技術(shù)制藥專業(yè)類理論相關(guān)課程和以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力為主的實(shí)驗(yàn)課程,用于社會(huì)急需人才的培養(yǎng)和儲(chǔ)備[3]。生物制藥專業(yè)的應(yīng)用導(dǎo)向性較強(qiáng),對(duì)學(xué)生們的知識(shí)儲(chǔ)備、技術(shù)能力以及科學(xué)性思維提出了新發(fā)展要求,生物技術(shù)制藥領(lǐng)域相關(guān)的實(shí)驗(yàn)類課程教學(xué)體系的建設(shè)和改革因此成為重中之重[4-6]。不同于其他普通院校,中醫(yī)藥院校以培養(yǎng)中醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)展所需人才為目標(biāo),要求生物制藥專業(yè)學(xué)生能充分利用現(xiàn)代生命科學(xué)與技術(shù)手段。因此,受中醫(yī)藥行業(yè)在當(dāng)前社會(huì)中綜合發(fā)展的形式所驅(qū),中醫(yī)藥院校生物制藥專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)體現(xiàn)中醫(yī)藥特色,并緊密結(jié)合中藥發(fā)展趨勢(shì)[7]。為探索生物技術(shù)制藥類綜合實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)改革,本文就生物制藥專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的現(xiàn)狀、問題及改革方案進(jìn)行了分析。
當(dāng)前,安徽中醫(yī)藥大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“安中醫(yī)”)生物制藥專業(yè)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)類課程共計(jì)7門,其中“生物制藥工藝學(xué)”編排14個(gè)實(shí)驗(yàn),是實(shí)驗(yàn)課程的骨干內(nèi)容。從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來看,絕大部分實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性的,缺乏綜合性大型實(shí)驗(yàn);從操作流程來看,部分實(shí)驗(yàn)操作程序比較傳統(tǒng),實(shí)操理論邏輯性不緊密,與中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀脫節(jié);7門實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的安排比較獨(dú)立,基礎(chǔ)性操作占比較大,教師與學(xué)生之間缺乏連貫性教與學(xué)。此外,所選用的大多是校外實(shí)驗(yàn)教材,如第三軍醫(yī)大學(xué)鄒全明教授主編的《生物技術(shù)制藥實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》、中國(guó)藥科大學(xué)高向東教授主編的《生物制藥工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)與指導(dǎo)》等,偏離安中醫(yī)的實(shí)際教學(xué)狀況,無法達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。
根據(jù)當(dāng)前教學(xué)現(xiàn)狀來看,實(shí)驗(yàn)課講授主要采用比較傳統(tǒng)的教學(xué)模式,如實(shí)驗(yàn)老師在上課時(shí)將教材中的實(shí)驗(yàn)原理、所需材料以及詳細(xì)步驟告知學(xué)生,然后讓學(xué)生們按部就班完成實(shí)驗(yàn)操作,缺乏結(jié)果導(dǎo)向型安排;另外,因?qū)嶒?yàn)課程涉及的儀器設(shè)備(移液器、超凈工作臺(tái)、離心機(jī)等)、常用耗材(離心管、玻璃試管、錐形瓶等)購(gòu)置數(shù)量不足,無法做到每人一套實(shí)驗(yàn)材料,往往七八人被編排為一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),導(dǎo)致有些學(xué)生不能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作;從微生物實(shí)驗(yàn)方面來看,每次課程安排實(shí)驗(yàn)人員較多,交叉污染風(fēng)險(xiǎn)大,實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往不理想,也間接帶給學(xué)生們挫敗感。
實(shí)驗(yàn)課程的考核不采用理論課程單一性的試卷化方式,主要分為學(xué)生課堂出勤、實(shí)驗(yàn)操作技能掌握和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分[8]。傳統(tǒng)的考核模式下,學(xué)生書寫的實(shí)驗(yàn)報(bào)告在考核中占有很大的比重,教師也往往根據(jù)操作結(jié)果是否與教材結(jié)果相一致評(píng)判該學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)掌握程度,導(dǎo)致考核方式有較大的偏向性,無法準(zhǔn)確呈現(xiàn)學(xué)生們的實(shí)力和潛能。課程出勤只保證學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到應(yīng)該掌握的理論知識(shí),而實(shí)驗(yàn)操作技能的鍛煉才是需要教師與學(xué)生格外注意和加強(qiáng)的重要環(huán)節(jié)。因此,在專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有必要建立一套客觀、全面、有效的實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)建師生及時(shí)交流討論的平臺(tái)也有重要意義。
針對(duì)當(dāng)前院校課程編排、教材選擇、教授模式以及考核方式中存在的問題,積極嘗試探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,以綜合性實(shí)驗(yàn)為突破口,力爭(zhēng)尋找更高效的教學(xué)新路徑。
教學(xué)課題組應(yīng)該根據(jù)各科教師負(fù)責(zé)內(nèi)容的具體情況,整合教學(xué)大綱課程學(xué)時(shí)要求,以院校自身實(shí)驗(yàn)室條件為基礎(chǔ),移偏除舊,增合拓新,銜接上下游課程,使實(shí)驗(yàn)操作在內(nèi)容上連貫統(tǒng)一。生物制藥專業(yè)安排開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程主要設(shè)置在大學(xué)二年級(jí)和大學(xué)三年級(jí),因此綜合性實(shí)驗(yàn)可以設(shè)置在大二下學(xué)期、大三上學(xué)期、大三下學(xué)期這三個(gè)學(xué)期。
課題組還可依據(jù)生物醫(yī)藥開發(fā)實(shí)際生產(chǎn)操作特點(diǎn),參考創(chuàng)新性藥物研發(fā)基本流程,按照中醫(yī)藥特色重新布局實(shí)驗(yàn)授課主體內(nèi)容,對(duì)基本操作實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ?xùn)練、綜合操作實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ?xùn)練以及科研創(chuàng)新訓(xùn)練三部分進(jìn)行整合編排。
2.1.1 基本操作訓(xùn)練
基本操作訓(xùn)練可在大二下學(xué)期開始(25學(xué)時(shí)),如安徽省中藥植物材料霍山石斛組織培養(yǎng)、成分分析、抗腫瘤藥效分析等操作,讓學(xué)生從簡(jiǎn)單處著手,鍛煉并掌握基本操作技能,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)興趣,為后續(xù)綜合訓(xùn)練奠定基礎(chǔ)。
2.1.2 綜合實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練
綜合實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練可在大三上學(xué)期開展(50學(xué)時(shí)),如以植物細(xì)胞工程藥物的研發(fā)為主線,分為轉(zhuǎn)基因植物的構(gòu)建和植物藥物成分的生產(chǎn)兩個(gè)部分,主抓中醫(yī)藥特色。(1)轉(zhuǎn)基因植物的構(gòu)建部分,包括功能基因的獲得(如同源序列查找、引物設(shè)計(jì)、目的片段擴(kuò)增等)、表達(dá)載體的選擇與構(gòu)建(如質(zhì)粒圖譜查閱、酶切位點(diǎn)選擇、基因文庫(kù)構(gòu)建等)、轉(zhuǎn)基因農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化和篩選、轉(zhuǎn)基因植株或轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞的構(gòu)建和篩選鑒定;(2)植物藥物成分的生產(chǎn)則涵蓋轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞和植株的培育、有效成分的誘導(dǎo)表達(dá)、蛋白質(zhì)的分離純化、蛋白質(zhì)的檢測(cè)以及藥理藥效的分析。在此基礎(chǔ)上,以中醫(yī)藥材料為主要參考,綜合安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)展,將生物制藥整個(gè)過程聯(lián)合起來形成完整體系,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的連貫性認(rèn)識(shí)。
2.1.3 科研創(chuàng)新訓(xùn)練
科研創(chuàng)新能力的鍛煉可開設(shè)在大三下學(xué)期(25學(xué)時(shí)),實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)開放實(shí)驗(yàn)室讓有科研興趣的同學(xué)有機(jī)會(huì)參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備以及實(shí)驗(yàn)具體操作過程,切實(shí)感受科研所需的腳踏實(shí)地、刻苦耐心及創(chuàng)新實(shí)踐精神。
傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程安排往往參照綜合性大學(xué)生物技術(shù)制藥類實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,無法形成中醫(yī)藥大學(xué)的培養(yǎng)特色。因此,中醫(yī)藥院校在實(shí)驗(yàn)課程開展過程中,要以中藥材為主導(dǎo)材料,如安徽道地藥材霍山石斛、亳白芍、斷血流等,讓學(xué)生了解中藥材制藥的過程與實(shí)效,這樣不僅能夠提高學(xué)生們對(duì)中醫(yī)藥的學(xué)習(xí)興趣,也會(huì)加深對(duì)實(shí)踐課程內(nèi)容的體會(huì)。此外,用于微生物培養(yǎng)和發(fā)酵實(shí)驗(yàn)的原材料可以真菌類中藥中的藥?kù)`芝、桑黃等的菌絲體為主,在中醫(yī)藥材的背景下,使學(xué)生們更加深刻地認(rèn)識(shí)到中醫(yī)藥的價(jià)值??傊?,要在這樣的環(huán)境下,使中醫(yī)藥特色深入學(xué)生之心,凸顯實(shí)驗(yàn)課程的中醫(yī)藥特色。
在綜合能力訓(xùn)練部分,可安排同學(xué)對(duì)安徽省內(nèi)特色中藥材(如黃精、靈芝、宣木瓜等)外植體材料或者微生物材料進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng),依據(jù)《中華人民共和國(guó)藥典》并結(jié)合藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)獲得的愈傷組織或發(fā)酵產(chǎn)物有效成分進(jìn)行含量測(cè)定,使學(xué)生更好地理解和把握制藥理論課中培養(yǎng)和應(yīng)用等知識(shí)重點(diǎn);另外,可以引導(dǎo)學(xué)生以專業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ)與藥物化學(xué)、中藥等內(nèi)容相結(jié)合,探索藥物研發(fā)可能性;在分離得到有效化合物后,可添加用化合物處理腫瘤細(xì)胞后的MTT實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞侵襲實(shí)驗(yàn),加強(qiáng)學(xué)生對(duì)新藥開發(fā)意義的理解。在科研創(chuàng)新能力訓(xùn)練中,學(xué)生可根據(jù)教師指定的中藥材料獨(dú)立進(jìn)行科研設(shè)計(jì),在征得指導(dǎo)教師同意后參與項(xiàng)目研究;教師也可讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的階段負(fù)責(zé)人,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)科研的責(zé)任感,充分鍛煉學(xué)生的科研思維。
以中藥為研究材料,理論與操作一體化,不僅可以讓學(xué)習(xí)變被動(dòng)為主動(dòng),同時(shí)有利于綜合考察學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備與運(yùn)用能力。
現(xiàn)代生物技術(shù)更新?lián)Q代周期短,新理論和新技術(shù)層出不窮,而教材內(nèi)容往往滯后于時(shí)代發(fā)展,導(dǎo)致學(xué)生不了解最新技術(shù)知識(shí)而與行業(yè)發(fā)展脫節(jié)。這就要求教師隨時(shí)充實(shí)自己的知識(shí)儲(chǔ)備,將行業(yè)領(lǐng)域前沿進(jìn)展引入課堂,讓學(xué)生們更清楚地認(rèn)識(shí)到行業(yè)發(fā)展的難點(diǎn)、重點(diǎn)及前景,與社會(huì)大環(huán)境充分結(jié)合[9]。例如,可以邀請(qǐng)相關(guān)行業(yè)內(nèi)的精英人士給學(xué)生作專題講座或讓學(xué)生去優(yōu)秀企業(yè)參觀學(xué)習(xí),親身經(jīng)歷的事比枯燥的理論更能打動(dòng)學(xué)生,同時(shí)也有可能促使學(xué)生提前認(rèn)識(shí)與思考畢業(yè)以后的工作機(jī)會(huì)與行業(yè)發(fā)展前景。
課堂上,除了教師言傳身教以外,也需要充分利用科學(xué)技術(shù),讓學(xué)生能夠清楚明白學(xué)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié),樹立學(xué)習(xí)信心。在實(shí)驗(yàn)過程中,教師可將關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)操作以視頻形式反復(fù)播放,方便學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握操作重點(diǎn);也可在課堂巡回時(shí)錄制學(xué)生操作中的失誤或模范,強(qiáng)化學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的參與感與責(zé)任感;另外,教師也可以充分結(jié)合現(xiàn)實(shí),播放運(yùn)用技術(shù)或理論而獲得商業(yè)成功的優(yōu)秀企業(yè)宣傳片,讓學(xué)生深入了解知識(shí)源于生活實(shí)踐,也是造福社會(huì)的基石,激發(fā)學(xué)生的科研熱情。
為促進(jìn)學(xué)生能力提升,應(yīng)變傳統(tǒng)性評(píng)價(jià)為綜合性評(píng)價(jià),將傳統(tǒng)的教師評(píng)價(jià)為主變?yōu)榻處熢u(píng)價(jià)與學(xué)生互評(píng)相結(jié)合,重視實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程。因此,對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的考核評(píng)價(jià)方式進(jìn)行重新安排,從實(shí)驗(yàn)方案撰寫和流程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和操作技術(shù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果報(bào)告、課堂互動(dòng)四個(gè)方面進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)。
在實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)要求每組成員各有分工,并采用PPT的形式對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行匯報(bào),教師評(píng)價(jià)和組間互評(píng)并行,并對(duì)方案可行性給出建議。對(duì)于基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ?xùn)練、綜合能力訓(xùn)練部分,可要求小組成員之間協(xié)同配合,有序完成方案設(shè)計(jì)的全部操作,然后由教師對(duì)每組的實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果,應(yīng)在提交紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基礎(chǔ)上開展結(jié)果匯報(bào)總結(jié)會(huì)議,由教師和學(xué)生共同對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng),在注重結(jié)果的同時(shí)也要更加關(guān)注在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生的努力。課堂互動(dòng)積分為每個(gè)同學(xué)在平臺(tái)上提出問題和給出答案的次數(shù),如提一次問題為1積分,回答一次問題為1積分,將學(xué)生們的行動(dòng)量化。
在實(shí)際教學(xué)中進(jìn)行實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)這種綜合性的評(píng)價(jià)方式更有助于激發(fā)學(xué)生參與積極性,啟迪學(xué)生思考,更能真實(shí)地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。
通過深入探索生物技術(shù)制藥類綜合實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)現(xiàn)狀,結(jié)合中醫(yī)藥院校發(fā)展形式和生物制藥專業(yè)的獨(dú)特性,將多門實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容重新規(guī)劃設(shè)計(jì)并整理優(yōu)化為合理的新實(shí)驗(yàn)課程體系,可提高中醫(yī)藥院校生物制藥專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。