北京林业大学“生物制药”课程实验教学改革初探

2014-01-27史玲玲

中国林业教育 2014年6期

史玲玲马超

（北京林业大学生物科学与技术学院，北京 100083）

生物制药是利用生物活体来生产药物的方法，具体指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等研究成果，从生物体、生物组织、细胞、体液中提炼制造用于预防、治疗和诊断的医药制品。生物制药产业作为21世纪最具希望和发展潜力的新兴高技术产业，不仅对国民经济的发展有着巨大的促进作用，而且也是预防人类疾病的安全和有效的手段。

林业药用资源的开发与利用是当前林业产业发展的重要内容，尤其是林下药用资源的成分分析、生物活性研究、安全性评价是林下大量药用和食用资源产业化面临的重要任务。为了适应当前林业产业的发展需求，使课程内容与生产实际更加贴近，北京林业大学生物科学与技术学院开设了“生物制药”课程，这也是学院在生物技术教学和人才培养方向上的大胆尝试和改革。

一、“生物制药”课程实验教学改革的必要性

生物科学是一门以实验为基础的自然科学，而生物制药作为其中应用导向较强的领域之一，其实验教学的地位更是举足轻重。通过合适的实验教学体系培养适合社会与产业发展需要的人才，是生物制药人才培养的重点内容［1-2］。北京林业大学“生物制药”实验课程的开设不仅要体现时代的发展，同时也要结合林业院校的特色，所以对“生物制药”实验课程实施改革是很有必要的。

首先，“生物制药”是顺应时代发展而形成的一门新的课程，该课程的重点是生物技术在药物研发和生产中的应用。近年来，传统的化学制药已经逐渐向新型的生物制药转变，而生物技术制药主要研究制药工业中所涉及的相关生物技术。随着生物技术的日新月异，旧的教学模式已经不适应生物技术制药的教学，无法使学生更好地学习、理解、掌握生物技术及相融合的药学知识。生物制药这种新的学科需要新的教学模式，这就要求教师在教学过程中及时掌握知识的前沿性，把握生物技术知识的难点与重点，尤其要让学生透彻理解生物技术与药学之间的密切关联，所以应进行相应的教学改革。

其次，林业院校生物制药专业不同于医学院校，为了突出北京林业大学生物制药人才培养特点和学科的特色，围绕人才培养目标，开设了“生物制药”“药理学”“药用植物化学与分析技术”和“毒理学”等相关课程。为了培养具有森林生物学特色和林业特色的生物制药人才，使林业背景下生物制药实验课程与生物学专业知识更好地结合，笔者在“生物制药”实验课程开设的过程中不断地探索和尝试，在加强基础知识的同时，侧重于林业药用资源的开发与利用技术。

目前“药理学”“药用植物化学与分析技术”“生物制药”和“毒理学”等课程均开设了实验课程，学生选修率达到90%以上。但是，仅单纯依赖这几门实验课，内容零散，没有系统性，难以达到预期的效果。因此，结合“药用植物化学与分析技术”“药理学”和“毒理学”等实验课程，将“生物制药”实验课程内容进行创新，对其进行调整和整合，打破章节式的教学方法，形成系统性，开设开放性综合大实验，让学生全程参与生物药物尤其是林业药用植物开发的全过程，构建具有森林生物学特色的“生物制药”实验教学课程。

二、“生物制药”课程实验教学改革的主要内容

（一）构建“1（3）+2”特色实践教学体系

为了区别于药学、中药学、中医学专业，使实验课程内容更能针对林业院校生物学院学生的专业背景和就业需求，笔者将“生物制药”类相关课程的实验内容进行了调整，放弃原先零散的验证性试验，尝试开展开放性综合实验，侧重于林业资源的加工利用，具体包括天然活性成分的提取制备、活性评价、毒理学评价等相关内容，包括了“生物制药”“药用植物化学与分析技术”“药理学”与“毒理学”的实践教学。

从提高学生实践能力与创新思维的角度出发，笔者构建了以能力培养为主线，分层次、多阶段、相对独立的“1（3）+2”生物学实验教学体系［3］。“1”指第一课堂实验教学体系。“3”指第一课堂实验教学体系的3个阶段。①专业基础实验阶段，主要包括生物制药基础操作、基本实验技术，如动物的捉持、给药剂量的多少以及应采取的给药方式。基础实验手段和技术是每一门实验课最基本、不可或缺的部分，好的开始是成功的一半，否则后续的验证性实验和综合性实验都无法进行。②专业课实验阶段，主要指验证性实验，如肝药酶诱导剂对药物作用的影响。验证性实验可以强化学生的实证意识，所谓“科学的本质是通过观察验证获得的”，在实验内容体系中验证性实验的开设是非常必要的。③综合设计性实验阶段，主要指跨课程的综合性试验，如某综合实验具体方案为药材的采集—药材的鉴定（显微鉴定：组织切片）—药用成分的提取—药用成分的分离纯化—药用成分的干燥—药剂的纯度鉴定—药剂的活性和毒性检测（用小白鼠做活性和毒性试验）—AMES检测药剂的致突变性。这些综合设计性实验包含多个基础性实验技术，较之以前的实验，连贯性和综合性都大大提高。综合设计性实验的开设，使学生在熟悉生物制药相关理论知识的基础上，能掌握更多的实验技能和实验手段，提高了学生“理论联系实际”的能力。同时，综合性实验的开放式实验方法，改变了传统实验教学时间安排过于死板，时间少且不连贯的现象，体现了学生对实验时间安排的灵活性，提高了学生实验的积极性和主动性，培养了学生的操作能力。

“2”指第二课堂实验教学体系，包括“导师制”、社会实践、科技创新、校内外科研基地和企事业单位联合培养等，充分拓展创新人才的培养渠道［4］。学校可以为学生创造更多的生产实践机会，如由导师联系一些制药公司、生物制品研发单位让学生去实习，使学生真正做到学以致用，并为培养实践能力强、具有良好职业道德的应用型人才及拓宽学生的就业渠道打下基础。

（二）建立以学生为中心的实验教学模式

笔者在对实验内容体系进行调整的基础上改进了实验教学的方法，建立了以学生为中心的实验教学模式，形成了以自主式、合作式、研究式为主的学习方式。开放性综合实验给予了学生充分的自主性，学生可以自己安排实验，充分发挥其主观能动性。实验小组在完成一个综合实验时，每个小组成员都能深刻理解合作的重要性，只有通过共同的努力，才能完成一个综合实验，取得较好的实验结果。指导教师可以将一些科研课题引入到实验教学中，实现教学与科研相结合。这样，实验教学就打破了以教师为主的传统教学模式，实验内容也不再单单是基础性的验证实验，而是与科研实际相结合，更能激发学生的学习兴趣，从而实现“教学相长”。教师在考察一段时间后，对那些具有科研兴趣、实验技术掌握全面的学生，可鼓励其申请大学生科技创新计划，其中成果突出者，可以鼓励他们在正式刊物发表科研论文，将学生培养成为高素质的研究型人才。对于教师来说，这种实验教学模式不仅使实验教学得到创新，同时自己的科研进展也会有所突破，自己的科研队伍也会得以壮大。

（三）建立多元化的实验考核方法

实验教学改革的最终目标就是提高实验教学质量，而合理的成绩评定方法是客观评价教学改革情况的一个指标［5］。建立完善的实验考核方法是检查教学质量、改革教学方法的重要依据，也是确保实验教学成功的有力保障。所以，必须高度重视实验考核方法，积极建立多元化的实验考核机制，统筹考核实验过程与实验结果，以此激发学生的实验兴趣，提高实验能力。

传统实验教学的考核，往往依据实验报告进行评价。这种单一的考核方法不能衡量学生是否熟练掌握了实验技能，学生也容易滋生实验不参与、抄袭他人实验报告的心理。因此，对生物制药实验课程的评价应由单一化向多元化发展，建立多元化的实验考核机制。

为了保证生物制药实验课程考核内容尽可能全面，在考核中笔者注重基本技能操作，强调学生动手能力、解决问题和归纳总结能力的培养。考核方式采取百分制，考核内容包括：①对实验技能的掌握情况，占考核比例的30%，如动物的捉持、给药剂量的多少以及应采取的给药方式等；②以实验报告形式提交的实验结果部分，占比例的60%，这一部分内容的考核的关键在于对实验结果的分析，如果没得到预期结果，应分析其原因，并进行讨论，让学生们在实验结束后真正理解整个实验的原理；③最后10%的考核是对卫生环境的考核，包括实验动物的喂饲、笼舍清理以及实验室卫生环境的打扫等。由于开放实验时间不固定，每个实验小组按自己的时间来安排实验，实验室的卫生环境不容易保持，通过把这一项列入考核范围，来增强学生“以实验室为家”的主人翁精神，培养其责任感。多元化实验考核方法的建立，统筹兼顾了实验过程与实验结果，有利于激发学生的学习兴趣，提高学生的实验能力。

三、“生物制药”课程实验教学改革的效果

首先，“1（3）+2”特色实践教学体系激发了学生参与科研的积极性和主动性，通过对学生的跟踪调查发现，毕业前，班级中积极申请科技创新计划的学生占班级人数的80%以上，而这80%中有近1／3的人能够申请到国家级和北京市级的资助，一半以上的学生团队能够受到校级的资助，他们的科研成果以在核心期刊发表科研论文形式展现，优秀团队发表的文章能被SCI收录。

其次，由于生物制药课程是针对大二、大三年级的学生开设的，虽然他们的课时多、学习任务重，但是开放式的实验教学方式没有时间限制，学生们可自己安排实验，利用课余时间完成实验，给了学生最大的自由度和自主权，这种实验课程开课方式受到了学生们的欢迎，提高了学生的积极性，因此选课人数大大提高。

第三，多元化的考核方法打破了实验课程仅以实验报告作为单一评价的模式，避免了学生不参与实验、抄袭他人实验报告的现象。实验技能的考核督促学生们必须参与实验并掌握生物制药的技术操作，提高了学生的实验动手能力。在对实验报告的考核中，实验结果并不重要，重点在于如何分析得到的结果，这种考核方式提高了学生分析问题和解决问题的能力。多元化的实验考核方法的实施提高了实验教学的质量，学生的科研素质、实践能力显著增强，教学效果显著。