药学专业开设生物工程概论课程设置及教学实践※

杨亚利 姚前尹 邹浩元 杨宇辉 张声源

（嘉应学院医学院，广东 梅州 514031）

生物工程概论是一门综合各种生物技术的学科，主要包括基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程及发酵工程等五大工程，涉及细胞生物学、生物化学、分子生物学、遗传学、动植物生理学及微生物学等多个学科[1]。随着生物技术的快速发展，生物技术已逐渐被应用到各行各业，包括医药卫生、环境保护、生物能源以及食品农业等，对社会发展起到很大的推动作用。尤其在医药领域，生物技术的应用越来越广泛。数据统计分析发现，很多发达国家在生物制药行业的资金投入非常高，例如德国的“生物制药计划”、澳大利亚的“生物制药战略2008”、英国的“生命科学战略2011”等，而我国在2006—2020年“科学技术中长期发展计划”中也将生物技术作为大力发展的新兴产业之一[2]，这对于疾病的预防和治疗非常重要。

对于药学专业来说，传统的研究方法已不能满足其快速发展，新的生物技术的应用成为一种趋势。例如在中草药的组织培养、药理研究和新药研发等方面，都需要生物技术的参与，这就要求学生了解和掌握一定的生物工程技术。因此，药学专业开设生物工程概论这门课程是必要的。由于药学专业学生并不会涉及细胞生物学、分子生物学、微生物学及遗传学等重要基础理论课程，所以在讲授本门课程时会有一定的难度。那么，如何让学生更好地理解与接受讯息，激发学生的兴趣，更好地引导学生的学习就成为教师面临的难题。笔者根据自己在教学实践中的探索，提出几点建议以供大家参考。

1 根据药学专业特点 合理安排开课顺序及教学内容

对于非生物类专业学生来说，生物化学的学习会帮助学生初步了解一些生物学基本知识。生物化学是药学类专业的专业必修课程，主要包括人体组成物质、生物代谢及遗传信息等内容，涉及生物大分子糖、脂肪、蛋白质和核酸等的详细介绍。对于药学专业学生，学习生物化学可以为学习生物工程概论打下理论基础。因此，生物工程概论课程的开设时间安排在生物化学之后会更有利于学生的学习。

在教学内容方面，根据教材内容和药学专业特点选择教学。《生物工程概论》 （陶兴无主编，第二版）主要作为非生物工程专业公选课或生物工程专业的总论教材，虽然其对药学针对性较弱，但与《中草药生物技术》相比，《生物工程概论》覆盖面更广，内容更全面，不只局限于中草药的研究和开发应用[3]。《生物工程概论》教材内容分为讲授和自学两部分，主要讲授五大工程的基本原理与操作方法，以教师为主体；自学部分主要是生物工程的应用，以学生为主体。由于药学专业学生生物学基础知识薄弱，教师主要讲授细胞生物学基础、生物大分子的结构与功能、基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程及发酵工程等，其中基因工程是其他工程的基础及技术核心，细胞工程与中草药培植及药理研究息息相关，作为核心讲授内容。

2 教学模式多元化 初试翻转课堂

2.1 教学模式多元化 生物工程概论是一门理论综合性强又比较抽象的学科。教师的讲授是最主要也是最关键的。结合学生特点，教师在讲授内容时需要深入浅出，联系实际，同时合理运用多媒体手段。例如，讲授细胞生物学基础的内容时，采取启发式教学，边提问边讲授，因为药学学生在高中阶段都不同程度的学习了生物，但不同生源地教学质量及学生本身掌握程度的不同，讲授过程中的提问便于教师更好地了解学生情况。同时，一些科学发现背后的小故事更易引起学生的关注，如布商列文虎克是如何发现第一个活细胞的？其次，教师要联系实际正确引导学生学习。教师可以从两方面入手，一是生活中的实例引导，如讲授基因工程时，询问同学们在逛超市时是否注意到食用油的加工原料是什么？是否知道平时吃的番木瓜有可能是转基因的？对于美国转基因三文鱼上餐桌有何感想？以与生活息息相关的实例激发学生了解转基因的兴趣，并通过学习启发学生思考讨论转基因的利与弊。二是介绍最新科学研究动态，例如分子生物学技术在癌症治疗新方法中的应用，某种新型药物的研发过程等，鼓励学生思考如何在自己的专业中运用生物工程。最后就是教学手段的选择。随着信息技术的快速发展，多媒体技术已成为最普遍的授课方式。教师除了需要熟练掌握PPT的制作外，微视频及动画演示的加入会进一步帮助学生理解。如细胞培养技术，纯粹的理论讲解需要学生发挥超强的想象力，包括实验设备、实验环境的选择及实验材料的准备等，这时我们可选用一些生物网站上细胞培养技术相关的微视频，促进学生对细胞培养技术的认识和理解。

2.2 初试翻转课堂 提高学生学习自主性 近年来翻转课堂的教学模式备受推广，很多高校都在探究翻转课堂模式在相应专业的应用。这种由“先教后学”向“先学后教”的翻转，转换了教师与学生的身份，实现了学生个性化发展及创新思维的培养[4]。生物工程概论主要分为两部分内容，对于基础知识及五大工程，以教师讲授为主，讨论为辅，详细介绍基本概念、原理、方法及应用实例。而后面生物工程在各个领域的应用、生物安全性与基因武器、生物工程与社会伦理和生物工程的知识产权保护等内容，在学生学习理论基础上，开展翻转课堂教学。

与一般翻转课堂不同的是，教师不提供课前教学视频及教学资料，只提供给学生教学目的及内容要求，让学生根据自己前面已学习的基础内容去自学书本内容，分组学习，然后通过信息网络查阅相关资料，优化整合后用微视频或PPT的方式展示，以教师和其他学生提问讨论的方式交流，从而达到以学生为主体，先学后教。这种教学模式深受学生欢迎，一方面学生可以有机会站在讲台上，检验自己自学能力的同时又锻炼了语言表达能力及勇气；另一方面教师与学生之间的互动更为紧密，利于教师深入了解学生想法，从而进一步改进教学方式。同时，药学专业学生重点要了解生物工程在药学专业的应用，然后教师补充其发展前景，体现学习生物工程的重要性。

3 考核方式多元化 完善学生评价体系

考核的目的在于检验学生的学习效果，为教师进一步改善教学提供依据。针对药学专业学生，专业任选课生物工程概论的考核方式包括两部分，平时成绩40%，期末成绩60%。其中平时成绩所占比重相比以前升高，根据考勤、课堂讨论及自学后翻转课堂中的综合表现评定，可以提高学生的自主能动性；期末成绩主要由最终测评决定，通过考试相关理论，设计相关实验等检验学生对知识的掌握程度，另外考试内容综合性强，由理论到应用，不是简单的记忆书本内容就可以拿到高分，需要深入理解并掌握一定科研思路，在一定程度上可以看出学生上课是否认真听讲。由于选修课课时及实验平台有限，实验课程暂时无法开展，希望以后有机会可以开展简单的实验课程，如基因克隆和细胞培养等，将理论与实践相结合，锻炼学生动手能力，促进学生对知识的理解与掌握，完善学生评价体系。

21世纪是生物学的世纪，生物工程的快速发展已惠及多个行业，包括生物工业和生物计算机等新兴行业的兴起，都在一定程度上有力推动了国民经济的发展[5]。生物工程可以有效减少能源消耗，提高生产效率（如利用工程菌大量生产抗生素），可以防止物种灭绝，可以治理环境污染，可以进行精准医疗，可以创造新的生物。随着更多生物高新科技在生活中的涌现，高校大学生需要了解相关知识，拓展自己的知识面，提升大学生各方面素质，不做生活中的“文盲”。对药学系学生来说更为重要，懂药、知药、产药的过程都越来越需要生物工程，因此开设生物工程概论课程势在必行。结合该门课程理论性强又多学科融合的特点，要求教师选择合适的教学方法。实践证明，根据学生专业特点，合理安排教学顺序及教学内容，采用多种教学方式，尝试翻转课堂，可以提高学生的自主能动性，激发学生兴趣。科学的考核方式证明学生学习效果较好，培养了学生的探索精神及对科学研究的兴趣。但是，如何更好地提高教学效率是没有定法的，这就需要教学工作者积极探索并及时关注科研动态，师生共同努力，在经验中寻求改革和创新。

[1]魏艺聪，陈建雄，梁一池.制药工程专业开设《生物工程概论》的课程设置与教学初探[J].海峡药学，2016，28(4):252-254.

[2]许美婷，杨悦.浅析全球生物制药产业发展新态势[J].中国新药杂志，2013，22(18):2116-2119.

[3]苏秀红，董诚明.《生物工程概论》教学中的问题及解决途径[J].中国中医药现代远程教育，2011，19(5):76-77.

[4]车启凤，方媛.基于微课的翻转课堂教学模式研究及案例分析[J].中国教育信息化，2017(2):42-46.

[5]罗菊香，张启卫，王仁章.公选课“生物工程概论”教学探索与实践[J].安徽农学通报(下半月刊)，2011，17(10):222-224.