药品生产技术专业实验教学模式的改革探索

2018-04-17宋小平王雅洁蔡晶晶邵长胜

生物学杂志 2018年2期

宋小平，王雅洁，蔡晶晶，邵长胜，黄静

(1. 安徽医学高等专科学校药学系，合肥 230601; 2. 安徽省生物技术药物工程研究中心，合肥 230026)

2015年教育部职成司发布了《普通高等学校高等职业教育(专科)专业目录》，新目录把原来的“生物制药技术专业”调整为“药品生产技术专业”中“生物药生产技术方向”(简称“生物药生产”)，专业定位在生物药生产各环节的生产技术，与原目录中的专业定位差别较大。鉴于此，我们根据新的专业目录中专业定位的建议，并结合我校作为地方高水平技能型高职高专院校建设目标中提出的把药品生产技术专业打造成精品专业的建设目标，及时修订了药品生产技术专业的人才培养方案及人才培养目标，重新构建了药品生产技术专业的实验教学体系，突出高素质技能型人才的培养。为此，在人才培养的理念创新、模式创新的基础上，建立了与之匹配的4个“3”的实验课程体系，并开展了一系列的教学改革。

1　实验教学改革与创新

1.1　基于职业能力和综合素质培养，建立并完善4个“3”的实验教学体系

根据药品生产技术专业的人才培养目标，确定了“职业能力和综合素质培养”的实验教学总体思路，建立了4个“3”的实验教学体系，即教学内容、教学方法、教学评价以及教学保障4个体系，每个体系包括3方面的内容(见图1)。其中，内容体系按照“模块化逐级递进模式”构建基本实验技能、生产单元技能和岗位综合技能的3个模块体系，其中基本技能主要培养实验与化验、微生物的分离与鉴定、生物大分子的提取、分离与检测等生物药生产必备的基本技能。生产单元技能主要培养生物药生产岗位的单元技能，如基因工程菌的构建、外源基因的表达及发酵条件的优化、生物药分离纯化技术等。岗位综合技能主要在实验室模拟生物工程产品的生产过程，培养学生系统完整的知识结构和能够融会贯通地运用各种实验技能的能力。

不同的教学内容采取不同的教学方法，如项目导向、任务驱动，教-做-考和现场教学。其中基本实验技能采用“教-做-考”的教学方式保证训练效果。教是“教-做-考”中的第一环节，要求教师根据教学目标重点解决 “做什么”和“怎样做”；学是“教-做-考”中最难的环节，学的目的是学以致用[1]。生产单元技能和岗位综合技能多采用“项目导向、任务驱动”或现场教学法，这2种教学方法都是以学生为中心，强调“学”重于“教”，教师不只是简单地传递信息与知识，而是积极发挥建议、指导、评估和判断作用；学生也不是被动地接受，而是主动地参与到课程的整个过程中。

为了更客观、科学、全面地评价实验教学效果，从3个方面对实验教学评价进行改革：首先，根据“模块化逐级递进”的教学内容，调整实验课成绩占课程成绩的比例。对于未独立设置实验课的课程，实验课成绩按20%或30%计入课程总成绩，如发酵制药设备和技术等；而对于单独设置实验课的课程，实验成绩以100分制单列计入，如“生物制药综合应用技术”等。其次，提高平时成绩在实验课成绩中的比例，平时成绩由改革前的20%提高到60%。最后，构建了“实验准备10%+实验过程60%+实验报告30%”的三元评价体系，改革后的教学评价体系较好发挥了学业成绩对学生发展的指导、激励和鉴定作用[2]以及对教师教学和管理的反馈作用[3]。

保障体系包括“双师型”教学团队、校内实验实训中心和紧密型校外实训基地。其中“教学团队”为第一要素，通过加强校内实验教师的双师建设和引入企业兼职教师等方面建设了一支高水平的实验教师队伍；“校内实验实训中心和紧密型校外实训基地”为第二要素，我们建设了“生物制药省级示范实验实训中心”、“生物制药技术职业教育基地”以及省内4家紧密型校外实训基地，为实施“项目导向，任务驱动”及现场教学提供了有利条件，保证了教学质量。

图1 4个“3”实验教学体系

1.2　优化实验项目，构建“模块化逐级递进模式”的教学内容

根据“岗位能力要求选取内容”的高职教育理念，我们与企业人员共同完成教学内容的优化，将工作情境转化为学习情境，构建了基本实验技能、生产单元技能和岗位综合技能组成的“模块化逐级递进模式”的教学内容，并将素质教育理念贯穿于整个教学中。

“模块化逐级递进模式”的教学内容如表1所示，基本技能模块主要培养学生掌握生物制药必备的基本实验技能，是学习生产单元技能和岗位综合技能的基础。由于基本技能模块和单元技能模块涉及的课程很多，而且必须掌握的基本技能和单元技能都是单独的且不相关，分散在各个课程中[4]。因此，岗位综合技能模块的设置，尝试把基本技能和单元技能以及分散、独立的实验教学内容整合成若干个综合性、设计性的专业实验，以增强综合性、设计性实验的主体地位，提高学生融会贯通地运用所学专业知识的水平。如“生物制药综合应用技术”中设计的实验项目“产淀粉水解酶细菌的筛选及菌株鉴定”，包含了菌种选育、微生物培养、生物大分子分离纯化及其酶学性质等内容，综合实验中把培养基的配制、淀粉酶分解菌的分离筛选、纯化及鉴定、产淀粉酶的提取等多个单元技能实验综合在一起，要求学生根据实验目的，自己寻找实验方案，结合实验指导书设计实验方案路线，有利于强化学生的创新实践能力、探究问题和解决问题的能力。这种综合性项目的设计以生物药的生产流程为纽带，融合了基因工程、发酵工程、生物分离纯化及制剂等单元的不同知识点和单元技能，优化教学内容，培养学生系统完整的知识结构和能够融会贯通地运用各种实验技能的能力[5]。

“模块化逐级递进模式”的教学内容的建立，较好地解决了基本技能与生产单元技能和综合技能的衔接问题，也有利于学生掌握生物药物的生产过程；跨课程的综合技能模块中，融合各生产单元的技能和知识，需要学生综合多学科知识并运用已学知识去发现、分析和解决实验中可能会遇到的问题，激发学生学习的主动性、创造性，培养学生创新思维、自主学习及独立工作等多种能力。

表1“模块化逐级递进模式”的教学内容

1.3　实施“项目导向，任务驱动”教学法，激发学生的创新实践能力

“模块化逐级递进模式”中的生产单元技能和岗位综合技能的模块多是按照“基于药物生产过程，以产品为载体，项目为导向”设计，更有利于实施“项目导向，任务驱动”教学法[6]。“项目导向，任务驱动”教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法，是师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动。实施过程如下：教师介绍项目的相关背景知识，提出教学目标→项目任务下达→学生分小组搜集项目有关信息和资料→项目方案设计→指导教师审批→项目任务实施→实施过程检查→对结果进行评估→项目方案的反馈改进[6-7]。该教学方法的实施重点放在项目方案设计、项目任务的实施、任务结果分析等方面。在项目任务设计环节，我们让各个小组查阅相关文献，了解实验原理，完成实验方案的设计，同时注意引导学生注重原理方法和相关理论知识的学习，真正做到技术与原理的结合[3,8]。例如“生物制药综合应用技术”课程中的实验项目“PCR扩增细菌的淀粉酶基因”，要求学生针对产淀粉酶的枯草芽孢菌中总DNA提取方法查阅文献，分组设计SDS法、CTAB法、改良CTAB法、改良SDS-CTAB法提取总DNA，方案制订后在实验前2天交实验指导教师审查，审查通过的实验方案方可实施。在项目任务实施阶段，先提取产淀粉酶的枯草芽孢杆菌中的总DNA，比较实验结果，进行讨论分析，指导教师细心观察学生实验操作过程，从中了解学生掌握专业知识、运用知识的能力，再利用引物扩增出产淀粉酶基因。在项目任务实施阶段，老师不但要指导学生的实验操作，而且要参与学生的操作，并教会学生规范地记录实验现象和实验结果，其目的是真正了解学生实验效果，为后续任务设计提供针对性的方案。任务结果分析是教学的重点，特别对于异常结果的分析，要求从方案设计、项目任务实施等环节分析可能的原因[8-9]，注重培养学生用所学原理解释和分析实验实训结果的能力，达到触类旁通，达到知识迁移的效果，同时任务结果也是作为项目方案的反馈改进的重要依据。

在“项目导向，任务驱动”教学法的实施过程中，当实验出现一些预料之外的现象或结果时，教师不能直接给出答案，而是要求教师通过问题导向启发学生的自主学习动机，着重培养学生发现问题、分析问题、解决问题的应用能力；提高学生动手操作、综合设计的能力，激发学生创新实践能力。

1.4　健全实验教学评价体系，全面考核综合实验素质

考核方式在整个教学过程中起到重要的引导作用[10]。实验考核是衡量学生成绩的依据，好的考核形式，可以调动学生的学习积极性，提高学生的实验技能和综合实验素质，对教师教学和管理具有反馈作用[3]。

按照多元化、科学性和可操作性原则，构建了“实验准备+实验过程+实验报告”评价体系，具体成绩评定：实验准备10分(实验预习4分，实验基本理论4分，出勤与纪律2分)，实验过程60分(动手积极性10分，实验技术路线10分，操作规范性10分，观察、记录和处理能力20分，清场处理10分)，实验报告30分(书写报告内容10分，结果表达10分，分析讨论10分)。按照这个评价体系制作统一的量化评分表对每个实验项目量化评分，用于评价每个实验项目的平时成绩，目的是注重对实验教学过程的考核，从而避免了实验课成绩评定的随机性。

多元化的实验教学评价体系，一方面全面评估了学生学习态度、查阅资料、科学设计实验、观察和记录实验现象、提出问题和解决问题的能力等，调动了学生的学习积极性、主动性，提高了综合实验素质[12]，另一方面教师通过分析学生的实验成绩，不断进行教学反思，分析项目任务的设计是否合理、方案是否可行、实验准备是否充分等，为后续实验的改进提出改革的建议，提高了教师的教学质量[13]。

2　教学反馈与完善

该教学模式已经在我校2015级、2016级药品生产技术专业实施，学生反映良好, 也受到了学校专家组的认可。实验教学的改革不仅提高了教学质量,而且提升了教师的教研水平，取得了一些教学成果。这些新颖的教学成果不断促进其所授课程的教学改革，并推动药品生产技术专业实验教学模式的改革。

为了进一步完善实验教学模式，我们初步制定了相应的反馈机制，并应用于教学评价。在各教学班都进行了调查问卷，从调查结果显示，所有学生赞同“模块化逐级递进模式”的教学内容，认为改革后实验项目内容对生物工程上、中、下游技术的整体性的体现较好，对学生掌握专业理论知识起到促进作用；绝大部分同学非常赞同实验教学测评指标体系；少数同学对“项目导向，任务驱动”教学法不太适应，认为很多任务实施中的环节，需要同学们利用午休和课后的时间完成，这就需要大家自己安排好时间，有时管理有些混乱，希望课后时间能增加老师的指导。根据学生建议，结合教学经验及实验条件，我们从以下几方面对实验进行改善：首先，在实验方案设计时尽量安排课内时间，由于实验的连续性必须在课外完成的，尽量增加老师的指导。其次，为了对实施效果进行客观、定量的评价，形成持续长效的机制，在进一步的实施过程中,亟须建立一个全面合理的评价指标和体系来科学评价实施效果,包括成绩统计分析、调查问卷、学生综合能力测试、用人单位的评价等多种方式[14]。这些是我们在进一步改革时需要深入思考的。

3　结语

地方高水平技能型高职高专院校的根本任务是培养高素质技能型人才，高等职业教育应该把培养学生综合职业能力放在突出的位置上。在进行课程开发时，尤应予以高度的重视，只有充分体现学生的主体地位,调动其学习的主动性和探索性,才能培养出高素质技能型人才。学生的自主性、创新兴趣和能力与教师的教学手段、教学方法和教学内容密切相关。如何站在学生的立场实施教与学？通过在药品生产技术专业进行4个“3”的实验教学模式的改革的实践，大大提高了学生的综合实验技能和素质，增强了学生的职业能力，提升了在就业中的竞争力，为同类高校实验教学改革提供了可供借鉴的启示。同时，我们将依托生物制药省级教学团队、校内示范型实验实训中心和紧密型校外实训基地，逐步完善实验项目在教学设计和实施中存在的不足，推动该教学模式的不断进步，以适应企业可持续发展对人才的要求。

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