生物医药生产实践教学法在生物工程专业本科教学中的应用

赵帅 刘铀 刘海 赵云涛

[摘 要] 生物工程专业属于交叉型、复合型专业，融合生物学、药学、化学工程学、能源学以及药事管理、人文科学等多学科。广东海洋大学食品科技学院加强实践教学，注重培养学生理论结合实践、生产实践能力，逐步探索产学研结合的生物工程专业本科教学方式，该模式对其他学科有借鉴意义。

[关键词] 生物工程;生物医药;实践;培养模式

生物工程是二十一世纪最具影响力和竞争力的专业，它融合了生物学、药学、工程学以及药事管理、人文科学等多学科，是分子遗传学、微生物学、细胞生物学、生物化学、化学工程和能源学等各学科的结合，其应用范围包括医药、食品、农林、园艺、化工、冶金、采油、发酵罐新技术和新底物等。它的出现为人类提供了有益产品，有效改善了人类生存条件，同时也影响了其他科学技术的发展，是当今极其重要的高新技术[1]。

一、生物工程专业理论与实践结合的教学改革势在必行

生物工程专业人才培养方案[2]强调，本专业培养掌握生物技术及其产业化的科学原理、基本技能及工艺技术，具有较强的创新意识和创新精神，能在生物、食品、医药、农业等相关领域从事科学研究、生物工程产品开发、技术服务及生产管理等工作，适应社会主义现代化建设的高素质应用型专门人才。

然而，根据该专业毕业生就业情况的反馈看，课程设置与达到培养目标及毕业要求，还相差一段距离。具体表现为产业化实践能力不足，课堂教学与生产实践联系不够紧密，大学生创新创业能力不强等[3-6]。究其原因，主要是由于課堂所授的书本知识与研发生产实际工作所需技能有差距。

广东海洋大学食品科技学院生物工程系教学研究团队，对现有课程设置进行了改良，增加了生产实践教学在本科教学中的比例，以生物医药行业生产实践教学为例，将学生带到生产车间，近距离参观学习生物医药生产流程、设备、厂房、生产线等，在理论教学和生产实践之间搭建了桥梁。

二、实地参观指导学习，加强实践能力、理论实际结合能力的培养

通过GMP生产车间的参观，使学生了解用于生产生物医药的符合GMP规范洁净级别生产车间的结构材料（包括地面、墙面、送风管等）以及参数设置（包括换气次数、压差、风速、温度、湿度、噪声、送风量、照度等）。同时，还让学生了解了GMP车间的卫生管理要求、净化措施、空气环境净化调节、自动控制与监视、生产线关键设备和工艺生产服务系统的原理、结构功能、应用以及验证技术等。生物医药制品生产制造各个环节均符合GMP规范。通过带领学生参观各个环节操作规程，使学生全面了解生物医药制品实际生产制造的全过程，提高实践能力。

1.通过序列设计、克隆表达、稳转细胞系的构建、高表达克隆的筛选，使学生了解生物医药制品生产过程中的上游环节——优良克隆选育和基因改造。该环节涉及到生物工程专业本科培养方案中的诸多课程，包括生物制品学、分子生物学、细胞生物学、基因工程、细胞工程、生物化学、微生物学等。通过理论结合实际，使学生运用课堂所学知识，与生物医药生产厂家实际生产产品及国内外已上市产品相对接，加深对书本知识的理解和掌握。

2.通过细胞培养、大型生物反应器参数设置、培养条件控制和优化，使学生了解生物医药制品生产过程中的中游环节——量产的控制与优化。该环节涉及到生物工程专业本科培养方案中的课程包括生物制品学、细胞生物学、细胞工程、生物化学、发酵工程等。通过理论结合实际，使学生运用课堂所学知识，对生物制药扩大生产、提高表达量、提高收率的技术和工艺有所了解，同时加深对课堂所学知识的理解和掌握。

3.通过生物技术药物成分分离纯化所用的主流技术，包括细胞破碎、盐析沉降、离心与超速离心、层析、过滤与超滤、萃取和冷冻干燥技术，以及各项技术与相关设备的验证原则，使学生了解生物医药制品生产过程中的下游环节——生物制品提取纯化。该环节涉及到的生物工程专业本科培养方案中的课程包括化工原理、仪器分析、分析化学、生物制品学、电工学等。通过理论结合实际，使学生运用课堂所学知识，对包括重组蛋白在内的各类生物制品的分离纯化工艺技术有所了解，同时加深对课堂所学知识的理解和掌握。

三、结语

综上所述，通过带领学生对生物医药生产制备各环节实际生产车间和部门的参观学习，使学生从书本中走出来，切身了解生物医药制造行业所需专业知识和技术，结合课堂所学，融会贯通，能够适应毕业后较快上岗工作的需求。本次教学改革活动仅以生物医药制造行业为主，逐步探索产学研结合的生物工程专业本科教学方式。鉴于该模式在教学中取得的成效，今后可在包括生物医药在内的多领域，包括生物、食品、医药、农业等相关领域运用，为培养在上述领域从事科学研究、生物工程产品开发、技术服务及生产管理等工作，适应社会主义现代化建设的高素质应用型专门人才提供可靠保障。

参考文献

[1]王琴.2020年中国生物科学和技术发展研究[A].中国土木工程学会.2020年中国科学和技术发展研究（下）[C].中国土木工程学会：中国土木工程学会，2004：56.

[2]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物工程专业规范[J].高校生物学教学研究（电子版），2012，2（2）：3-10.

[3]蔡冲，朱诚，黄丽红.基于创新创业教育的实践教学内涵式发展探索——以行业特色型大学生物技术专业为例[J].高校生物学教学研究（电子版），2018，8（3）：39-43.

[4]吴晓敏，张强，宋运贤，等.生物工程专业创新实验应用型人才新培养模式的探索——以生物制药方向人才培养模式为例[J].生物学杂志，2016，33（3）：121-124.

[5]唐燕琼，黄君君，庄南生，等.生物科学类创新人才培养模式的探索与实践——以海南大学生物科学理科实验班为例[J].高校生物学教学研究（电子版），2017，7（2）：36-39.

[6]刘传凤，彭其安，程勋，等.生物工程专业学生实践创新能力培养研究[J].安徽农业科学，2011，39（10）：6270-6271，6274.