构建以科研优势带动的研究型教学体系——以《生物技术制药》为例

胡 柯,刘高峰,王春景,李 晶

(蚌埠医学院，安徽 蚌埠 233030)

将教学与科学研究有机融合而构建的研究型教学模式，是指将科学研究的思想带入到整个教学流程中，达到培养高素质的创新型人才的目的[1]。与传统教学模式相比，研究型教学给予了学生更多接触科学前沿的机会，开拓了学生解决问题的新思路，变被动学习为主动研究，促进学生创新思维及创新能力的培养[2]。近年来我国生物技术制药发展迅猛，但与欧美等生物制药产业发达的国家相比还存在相当大的差距，最主要表现在新药研发不足[3]。想要提高我国生物技术制药产业的竞争性，除了增加研发经费的投入外，更重要的是培养和引进大量具有自主创新能力的专业技术人才。为培养高素质、高应用型的生物制药人才，众多高校陆续开设《生物技术制药》课程，但由于开设时间较短，在课程设置和教学上存在一些不足，如：课程内容更新不及时、课程设置无法与学生技术能力做到匹配、实验教学薄弱、教学方法单一等，无法达到培养具有创新思维和实践能力的高素质应用型复合人才的要求[4]。通过构建比较完善的以科研优势带动的教学体系应用于生物技术制药教学工作，为促进生物制药教学及人才培养提供新的思路。

1 科研对教学的促进作用

科学研究作为教学的支撑，为教师教学水平的提高提供保证，促进了人才培养目标的达成，为社会培养全面发展的高素质复合型人才[5]。

1.1 科研能促进教师专业化的进程科研工作使教师不断提高自己的专业素质，规范自己的教学语言，而强硬的专业素质是教学质量的基本保障；科研使教师更加深入地理解教学内容，并能及时补充新技术新方法等科学前沿，渗透进入课堂，起到充实教学内容的作用；将科研中常用的调查、验证、讨论、推论、分析和综合等方法进行融合，更新原有讲授式为主的教学方法，能调动学生学习的积极性，还会起到涵养学生人格、精神、价值观的作用。

1.2 科研能促进教育创新传统教学有传统教学的优势。创新是科研活动的首要特征和根本目的，将教师的科学研究方法与途径、研究内容与成果等融合在教学中，为实现教育创新奠定基础。具体如在课堂教学过程中采用研讨式、启发式教学方法，在课堂外从科研项目中遴选课题引导学生参与大学生创新性实验项目、各类科学竞赛等，引导学生不断创新、不断与时俱进，并促进创新人格的形成。

1.3 科研能促进独立教育教学风格的形成科学研究风格是真是存在的，是科学工作者在长期探索和领悟自然界规律的过程中所形成的，由科学工作者的个性、经历、才智、治学态度，以及题材选取、对研究对象的感受、研究方法上所表现出的不同特色所决定的[6]。杨振宁认为：“在每一个创造性活动的领域里，一个人的爱憎，加上他的能力、秉性和机遇，决定了他的风格”[7]。或睿智与严谨、或开拓与进取、或跳跃与灵活、或直觉与深邃，利用教师在长期的科研工作中形成的科研风格与教学相结合，形成全新而独特的教学风格，润物细无声的熏陶学生，促使学生形成自己的独立人格。

2 以科研优势带动的研究型教学体系

科研是我国社会发展和经济开放的必然，是教育发展的基础，更是教育发展的内在动力，科学研究与教学工作形成一种互动关系，通过构建以科研优势带动的研究型教学体系(图1)促进了大学英才的培育，为社会输送全面发展的高素质人才。

图1 以科研优势带动的研究型教学体系

2.1 更新教学内容在社会经济和科学技术高度发达的今天，生物制药技术的发展一日千里，新理论新技术如雨后春笋，这要求教师不断更新教学内容，将在科学研究中接触和利用的最新知识带入到课堂中。课程团队组建资料库收录最新前沿知识、最新技术革新等，并采取一定方式与主体教材内容进行有机融合，形成自编讲义与主体教材相互补充，并为达到时效性每年更新一次。如在教学内容中增加新型基因编辑技术、抗新冠病毒新药及疫苗研发、药物基因组科学、抗体酶及核糖酶技术等专题，使学生了解到当前生物技术制药的发展方向、拓展了学生的知识面，认识到生物技术制药对人类健康和医疗事业的重要性，提高了学习主动性并且激发出学生的创新意识。

2.2 丰富教学方法

2.2.1 开展启发式教学 在课程内容的几个专题模块中选取合适的内容按照提出问题、作出假设、制定实验计划、进行实验、分析处理数据、得出结论等科学研究的方法步骤进行启发式教学，精讲巧问，引导学生边想边分析，并通过适时提问来激发学生的思维活动，培养学生的想象力和独立思考、专研问题的能力，使教与学双方紧密结合起来。肿瘤坏死因子(TNF)-α是一种参与炎症反应的介质，具有强烈的致炎症活性，在类风湿关节炎、强直性脊柱炎、银屑病关节炎等疾病中表达量增多。针对此信息，可以引导学生提出什么问题，并作出相应假设，然后教师进一步深入提问：我们又该如何设计实验步骤生产这款药物呢？以此进入基因工程制药流程的学习，在每一步骤中反复提除为什么要进行这一步骤，依据什么原理来设计此步骤等问题，不断启发学生思考，层层递进。利用启发式教学不仅能使学生对PCR、蛋白质纯化技术、免疫酶技术、噬菌体抗体库技术的理解更加深入，更能培养学生进行科学思考的习惯与能力。

2.2.2 开展合作研讨性教学活动 在科学发展史上留下了很多团结合作的佳话，如沃森克里克他们利用各自的学科优势、性格优势取长补短，相互批评最终取得了震惊世界的研究成果。在熏陶渗透合作理念的基础上，在教学实践中开展合作研讨性活动，提高学生参与度，利于综合素质提高。例如在讲述基因工程制药过程中，可以提出“胰岛素药物的过去和未来”的研讨题，指导学生以小组为单位分别准备，查阅资料，组织方案，理清胰岛素药物的成长变迁历程，并讨论未来可能的发展方向。选取适当的时间，由小组选派代表利用PPT展示成员合作得出的结果和观点，在讨论时其他同学可以提出质疑给出评价、启发深入、畅所欲言，学生们在气氛热烈的讨论中研究分析了各个代次的胰岛素开发中应用的基因工程技术及相关方法，最后老师根据学生的研讨对论题进行总结和提炼，引导他们能够对生物技术药物和疾病治疗有更加全面的理解，也培养了学生全面看待问题的能力，同时也锻炼了学生们的口头表达能力，提高了他们的综合素质。

2.2.3 实例教学法 教学团队中有多位教师的科研课题与教学内容有直接或间接相关，在实际教学中可以对科研成果加以改进作为实例，引导学生模拟创新药物的开发。如选取香叶木素对肝细胞氧化损伤的保护作用及其对Nrf-ARE信号通路的影响这一课题引导学生了解植物体内提取物具有多种生物活性，利用什么方法与手段探寻其作用靶点及分析具体作用机制，进一步认识到丰富的植物资源蕴含着大量待筛选的活性物质，培养学生的创新精神。

2.2.4 专业文献延伸教学法 阅读大量专业性文献是科研工作的基本需求，而将专业文献阅读应用于本科教学则能引导学生接触专业知识在研发和生产中的应用，更能加深对专业课程内容的理解，所以教师在特定内容讲授时，可以利用相关专业文献对原有内容进行渗透和延伸，培养学生学以致用、以用促学的意识，实现创新型、应用型并重的人才培养目标。在实际操作中采取以下几个步骤：第一步，布置任务，由于学生暂时缺乏合理选择文献的能力，为避免时间和精力上的浪费，可由教师秉持内容相关、难度适宜、杂志权威等原则遴选相关文献或本课题组文献数篇，在合适时机提供给学生，要求每位同学挑选一篇文献，做到精读细读，并布置文献汇报任务；第二步，文献阅读，在老师完成相关基本方法和基本理论教学后，由学生自主研读所选文献，完成讲稿撰写、课件制作，并认真思考此文献的阅读对理论学习、今后工作或科研有何指导和借鉴；第三步，交流讨论，从研究背景、研究方法、主要结论及自身思考等角度进行文献汇报，对于有疑惑的部分老师和其他同学可以进行提问和讨论；第四步，总结扩展，教师结合本次汇报及讨论情况进行点评，肯定学生的成果并提出今后努力的方向。

2.3 改革实验教学模式生物技术制药是应用型非常强的科学，为达到人才培养目标，必然要对实验教学提出更高的要求，改变其从属地位，在保留原有基础性实验的基础上，要增加综合性、探索性实验。基础性实验包括基因组DNA的提取及琼脂糖凝胶电泳、蛋白质的提取、定量及PAGE电泳、酶的固定化等，此类实验的要求是掌握基本实验原理和方法，操作规范。在此基础上开展综合性、探索性实验项目，作为创新技能培养的平台。实际操作中可以有针对性地将老师们科研课题的最新成果移植过来，提炼成综合性实验项目。结合课程团队老师所带课题组和大学生创新创业项目还可依托各类大学生学科竞赛，指导学生自行查阅文献选题并设计实验，在教师的辅导下完善实验设计，然后独立进行实验得到一定成果。在此实验教学体系中首先通过基础性实验规范实验操作、熟悉操作流程，再通过探索性实验提升学生提出问题解决问题的能力，有利于具有创新意识的应用型人才培养。

2.4 构建完善的考核方式一个完善的考核方式是保证新的教学体系良好运行的重要保障，也是检测新教学体系目标达成度的重要参考。为加强研究型教学体系的运行效果，重新构建一套完善的考核体系，在考试内容上，既要涵盖基础理论知识，也要包含实践能力，其中学生的综合素质和实践创新能力作为考核重点。在在考核方式上，要采用课堂参与、平时作业、文献阅读、实践技能等多种途径(图2)。通过考核制度的改革，让学生更好的发展，这也是教学理论与教学实践的巧妙结合点。

图2 学生成绩的考核分配

3 结语

通过构建完善的研究型教学体系将科研思维贯穿于整个教学过程包括实验教学和最后的考核体系，充分利用了大学生创新实验和探索性实验平台的优势，依托各类大学生学科竞赛，可以对学生进行针对性的指导。全方位培养了学生的创新精神、协作能力、想象力、独立思考和专研问题的能力，为培养符合时代和社会要求的创新型、应用型生物制药人才奠定基础。