生物技術制藥課程教學方法探究

【摘 要】根據農業院校的發展特色和資源優勢，靈活采用五星式教學法、問題教學法以及案例教學法等多種教學模式，并結合實踐教學，因材施教，提高生物技術制藥課程的教學質量，提高學生的學習能力和學習興趣，讓學生感到學有所用，能學以致用。

【關鍵詞】生物技術制藥 五星式教學法 問題教學法 案例教學法 實踐教學

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2012）11C-0139-02

為了適應現代生物技術制藥產業對人才的需求，很多高校都增設了制藥工程專業，農業院校也不例外，專業核心課程生物技術制藥也隨之提上本科教學培養計劃。生物技術制藥涉及知識面寬，讓學生全部掌握顯然不可能，因而各高校也各有側重點。就農業院校而言，微生物、植物和動物等生物資源豐富，并有一定的工程應用基礎，但藥學基礎薄弱，因此生物技術制藥的教學內容應立足于生物學基礎，突出工程技術特色；同時還應做到“厚基礎，寬口徑”，使學生在精的基礎上博學，提高學生在擇業中的競爭力。

傳統的教學模式為老師講，學生聽，課后完成一定量的作業，同時加以一定學時的實驗，按照“規律—原則—方法—模式—策略”的過程進行。筆者結合幾年的教學心得和學生的反饋信息發現：學生掌握基礎知識一般，對課堂上老師提出的問題不能及時反應和思考，學生不知所學何用；能進行實驗操作，知其然，但不知其所以然，往往換一個研究對象后就無所適從。學生被動學習，沒有興趣，老師的授課得不到響應。

一般教學層次分為三個階段，即是什么（What）、為什么（Why）和怎么樣（How）。從學生考核成績來看，基本處于第一層次，知道What，僅50%的學生知道Why，不到15%的同學知道How。由此可見，教學模式改革的目標應是：要融會貫通和嘗試應用。

一、五星式教學的應用

“五星式教學”強調教學過程的四個階段，即“激活舊知”、“示證新知”、“嘗試應用”和“融會貫通”。這種教學模式是由當代國際著名教育心理學和教學設計理論家梅里爾提出，重在強調了融會貫通，比較適合各種課程的教學。在生物技術制藥授課中，我們嘗試了這種教學模式。

激活舊知階段是老師為學生提供一個知識結構，鼓勵學生溫習舊知，然后再利用這一結構來學習新知識。如在學習“基因工程制藥”這一章，可依據學生先前的知識，先提出基因工程制藥流程：目的基因的獲得→重組載體→構建基因工程菌→工程菌的大規模生產→產品的分離純化→半成品的鑒定→成品包裝。該流程中每一環節都有學生熟悉的知識點，如基因工程原理中涉及的基因克隆技術（PCR，酶切，連接，轉化鑒定等），微生物工程中涉及的發酵工藝條件的控制等。在此思路下，學生熟悉的知識簡略帶過，對學生不熟悉或原先不理解的知識可作重點講解。

示證新知階段是幫助學習者將新知識與原有的知識結構聯系起來，其中教師的指導起了重要作用，如通過上述基因工程制藥流程，學生不僅可串聯每個知識點，同時又能補充新的內容。

嘗試應用階段是幫助學習者運用新舊知識相聯系的知識結構來促進應用，其中教師只起到輔導作用。如在學習動物細胞工程時，學生可參照設計一個學習思路，并注意與前一章“基因工程制藥”的異同點，再通過比較差異一一進行學習。以下是學生設計的流程圖：目的基因的獲得→重組載體→構建基因工程細胞→工程細胞的大規模生產→產品的分離純化→半成品的鑒定→成品包裝。

動物細胞和微生物的生理結構、活性特點相差甚遠，通過比較，學生能很快掌握在構建基因工程細胞時采用的載體，轉化方法與微生物有較大區別，同時通過生理結構的比較，學生會比較容易理解培養過程中的動物細胞抗剪切力弱，對外界因素敏感。進一步可以理解：在大規模生產過程中為降低剪切力對細胞的影響，會采取相應的措施包括改造反應器，或通過固定化方法等進行生產，由此又會引申出對應的知識點。這樣，有了清晰的思路，通過比較式的學習方法，學生掌握這一章節的重點知識就水到渠成了。以此類推，通過比較植物細胞和動物細胞，就很容易掌握“植物細胞工程”章節的重點內容。

融會貫通階段強調“反思”，通過反思幫助學習者總結提煉他們已經學到的知識技能。如“植物細胞工程制藥”章節結束后，可利用農業院校的花卉園圃，讓學生親臨現場，觀賞各種花卉，深入理解植物組織工程的意義，同時進行現場教學，深入理解植物組織培養的基本過程和規模化生產流程。通過現場教學，相信學生會自覺重拾課堂的教學內容，靈活應用并分析理解。

二、問題教學法的應用

問題教學法是另一種教學模式的嘗試。學生帶著問題進教室，通過猜想、嘗試，反思解決問題，或者教師設計貼近學生生活的實際問題，學生通過自主探索和合作交流，從而真正理解知識內容。這種教學模式重點強調了學生學習的主動性，通過自問或他問激發學生的興趣，達到最佳的學習效果。如在抗體制藥這一章中，重點是講授單克隆抗體制備，完成后可提出問題：為何市售單克隆抗體的價格遠遠高于多克隆抗體？根據問題，學生會積極思考，思考內容大致都會涉及單克隆抗體和多克隆抗體的特點、各自的制備過程和抗體分離技術以及相關成本等問題，此時老師要及時補充知識盲點，如課本外的多克隆抗體制備的一般方法。學生能利用自己的知識分析實際的生活現象，興趣大增，對老師補充的課本外的知識也更容易接受。因此可見，合理的問題設計不僅增強了學生的學習興趣，更重要的是讓學生在鞏固的同時學以致用。

三、案例教學法的應用

對于專業性和實踐性強的課程還可以采用案例式教學模式，這種模式是以實際案例作為被剖析對象，教師和學生共同參與案例的分析討論和尋找實現途徑。這樣可以組織學生開動腦筋思考案例中提供的矛盾，參加討論，各抒己見，挖掘學生的創造潛能和創新意識，培養學生主動、積極學習的興趣和能力。

如給學生布置學習任務：乙肝表面抗原的制備。學生首先要自己查詢資料，總結制備方法。在這一過程中學生肯定要解決以下幾個問題：意義（即為什么要制備乙肝表面抗原，涉及免疫學基本知識復習），制備方法（自然會去了解各種可能的途徑，包括一般方法和最新最有效的方法即基因工程方法），為什么會采用這種方法（了解基因工程法的優點），怎樣應用（會特別注意前人一般采用什么載體、基因和宿主細胞以及產物的分離純化過程）等。可見，生物技術制藥課程中涉及的各個知識點在這個學習任務中都一一重現，同時也體現了“五星式教學”的“激活舊知”、“示證新知”、“嘗試應用”和“融會貫通”四個過程，更重要的是強調了理論與實際結合，讓學生主動學習，其學習層次也由簡單的知道what，逐漸上升到why和how。今后再遇到類似的課題研究，學生就知道怎樣去解決，分析和解決能力也由此提高。

由此可見，隨著現代社會對教育的反思，各種教學模式都在進行嘗試，一門課往往需要根據各個章節的特點，靈活采用多種教學模式，最終達到激發學生的學習興趣，培養其主觀能動性。

四、多媒體教學手段的合理應用

在課堂教學中使用多媒體已成為當今高等教育提高教學質量的重要手段和措施，在一定程度上提高了課堂教學效率，改善了教學效果。但通過調查發現，很多多媒體課件內容只是原始課本內容的照搬，缺乏藝術性，甚至導致學生出現審美疲勞，嚴重影響了教學效果。因此多媒體課件制作還應該在科學性、技術性和藝術性方面進行改進，同時老師還應該加強課前準備工作，以配合好多媒體教學。

除優化課件外，我們還增加了一些視頻和動畫，視頻內容如動物細胞培養技術、基因組學與生物技術產業講座和蛋白電泳等，動畫如各種層析分離、蛋白免疫印跡、酶聯免疫原理與操作以及驗孕棒的檢測原理等。這些都緊密結合課堂教學，內容形象生動，容易理解，并對具體的實驗操作有一定的輔導作用。

五、實踐教學

實踐教學是學生理論聯系實際的重要途徑，也是體現自身優勢的關鍵一步。根據生物技術板塊，通常將生物技術制藥分為基因工程制藥，動物細胞制藥，抗體制藥，植物細胞制藥，酶工程制藥以及發酵工程六個知識結構，但每個知識結構和相關技術體系的特點不同，以及受教學計劃學時的限制，實踐教學內容也只能結合自身的特點側重于某一方面。如沈陽藥科大學的國家精品課程生物技術制藥，實踐教學偏重于基因工程制藥，浙江大學生物技術制藥實踐教學側重于基因工程制藥和蛋白質工程，廣東職業技術工程學院的國家精品課程生物技術制藥則側重于發酵工程。給合我校實際，基因工程制藥是基礎，但微生物、植物和動物資源更豐富，因此我們還另外設置了一些實驗，如從動物胰臟和軟骨組織、雞蛋以及微生物細胞中提取各種藥物，并進行藥物的活性檢測，豐富了教學內容，也讓學生了解藥物有很多來源，以及有多種制備方法。在實驗中我們注重學生自己設計實驗方案、安排實驗進程，很好地詮釋了“老師教、學生學、自己做”的一體化教學，有助于提高學生的主動意識、責任意識和團隊意識等綜合能力。

根據上述各種方法的嘗試，生物技術制藥課程最終也得到了學生積極的反饋，但該課程畢竟涉及知識面廣，學生一時也難以全面掌握，我們還須立足于現有資源優勢，不斷嘗試改革和創新教學模式，不斷尋找與學校、學生優勢相契合的結合點，使原本枯燥且專業性強的課程變得生動有趣。

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【基金項目】華南農業大學教學改革項目（JG11055）

【作者簡介】趙 慧（1977- ），女，博士，華南農業大學講師，從事蛋白質功能研究。

（責編 丁 夢）