生物制藥工藝學課程教學改革與實踐

鄭珩 勞興珍 何書英 高向東 孔毅 吳梧桐

摘要：生物制藥工藝學是生物工程（制藥方向）、生物技術（制藥方向）、海洋藥學等專業的主干專業課，為提高學生的專業綜合素質及創新能力，對該課程教學內容和教學方法進行了改革，探索了多層次立體化的教學模式，建立了基于精品課程網站的網絡教學平臺，從多方面入手培養學生的綜合能力和創新思維，以滿足生物制藥行業的用人需求。

關鍵詞：生物制藥工藝學；教學改革；人才培養

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）09-0121-02

生物制藥工藝學是生物工程（制藥方向）、生物技術（制藥方向）、海洋藥學等專業的主干課程，涉及生物學、醫學、生物技術、化學、工程學和藥學等學科領域，在內容上包括各類生物藥物的來源、性質、結構、用途、制造原理、工藝過程與生產方法等。課程覆蓋面廣，教學難度大，而且隨著生命科學的快速發展，生物技術在醫藥領域獲得了越來越廣泛的應用，生物藥物的種類和數量迅速增加，該領域的知識更新加快，教學中需要不斷補充新知識和新內容，也為課程教學提出了更高的要求。為此，近年來我們不斷在教學內容、教學方法上進行改革和探索，培養和鍛煉學生從事生物藥物研發及生產的綜合能力，以滿足行業用人需求。

一、教學體系設置及改革

1.教材建設。生物制藥工藝學課程是我校于1979年為適應國內生化藥學人才培養而首建的課程。當時國內缺乏相應成體系的教材，由我國生化藥學專家吳梧桐教授帶領編寫了《生化制藥》講義及《生化藥物制備技術》內部教材；1992年在“八五”規劃教材的要求下進一步整理、增補，出版了《生物制藥工藝學》統編教材，內容緊密聯系當時國內生化制藥的發展，以“生物分離技術”和“生物藥物制造工藝”為主，并將教研組教師的多項科研成果編入書中；2000年，為適應國內外生物技術藥物迅速發展的需求，我們制訂了新的教學大綱，將蛋白質工程、轉基因技術、單克隆抗體技術等生物制藥新技術系統地納入教學內容中，經過數年教學實踐后，于2006年出版《生物制藥工藝學》第二版，確定了以生物制藥工藝基礎、生物分離工程技術以及典型品種工藝實例三大部分內容有機結合、循序漸進的課程教學體系[1]。

2.課程教學內容更新與優化。經更新后，本課程的教學內容主要分成三大部分：一是基礎篇，介紹生物制藥工藝基礎，包括生物藥物歷史發展、分類、現狀、發展前景以及三大類生物藥物的制造工藝基礎知識，共8學時，通過這部分內容學習使學生明確這門課程的學習目的、學習內容，了解生物藥物基本制造方法的概況以及本學科的前沿發展動態；二是技術篇，詳細介紹生物分離工程技術，包括預處理、萃取法、沉淀法、吸附法、凝膠層析、離子交換、親和層析、離心技術、膜分離技術及制備型高效液相等十大單元工藝技術，共46學時，要求學生掌握各大單元操作的原理、適用范圍及特點等；三是品種篇，通過實例介紹生化藥物、微生物藥物及生物制品三大類生物藥物中典型品種的制造工藝過程，共30學時，通過這部分學習使學生掌握各類生物藥物的特點、性質、用途以及典型品種的制造工藝，能將前面學過的工藝基礎、單元操作技術串聯起來，達到靈活應用的目的。

二、實驗教學改革

生物制藥工藝學是一門實踐性很強的專業課程，實驗教學對學生理解和掌握理論知識、培養獨立分析和解決問題能力等有著舉足輕重的作用[2]。我們長期以來一直非常重視生物制藥工藝學實驗課程教學，不斷更新實驗內容，并通過“綜合設計性實驗”、“開放實驗”、“大學生實踐創新訓練計劃”、“創業實踐訓練”等多種項目導向的學習方法，將學生被動進行實驗操作轉變為主動思考和設計實驗方案，不僅提高了學生的創新思維能力，還極大地調動了他們的積極性，大部分開放實驗和創新實驗都是學生在周末和寒暑假期間自覺完成的，對學生綜合素質培養具有重要作用。

例如在“固定化酶法生產天冬氨酸”這一綜合設計性實驗中[3]，實驗是以課題項目的形式提前布置下去的，各小組學生在指定時間內通過查閱文獻自行設計實驗方法，然后與授課老師討論修改后確定具體操作步驟，自己配置試劑完成實驗過程，直到制備出天冬氨酸產品。由于參考的文獻資料不同，學生們可能會提出各種不同的固定化方案，如使用卡拉膠包埋、海藻酸鈉包埋、殼聚糖吸附等方法，實驗過程中還可能遇到種種問題，如溫度過高造成酶活力喪失、凝膠不固化等問題，通過與老師、同學的討論和反復摸索，來培養學生解決問題的能力。實驗完成后，還會在課堂上讓各組學生派代表上臺交流實驗中的心得，討論他們所用方法的特點和難點，這樣的方式能克服傳統實驗標準化操作的局限性，讓學生體會到制備工藝并非絕對的、一成不變的，而可能會有多種路線，不同路線工藝都還可能存在可改進的地方，從而培養學生的發散思維能力。

三、探索立體化的教學模式

1.教學內容立體化。在理論教學上，做到理論知識與技術應用前后貫通、交叉引用，形成多層次交叉的內容體系。如講述總論時以“固定化細胞生產L-蘋果酸”、“基因工程技術生產L-天門冬酰胺酶”等任課教師的科研實例，使學生在理解的基礎上更好地掌握基本知識原理；在講述技術應用的各論時，我們又會把工藝實例中的理論知識拎出來、串起來，讓學生鞏固前面所學內容；在實驗教學中，通過將科研成果直接引入到教學中，圍繞理論教學中的基本原理和工藝基礎開設實驗課程，并通過開放實驗、創新實驗等方式，多方面提高學生的綜合能力。

2.時間空間上立體化。除了課堂教學外，我們還建立了《生物制藥工藝學》精品課程網站、課程在線習題庫、互動論壇，設置了師生公用email信箱以及課程博客，使得學生在課余時間也可以利用相關教學資源進行自學。此外，大量設計性實驗、開放性實驗、創新性實驗課題的設置，以及師生間的互動討論和讀書報告等活動，極大地調動了學生自學積極性，他們主動利用周末和假期時間到實驗室來完成實驗，從而實現時間上的拓延。在空間上，通過建立開放實驗室，為學生在課余時間從事開放實驗、創新實驗提供場所和儀器設備，鼓勵學生參與教師的科研課題，借助教師科研平臺，拓展學生科研實踐空間。此外，我們還借助學校與企業合作的實訓基地平臺，借助企業平臺擴充學生實踐技能，如安排學生直接在合作企業的生產車間中學習和實地訓練，請企業技術人員來校作講座，以企業課題作為學生開放實驗課題等，讓學生直接參與生產企業的研發課題，做到學以致用，針對性培養專業人才。

四、網絡教學平臺建設

為充分發揮網絡的資源優勢，結合國家資源共享課程建設，建立并不斷完善教學網站內容[4，5]，包括課程介紹、教學團隊介紹、教學大綱、電子教材、多媒體課件、課程教案、授課錄像、習題、參考資料、學術動態等豐富的教學資源。學生可以從課程介紹和教學團隊介紹中了解課程和授課教師，可促進師生間的交流和互動；網站上的教學大綱、電子教材、課件、教案、授課錄像等為學生自學提供了大量資料，學生在課后可根據需要反復觀看，鞏固課堂學習內容；本課程還建立互動信箱，實現在線答疑、討論、布置作業，可及時幫學生解決復習中遇到的問題，深受歡迎；網頁內容還包括了學術動態、課程習題、考試樣卷等，內容豐富，資源系統規范。通過本課程網頁平臺，拓展了學生學習的時間和空間，另一方面，學生的反饋意見，也為教研室修正教學內容、教學方法提供了一個很好的途徑。

五、總結

國內外生物技術領域的快速發展、生物制藥行業用人單位對畢業生素質要求的不斷提高，客觀上要求生物制藥工藝學這一專業核心課程必須與時俱進，不斷進行教學改革和探索。在教學內容上，我們及時引入國內外生物制藥領域新技術和新進展，構建了從基礎到技術到應用的三層次遞進的內容體系，并對課程教學方式、實驗教學、網絡教學等方面進行了改革，取得了較好的教學效果。課程教改成果“生物制藥人才培養模式研究與實踐”獲2007年江蘇省優秀教學成果一等獎，“生物制藥工藝學多層次立體化教學模式改革和實踐”獲2009年江蘇省優秀教學成果二等獎。

參考文獻：

[1]吳梧桐.生物制藥工藝學[M].北京：中國醫藥科技出版社，2006.

[2]何書英，鄭珩，勞興珍，等.生物制藥工藝學實驗教學模式的探索[J].中國科教創新導刊，2009，（6）：59.

[3]高向東，吳梧桐.生物制藥工藝學實驗與指導[M].北京：中國醫藥科技出版社，2008.

[4]國家級資源共享課程“生物制藥工藝學”[EB/OL].[2013-09-16].

http：//www.icourses.cn/coursestatic/course_2510.html.

[5]生物制藥工藝學精品課程網站設計與建設[EB/OL].[2014-03-24].

http：//202.119.189.234：8087/ec3.0/C33/Index.htm.