微課應用于生物技術藥物實驗課教學的思考

李英華，邱 磊，曹 巖，許維恒，陸 斌

（海軍軍醫大學，上海 200433）

生物技術藥物的研究開發是一項龐大的系統工程，相應的技術手段也是作為企業生產和質量控制人員必備的技能，因此作為生物技術和藥學專業的本科生，了解生物技術藥物開發過程和相應的技術手段是非常必要的。其工藝流程包括外源基因的克隆、表達系統的構建、表達擴增和分離純化等步驟[1]。生物技術藥物實驗課給學生模擬了一種蛋白質藥物的生產過程，通過對該課程的學習，學生能夠對生物技術藥物有系統了解，為將來從事藥學工作奠定堅實的基礎。

微課作為一種較為新穎的教學模式，在我國已得到廣泛應用[2]。本文針對生物技術藥物實驗課的現狀及存在的問題，提出將微課教學和傳統的現場教學相結合的教學模式，這種為學生提供了自主學習平臺的教學方式將使學習過程不再受到時間和空間的限制，改變學生被動接受知識的教學現狀，提高學習效率。本文以此為背景，淺談微課應用于生物技術藥物實驗課教學的構思及設計運用。

1 傳統的實驗教學模式及其優劣

傳統實驗教學形式是：在實驗課開始之前，教師通過預實驗對整套實驗流程中所涉及的試劑、實驗設備等做全面檢查以確保實驗過程順利。實驗課上，首先由教師詳盡地講解實驗目的、實驗原理、實驗內容、實驗步驟、操作要點及注意事項，然后以流程圖的方式將實操現場學生要做的內容以多媒體課件的形式呈現，學生“依葫蘆畫瓢”完成全部實驗操作，期間教師巡回指導、糾錯。如果學生操作正確則得到預期結果，教師簽字結束實驗課，如果不是預期結果，教師和學生負責查找原因。

傳統的實驗教學作為一種形象化的教學手段，在專業課的教學中具有其他任何教學手段不具備的優勢。這種教學方式將抽象性、經驗性的理論知識通過現場實物以實體的方式展現給學生，使學生在一種真實的教學環境下親手操作，這是一種最貼近模擬生產和實踐的教學。學生通過認識各種實物，獲得對理論知識的驗證體驗，更能深刻地理解及掌握知識和技能，提高動手能力、實際操作能力。但基于生物技術藥物實驗課的學科特點，傳統的教學模式也存在一些困難和局限：（1）實驗周期長和課時少的矛盾突出。生物技術藥物實驗課是模擬生物技術藥物的研發過程，實驗步驟多周期較長。在設置實驗課時，即使優化實驗內容，也難以使學員全面看到中間涉及的所有環節，如蛋白藥物表達過程中，宿主細胞E.coli的復蘇、活化與擴增需要兩天；蛋白的表達形式包涵體的溶解需要過夜等，在教學過程中，這些內容基本由教師代做而無法在課堂上展現，影響實際教學質量。（2）實驗技能繁多復雜與本科學生實驗技能生疏矛盾突出。生物技術藥物實驗課步驟較多，一次課涉及多個實驗技能，對專業化程度要求較高，即使研究生也需一定時間的專業培訓和準備才能獨立完成相關實驗。本科生大多實驗技能生疏，可能出現失誤導致無法完成，且用到的材料和試劑較為昂貴，實驗經費相對緊張。在教學過程中，一般在教師指導下設置好參數，學生只需把樣品放入，按“Start”按鈕開始即可，或者按教師設置的流程圖，一步步加A液加B液。這使得大部分學生難以在實驗設計層面做出合理有效的探索，不利于培養學生發現問題和解決問題的能力，間接影響實驗效果。

2 微課應用于生物技術藥物實驗課的必要性

如何在現有條件下克服上述困難，是當前迫切需要解決的問題。隨著互聯網技術的飛速發展和移動終端的快速普及，微課應運而生。在中國，最早由佛山市教育局的胡鐵生提出了微課的概念，即按照新課程標準及教學實踐要求，以教學視頻為主要載體，反映教師在課堂教學過程中針對某個知識點或教學環節而開展的各種教學資源的有機組合。與傳統的實驗教學相比，微課內容“小而精”，具備教學時間短、教學內容精和學習方式活等優點，將微課引入生物技術藥物的實驗教學，以補充傳統課堂教學，就顯得非常必要。

3 微課應用于生物技術藥物實驗課的實踐措施

常規的課堂教學一節課45分鐘，教師可將安排的知識點逐一詳細講解，學生在課堂上對知識點進行理解、消化、吸收并加以操作演練。相對于傳統的課堂教學，它更有利于學習者充分利用零散時間挑選自己感興趣的知識點進行“碎片化”學習[3]。因此，微課的容量不大，一節課僅對某一個知識點進行闡釋，時間一般控制在5～8分鐘，最長不超過10分鐘。這就要求微課的制作者對應用于生物技術藥物實驗課教學的微課進行精心選擇與設計，微課制作的好壞直接影響到微課教學的質量與學習效果。

3.1 確定微課主題

一般微課的教學主題針對教學過程中典型的、具有代表性的、突出的問題或內容進行設計，精心梳理生物技術藥物整個課程知識點，我們已經從目的基因的克隆、表達載體的構建、蛋白的表達和純化、蛋白的定性定量分析4個方面編排了實驗內容。每個內容的實驗技術各不相同，避開藥學本科學生大三階段已開課程所涉及的實驗技術，確定生物技術藥物研發的10個核心知識點[4]，包括聚合酶鏈式反應、目的基因和載體的酶切和連接、陽性克隆的篩選、工程菌的培養和擴增、包涵體的預處理、蛋白的親和層析純化、聚丙烯酰胺凝膠電泳、考馬斯亮藍染色、蛋白印跡雜交、蛋白定量等。與之相對應，確定10個微課主題。

3.2 確定微課教學方法

微課的教學方法劃分為11類，分別為講授類、自主學習類、合作學習類、探究學習類、討論類、演示類、問答類、啟發類、練習類、實驗類、表演類[5]。根據生物技術藥物實驗課的特點，微課應用于課堂初期可著重于制作講授類、演示類微課以補充現場教學的局限和不足。對于最新的生物技術藥物成果或相關科學前沿的內容可轉化成本科生易用能懂的內容制作成自主學習類微課，供學生擴大知識面以增強對課程的學習興趣。

3.3 制作微課素材

教學素材是微課的基礎，是課件、影像文件等材料的綜合，制作方法結合微課主題特點進行選擇。在生物技術藥物實驗課微課制作中，微課素材可來自對實驗操作進行視頻錄制，也可來自教師制作的多媒體課件。對于理論性較強的內容如聚合酶鏈式反應、目的基因和載體的酶切和連接等內容，實際操作中只能看到在一個微型管中加入各種試劑，拍攝實驗操作的意義不大，可將這些內容制作成PPT加以講解作為微課素材，使教學過程生動有趣、簡潔明了。

3.4 微課設計和制作應注意的問題

微課的設計與制作是將微課應用于生物技術藥物實驗教學最重要的步驟，主題突出、制作精良的微課素材會成功吸引學生隨時隨地下載學習，增強學習效果。在設計與制作時應注意以下幾個方面：（1）以學生為主體。微課的最終目的是使學生更好地掌握知識點和實驗技能，因此，微課制作時，不僅要琢磨教師如何“教”，還要關注學生的“學”，最終實現教學相長。（2）制作規范。相對于課堂上講解的PPT，微課素材可供學生隨時隨地在任何移動終端下載學習，并可長久保存，其中實驗操作、解說語言、PPT制作的規范性要由課題組教師多次論證和修訂，并請科室專業教授校準把關，確保呈現給學生的素材規范無誤。（3）團隊合作。實驗課教學不同于理論課上課，為達到一定的制作效果，需要團隊合作。在制作之前分配好成員各自負責內容，集思廣益，確定拍攝的腳本。在視頻拍攝技巧上，成員之間相互交流幫助。通過這樣的安排，在整個微課制作過程中，所有教師既分工明確又相互協作，提高了微課的質量。

4 結語

信息化時代給整個社會帶來了巨大的改變，智能手機、ipad等各種移動終端的普及已經或多或少地改變了大眾生活、工作和學習的方式。微課理念更新了傳統教學觀念，是信息化時代在教育領域的產物。它為學生提供了自主學習的平臺，彌補了現場教學模式中存在的缺陷，提高了學生學習的效率。作為高校教師，我們不僅要積極學習最前沿的科研知識，還要積極參加微課培訓，將微課應用于生物技術藥物實驗課教學中。

[1]郭葆玉.生物技術制藥[M].北京：人民衛生出版社，2009.

[2]李琴，許子華，任立平，等.微課在微生物學檢驗教學中的應用研究[J].衛生職業教育，2017，35（1）：50-51.

[3]王冠軍，周勇，江海峰，等.“數字系統設計”實驗教學微課程設計與實踐[J].實驗室研究與探索，2015（6）：189-192.

[4]曹巖，邱磊，李英華，等.生物技術藥物實驗課程建設的探索與實踐[J].基礎醫學教育，2015（3）：228-230.

[5]黃曉璐.基于高職院校教學微課的探索及應用[J].中國科技博覽，2016（8）：34.