地方醫學院校藥學專業分子生物學實驗課程改革與探索

洪偉　張婷　謝淵　沈祥春　康惠

[摘要]分子生物學是藥學專業的一門基礎課程，具有知識體系龐雜，實驗性極強的特點。作為地方醫學院校，立足地方，藥學專業主要培養服務于地方的高素質藥學人才，分子生物學教學如何與藥學專業的人才培養目標相統一是教學改革面臨的關鍵問題。本文通過分析藥學專業的人才培養目標及專業特點，提出創新分子生物學實驗課程內容、借助多媒體教學手段、加強科研反哺教學等方法，提升實驗課程的教學效果，為培養高素質的藥學專業人才提供參考。

[關鍵詞]藥學專業;培養目標;分子生物學;實驗課程;教學改革

[中圖分類號] R642.423? ? ? ? ? [文獻標識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1674-4721（2019）10（c）-0164-04

[Abstract] Molecular biology is a basic course of pharmacy specialty. It has the characteristics of complex knowledge system and strong experimentation. As a local medical college， pharmacy specialty mainly trains high-quality pharmacy talents serving local areas. How to integrate molecular biology teaching with the training objectives of pharmacy specialty is the key issue facing the teaching reform. Based on the analysis of the training objectives and specialty characteristics of pharmacy specialty， this paper puts forward some methods such as innovating the content of molecular biology experiment course， using multimedia teaching means and strengthening the teaching of scientific research back-feeding， so as to improve the teaching effect of experiment course and provide reference for training high-quality pharmacy professionals.

[Key words] Pharmaceutical specialty; Training objectives; Molecular biology; Experimental course; Teaching reform

分子生物學是在生命科學發展過程當中誕生的一門知識面廣，實驗性極強的新興學科，分子生物學實驗技術已成為生物、醫藥、農業等學科共同的重要實驗技術[1]。分子生物學的新成果、新技術促進了藥物研究的發展，在疾病基因診斷、靶向藥物、重組基因疫苗、基因靶向治療等方面取得重大進展。隨著分子生物學知識和技術在藥學領域的應用與發展，分子生物學已經成為藥學專業學生的一門必修課程。2018年1月，教育部發布《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》[2]，其中“藥學類專業教學質量國家標準”[2]明確指出藥學是一門以化學、生物學和醫學為主要理論指導，研發、生產、使用和管理藥物的一門學科，藥學專業培養與藥物研發、生產流通、管理、質量控制和藥學服務等相關的高素質專業人才。同時《藥學類專業課程體系建議》[2]也明確規定分子生物學為藥學專業的基礎課程，其理論和技術涉及生理學、生物化學、藥理學、免疫學等課程，對藥學專業人才的培養顯得越來越重要。然而，分子生物學知識體系龐雜，內容抽象，實驗性極強，教與學都存在很大的困難。實驗教學作為分子生物學教學的組成部分，不僅是學生理解和掌握理論知識的重要方式，也是培養學生實驗技能、科研素養和創新精神的有效途徑。因此，本文結合藥學專業培養目標及專業特色，分析實驗教學中存在的問題，通過優化實驗內容、開展多媒體教學、加強科教結合等方法對實驗課程進行了初步改革與探索，實現了藥學與分子生物學的有機結合，為培養符合社會經濟需求的高素質藥學人才提供參考和借鑒。

1分子生物學實驗課程的現狀與存在問題

1.1課程學時少，教學質量不佳

分子生物學作為一門基礎課程，實驗教學內容有一個基本的要求，雖然不同學科專業所側重的實驗內容不同，但針對藥學專業學生開設的實驗課時只有生物類專業課時的一半。分子生物學實驗課程僅開設了一些基礎性實驗內容，與分子生物學研究技術的快速發展現狀不符。有的實驗還采用比較費時費力的傳統技術，近年新的研究技術也沒有補充進課堂，且每個實驗之間相對獨立，缺少系統性，嚴重影響了教學效果和教學質量。在學時少、內容多、學生也多的情況下，如何保證藥學專業的學生在規定時間內掌握少而精的知識，又能為將來從事藥學方向的工作打下良好基礎[3]。如何培養學生用分子生物學思維思考問題，能將所學的分子生物學理論知識與藥學有關學科相結合，從作用機理角度更深入地思考相關問題[4]。以上是教學改革中必然會遇到的問題，也是實驗教學改革的出發點與難點。

1.2教學模式單一，教學內容不夠深入，實驗教學亟待改革

傳統的分子生物學實驗教學以教師為主體，側重于理論知識的驗證，一直以來都采用“課前預習-實驗講解-實驗操作-實驗報告”灌輸式的教學方法。在整個教學過程中，學生被動地按照老師的演示方法進行實驗結果驗證，至于如何設計實驗、如何運用實驗技能處理生活和工作中的問題[5]，學生幾乎沒有思考，缺乏自主學習意識和創新意識。分子生物學理論知識晦澀難懂，實驗技術又發展迅速，如何保證基礎理論和實驗技術的統一性與先進性，實驗教學就是關鍵環節，因為實驗教學是理論與實踐相結合的紐帶，不僅可以幫助學生理解、消化理論知識，還能培養學生實驗操作和應用技術的能力，對整個教學質量有著舉足輕重的作用。分子生物學必須構建新的課程體系滿足藥學人才培養的需要，完善的實驗教學體系既可以加深對基礎知識的掌握，又可以培養學生的動手能力和思考能力[6]，實驗教學改革勢在必行。

2分子生物學實驗課程的改革與探索

2.1結合藥學專業人才培養目標，確定教學目標

作為地方性醫學院校，學校的辦學定位一直是從地方區域經濟和社會發展的實際出發，緊密結合社會需求，努力為地方經濟、社會發展提供服務[7]。在制定各學科專業人才培養規劃時，緊密對接地方產業的實際需求。我校藥學專業，立足貴州省制藥產業發展需求和區域中藥、民族藥資源優勢，構建了“一個中心、一個特色、兩種能力”的育人機制，以藥學專業教學質量國家標準為中心，以貴州地方藥物資源優勢彰顯黔藥特色，培養具備解決黔藥生產實踐能力和藥學服務能力的藥學人才。分子生物學的知識結構和教學目標應與藥學專業培養目標保持一致，著力培養以學科專業知識為基礎、以專業實踐能力為核心，以職業發展能力為依托、以創新創業能力為拓展的適應地方區域經濟和社會發展的藥學人才。

2.2在教學內容上，兼顧專業特色

分子生物學實驗內容以分子生物學基本實驗方法與技能為主，且大多為基礎的驗證性實驗[8]，如細胞核糖核酸（DNA）的提取、聚合酶鏈式反應（PCR）、細胞脫氧核糖核酸（RNA）的提取、β-actin基因的擴增等。學生只要按照老師設計好的實驗步驟進行操作即可，缺乏靈活性，導致學生上實驗課的積極性不高。因此，要求教師結合學生所學的藥學專業特點，將理論和實際結合，激發學生的積極性[9]。依據藥學專業特點及貴州豐富的天然藥物資源，在分子生物學實驗中，教師采用貴州道地藥材及黔產藥品作為實驗原料，抓住藥學與分子生物學知識相結合的切入點，使教學內容更具有針對性、實用性及先進性。分子生物學實驗的基礎內容改革包括重組DNA技術、DNA分子大小及含量的檢測、PCR、藥用植物總DNA提取、藥用植物總RNA提取、RNA逆轉錄等。實驗教學中將分子生物學的實驗技術與中藥研究結合，選用貴州黔產藥材，如貴州三寶“天麻、杜仲、靈芝”等作為實驗原料，可激發學生的學習興趣，充分發揮學生的主觀能動性。如貴州天麻具有較高的藥用價值，潤而不燥，味甘，性平，有平肝息風、祛風止痛、益氣提神的功能[10]。貴州著名的“大活絡丹”“人參再造丸”等中成藥都用天麻作主料。根據天麻的藥用價值與臨床運用情況，結合分子生物學知識，設計綜合性實驗，通過6次實驗課，一環扣一環，既系統地學習了分子生物學的基本實驗技能，了解了藥用植物有效成分的合成途徑，又掌握了植物基因組的組成、基因擴增及檢測的方法，為進一步深入學習分子生物學實驗技術并應用于藥學研究奠定了基礎（圖1）。

①植物總DNA提取實驗;②植物總RNA提取實驗;③mRNA逆轉錄為cDNA實驗;④以不同模板，PCR擴增目的基因實驗;⑤擴增產物DNA定量實驗;⑥DNA凝膠電泳檢測實驗

2.3結合科學研究，反哺教學，開展開放性實驗

分子生物學既是基礎學科，又是前沿學科[11]。其發展和應用正日新月異地促進生物學、遺傳學、微生物學、腫瘤學、醫學和藥學的全面發展，其基本理論已滲透到藥學的諸多領域。在進行基礎教學的過程中，教師需要補充大量教材以外的知識，才能滿足學生知識結構構建的需要。教師廣泛地閱讀醫藥相關書籍文獻，充分闡述分子生物學知識在藥學學科領域的具體應用，調動學生學習的積極性和主動性。教師不僅需要始終關注學科的發展，而且需要深入科研第一線，利用科學研究的實例豐富課堂教學內容。目前分子生物學教研室以地方病與少數民族疾病教育部重點實驗室和貴州省醫學分子生物學重點實驗為平臺，每年承擔國家自然科學基金、省部級、校級科研課題20多項，教師隊伍博碩士研究生學歷達100%，均具有豐富的理論教學知識及扎實的科學研究經驗。利用師資團隊及科研平臺的優勢，開展開放性實驗項目。開放性實驗是學生在自主開放的氛圍下，查閱大量資料、選擇實驗課題、制定實驗方案，并通過教師的指導，不斷地進行探索和實驗操作，從中獲取基本理論知識和實踐技能，培養學生的科研素質和創新精神的一種教學方式[12]。開放性實驗一般以大學三、四年級的學生為主，利用周末或晚上的時間開展科學實驗研究，一般周期為3～5個月。每組配置一位指導老師，分配8～10個學生。首先布置作業，讓學生查閱文獻、撰寫報告，如建立藥用植物的指紋圖譜、體外構建生物活性分子合成途徑、分子生物學在中藥現代化研究中的應用等，培養學生將所學的分子生物學知識與藥學有關學科相結合的能力。然后選取優秀的綜述報告，以學生為主體，在老師的指導下設計實驗，開展科學研究。開放性實驗不受實驗課時、實驗空間的限制，也不受學科、專業、年級的限制，彌補了基礎實驗和綜合性實驗的不足，也解決了藥學專業實驗課時少的問題。在指導老師的帶領下，進行課外科研實驗，讓學生在綜合運用理論知識的基礎上，訓練學生學習的主體意識、團隊協作意識和問題意識，培養學生的創新精神和實踐能力，幫助學生掌握科研技能，從而形成嚴謹的科學思維。

2.4采用多樣化的教學手段與教學方法，提高教學質量

分子生物學實驗原理及內容抽象復雜，實驗技術復雜多樣，僅采用講述、示范的方式很難將其講解透徹。分子生物學實驗學時有限，且學生眾多，很難在有限的時間里將所有知識點都逐一講解、每個實驗環節逐個檢查，但現代信息技術的應用，很大程度改善了這一問題。隨著現代科學技術的發展，借助電子技術的現代化教學設備、利用大型儀器、多媒體技術和計算機技術，課堂教學也從單一的課堂講授模式轉變為由聲音、圖像、視頻、文字等多方位組合的復合式教學[13]。分子生物學實驗課程中引入現代信息技術，可以將教學內容中的單一知識點、基本理論、基本實驗操作錄制成網絡課、微課，如實驗室安全與管理、PCR引物設計、實時熒光定量PCR理論與操作方法等內容。網絡課、微課的特點在于短小精悍、主題明確、使用方便、交互性強、便于學習[14]。利用學校的網絡教學平臺，方便學生提前預習實驗、學習實驗原理和操作步驟，并可反復播放視頻課件，做到“溫故而知新”。通過網上答疑、網上測試，有效地提高了學生自主學習的能力，同時加強了師生之間的交流和互動，有效地改善了師生關系。通過以上教學手段既能生動、準確、科學的傳達教學內容，提高學生的學習興趣，還能彌補傳統教學的缺陷，讓老師在實驗室里有更多的時間和精力嚴格把控關鍵問題與關鍵技術，從而提高教學質量。

3小結與展望

分子生物學實驗教學改革是一項系統工程，針對藥學專業的學生設計的教學計劃與教學方法，目前還處于前期摸索和實踐階段。通過藥學專業分子生物學實驗教學改革，不僅加深了學生對理論知識的理解，鍛煉了學生的動手能力，更重要的是在教師的引導下，能在實驗教學各環節中激發學生的學習積極性，在真正意義上增強學生分析問題和解決問題的能力[15]，初步培養學生的科學思維和科學素養。教師的責任任重而道遠，不斷探索、不斷實踐、不斷總結、不斷創新，以提高學生的綜合知識水平、突出藥學專業的特色，在人才培養過程中更好地發揮分子生物學實驗教學的作用。

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（收稿日期：2019-06-11? 本文編輯：劉克明）