面向創新的“海洋藥物綜合實驗”項目化教學探索

周燕霞 侯俊峰 苗曉慶

［摘 要］ 針對“海洋藥物綜合實驗”教學現狀，圍繞探索型創新人才培養，結合專業領域前沿發展方向，依據專業培養目標對其進行了項目化+教學內容、教學方式和考核體系的有效嘗試，使教學內容前沿化、組織方式科研項目管理化、考核多維化。通過構建探索性研究內容、模擬科研項目的管理機制、建立過程化和多指標的考核模式，不僅能夠增強學生在科研中的自我驅動性、創新意識和學術表達能力，而且可以促使學生參與自我日常管理，實現自我實踐成績考核，提升學生在創新實踐中的綜合管理能力，賦予學生全面發展的科研素養。

［關鍵詞］ 海洋藥物綜合實驗；探究型內容；科研項目化教學；多維度考核體系

［基金項目］ 2021年度山東大學（威海）教改項目“面向創新的海洋藥物綜合實驗課程教學改革研究”（Y2022062）

［作者簡介］ 周燕霞（1977—），女，山東德州人，理學博士，山東大學海洋學院副教授（通信作者），碩士生導師，主要從事藥劑學和生物藥物研究；侯俊峰（1981—），男，內蒙古呼和浩特人，理學博士，山東大學海洋學院副教授，主要從事藥理學研究；苗曉慶（1984—），女，黑龍江七臺河人，理學博士，山東大學海洋學院副研究員，主要從事藥物制劑研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2023）27-0013-04 ［收稿日期］ 2022-08-15

為適應創新型國家和社會經濟發展的需要，高校肩負著重要的創新教育責任［1］。基于“知識、能力、素質”的人才培養模式，為充分發揮海洋學科專業齊全的優勢，山東大學正在大力推進綜合型與創新型實驗教學改革，以提高大學生的創新實踐能力和社會競爭能力，使其更好地服務于創新型國家和創新型社會的建設。“海洋藥物綜合實驗”是為海洋生物科學專業本科生開設的專業必修課程，課程內容主要為海洋藥物資源的開發利用及其制劑的研制。該課程與前期未關聯的專業課程實驗內容建立聯系，形成了一套連貫性和系統性的包括活性物質制備、劑型設計與開發、制劑的成型和質量評價的科研體系。目前，針對“海洋藥物綜合實驗”教學中存在的問題，比如學生缺乏系統性科研訓練、自我創新驅動力不夠、僅簡單整合幾個典型模塊實驗進行綜合設計、照搬文獻以及往屆學生綜合實驗中的設計進行驗證等，為加大創新型人才培養力度，提高學生的探索能力和創新性，“海洋藥物綜合實驗”課程亟須進行教學改革。

一、項目化教學模式在實踐教學中的運用優勢

為培養探索型創新人才，國內外學者開發了十多種教學模式，其中因項目化教學模式對學生的教育優勢而被許多創新型國家廣泛應用于電氣工程、計算機科學和應用物理學的教學和學習中［2-3］。一些學者認為項目化教學模式是培養思維能力最有效的一種教學策略［4］，而思維技能是21世紀學生所需的關鍵技能。近幾年，項目化教學模式開始應用于計算機、信息工程、生物和化學專業的實踐教學中，有助于培養學生的科研思維和創新能力［5］。項目化教學是把學生分成不同小組，以自主設計和自行實踐的形式對某一課題進行探索與研究的教學活動，是實驗教學改革的教學策略之一［6］，也是實現創新創業教育的有效途徑之一［7］。這種教學模式具有以下優勢：突出學生主體，讓學生主動構建科學的知識體系；突出研究探索，培養學生的創新意識和能力。項目化教學為綜合實驗教學改革提供了重要參考，當前，我們仍需要進一步結合海洋學科專業特點，深化模擬科研項目模式的項目化教學改革，讓學生在科學研究的探索和實踐中培養創新思維及創新能力。

二、項目化教學在“海洋藥物綜合實驗”中的實踐

（一）教學內容深層次化，并轉變為探究型實驗

“海洋藥物綜合實驗”課程原教學大綱規定的研究范疇是以海藻為原料，按照“海洋活性物質的制備→劑型輔料優化和篩選→制劑的成型工藝→制劑質量控制”等四個模塊內容進行實驗。內容模塊化后，學生對海洋活性物質的開發容易形成思維定式，多重復前人研究的情況，與學科發展前沿相差較大，易忽略研發的創新性或應用目標。在校院制度允許的條件下，更新實驗大綱，拓寬實驗內容范圍，激勵制度與教師科研項目相銜接，且允許承接科研立項的前期成果，進行深入研究和再開發。因此，“海洋藥物綜合實驗”課程的教學內容優化為新型海洋藥用資源及其產品的開發利用。該內容將研究對象從海洋藥物（多為海藻類）拓寬為海藻、海洋動物和海洋微生物類藥用資源，開發方向不僅限制于藥物制劑，還包括生態制劑或藥用輔料。寬泛的研究范圍有利于交叉和創新，有助于將教學內容與教學團隊的科研和應用接軌，將綜合驗證型實驗向設計型、探究型實驗轉變，使其深層次化和前沿化。根據教師團隊中的國家自然科學基金項目衍生出多個子課題類型供學生選擇，譬如“褐藻寡糖的生物轉化及其靶向制劑研究”、校企共建項目衍生的“抗耐藥微生物的海洋多糖基納米制劑開發”和“新型海洋益生菌靶向制劑的研制”等。第一個課題中褐藻寡糖包括甘露糖醛酸寡糖和古羅糖醛酸寡糖，前者因能夠通過調節腸道菌群重塑機體免疫穩態，多位點、多片段、多狀態地捕獲和解聚β淀粉樣蛋白，成為我國獨創和批準的阿爾茨海默病新藥。因研究對象為批準的新藥，原料獲得相對具有難度，更缺乏對應的制劑文獻資料，所以是典型的探究型研究內容。鑒于教師團隊結合所主持的國家自然科學基金項目已構建生產甘露糖醛酸二糖的新型褐藻膠裂解酶工程菌，本課程重在啟發學生利用科研成果中的工程菌進行寡糖原料的制備、檢測，以及進一步設計腸道靶向制劑——腸溶性制劑。在實施該探究型課題時，學生需將新藥的分子結構、物化性質、藥理作用機制（尤其作用靶點）與新型藥物制劑技術聯系，才能實現治療阿爾茨海默病的臨床應用，其中新型藥物制劑需要結合前沿性技術進行設計，比如學生應用速釋口崩片制劑技術、納米晶技術、腸溶材料的流化包衣技術設計口含速釋的片劑、緩釋片劑和腸溶微丸，以分別達到適應吞咽功能障礙的老年患者、減少給藥次數、提高甘露糖醛酸二糖生物利用度（腸溶包衣后可避免胃酸的酸降解作用）等目標。通過該探究型研究，學生能夠實現甘露糖醛酸二糖藥物不同給藥形式的設計，進而提高患者的依從性和藥物的速效或高效性，所獲得新制劑的處方、制備工藝和質量標準，為我國新藥甘露糖醛酸二糖的速效、高效制劑的開發提供了基礎數據和思路。總之，融合教師科研項目后的實驗教學內容更具有探索性，學生在設計探索型實驗內容的過程中，不僅能夠建立正確的邏輯思維方式，培養嚴謹的科研態度，還通過接觸新視角和前沿研究技術，拓寬了眼界，增強了開拓創新意識。

（二）組織形式科研項目化，突出學生主體性

對于探究型研究內容，應建立新的實驗組織形式。首先，構建團隊式教師教學組織，并規劃學生合理建隊機制。精選研究方向集中于海洋藥物的不同學科背景（包括藥學、生物、材料等）的6名教師組成教學團隊，便于精準指導綜合性和探索性研究課題。另外，學生按照科研經歷混編組隊，形成組內層次化、組間力量均衡化的3～6個小組，具有科研經歷的組員帶隊，與無科研經歷的學生混編，建立組間力量均衡和組內科研層次分明的梯隊研發小組，形成組間公平競爭、組內發揮先進帶動后進的局面。其次，建立新型推行方式。通過構建課前（立項申請）—課中（實驗操作）—課后（結題答辯）三個教學模塊推行項目化教學模式，其組織方式見圖1。每名教師指導一組學生，教師給出課題范圍，要求學生帶著課題查閱相關文獻資料，并進行組內討論和安排，完成項目立項書撰寫。每個小組選派代表以PPT展示匯報立項依據、方案設計、重點與難點問題和解決策略及創新點等項目立項要點。在此過程中，教師團隊針對方案的可行性和創新性，提出指導問題或意見，并與各小組積極交流討論，小組之間互相點評，充分討論后學生再進行方案修改，經指導教師同意后才能進入實驗室進行實驗操作。實驗完成后，學生要進行研究報告和產品匯報，教師團隊對其規范性和創新性進行綜合評分。這種組織形式能夠促使學生成為課堂的主體，極大地提高學生的學習積極性，鍛煉學生自主分析及解決問題的能力。這種答辯立項—實踐—結題的項目化教學模式，融合了啟發式、討論式和探究式教學方法，更具有競賽性質，有利于學生邏輯思維能力的培養，激發學生的創新熱情，完全匹配應用-創新型人才的培養目標體系。

（三）評價體系多維度化，突出創新產品的導向性

成績是檢驗學生學情的重要指標，對于學生具有導向作用，尤其是研究型和探究型課題需要建立相應的多維度考核體系［8］。因此，“海洋藥物綜合實驗”課程改變了以往從綜合實驗報告為準的考核方式，更加注重過程性考核，在課前和課中的關鍵環節設置考核節點，重點鼓勵學生提高創新實踐的參與度，目標導向激勵了學生的科研創新熱情。本教學改革健全過程化和創新產品考核制度，基于原有的教師考核與學生自主考核方式，進一步對過程參與度的分值分配進行細化，同時增設創新產品考核分值，不僅注重過程和創新，而且考核方式多元化。通過建立多維度的考核體系（見圖2），更能保證過程化考核和評價的準確性。

教研組對成績評價體系進行了進一步的調整和細化，將總評成績設為四個部分：立項答辯成績、實踐平時成績、結題報告成績和新型產品成績。其中，立項答辯成績體現了學生的科研文獻綜述能力、前沿技術學習能力、思辨能力和創新意識；實踐平時成績體現了學生的課堂學習參與度；結題報告成績體現了學生的實踐能力、發現問題及解決問題能力、數據處理能力、科研思維和創新能力等；新型產品成績是所有階段的最終呈現形式，體現了小組對科學前沿的追蹤能力、市場需求的把握能力以及實踐創新能力。教師團隊根據每個小組在立項答辯、實驗過程、結題答辯和報告、新型產品等方面的綜合表現將小組總評成績設置為五級制，評分標準見公式1。學生團隊則按照公式2自評學生的組內平時成績，為防止組間平時成績差異過大，規定各小組組內平時成績的平均分為80～85分。個人的最終平時成績則基于小組自評的組內平時成績和教師團隊審評的小組成績，見公式3，其中權重系數是根據教師團隊評審的五級制小組總評成績確定的，比如優秀1.0、良好0.8、中等0.7、及格0.6、不及格0.5。該考核方式不僅可以使學生參與自我日常管理，建立科研團隊的自我管理機制，還能使教師起到監督作用，避免個別組自評過高或過低，實現考核公平。

公式1：總評成績=立項答辯成績（20％）+實踐平時成績（40％）+結題報告成績（35％）+新型產品成績（5％）

公式2：組內平時成績=值日情況（20％）+出勤（15％）+實驗參與度（25％）+操作規范性（40％）

公式3：最終平時成績=組內平時成績×權重系數

結語

本研究通過構建寬泛的探究型內容、強化主體的運行方式和強調創新產品的多元化及過程化的考核體系建立“海洋藥物綜合實驗”項目化教學模式，其創新體現在以下幾個方面：針對自我創新驅動力不夠，以創新產品目標為導向，實施基于項目化模式的學習產出驅動教育系統，從而改變簡單的啟發—討論—實踐的授課模式，提升學生的創新素質；注重藥物研制前沿技術，通過自主學習和答辯研討形式來培養學生的科研思維、創新意識和學術表達能力；通過建立多維度的考核模式，模擬科研項目的管理機制，使學生參與自我日常管理，實現自我實踐成績考核，提升學生在創新實踐中的綜合管理能力，培養學生全面發展的科研素養。

參考文獻

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Exploring the Scientific Research Project-based Teaching in Comprehensive Marine Pharmacology

Experiments Course at Innovation Needs

ZHOU Yan-xia， HOU Jun-feng， MIAO Xiao-qing

（Marine College， Shandong University， Weihai， Shandong 264209， China）

Abstract： The reform focused on the center of cultivating exploratory and innovative talents to improve the current situation of comprehensive experimental teaching of marine medicine. The project-based teaching content has been combined with the frontier development direction of the professional field. Besides， teaching method and assessment system have been reconstructed according to the professional training objectives. In result， the content becomes in-depth and cutting-edge， and the orientation of teaching objectives and the diversification of assessment processes are strengthened. By constructing exploratory research content， simulating the management mechanism of scientific research projects， and establishing a procedural multi-index assessment model， it not only enhances students self-driving， innovative awareness and academic expression ability in scientific research， but also empowers students with daily management power and realizes self-practice. Achievement assessment improves students comprehensive management ability in innovative practice， and endows students with comprehensive development of scientific research literacy.

Key words： Comprehensive Marine Pharmacology Experiments; exploratory content; scientific research project-based teaching; diversified assessment system