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構建生物藥物分析實(shí)驗教學(xué)改革新模式論文
摘要:
生物藥物分析實(shí)驗是生物藥物分析理論課程的重要補充，是培養學(xué)生掌握和鞏固理論知識以及實(shí)驗操作技能的重要途徑。為適應現代高等教育時(shí)本科生的培養要求，對生物藥物分析原有單一的實(shí)驗教學(xué)模式進(jìn)行改革已勢在必行。我學(xué)院生物藥物分析實(shí)驗教學(xué)改革從實(shí)驗教學(xué)內容、實(shí)驗教學(xué)方法、實(shí)驗教學(xué)手段等方面進(jìn)行實(shí)踐探索，建立了“驗證性一綜合設計性實(shí)驗教學(xué)”、“科研一實(shí)驗教學(xué)相結合”、“開(kāi)放式實(shí)驗教學(xué)”等新型的實(shí)驗教學(xué)模式，在近幾年的本科實(shí)驗教學(xué)活動(dòng)中，對于培養學(xué)生的實(shí)際操作能力、獨立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，團隊協(xié)作等方面的能力起到了明顯的效果，受到學(xué)生好評。
關(guān)鍵詞:
生物藥物分析實(shí)驗;實(shí)驗教學(xué)改革;新型實(shí)驗教學(xué)模式
引言
生物藥物分析是我學(xué)院為生物制藥專(zhuān)業(yè)本科生開(kāi)設的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)課程，生物藥物分析實(shí)驗是跟隨理論課程單獨開(kāi)設的實(shí)驗環(huán)節，是生物藥物分析課程的重要組成部分，它不僅驗證、補充了理論，而且可以培養學(xué)生的實(shí)際操作能力。在以往的生物藥物分析實(shí)驗課程中，實(shí)驗內容和實(shí)驗方法都比較單一，以驗證演示性實(shí)驗為主，實(shí)驗涉及的知識面相對比較窄，學(xué)生更多地是照搬實(shí)驗教材機械地動(dòng)手，每一個(gè)實(shí)驗也只是完成一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗操作。這種教學(xué)方式對于培養學(xué)生尹氣荃的科學(xué)態(tài)度和過(guò)硬的實(shí)驗技能是非常必要的，但在培養創(chuàng )新性思維、解決問(wèn)題的能力和主動(dòng)學(xué)習等方面存在明顯不足，難以適應現代高等教育對人才培養的要求回。因此，我們著(zhù)眼于實(shí)驗教學(xué)是培養學(xué)生成為具有創(chuàng )新能力的應用型人才這一目標，對生物藥物分析實(shí)驗教學(xué)進(jìn)行改革，建立了新型實(shí)驗教學(xué)模式。實(shí)踐證明新型教學(xué)模式的實(shí)施對培養學(xué)生實(shí)踐操作能力、科研創(chuàng )新能力、團隊精神等都起到了良好的效果。
1新型實(shí)驗教學(xué)模式的構建
1.1構建思路在以往的實(shí)驗教學(xué)中，我們的實(shí)驗教學(xué)目標主要是訓練學(xué)生的實(shí)驗技能，培養他們的實(shí)際動(dòng)手能力。但是往往忽視了在實(shí)驗教學(xué)中培養學(xué)生的創(chuàng )新能力、合作能力、全面協(xié)調等方面的能力。因此我們遵照現代高等教育對本科生的培養要求，充分發(fā)揮實(shí)驗教學(xué)在培養學(xué)生觀(guān)察、分析和解決問(wèn)題方面以及培養學(xué)生的創(chuàng )新能力和創(chuàng )新精神方面所起的重要作用，重新確立了實(shí)驗教學(xué)培養目標，從實(shí)驗教學(xué)內容、實(shí)驗教學(xué)方法、實(shí)驗教學(xué)模式、實(shí)驗教學(xué)手段等方面進(jìn)行改革探索，力圖通過(guò)新型的實(shí)驗教學(xué)模式培養學(xué)生成為具有創(chuàng )新能力的應用型人才陰。
1.2新型實(shí)驗教學(xué)模式的構建方法
1.2.1修訂教學(xué)大綱和教學(xué)計劃，確保實(shí)驗學(xué)時(shí)數實(shí)驗教學(xué)雖然是理論教學(xué)的補充，但也必須有相應的學(xué)時(shí)數做保證。我們從培養計劃的制定人手，對生物藥物分析課程的理論學(xué)時(shí)和實(shí)驗學(xué)時(shí)進(jìn)行了重新分配，將實(shí)驗教學(xué)延長(cháng)了7個(gè)學(xué)時(shí)。同時(shí)，我們參與修訂教學(xué)大綱的實(shí)驗教學(xué)部分，與培養計劃協(xié)調一致，根據實(shí)驗學(xué)時(shí)數安排足夠的實(shí)驗教學(xué)內容。
1.2.2調整實(shí)驗教學(xué)內容，構建“驗證性一綜合設計性實(shí)驗”的教學(xué)模式根據新型實(shí)驗教學(xué)模式的改革思路，我們重新調整了實(shí)驗類(lèi)型，保留部分驗證性實(shí)驗作為課程基本技能的訓練，增加綜合設計性實(shí)驗以提高學(xué)生對專(zhuān)業(yè)相關(guān)知識的綜合運用能力和對本專(zhuān)業(yè)基本實(shí)驗技能的綜合操作能力。
驗證性實(shí)驗是對已知的實(shí)驗結果進(jìn)行驗證的重復性實(shí)驗，實(shí)驗目的是加強學(xué)生對相關(guān)理論知識的認識和了解，培養學(xué)生的實(shí)驗操作技能I9]。生物藥物分析作為一門(mén)研究與發(fā)展生物藥物質(zhì)量控制的方法學(xué)科，具有很強的實(shí)踐性，生物藥物分析實(shí)驗的教學(xué)目的就應該使學(xué)生掌握和鞏固生物藥物分析的理論和知識，培養學(xué)生的實(shí)際操作能力，所以我們在新的實(shí)驗教學(xué)模式中保留了“非水滴定法測定酪氨酸的含量”、“維生素C片的含量測定”等驗證性實(shí)驗內容，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗操作掌握生物藥物分析的基本技能、基本操作和基本方法。
生物藥物分析這門(mén)學(xué)科不僅實(shí)踐性強，而且具有較強的應用性。實(shí)驗教學(xué)在培養學(xué)生掌握基本操作方法的基礎上，還應注重培養學(xué)生的獨立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，僅有驗證性實(shí)驗教學(xué)內容是不夠的。綜合設計性實(shí)驗是在學(xué)生具有一定基礎知識和基本操作技能的基礎上，運用某一課程或多種課程的綜合知識，讓學(xué)生自己設計實(shí)驗方案、選擇儀器設備、制定實(shí)驗流程、處理分析數據、完成實(shí)驗報告，對學(xué)生實(shí)驗技能和實(shí)驗方法進(jìn)行綜合訓練的一種復合性實(shí)驗，著(zhù)重培養學(xué)生的綜合分析能力、實(shí)驗動(dòng)手能力等方面，對樹(shù)立學(xué)生的創(chuàng )新精神具有重要意義。
因此，在實(shí)驗教學(xué)改革中，我們盡力將過(guò)去培養學(xué)生從驗證性實(shí)驗獲取間接知識的教學(xué)方式轉變?yōu)榕囵B學(xué)生從綜合設計性實(shí)驗中獲取直接知識的教學(xué)方式，培養學(xué)生探索研究未知新知識的方法和能力。在新模式的實(shí)驗教學(xué)內容中，我們設置了一個(gè)綜合設計性實(shí)驗—“微生物檢定法測定慶大霉素的效價(jià)”。該實(shí)驗分為兩個(gè)部分，
一是通過(guò)液體發(fā)酵、分離提取獲得慶大霉素樣品，此部分作為實(shí)驗的設計部分;
二是以慶大霉素標準品為參照，對第一部分獲得的樣品利用微生物鑒定法測定效價(jià)，此為綜合性實(shí)驗部分。第一部分由學(xué)生按實(shí)驗小組提交實(shí)驗方案，在獲得教師審批后，利用課余時(shí)間完成實(shí)驗操作。第二部分在實(shí)驗教師的指導下在課堂完成。該實(shí)驗包含了生物藥物分析學(xué)、微生物學(xué)、生物制藥工藝學(xué)以及現代生化技術(shù)等學(xué)科的專(zhuān)業(yè)知識，也包含了菌種轉接、培養基制備、分離提取、生物檢定分析等實(shí)驗操作。通過(guò)完成此項實(shí)驗項目，不僅提高了學(xué)生對專(zhuān)業(yè)知識的綜合運用能力，而且使他們的專(zhuān)業(yè)技能也得到綜合訓練。同時(shí)，實(shí)驗方案的設計和實(shí)施，也鍛煉了學(xué)生的科研創(chuàng )新思維以及團隊協(xié)助能力。
在生物藥物分析實(shí)驗教學(xué)新模式中，我們還注重完善生物藥物的分析方法。在以往的實(shí)驗教學(xué)模式中，用于實(shí)驗的分析方法主要偏重于重量法和滴定法的化學(xué)法，新增實(shí)驗教學(xué)模式中，在保留化學(xué)分析法的基礎上，又增添了生物檢定法(比如“微生物檢定法測定慶大霉素含量”實(shí)驗)，酶法、免疫法(儀器分析法中的一種，比如“尿微量I噸含量測定”實(shí)驗中應用到酶聯(lián)免疫技術(shù))等分析方法，使學(xué)生在理論課上所學(xué)的相關(guān)知識有了更好的應用。
1.2.3開(kāi)展學(xué)生課外研究活動(dòng)，建立“科研一實(shí)驗教學(xué)相結合”的教學(xué)模式實(shí)驗教學(xué)的目標就應該由單純的技能訓練轉變?yōu)槿嫣岣邔W(xué)生的綜合素質(zhì)。在近幾年的實(shí)驗教學(xué)改革中，我們嘗試將學(xué)生科研活動(dòng)與實(shí)驗教學(xué)相結合。把實(shí)驗教學(xué)內容需要改革創(chuàng )新的地方作為“學(xué)生研究計劃”項目或實(shí)驗教學(xué)改革項目申報，項目批準后，在本專(zhuān)業(yè)挑選有科研興趣，學(xué)習優(yōu)秀的學(xué)生參與整個(gè)項目的方案設計以及方案實(shí)施。例如，為獲得生物藥物分析實(shí)驗中抗生素檢定的樣品，我們開(kāi)展了“優(yōu)化慶大霉素發(fā)酵培養條件的研究”、“慶大霉素發(fā)酵液的分離提取研究”等系列學(xué)生科研項目，為實(shí)驗教學(xué)改革提供了素材，也為鍛煉學(xué)生的科研創(chuàng )新能力提供了機會(huì )。在上述系列學(xué)生研究活動(dòng)中，已有兩篇研究成果在核心期刊上發(fā)表，實(shí)驗成果也已應用到實(shí)驗教學(xué)中。實(shí)踐證明，將科研活動(dòng)引人實(shí)驗教學(xué)是培養創(chuàng )新型人才的有效途徑。
1.2.4建立開(kāi)放式實(shí)驗教學(xué)模式，為培養學(xué)生的創(chuàng )新能力提供環(huán)境開(kāi)放式實(shí)驗教學(xué)是高校深化實(shí)驗教學(xué)改革，提高實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量的一項創(chuàng )新性工作111門(mén)。生物藥物分析的綜合設計性實(shí)驗是一種開(kāi)放式實(shí)驗教學(xué)模式，通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗室，為學(xué)生提供一個(gè)促進(jìn)思考和探索的環(huán)境，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性，培養學(xué)生的綜合能力，使學(xué)生的學(xué)習由被動(dòng)地位轉為主動(dòng)地位。
本專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室的開(kāi)放分以下幾個(gè)層次:
一是做到時(shí)間上的開(kāi)放，學(xué)生的設計方案得到審批后，可以申請實(shí)驗室的使用時(shí)間，實(shí)驗室針對他們的實(shí)驗時(shí)間進(jìn)行開(kāi)放。
二是實(shí)驗場(chǎng)所開(kāi)放，我學(xué)院成立了實(shí)驗中心，儀器設備統管共用，實(shí)驗室的進(jìn)出采用門(mén)禁系統。例如，學(xué)生在進(jìn)行慶大霉素的發(fā)酵、分離提取以及效價(jià)分析等操作會(huì )分別用到不同的實(shí)驗室，他們只需按照教師審批過(guò)的實(shí)驗方案需要的時(shí)間向實(shí)驗中心進(jìn)行申請，就可以獲得門(mén)禁開(kāi)通，順利地在各實(shí)驗室做實(shí)驗了。
三是對象開(kāi)放，開(kāi)放的對象可以是做綜合設計性實(shí)驗的同學(xué)，也可以是同學(xué)在實(shí)驗課后，對某些操作不是很清楚，還需要來(lái)實(shí)驗室進(jìn)行鞏固復習的。
總之，開(kāi)放式實(shí)驗教學(xué)模式的建立，給學(xué)生更大的空間以發(fā)揮他們的創(chuàng )新實(shí)踐能力。
1.2.5改革實(shí)驗教學(xué)方法，培養學(xué)生的創(chuàng )新科研意識實(shí)驗教學(xué)是高等教育非常重要的一部分，不僅是教會(huì )學(xué)生使用各種儀器設備，也不僅是讓學(xué)生學(xué)會(huì )一些實(shí)驗的方法和手段，而是讓學(xué)生在實(shí)驗過(guò)程中既動(dòng)手又動(dòng)腦，通過(guò)實(shí)踐真正掌握生命科學(xué)研究規律的真諦，學(xué)會(huì )用實(shí)驗方法去檢驗理論11咧。為培養學(xué)生的創(chuàng )新意識和科學(xué)素質(zhì)，新型實(shí)驗教學(xué)模式從原有“以教師為主體”變?yōu)椤耙詫W(xué)生為主體”的教學(xué)模式，實(shí)驗教學(xué)不僅“授之以魚(yú)”，更注重“授之以漁”。生物藥物分析實(shí)驗教學(xué)中，對于基礎驗證性實(shí)驗，采取的是學(xué)生課前預習，實(shí)驗教師課上詳細講解，并提出與實(shí)驗有關(guān)的各種問(wèn)題，激發(fā)、引導學(xué)生對問(wèn)題進(jìn)行思考，這樣既避免了學(xué)生在操作中出現錯誤，也增加了學(xué)生探究實(shí)驗操作的積極性。對于綜合設計性實(shí)驗，比如抗生素效價(jià)測定實(shí)驗，學(xué)生直接參與方案的設計，從慶大霉素的發(fā)酵開(kāi)始，一直到慶大霉素成品的分析，包含了幾個(gè)相對獨立而又相互關(guān)聯(lián)的實(shí)驗組成，環(huán)環(huán)相扣，每次實(shí)驗成功與否或結果好壞，都直接影響后續實(shí)驗結果，學(xué)生在實(shí)驗過(guò)程中既感到了一種壓力，又有一種急于看到自己成果的渴望，整個(gè)實(shí)驗過(guò)程中，學(xué)生的積極性得到極大提高，責任心和團隊精神也得到了鍛煉。
另外，我們選取部分同學(xué)參與實(shí)驗的課前準備工作，不僅鍛煉了這部分同學(xué)的學(xué)習積極性，工作能力，而且在準備的過(guò)程中，學(xué)生對本次實(shí)驗才有了更深的了解。
在綜合設計性實(shí)驗內容的整體安排中，學(xué)生依據各自的實(shí)際情況，分別參與了實(shí)驗的研究階段，準備階段，教學(xué)階段，這種實(shí)驗教學(xué)方法達到了分層次對學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，以及科學(xué)素養進(jìn)行綜合培養的目的。
1.2.6改革學(xué)生實(shí)驗成績(jì)的評判方法，提高實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量實(shí)驗成績(jì)過(guò)去是由教師根據實(shí)驗報告及印象給出的，這樣的評判標準顯然不符合現代教育的要求，為全面、客觀(guān)、公平、公正地反映學(xué)生的實(shí)驗情況和實(shí)踐水平，新型實(shí)驗教學(xué)模式中，我們將實(shí)驗分為兩部分內容進(jìn)行考核，
一是普通的實(shí)驗報告，主要是針對基礎驗證性實(shí)驗，評分標準主要是看學(xué)生報告的認真程度，實(shí)驗時(shí)的表現，實(shí)驗結果以及思考題的回答上。
二是綜合設計性實(shí)驗的實(shí)驗方案，實(shí)驗方案設計是否合理，實(shí)驗小組團隊合作的情況怎樣，實(shí)驗的結果如何都作為評判的標準。
2新型實(shí)驗教學(xué)模式的實(shí)施效果
生物藥物分析實(shí)驗在新型的實(shí)驗教學(xué)模式下，取得了一定的成果。通過(guò)對2008級本科生實(shí)施實(shí)驗教學(xué)改革的結果來(lái)看，學(xué)生對于這種新的實(shí)驗模式表現出了很大的積極性，對生物藥物分析這門(mén)課程產(chǎn)生了濃厚的興趣。主要體現在下列幾個(gè)方面:首先，在實(shí)驗準備階段各組同學(xué)能夠充分的準備實(shí)驗材料，完成綜述的撰寫(xiě)，對實(shí)驗中可能遇到的問(wèn)題有一定的了解，并能預先提出解決方案;其次，由于前期工作準備得充分，實(shí)驗過(guò)程明顯比以前更加順利，學(xué)生有充足的時(shí)間進(jìn)行思考，從而提高了其解決問(wèn)題的能力;再次，在實(shí)驗報告的撰寫(xiě)過(guò)程中，學(xué)生也表現出較高的科研寫(xiě)作水平。
在實(shí)驗課后的一個(gè)小型調查活動(dòng)中，發(fā)現絕大多數學(xué)生非常喜歡新型的實(shí)驗教學(xué)模式，不希望再回到傳統的教學(xué)模式中。學(xué)生普遍反映，通過(guò)設計性方案的設計和實(shí)施，他們學(xué)會(huì )了怎樣去查閱文獻，怎樣去設計一個(gè)實(shí)驗方案，怎樣去落實(shí)安排自己的實(shí)驗，同時(shí)在和同學(xué)合作實(shí)驗的過(guò)程中，也學(xué)會(huì )團隊合作，新型的實(shí)驗模式讓自己的創(chuàng )新實(shí)踐能力得到了很好的發(fā)揮，覺(jué)得這樣的實(shí)驗受益匪淺。
另外，通過(guò)對學(xué)生實(shí)驗考核辦法的改革，學(xué)生也覺(jué)得這樣更能體現他們實(shí)驗的綜合情況。
3小結及展望
隨著(zhù)生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，生物制藥已成為發(fā)展最活躍、最迅速的領(lǐng)域。生物制藥產(chǎn)業(yè)對專(zhuān)業(yè)人才的需求也更偏重于創(chuàng )新型、能力型人才。作為培養生物制藥專(zhuān)業(yè)人才的本科高等教育，培養學(xué)生的觀(guān)察、分析和解決問(wèn)題方面以及培養學(xué)生創(chuàng )新能力和創(chuàng )新精神方面的實(shí)驗教學(xué)就顯得尤為重要。生物藥物分析新型的實(shí)驗教學(xué)模式經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐，大大提高了學(xué)生實(shí)驗的積極性和主動(dòng)性，增強了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，知識運用能力以及創(chuàng )新能力。從近幾年的學(xué)生對實(shí)驗課程的測評來(lái)看，大多數同學(xué)對新型的實(shí)驗模式表示歡迎。但作為實(shí)驗教學(xué)組織者的我們，對新型實(shí)驗教學(xué)模式還有許多巫待改進(jìn)的地方。比如進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)驗教學(xué)內容中生物藥物的分析方法，讓本科生也接觸到藥典中規定使用的色譜分析方法、電泳分析方法等。對于綜合設計性實(shí)驗，除了讓學(xué)生交設計方案外，還應讓學(xué)生以論文的形式將實(shí)驗內容展現出來(lái)，更大程度培養學(xué)生的綜合科學(xué)素養。
總之，我們希望通過(guò)深化實(shí)驗教學(xué)改革，提高學(xué)生的自主學(xué)習、主動(dòng)實(shí)踐和研究探索的積極性，為生物制藥領(lǐng)域輸送更多的應用創(chuàng )造性人才。
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