生物技術(shù)制藥課程的協(xié)同創(chuàng )新模式改革論文

　　生物技術(shù)是生命科學(xué)和工程技術(shù)相互滲透、融合產(chǎn)生的一門(mén)新技術(shù)科學(xué)，是 21 世紀以來(lái)發(fā)展最為迅猛的高新技術(shù)之一，越來(lái)越廣泛地應用于醫藥、農業(yè)、輕工、食品等諸多領(lǐng)域，對提升傳統產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和可持續發(fā)展能力具有重要影響。隨著(zhù)生物技術(shù)的飛速發(fā)展，生物醫藥已同步成長(cháng)為全球最活躍、進(jìn)展最快的支柱產(chǎn)業(yè)之一。生物醫藥產(chǎn)業(yè)具有高收益、高增長(cháng)、低污染、低能耗等特點(diǎn)，具有很強的技術(shù)復合性和產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)性[1 -3].據 Evaluate Pharma 數據顯示，2012 年全球生物技術(shù)藥物產(chǎn)值已從 10 年前的 385 億美元增長(cháng)到 1 460 多億美元，10 年年均增長(cháng)率達到13. 65% ,以生物技術(shù)制藥為重點(diǎn)的第四次產(chǎn)業(yè)革命正在興起。與之相適應，培養創(chuàng )新型生物制藥科研、應用和教育人才的任務(wù)顯得尤為重要。

　　山東大學(xué)的生物技術(shù)制藥課程是生命學(xué)院生物工程專(zhuān)業(yè)生物制藥方向學(xué)生必修的專(zhuān)業(yè)方向核心課，該課程著(zhù)眼于現代生物技術(shù)的基本原理和方法在生物醫藥領(lǐng)域中的應用，突出生物技術(shù)與藥物的有機結合，作為一門(mén)應用性強、實(shí)踐性強的重要課程，具有覆蓋面廣、內容多、體系繁雜、學(xué)科交叉性強等特點(diǎn)。目前，全國各高校的生物技術(shù)制藥課程建設均起步較晚，發(fā)展也不平衡，理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)體系均是薄弱環(huán)節，尚未形成相應的特色與優(yōu)勢[4 -6].

　　協(xié)同創(chuàng )新，是圍繞創(chuàng )新目標，多主體、多因素共同協(xié)助、相互補充和配合協(xié)作的創(chuàng )新行為。以多元主體協(xié)同互動(dòng)為基礎的協(xié)同創(chuàng )新理念，對高等教育的發(fā)展具有全面而深遠的影響[7 -8].我們認為，在高水平綜合性大學(xué)的建設過(guò)程中，生物技術(shù)制藥課程作為生物學(xué)、生物工程和藥學(xué)三大一級學(xué)科專(zhuān)業(yè)之間的橋梁課程，教學(xué)應著(zhù)眼于基礎，立足于應用，引入協(xié)同創(chuàng )新的理念和模式，突出 “創(chuàng )新”在辦學(xué)理念中的核心位置，強調 “科教結合協(xié)同育人”作為辦學(xué)思路的重要方面[9],著(zhù)重培養具有國際化視野和受到嚴格科學(xué)思維訓練、掌握生命科學(xué)的基礎理論、基本知識和基本技能，受到良好的專(zhuān)業(yè)技能訓練的復合型應用人才�；�于此，我們進(jìn)行了相關(guān)有益的嘗試。

　　一、基本理念

　　針對于生物技術(shù)制藥課程教學(xué)改革的協(xié)同創(chuàng )新，協(xié)同的具體研究?jì)热菔钦n程教學(xué)活動(dòng)中各要素之間的協(xié)同，如課程與課程、理論與實(shí)踐、教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、課內與課外及校內與校外等要素之間的協(xié)調和協(xié)作，推動(dòng)教學(xué)質(zhì)量整體提高。創(chuàng )新則具有兩方面含義： 一是教學(xué)內容、模式、方法和手段的創(chuàng )新； 二是學(xué)生創(chuàng )新能力與創(chuàng )新素質(zhì)的培養�？傊�，生物技術(shù)制度課程教學(xué)改革的基本理念是整合教學(xué)內容，構建理論-實(shí)驗教學(xué)架構，完善教學(xué)體系。

　　二、具體實(shí)施內容

　�。� 一） 理論課程內容的協(xié)同創(chuàng )新

　　生物技術(shù)制藥課程作為專(zhuān)業(yè)方向基礎課，涵蓋了基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程及蛋白質(zhì)工程等內容，是在微生物學(xué)、細胞生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程原理及技術(shù)、化工原理、免疫學(xué)等課程基礎上開(kāi)設的，具有覆蓋面廣、內容多、體系繁雜、學(xué)科交叉性強等特點(diǎn)。相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識點(diǎn)多面廣，內容繁多，同時(shí)又不可避免地與上述相關(guān)課程相互交叉，這使得授課難度較大，如果按照各章節全面講授，學(xué)時(shí)冗長(cháng)，內容重復，會(huì )使學(xué)生感覺(jué)繁雜而乏味。我們總結了多年教學(xué)經(jīng)驗，根據本課程的特點(diǎn)和實(shí)際教學(xué)情況，結合 2014 年新教學(xué)大綱的制定，大膽地進(jìn)行了課程改革，精簡(jiǎn)內容，重點(diǎn)突出 “生物技術(shù)”與 “藥物”的有機聯(lián)系，把課程交叉部分在妥善協(xié)調的基礎上予以取舍，合理分配課時(shí)比例，著(zhù)力壓縮交叉內容課時(shí)，要求以點(diǎn)帶面，點(diǎn)到為止； 在藥學(xué)相關(guān)內容的學(xué)習中，要求全方位覆蓋，保證課時(shí)，盡量彌補生命科學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在該方面的 “短板”; 在保證基礎知識掌握的前提下，以增長(cháng)知識、注重實(shí)踐為目的，以前沿和進(jìn)展為講授和學(xué)習的重點(diǎn)，求精求新。我們認為，科研促進(jìn)教學(xué)，課程的建設離不開(kāi)學(xué)術(shù)的沉淀。生物技術(shù)藥物領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，要求授課教師必須緊緊把握學(xué)科前沿，精心選擇專(zhuān)業(yè)關(guān)鍵問(wèn)題，及時(shí)更新教學(xué)內容，以自身科研實(shí)踐指導教學(xué)。在強調基本概念、基本理論的基礎上，要求任課教師聯(lián)系實(shí)際介紹生物技術(shù)藥物研發(fā)、申報、審批的新進(jìn)展，開(kāi)闊學(xué)生視野，增強學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng )新意識。

　�。� 二） 課程組 （ 授課人員） 協(xié)同創(chuàng )新

　　2011 年 6 月，山東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院與中國科學(xué)院微生物研究所簽署了戰略合作協(xié)議，共建 “戴芳瀾”精英班。這是我校在推進(jìn)落實(shí)協(xié)同創(chuàng )新，加強校 （ 院） 所合作，整合資源，充分發(fā)揮校 （ 院） 所各自?xún)?yōu)勢，在本科教學(xué)方面全面推進(jìn)素質(zhì)教育，實(shí)踐教育教學(xué)改革的一項重大舉措。我們積極落實(shí)具體合作內容，并以此為契機，積極整合中科院微生物研究所、山東大學(xué)微生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗室、山東大學(xué)國家糖工程技術(shù)研究中心等科研教學(xué)資源，相互合作、互相協(xié)調，組建 “主講教師-任課教師-外聘教師-實(shí)驗課教師”四位一體的生物技術(shù)制藥課程組。主講教師負責課程主干部分教學(xué)，并統籌、協(xié)調任課教師、外聘教師、實(shí)驗課教師的授課內容、學(xué)時(shí)安排。任課教師為校內相關(guān)學(xué)科高水平教學(xué)科研崗教師，就自身科研方向，結合教學(xué)相關(guān)章節，針對相應基礎知識、學(xué)科進(jìn)展和近期成果開(kāi)展授課； 外聘教師為中科院微生物研究所相關(guān)學(xué)科課題組組長(cháng)，在教學(xué)大綱范圍內，事先協(xié)商、指定相應內容，遴選導師采用集中授課的方式，要求遵循本科教學(xué)規律，既要有基礎內容講授，又要求結合相關(guān)教師科研方向，進(jìn)行必要的知識拓展，講授學(xué)科領(lǐng)域前沿。著(zhù)重就學(xué)科前沿進(jìn)展和成果進(jìn)行教學(xué)，以科研促進(jìn)教學(xué)。

　　作為 “生物技術(shù)制藥”課程的協(xié)同創(chuàng )新教育的試點(diǎn)，于 2011-2012 年和 2013-2014 年春季學(xué)期，針對生命學(xué)院 09、11 級生物工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生，先后邀請了中科院微生物研究所 “杰青”“百人計劃”等 6 位研究員來(lái)我校開(kāi)展了共計 24學(xué)時(shí)的合作課程講授。受到該專(zhuān)業(yè)學(xué)生的廣泛歡迎，教學(xué)效果良好。本校課程組成員與外聘遴選教師交流座談，探討了教學(xué)體系及教學(xué)內容的改進(jìn)，分享了教學(xué)心得。

　�。� 三） 實(shí)驗課程內容的協(xié)同創(chuàng )新

　　實(shí)驗教學(xué)作為生物技術(shù)制藥專(zhuān)業(yè)教學(xué)的重要組成部分，相比理論教學(xué)而言，在培養學(xué)生的科研思維和能力方面有著(zhù)更為直接和重要的作用。

　　實(shí)驗課的教學(xué)內容除需包含基因工程、細胞工程、酶工程及發(fā)酵工程之外，還涉及 （ 蛋白質(zhì)）藥物的分離純化、質(zhì)量控制以及工業(yè)化生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化應用等內容。鑒于實(shí)驗硬件條件和經(jīng)費投入的限 制，目 前 開(kāi) 設 生 物 技 術(shù) 制 藥 實(shí) 驗 課 的“985”高校寥寥無(wú)幾，開(kāi)課內容多是基于生物制藥范疇的提取、分離及制劑技術(shù)，已無(wú)法滿(mǎn)足日新月異的生物技術(shù)藥物領(lǐng)域的飛速發(fā)展。

　　基于以上問(wèn)題，我們就生物工程專(zhuān)業(yè)的人才培養方案入手，積極探索實(shí)驗教學(xué)內容，充分整合了全院的實(shí)驗教學(xué)平臺，利用已有實(shí)驗教學(xué)資源，開(kāi)展項目式實(shí)驗教學(xué)，構建 “生物技術(shù)制藥綜合實(shí)驗”實(shí)踐教學(xué)體系，嘗試建立開(kāi)放式實(shí)驗教學(xué)平臺[10].力圖引導學(xué)生學(xué)以致用，理論指導具體實(shí)驗，實(shí)驗促進(jìn)理論的學(xué)習。項目式實(shí)驗教學(xué)的實(shí)施按如下流程進(jìn)行： 課程組教師共同擬定綜合實(shí)驗項目→學(xué)生分小組領(lǐng)取任務(wù)書(shū)→各自查閱資料→擬定初步實(shí)驗方案→集中討論、質(zhì)詢(xún)→確定方案、課程組審批→任務(wù)實(shí)施→結果匯報、討論→撰寫(xiě)報告、留檔考評。初步確定了以 “干擾素 alpha - 2b 異源表達、發(fā)酵擴大培養、純化及產(chǎn)物性質(zhì)鑒定”為 48 學(xué)時(shí)的綜合試驗內容，分為 8 學(xué)時(shí)的資料查閱，實(shí)驗方案、技術(shù)路線(xiàn)制定及前期準備性實(shí)驗，16 學(xué)時(shí)的干擾素 alpha -2b 原核異源表達，8 學(xué)時(shí)的 3L 發(fā)酵罐擴大培養，16 學(xué)時(shí)的 alpha -2b 蛋白純化、純度測定及 HPLC 性質(zhì)檢測。成績(jì)考核實(shí)行知識、技能和能力的綜合考評，建立以應用能力考核為主的教學(xué)質(zhì)量評價(jià)體系，考核內容包括： 生物工程基本操作技術(shù)、技能考核 （ 基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程，共 60 分） ,基本科研能力考核 （ 文獻檢索、閱讀和試驗方案、路線(xiàn)確立及科研報告撰寫(xiě)等，共 25 分） ,項目組協(xié)作、創(chuàng )新成果考核 （ 共 15 分） .

　�。� 四） 教學(xué)手段的協(xié)同創(chuàng )新

　　理論課教學(xué)過(guò)程中，充分開(kāi)展 “以文獻為導向的任務(wù)自我學(xué)習”教學(xué)模式[11],在課堂教授的基礎上增設交流報告與課程論文，形成多元化方式評價(jià)。引導、組織學(xué)生組成 3 ~4 人/組的興趣小組，就與生物技術(shù)制藥相關(guān)的內容完成一篇不少于 10 000 字的綜述性課程論文，自由選題、組內討論、合作完成，期末提交，要求嚴格按照科研論文格式撰寫(xiě)，參考文獻中近 5 年的SCI 論文不少于 20 篇。同時(shí)就論文內容，總結20 分鐘 PPT,利用 2 學(xué)時(shí)上課時(shí)間全班交流，現場(chǎng)答辯。該部分考評計入學(xué)生期末考核，占總成績(jì)的 20%,與閉卷筆試成績(jì)合并生成課程總成績(jì)。通過(guò) 8 年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐表明，多元化評價(jià)方式突破了以往卷面成績(jì)決定課程成績(jì)的傳統考試模式，學(xué)生的文獻綜合能力得到了大幅提高，大大增加了學(xué)生自我學(xué)習的主動(dòng)性。

　　在項目式實(shí)驗教學(xué)的基礎上，鼓勵學(xué)生自選課題，結合國家大學(xué)生科技創(chuàng )新和校、院兩級科技創(chuàng )新申請，完成外延式理論課學(xué)習和實(shí)驗教學(xué)。授課教師的科研實(shí)驗室原則上對所有修課學(xué)生開(kāi)放，鼓勵學(xué)生自行組成科研小組，完成相應課題。讓學(xué)生近距離接觸科研工作，培養學(xué)生的科研思維能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。據不完全統計，在課程組教師指導下，2009-2014年生物制藥方向學(xué)生先后主持國家科技創(chuàng )新項目4 項，國家基礎科學(xué)人才培養基金資助項目 8項，校級科技創(chuàng )新 20 多項以及 2014 年中科院微生物研究所設立的精英班科技創(chuàng )新項目 3 項。

　　同時(shí)，我們在校內教學(xué)的基礎上，充分開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)，組織學(xué)生旁聽(tīng)專(zhuān)業(yè)講座，參加優(yōu)秀本科生論壇，參觀(guān) GLP 實(shí)驗室，積極協(xié)調、組織生物技術(shù)藥廠(chǎng)實(shí)地觀(guān)摩實(shí)習，親身感受實(shí)際生產(chǎn)流程。以上實(shí)踐教學(xué)環(huán)節激發(fā)了學(xué)生學(xué)習的積極性，拓寬了學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識面，培養了學(xué)生不斷探索的科學(xué)精神。今后我們將結合本課程應用性強的特點(diǎn)，進(jìn)一步加強校內外協(xié)作，嘗試與藥廠(chǎng)溝通、協(xié)調，結合專(zhuān)業(yè)實(shí)踐開(kāi)展短期實(shí)習，借此提高學(xué)生的實(shí)際操作能力，加強對制藥行業(yè)的感性認識，對將來(lái)的擇業(yè)會(huì )有很好的助益。

　　三、結論與展望

　　以上是我們在生物技術(shù)制藥教學(xué)過(guò)程中基于協(xié)同創(chuàng )新方面的初步探索與嘗試，在課程的教學(xué)體系建設、教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生復合型應用人才培養等方面初見(jiàn)成效，起到了積極的推動(dòng)作用。如何立足于 “985”綜合性高校，利用與中科院等科研院所的共建資源優(yōu)勢，“為天下儲人才，為國家圖富強”,實(shí)現教學(xué)相長(cháng)； 如何在研究型大學(xué)開(kāi)展創(chuàng )新型人才培養體系探索的大背景下[12],進(jìn)一步突出我校生物技術(shù)制藥課程的辦學(xué)特色，仍是一個(gè)嚴峻的課題，有待我們共同努力。

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