生物技術(shù)制藥課程教學(xué)方法探究

【摘 要】根據(jù)農(nóng)業(yè)院校的發(fā)展特色和資源優(yōu)勢，靈活采用五星式教學(xué)法、問題教學(xué)法以及案例教學(xué)法等多種教學(xué)模式，并結(jié)合實踐教學(xué)，因材施教，提高生物技術(shù)制藥課程的教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生感到學(xué)有所用，能學(xué)以致用。

【關(guān)鍵詞】生物技術(shù)制藥 五星式教學(xué)法 問題教學(xué)法 案例教學(xué)法 實踐教學(xué)

【中圖分類號】G【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2012）11C-0139-02

為了適應(yīng)現(xiàn)代生物技術(shù)制藥產(chǎn)業(yè)對人才的需求，很多高校都增設(shè)了制藥工程專業(yè)，農(nóng)業(yè)院校也不例外，專業(yè)核心課程生物技術(shù)制藥也隨之提上本科教學(xué)培養(yǎng)計劃。生物技術(shù)制藥涉及知識面寬，讓學(xué)生全部掌握顯然不可能，因而各高校也各有側(cè)重點(diǎn)。就農(nóng)業(yè)院校而言，微生物、植物和動物等生物資源豐富，并有一定的工程應(yīng)用基礎(chǔ)，但藥學(xué)基礎(chǔ)薄弱，因此生物技術(shù)制藥的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)立足于生物學(xué)基礎(chǔ)，突出工程技術(shù)特色；同時還應(yīng)做到“厚基礎(chǔ)，寬口徑”，使學(xué)生在精的基礎(chǔ)上博學(xué)，提高學(xué)生在擇業(yè)中的競爭力。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式為老師講，學(xué)生聽，課后完成一定量的作業(yè)，同時加以一定學(xué)時的實驗，按照“規(guī)律—原則—方法—模式—策略”的過程進(jìn)行。筆者結(jié)合幾年的教學(xué)心得和學(xué)生的反饋信息發(fā)現(xiàn)：學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識一般，對課堂上老師提出的問題不能及時反應(yīng)和思考，學(xué)生不知所學(xué)何用；能進(jìn)行實驗操作，知其然，但不知其所以然，往往換一個研究對象后就無所適從。學(xué)生被動學(xué)習(xí)，沒有興趣，老師的授課得不到響應(yīng)。

一般教學(xué)層次分為三個階段，即是什么（What）、為什么（Why）和怎么樣（How）。從學(xué)生考核成績來看，基本處于第一層次，知道What，僅50%的學(xué)生知道Why，不到15%的同學(xué)知道How。由此可見，教學(xué)模式改革的目標(biāo)應(yīng)是：要融會貫通和嘗試應(yīng)用。

一、五星式教學(xué)的應(yīng)用

“五星式教學(xué)”強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程的四個階段，即“激活舊知”、“示證新知”、“嘗試應(yīng)用”和“融會貫通”。這種教學(xué)模式是由當(dāng)代國際著名教育心理學(xué)和教學(xué)設(shè)計理論家梅里爾提出，重在強(qiáng)調(diào)了融會貫通，比較適合各種課程的教學(xué)。在生物技術(shù)制藥授課中，我們嘗試了這種教學(xué)模式。

激活舊知階段是老師為學(xué)生提供一個知識結(jié)構(gòu)，鼓勵學(xué)生溫習(xí)舊知，然后再利用這一結(jié)構(gòu)來學(xué)習(xí)新知識。如在學(xué)習(xí)“基因工程制藥”這一章，可依據(jù)學(xué)生先前的知識，先提出基因工程制藥流程：目的基因的獲得→重組載體→構(gòu)建基因工程菌→工程菌的大規(guī)模生產(chǎn)→產(chǎn)品的分離純化→半成品的鑒定→成品包裝。該流程中每一環(huán)節(jié)都有學(xué)生熟悉的知識點(diǎn)，如基因工程原理中涉及的基因克隆技術(shù)（PCR，酶切，連接，轉(zhuǎn)化鑒定等），微生物工程中涉及的發(fā)酵工藝條件的控制等。在此思路下，學(xué)生熟悉的知識簡略帶過，對學(xué)生不熟悉或原先不理解的知識可作重點(diǎn)講解。

示證新知階段是幫助學(xué)習(xí)者將新知識與原有的知識結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，其中教師的指導(dǎo)起了重要作用，如通過上述基因工程制藥流程，學(xué)生不僅可串聯(lián)每個知識點(diǎn)，同時又能補(bǔ)充新的內(nèi)容。

嘗試應(yīng)用階段是幫助學(xué)習(xí)者運(yùn)用新舊知識相聯(lián)系的知識結(jié)構(gòu)來促進(jìn)應(yīng)用，其中教師只起到輔導(dǎo)作用。如在學(xué)習(xí)動物細(xì)胞工程時，學(xué)生可參照設(shè)計一個學(xué)習(xí)思路，并注意與前一章“基因工程制藥”的異同點(diǎn)，再通過比較差異一一進(jìn)行學(xué)習(xí)。以下是學(xué)生設(shè)計的流程圖：目的基因的獲得→重組載體→構(gòu)建基因工程細(xì)胞→工程細(xì)胞的大規(guī)模生產(chǎn)→產(chǎn)品的分離純化→半成品的鑒定→成品包裝。

動物細(xì)胞和微生物的生理結(jié)構(gòu)、活性特點(diǎn)相差甚遠(yuǎn)，通過比較，學(xué)生能很快掌握在構(gòu)建基因工程細(xì)胞時采用的載體，轉(zhuǎn)化方法與微生物有較大區(qū)別，同時通過生理結(jié)構(gòu)的比較，學(xué)生會比較容易理解培養(yǎng)過程中的動物細(xì)胞抗剪切力弱，對外界因素敏感。進(jìn)一步可以理解：在大規(guī)模生產(chǎn)過程中為降低剪切力對細(xì)胞的影響，會采取相應(yīng)的措施包括改造反應(yīng)器，或通過固定化方法等進(jìn)行生產(chǎn)，由此又會引申出對應(yīng)的知識點(diǎn)。這樣，有了清晰的思路，通過比較式的學(xué)習(xí)方法，學(xué)生掌握這一章節(jié)的重點(diǎn)知識就水到渠成了。以此類推，通過比較植物細(xì)胞和動物細(xì)胞，就很容易掌握“植物細(xì)胞工程”章節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容。

融會貫通階段強(qiáng)調(diào)“反思”，通過反思幫助學(xué)習(xí)者總結(jié)提煉他們已經(jīng)學(xué)到的知識技能。如“植物細(xì)胞工程制藥”章節(jié)結(jié)束后，可利用農(nóng)業(yè)院校的花卉園圃，讓學(xué)生親臨現(xiàn)場，觀賞各種花卉，深入理解植物組織工程的意義，同時進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)，深入理解植物組織培養(yǎng)的基本過程和規(guī)模化生產(chǎn)流程。通過現(xiàn)場教學(xué)，相信學(xué)生會自覺重拾課堂的教學(xué)內(nèi)容，靈活應(yīng)用并分析理解。

二、問題教學(xué)法的應(yīng)用

問題教學(xué)法是另一種教學(xué)模式的嘗試。學(xué)生帶著問題進(jìn)教室，通過猜想、嘗試，反思解決問題，或者教師設(shè)計貼近學(xué)生生活的實際問題，學(xué)生通過自主探索和合作交流，從而真正理解知識內(nèi)容。這種教學(xué)模式重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，通過自問或他問激發(fā)學(xué)生的興趣，達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果。如在抗體制藥這一章中，重點(diǎn)是講授單克隆抗體制備，完成后可提出問題：為何市售單克隆抗體的價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于多克隆抗體？根據(jù)問題，學(xué)生會積極思考，思考內(nèi)容大致都會涉及單克隆抗體和多克隆抗體的特點(diǎn)、各自的制備過程和抗體分離技術(shù)以及相關(guān)成本等問題，此時老師要及時補(bǔ)充知識盲點(diǎn)，如課本外的多克隆抗體制備的一般方法。學(xué)生能利用自己的知識分析實際的生活現(xiàn)象，興趣大增，對老師補(bǔ)充的課本外的知識也更容易接受。因此可見，合理的問題設(shè)計不僅增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更重要的是讓學(xué)生在鞏固的同時學(xué)以致用。

三、案例教學(xué)法的應(yīng)用

對于專業(yè)性和實踐性強(qiáng)的課程還可以采用案例式教學(xué)模式，這種模式是以實際案例作為被剖析對象，教師和學(xué)生共同參與案例的分析討論和尋找實現(xiàn)途徑。這樣可以組織學(xué)生開動腦筋思考案例中提供的矛盾，參加討論，各抒己見，挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能和創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生主動、積極學(xué)習(xí)的興趣和能力。

如給學(xué)生布置學(xué)習(xí)任務(wù)：乙肝表面抗原的制備。學(xué)生首先要自己查詢資料，總結(jié)制備方法。在這一過程中學(xué)生肯定要解決以下幾個問題：意義（即為什么要制備乙肝表面抗原，涉及免疫學(xué)基本知識復(fù)習(xí)），制備方法（自然會去了解各種可能的途徑，包括一般方法和最新最有效的方法即基因工程方法），為什么會采用這種方法（了解基因工程法的優(yōu)點(diǎn)），怎樣應(yīng)用（會特別注意前人一般采用什么載體、基因和宿主細(xì)胞以及產(chǎn)物的分離純化過程）等。可見，生物技術(shù)制藥課程中涉及的各個知識點(diǎn)在這個學(xué)習(xí)任務(wù)中都一一重現(xiàn)，同時也體現(xiàn)了“五星式教學(xué)”的“激活舊知”、“示證新知”、“嘗試應(yīng)用”和“融會貫通”四個過程，更重要的是強(qiáng)調(diào)了理論與實際結(jié)合，讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)，其學(xué)習(xí)層次也由簡單的知道what，逐漸上升到why和how。今后再遇到類似的課題研究，學(xué)生就知道怎樣去解決，分析和解決能力也由此提高。

由此可見，隨著現(xiàn)代社會對教育的反思，各種教學(xué)模式都在進(jìn)行嘗試，一門課往往需要根據(jù)各個章節(jié)的特點(diǎn)，靈活采用多種教學(xué)模式，最終達(dá)到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其主觀能動性。

四、多媒體教學(xué)手段的合理應(yīng)用

在課堂教學(xué)中使用多媒體已成為當(dāng)今高等教育提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段和措施，在一定程度上提高了課堂教學(xué)效率，改善了教學(xué)效果。但通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多多媒體課件內(nèi)容只是原始課本內(nèi)容的照搬，缺乏藝術(shù)性，甚至導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)審美疲勞，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。因此多媒體課件制作還應(yīng)該在科學(xué)性、技術(shù)性和藝術(shù)性方面進(jìn)行改進(jìn)，同時老師還應(yīng)該加強(qiáng)課前準(zhǔn)備工作，以配合好多媒體教學(xué)。

除優(yōu)化課件外，我們還增加了一些視頻和動畫，視頻內(nèi)容如動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、基因組學(xué)與生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)講座和蛋白電泳等，動畫如各種層析分離、蛋白免疫印跡、酶聯(lián)免疫原理與操作以及驗孕棒的檢測原理等。這些都緊密結(jié)合課堂教學(xué)，內(nèi)容形象生動，容易理解，并對具體的實驗操作有一定的輔導(dǎo)作用。

五、實踐教學(xué)

實踐教學(xué)是學(xué)生理論聯(lián)系實際的重要途徑，也是體現(xiàn)自身優(yōu)勢的關(guān)鍵一步。根據(jù)生物技術(shù)板塊，通常將生物技術(shù)制藥分為基因工程制藥，動物細(xì)胞制藥，抗體制藥，植物細(xì)胞制藥，酶工程制藥以及發(fā)酵工程六個知識結(jié)構(gòu)，但每個知識結(jié)構(gòu)和相關(guān)技術(shù)體系的特點(diǎn)不同，以及受教學(xué)計劃學(xué)時的限制，實踐教學(xué)內(nèi)容也只能結(jié)合自身的特點(diǎn)側(cè)重于某一方面。如沈陽藥科大學(xué)的國家精品課程生物技術(shù)制藥，實踐教學(xué)偏重于基因工程制藥，浙江大學(xué)生物技術(shù)制藥實踐教學(xué)側(cè)重于基因工程制藥和蛋白質(zhì)工程，廣東職業(yè)技術(shù)工程學(xué)院的國家精品課程生物技術(shù)制藥則側(cè)重于發(fā)酵工程。給合我校實際，基因工程制藥是基礎(chǔ)，但微生物、植物和動物資源更豐富，因此我們還另外設(shè)置了一些實驗，如從動物胰臟和軟骨組織、雞蛋以及微生物細(xì)胞中提取各種藥物，并進(jìn)行藥物的活性檢測，豐富了教學(xué)內(nèi)容，也讓學(xué)生了解藥物有很多來源，以及有多種制備方法。在實驗中我們注重學(xué)生自己設(shè)計實驗方案、安排實驗進(jìn)程，很好地詮釋了“老師教、學(xué)生學(xué)、自己做”的一體化教學(xué)，有助于提高學(xué)生的主動意識、責(zé)任意識和團(tuán)隊意識等綜合能力。

根據(jù)上述各種方法的嘗試，生物技術(shù)制藥課程最終也得到了學(xué)生積極的反饋，但該課程畢竟涉及知識面廣，學(xué)生一時也難以全面掌握，我們還須立足于現(xiàn)有資源優(yōu)勢，不斷嘗試改革和創(chuàng)新教學(xué)模式，不斷尋找與學(xué)校、學(xué)生優(yōu)勢相契合的結(jié)合點(diǎn)，使原本枯燥且專業(yè)性強(qiáng)的課程變得生動有趣。

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【基金項目】華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)改革項目（JG11055）

【作者簡介】趙 慧（1977- ），女，博士，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)講師，從事蛋白質(zhì)功能研究。

（責(zé)編 丁 夢）