基于案例教學的生物制藥工藝學課程改革與實踐

摘 要：生物制藥工藝學是生物工程專業實踐應用的重要學科。案例教學法作為一種較為開放的教學模式，能有效地使生物制藥工藝學理論知識與實踐相結合，從而提高學生分析和解決問題的能力。

關鍵詞：案例教學法 生物制藥工藝學 教學方法

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）01（a）-0020-02

生物制藥工藝學是生物工程專業學生的一門必修課，也是生物工程技術實踐應用的重要分支。課程以生物化學、微生物學、生物工藝原理、下游提取分離技術、生物工程分析、基因工程和免疫學為基礎， 研究生物藥物生產原理、工業生產過程、制定生產工藝規程、制藥生產過程優化，實現安全、經濟、高效生產藥物的一門學科[1]。

1 生物制藥工藝學案例教學改革實施的必要性

生物制藥工藝學內容主要涵括微生物藥物、生化藥物及生物制品三大類藥物的制備工藝。在具體藥物生產工藝的學習過程中就是將前期學習的理論知識應用于實際藥物的生產，例青霉素的生產工藝，主要從菌種的活化、種子擴大培養、發酵的控制、發酵液的預處理、青霉素的提取純化精制等方面來分析青霉素的生產工藝流程及工藝參數的控制。學生在以前的基礎課中已經掌握了各種工藝控制方法、產物分離技術等理論，如果采用傳統的講述式教學方式，老師講，學生只是聽，一方面學生不重視，抓不住重點，覺得老師是重復以前的知識，枯燥無味，沒有積極性；另一方面，學生不能將原來所學的基礎理論，具體分析生物藥物的生產工藝，理論指導實踐，從而使教學效果大打折扣。

案例教學法最早于19世紀70年代由哈佛法學院在大學課程中開始使用。它以教學案例為基礎，以學生在課堂內外對真實事件和情境的分析、思辨為重點，以提升學生應用理論創新性解決實際問題的能力為目標的教學方法[2]。該方法主要根據教學目標的需要，采取一些與教材內容相關的具體案例進行講解及組織學生進行研討，從實際案例中學習、理解、分析和掌握案例的一般規律、原則、方法及操作技能，從而使學生的感性認識上升到理性認識[3～4]。

在生物制藥工藝學教學中，結合三大類藥物的典型藥物生產工藝，建立案例庫，在該課程部分章節教學中應用案例教學模式。在新課講授之前，從案例庫中選擇相關的典型案例交給學生，并提出問題，然后讓學生分組進行資料搜集并討論，授課時由學生占主體地位，把小組討論的結果帶到課堂上講解分析，其他學生發表不同意見，最后由教師歸納分析總結并引出新課。從而實現由案例具體分析到新內容理論知識的講解，使學生通過對具體藥物在不同案例中具體生產問題進行深入的思考，培養學生分析和解決問題的能力。例如，在講解“青霉素生產工藝”這一章節時，在教學中先通過講解認識青霉素這種藥物的結構特點，然后以案例庫中各個工廠具體青霉素生產工藝為案例，組織學生對各種工藝進行研討，要求學生從菌種、代謝控制、分離純化方式以及收率、能耗、環保、安全及關鍵設備使用等方面對各廠工藝進行總結、分析比較，并從中自行設計最佳工藝。通過應用案例法教學方式，有效解決了生物制藥工藝學課程內容枯燥、理論和實踐缺少聯系的弊端，從而提高了學生對知識的掌握和應用能力。

2 生物制藥工藝學案例教學的課程改革的實施

2.1 精選教學案例

在保證案例選擇典型性、時效性的前提下，根據生物制藥工藝學中微生物藥物、生化藥物及生物制品三大類藥物的典型藥物生產，每類藥物選擇3～5種，例微生物藥物從初級代謝和次級代謝產物兩方面考慮，選擇谷氨酸、青霉素、鏈霉素的發酵生產作為典型案例，通過結合生產實習、畢業實習及校友提供組建案例庫，使每種藥物各種生產工藝達到5～8個，在進行到此部分內容時與傳統的講授法相結合，在課程進行到適時開展案例教學，使學生好像親身立足于企業實際中，運用所學到的知識，解決企業中存在的問題。

2.2 精心設計問題

根據案例庫中的各種藥物生產工藝準備問題。問題設計是案例教學方法中引領學生探究問題、開闊思維的關鍵因素。問題的設計要符合學生的認知程度和認知心理，具有對專業基礎知識應用的指向性。因此，所設計問題主要根據學生的學習情況和學科知識的積累情況，每個工藝提出8～10個不同層次的問題，以利于課堂講解中的引導和開闊學生的思路。

2.3 案例教學的實施

課外討論小組以4人為一組，指定組長。將相關的案例、問題及要求查閱的參考資料范圍提前一周交給組長。要求每個學生根據問題，查閱基礎知識及最新研究資料，最后小組內進行分析、討論、總結。在案例教學時，教師首先講解這類藥物的基本特點，然后引出這種藥物的生產工藝，分別要求各組根據準備的案例，派一名代表進行具體企業案例的講解，分析工藝控制點及存在的問題。同組其他同學可進行補充完善，各組之間可互相提問、爭論。課堂討論學生的積極性能夠在很大程度上反映出教師案例選擇的恰當性、教學引導的科學合理性，以及教師是否創造了良好的課堂討論氛圍。

教師最后做恰當的點評和總結。教師的總結應從全方位、多角度對學生的講解、提出的問題及討論分析進行總結，關注學生對具體案例中工藝的流程、工藝控制參數的分析是否全面、正確，以便學生從案例教學法的過程中學到正確處理和解決藥物生產中存在的問題。其次，教師通過對具體中案例所包含的理論知識進行總結和歸納，進一步鞏固學生對知識的記憶和理解。最后，教師在評價時應對有創新的觀點應給予鼓勵；同時指出還存在的不足，并適當提出一些自己的看法和意見。通過總結，讓學生根據自己的問題在課后寫出心得報告。

2.4 設計性實驗的實施

根據課堂案例的分析，要求學生自行設計完成一種藥物的最優生產工藝并進行具體實驗的實施。使學生體驗工藝中的每個環節操作，從而進一步對課堂案例進行分析總結實施，理論知識應用于實際，驗證工藝的可行性。

2.5 考核方法的改進

生物制藥工藝學是一門應用和實踐性較強的課程，與工業生產實際聯系也極為密切。因此，課程的考核不僅反映出學生對藥物生產工藝知識的掌握，而且應反映學生應用知識解決問題的綜合能力。考試成績主要由平時成績和期終試卷成績組成，平時成績根據學生案例分析準備情況、課堂表現、課后總結、試驗實施等，所占的比重達50%，注重學生的創新思維能力，對表現突出的學生可適當提高分數獎勵。期終試卷的命題注重題型多樣化、難易相當，可增加分析討論生產實例方面的題目，為創新能力較高的學生留下自由發揮空間。

3 生物制藥工藝學案例教學改革成效

在近年來的教學實踐過程中，通過對生物制藥工藝學課程采用案例教學模式后，課堂效果有明顯提高。這種“以學生為主、教師為輔”的教學模式極大的調動了學生的學習主觀能動性和積極性，使學生的創新能力得到了提高。應用效果主要表現為以下幾個方面。

3.1 激發了學生學習的動力

學生根據老師下達的案例和相關問題，利用圖書資源、網絡、討論等多種方式，積極尋找答案、解決問題，使學生完全改變了以前被動接受知識的現狀，主動參與學習并積極討論，學習效果事半功倍。

3.2 教學效率大大提高

通過案例教學及設計性試驗的實施，使教師把理論教學和實踐教學結合起來。這種本地企業案例現場和試驗的實施，讓學生體會實實在在的實踐經歷，促使他們根據具體的工藝及工廠存在的實際問題，討論分析并做出決策，這種討論式教學方式明顯地提高了教學效率。

3.3 增加了學生對專業應用及就業的興趣

學生在前期只學習了基礎理論，對專業的應用較為盲目，通過實際案例的分析及具體試驗的實踐活動，形象生動和真實的感性認識，增加對專業的信心，也為以后的就業奠定了基礎。

4 結論

生物制藥工藝學采用案例教學，將真實客觀的案例與課堂的分析討論結合，使學生成為課堂的主角，激發了學生學習的興趣和主動能動性。而且通過不同實際案例的分析及試驗實踐，將理論知識應用于實踐指導，提高了學生分析問題和解決問題的能力。

參考文獻

[1]沈廣志，梁啟超，鄒桂華，等.提高制藥工藝學實踐教學效果的探索與實踐[J]. 實驗室科學，2012（5）：151-153.

[2]郭忠興.案例教學過程優化研究[J].中國大學教學，2010（1）：59-61.

[3]劉雙.“案例教學”若干問題的辨析[J].教學與管理，2003（6）：31-32.

[4]張家軍，靳玉樂.論案例教學的本質與特點[J].中國教育學刊，2004（1）：48-50.