《生物制藥工藝學(xué)》多途徑教學(xué)改革的探索與實(shí)踐*

翁德會

《生物制藥工藝學(xué)》主要研究生物藥物的提取分離技術(shù)和制造工藝過程, 包含生物分離工程技術(shù)和生物藥物中典型品種的制造工藝過程兩部分內(nèi)容, 是生物制藥專業(yè)的一門核心專業(yè)課, 是一門多學(xué)科相互滲透、 相互交叉、 多方面知識綜合應(yīng)用的實(shí)踐性非常強(qiáng)的應(yīng)用型課程, 它涉及生物學(xué)、 工程學(xué)、 醫(yī)學(xué)等方面的知識。 傳統(tǒng)授課方式(LBL)是“滿堂灌” 模式, 即教師講, 學(xué)生聽, 這種模式可以讓學(xué)生掌握一定知識, 但是學(xué)生掌握的只是教師已講述的一些分離方法, 如果面對于一個(gè)未知生物藥物, 反問學(xué)生應(yīng)該如何應(yīng)用各種提取分離方法, 就往往得不到滿意的答案。 這種以課堂、 書本、 教師為中心的教學(xué)方式, 在教學(xué)過程中, 學(xué)生只能隨著老師思路走, 學(xué)生沒有獨(dú)立思考的機(jī)會和空間, 難以適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)發(fā)展需要[1]。

針對這一弊端, 有必要對其教學(xué)方法進(jìn)行改革[2]。 根據(jù)課程特點(diǎn), 將項(xiàng)目導(dǎo)向、 問題導(dǎo)向、 團(tuán)隊(duì)導(dǎo)向、 案例導(dǎo)向等新型教學(xué)方法引入教學(xué)中, 通過課前布置任務(wù)、 課中解決問題、 課后鞏固提升三個(gè)環(huán)節(jié), 環(huán)環(huán)相扣進(jìn)行教學(xué), 并將課外調(diào)研、 小組討論、 對分課堂等形式有機(jī)融合, 同時(shí)在教學(xué)中融入育人理念, 強(qiáng)化過程教學(xué), 提高教學(xué)效果。 通過多途徑過程教學(xué)改革, 培養(yǎng)學(xué)生具有從事生物藥品研究、 生產(chǎn)的基本知識、 基本理論和基本技能, 較強(qiáng)的知識應(yīng)用能力和理論與實(shí)踐密切結(jié)合的科學(xué)思維能力、 執(zhí)行能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

1 從教學(xué)內(nèi)容出發(fā), 探索適宜的教學(xué)方法

生物制藥工藝學(xué)課程中的三大模塊其實(shí)是一個(gè)層層遞進(jìn)的關(guān)系: 即先學(xué)習(xí)基礎(chǔ)分離技術(shù), 后學(xué)習(xí)具體品種制造工藝。 對于基礎(chǔ)分離技術(shù)部分學(xué)習(xí), 從“基于問題(PBL)” 和“基于案例(CBL)” 形式入手, 以老師的“講” 和學(xué)生的“思” 相結(jié)合, 讓學(xué)生掌握提取分離純化基本技術(shù)技能。 對于品種制造工藝部分, 此部分內(nèi)容是前期所學(xué)知識的綜合運(yùn)用、 延伸和拓展, 以“基于項(xiàng)目” 形式入手, 融合“基于團(tuán)隊(duì)(TBL)” 的理念, 以學(xué)生的“思考-討論-匯報(bào)-論證” 和老師的“引導(dǎo)-評價(jià)” 相結(jié)合進(jìn)行教學(xué)改革。

1.1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)原則

(1)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和課程特點(diǎn), 認(rèn)真選取主題內(nèi)容,使之既能體現(xiàn)知識的綜合性, 又能便于考核。 (2)選取的教學(xué)方法改革主題內(nèi)容要有代表性, 選取的內(nèi)容可以將學(xué)習(xí)置于復(fù)雜、 有意義的問題情境中, 讓學(xué)生以小組合作的形式共同解決學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)問題, 進(jìn)而學(xué)習(xí)隱含于問題背后的科學(xué)知識,以促進(jìn)他們自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。 (3)選取的主題內(nèi)容要有實(shí)際應(yīng)用性, 以實(shí)際案例為基礎(chǔ), 設(shè)計(jì)與之相關(guān)的問題, 引導(dǎo)并啟發(fā)學(xué)生圍繞問題展開討論, 培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。 改革后能夠達(dá)到“以教為主” 變?yōu)椤耙詫W(xué)為主”,老師以“知識傳授為主” 變?yōu)椤澳芰ε囵B(yǎng)為主”, 將傳統(tǒng)意義上固有的灌輸式、 填鴨式教學(xué)模式向啟發(fā)式、 討論式的自由教學(xué)模式轉(zhuǎn)變, 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能, 增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)活力, 變“要我學(xué)” 為“我要學(xué)”, 由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí), 讓學(xué)生感覺學(xué)有所獲, 培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。

1.2 “基于問題” 教學(xué)法在教學(xué)知識中的運(yùn)用

根據(jù)知識點(diǎn)的特點(diǎn)設(shè)置問題, 引發(fā)同學(xué)們思考。 在講吸附分離法時(shí), 提問: 為什么新裝修的房子里或者在新買的汽車?yán)? 大家喜歡放置一些活性炭包, 其原理是什么? 活性炭包有哪些作用? 有沒有其他的方法可以替代活性炭包的作用? 同學(xué)們帶著問題邊思考邊聽講, 主動(dòng)尋求答案。

1.3 “基于案例” 教學(xué)法在教學(xué)內(nèi)容上的選擇

案例教學(xué)貫徹整個(gè)教學(xué)過程, 便于同學(xué)們借助于形象生動(dòng)的日常生活常識來理解深?yuàn)W難懂的知識[3]。 凝膠層析法是分離蛋白質(zhì)、 多糖等常用生物大分子物質(zhì)常用的方法, 其分離原理在理論課講解時(shí)學(xué)生很難理解, 舉出日常生活中“篩子篩米”和“山中小河溝中(有石頭)的水流現(xiàn)象” 來幫助同學(xué)們理解,同時(shí)還要求學(xué)生舉出日常生活中類似的例子。 還可以借助前期所學(xué)知識來進(jìn)一步加深知識點(diǎn)的學(xué)期, 如離子交換法是生物分離工程中的重要技術(shù), 在前導(dǎo)課程中或多或少已經(jīng)接觸過離子交換法知識點(diǎn), 在講授開始, 例舉藥劑學(xué)中用電滲析法、 反滲透法、 離子交換法制備純化水, 為何離子交換法制備的純化水其純度高, 所需設(shè)備簡單, 耗能小, 成本低? 引出離子交換劑的組成、 離子交換法的原理及其特點(diǎn)。

1.4 “基于項(xiàng)目” 教學(xué)法在教學(xué)環(huán)節(jié)中的設(shè)計(jì)

項(xiàng)目教學(xué)是建立在基礎(chǔ)知識之上的一種教學(xué)方法, 旨在培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力[4]。 例如蛋白質(zhì)及多肽類藥物是常見的生化類藥物品種, 其制造工藝中涉及到提取、 分離、 純化等多個(gè)環(huán)節(jié), 其方法很多, 為什么不同類型的蛋白質(zhì)所采用的方法既有不同, 又有交叉? 或者同一種蛋白質(zhì)物質(zhì)可以采用幾種方法分離, 哪一種方法更好? 如何根據(jù)待分離的蛋白質(zhì)物質(zhì)選擇合適的分離純化方法是關(guān)鍵, 又如: 在學(xué)習(xí)青霉素制備工藝中, 結(jié)合仿真課程知識和實(shí)際生產(chǎn)情況, 如何提高青霉素的生產(chǎn)得率和避免生產(chǎn)操作中的不必要損失, 分析青霉素在分離純化工藝過程的關(guān)鍵點(diǎn), 尋找解決問題的措施。

1.5 “基于育人” 目標(biāo)在教學(xué)理念中的融合

根據(jù)課程培養(yǎng)知識、 能力、 素質(zhì)(德育)目標(biāo), 在日常課程教學(xué)中, 通過案例教學(xué)融合“科教興國”、 “工匠精神”、 “科學(xué)精神” 等人內(nèi)容, 潤物細(xì)無聲地培養(yǎng)具有科學(xué)思維能力、 較強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識的高素質(zhì)應(yīng)用技術(shù)型人才。

2 根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和設(shè)定的教學(xué)方法, 探索適宜的教學(xué)實(shí)施過程

教學(xué)實(shí)施過程中主導(dǎo)“以學(xué)生為中心”, “教師啟發(fā)引導(dǎo)”的模式, 通過課前、 課中、 課后三個(gè)環(huán)節(jié)逐步展開, 學(xué)生全過程參與, 學(xué)生們從被動(dòng)聽課轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)設(shè)計(jì), 擴(kuò)大他們的思考空間, 鍛煉他們主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。

2.1 課 前

在超星學(xué)習(xí)通發(fā)布教學(xué)通知、 每次課的重難點(diǎn)、 視頻資料、 學(xué)習(xí)拓展材料, 提示學(xué)生自主開展預(yù)習(xí)。

2.2 課 中

通過創(chuàng)設(shè)情境、 提出問題, 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情, 引出課程主題, 并靈活恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用多種教學(xué)方法或組合進(jìn)行教學(xué), 其間可以有講授、 演示、 LBL、 PBL、 TBL、 CBL 等各種方法。 根據(jù)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)有層次、 有梯度的案例教學(xué)、 項(xiàng)目教學(xué)或問題教學(xué), 在開展這些教學(xué)過程中, 注重由淺入深、 由表及里, 引導(dǎo)學(xué)生積極參與, 主動(dòng)思考, 通過小組討論、 對分課堂、 開展課外調(diào)研等形式實(shí)施。 例如在項(xiàng)目教學(xué)中[5], 為了引導(dǎo)學(xué)生們更好的應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題, 在老師的指導(dǎo)下, 將多個(gè)相對獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生自己處理, 第一步: 自主學(xué)習(xí), 趣味探究。 學(xué)生們自己組隊(duì), 根據(jù)前面學(xué)習(xí)的知識, 通過查閱資料和收集信息; 第二步: 分組討論, 群學(xué)研討。 討論后進(jìn)行方案設(shè)計(jì)并多方論證修訂; 第三步: 展示交流, 合理評價(jià)。 結(jié)果可以采用課程論文、 調(diào)研報(bào)告、 PPT 課堂答辯(對分課堂)等形式匯報(bào), 老師、 學(xué)生共同參與評價(jià)。 整個(gè)過程都由學(xué)生自己負(fù)責(zé),老師只作引導(dǎo)和最后的點(diǎn)評。 該方法是“以項(xiàng)目為主線、 教師為引導(dǎo)、 學(xué)生為主體”, 學(xué)生通過項(xiàng)目的進(jìn)行, 了解并把握整個(gè)過程及每一個(gè)環(huán)節(jié)中的基本要求。 經(jīng)過該輪教學(xué), 同學(xué)們較快的掌握了該類知識的原理及靈活應(yīng)用, 同時(shí)培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作意識。

2.3 課 后

(1)根據(jù)學(xué)生接受知識的能力不同, 布置課下作業(yè), 并針對學(xué)生的差異性進(jìn)行“分層提高”。 (2)對教學(xué)過程進(jìn)行摘要回顧, 認(rèn)真總結(jié), 延伸思考, 做好承前啟后的課程安排; (3)撰寫教學(xué)反思, 從教學(xué)理念、 教學(xué)方法、 教學(xué)過程入手, 實(shí)事求是, 逐一分析教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度。 (4)做好學(xué)情分析, 開課前基本學(xué)情分析, 為具體教學(xué)方案設(shè)計(jì)提供導(dǎo)向; 階段性學(xué)情分析, 對章節(jié)學(xué)習(xí)情況進(jìn)行追蹤, 動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)方案, 保證教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

3 建立多元化的過程考核體系, 優(yōu)化終結(jié)性考核內(nèi)容

本課程考核環(huán)節(jié)包括過程考核和終結(jié)性考核。 教學(xué)方法改革旨在培養(yǎng)學(xué)生的全方位綜合素質(zhì), 在改革中如何激發(fā)學(xué)生的課堂參與度, 必須加大過程考核的比重, 并建立合理公正的多維度的過程考核形式和多元化的過程考核體系,

3.1 建立多維度的過程考核體系

(1)增加過程考核比例, 由40%提升到50%, 強(qiáng)化過程管理。

(2)過程考核(100 分)由多元化模塊組成, 并且能體現(xiàn)各種教學(xué)方法的特色, 制訂詳細(xì)的占比和給分標(biāo)準(zhǔn)。 例如: 過程教學(xué)參與情況及質(zhì)量、 參與課堂討論的情況、 課后師生互動(dòng)情況、 作業(yè)完成質(zhì)量、 到課率等多方面進(jìn)行過程考核和評估, 做到既能客觀、 公平的反映學(xué)生課程學(xué)習(xí)的綜合能力, 又能增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣, 最終按50%計(jì)入課程總成績。 具體組成及評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 過程考核組成及評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Composition and scoring standard of process assessment

3.2 優(yōu)化終結(jié)性考核內(nèi)容

終結(jié)性考核(100 分)以閉卷考試方式進(jìn)行。 試題類題型包括但不限于填空題、 選擇題、 判斷題、 簡答題、 分析題等, 各試題的分值合理分配, 終結(jié)性考核按卷面成績的50%計(jì)入課程總成績。 在終結(jié)性考試試卷中, 將“基于案例”、 “基于項(xiàng)目”、“基于問題”、 “基于育人” 等教學(xué)內(nèi)容涉及到工藝流程分析、工藝過程設(shè)計(jì)等知識點(diǎn)引入試卷中, 增加試題靈活性與綜合性, 全面考核學(xué)生的掌握程度, 激發(fā)學(xué)生在過程教學(xué)中的參與度和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

4 結(jié) 語

(1)根據(jù)應(yīng)用型技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo), 將傳統(tǒng)知識點(diǎn)授課內(nèi)容與實(shí)際生產(chǎn)案例、 多知識點(diǎn)綜合應(yīng)用案例進(jìn)行整合, 融入育人理念元素, 創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容; 引入項(xiàng)目導(dǎo)向、 問題導(dǎo)向、 案例導(dǎo)向、 團(tuán)隊(duì)導(dǎo)向等多種教學(xué)手段, 創(chuàng)新教學(xué)方法; 建立多元化的考核和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn), 強(qiáng)化過程考核管理, 優(yōu)化終結(jié)性考核內(nèi)容, 創(chuàng)新考核形式, 從而來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性, 使生物制藥工藝學(xué)教學(xué)效果得到明顯改善, 提高課堂效率, 推進(jìn)高效課堂建設(shè)。

(2)以學(xué)生為中心, 促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí), 擴(kuò)大學(xué)生思考空間, 基于團(tuán)隊(duì)模式的教學(xué), 增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識, 充分培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力, 通過討論、 調(diào)研、 匯報(bào)分享, 鍛煉學(xué)生多學(xué)科知識綜合運(yùn)用和解決實(shí)際問題的能力, 使培養(yǎng)出來的學(xué)生更能適合市場的需求。