中醫藥院校生物制藥專業開展生物技術制藥類綜合實驗課的探索

譚松，徐偉芳，馬格非，梁娟，尹登科

（安徽中醫藥大學 藥學院，安徽合肥 230012）

隨著分子生物學與生命科學技術的迅猛發展，生物醫藥在國內外迅速興起，已發展成為最具前景的支柱產業之一[1-2]。生物制藥技術是醫藥行業發展壯大的核心要素，生物技術制藥類課程教學因此受到高等教育從業者的密切關注與重視，在教學領域內大力開展生物技術制藥專業類理論相關課程和以培養學生實踐能力為主的實驗課程，用于社會急需人才的培養和儲備[3]。生物制藥專業的應用導向性較強，對學生們的知識儲備、技術能力以及科學性思維提出了新發展要求，生物技術制藥領域相關的實驗類課程教學體系的建設和改革因此成為重中之重[4-6]。不同于其他普通院校，中醫藥院校以培養中醫藥領域發展所需人才為目標，要求生物制藥專業學生能充分利用現代生命科學與技術手段。因此，受中醫藥行業在當前社會中綜合發展的形式所驅，中醫藥院校生物制藥專業的實驗課程應體現中醫藥特色，并緊密結合中藥發展趨勢[7]。為探索生物技術制藥類綜合實驗課的教學改革，本文就生物制藥專業實驗課的現狀、問題及改革方案進行了分析。

1 課程教學現狀

1.1 課程編排及教材選擇

當前，安徽中醫藥大學（以下簡稱“安中醫”）生物制藥專業開設的實驗類課程共計7門，其中“生物制藥工藝學”編排14個實驗，是實驗課程的骨干內容。從實驗內容來看，絕大部分實驗是驗證性的，缺乏綜合性大型實驗；從操作流程來看，部分實驗操作程序比較傳統，實操理論邏輯性不緊密，與中藥產業發展的現狀脫節；7門實驗課程內容的安排比較獨立，基礎性操作占比較大，教師與學生之間缺乏連貫性教與學。此外，所選用的大多是校外實驗教材，如第三軍醫大學鄒全明教授主編的《生物技術制藥實驗指導》、中國藥科大學高向東教授主編的《生物制藥工藝學實驗與指導》等，偏離安中醫的實際教學狀況，無法達到實驗教學的目的。

1.2 教學模式

根據當前教學現狀來看，實驗課講授主要采用比較傳統的教學模式，如實驗老師在上課時將教材中的實驗原理、所需材料以及詳細步驟告知學生，然后讓學生們按部就班完成實驗操作，缺乏結果導向型安排；另外，因實驗課程涉及的儀器設備（移液器、超凈工作臺、離心機等）、常用耗材（離心管、玻璃試管、錐形瓶等）購置數量不足，無法做到每人一套實驗材料，往往七八人被編排為一組進行實驗，導致有些學生不能進行實驗操作；從微生物實驗方面來看，每次課程安排實驗人員較多，交叉污染風險大，實驗結果往往不理想，也間接帶給學生們挫敗感。

1.3 考核方式

實驗課程的考核不采用理論課程單一性的試卷化方式，主要分為學生課堂出勤、實驗操作技能掌握和實驗報告三部分[8]。傳統的考核模式下，學生書寫的實驗報告在考核中占有很大的比重，教師也往往根據操作結果是否與教材結果相一致評判該學生實驗課程學習掌握程度，導致考核方式有較大的偏向性，無法準確呈現學生們的實力和潛能。課程出勤只保證學生能夠學習到應該掌握的理論知識，而實驗操作技能的鍛煉才是需要教師與學生格外注意和加強的重要環節。因此，在專業實驗教學中有必要建立一套客觀、全面、有效的實驗考核評價標準，構建師生及時交流討論的平臺也有重要意義。

2 課程教學改革

針對當前院校課程編排、教材選擇、教授模式以及考核方式中存在的問題，積極嘗試探索實驗教學改革，以綜合性實驗為突破口，力爭尋找更高效的教學新路徑。

2.1 重排實驗課程課時，強化內容系統性

教學課題組應該根據各科教師負責內容的具體情況，整合教學大綱課程學時要求，以院校自身實驗室條件為基礎，移偏除舊，增合拓新，銜接上下游課程，使實驗操作在內容上連貫統一。生物制藥專業安排開設的實驗課程主要設置在大學二年級和大學三年級，因此綜合性實驗可以設置在大二下學期、大三上學期、大三下學期這三個學期。

課題組還可依據生物醫藥開發實際生產操作特點，參考創新性藥物研發基本流程，按照中醫藥特色重新布局實驗授課主體內容，對基本操作實驗能力訓練、綜合操作實驗能力訓練以及科研創新訓練三部分進行整合編排。

2.1.1 基本操作訓練

基本操作訓練可在大二下學期開始（25學時），如安徽省中藥植物材料霍山石斛組織培養、成分分析、抗腫瘤藥效分析等操作，讓學生從簡單處著手，鍛煉并掌握基本操作技能，培養實驗興趣，為后續綜合訓練奠定基礎。

2.1.2 綜合實驗訓練

綜合實驗訓練可在大三上學期開展（50學時），如以植物細胞工程藥物的研發為主線，分為轉基因植物的構建和植物藥物成分的生產兩個部分，主抓中醫藥特色。（1）轉基因植物的構建部分，包括功能基因的獲得（如同源序列查找、引物設計、目的片段擴增等）、表達載體的選擇與構建（如質粒圖譜查閱、酶切位點選擇、基因文庫構建等）、轉基因農桿菌的轉化和篩選、轉基因植株或轉基因植物細胞的構建和篩選鑒定；（2）植物藥物成分的生產則涵蓋轉基因植物細胞和植株的培育、有效成分的誘導表達、蛋白質的分離純化、蛋白質的檢測以及藥理藥效的分析。在此基礎上，以中醫藥材料為主要參考，綜合安排實驗進展，將生物制藥整個過程聯合起來形成完整體系，增強學生學習的連貫性認識。

2.1.3 科研創新訓練

科研創新能力的鍛煉可開設在大三下學期（25學時），實驗教師應開放實驗室讓有科研興趣的同學有機會參與實驗設計、實驗準備以及實驗具體操作過程，切實感受科研所需的腳踏實地、刻苦耐心及創新實踐精神。

2.2 以中藥材為主，強化實驗操作的特色性與綜合性

傳統實驗課程安排往往參照綜合性大學生物技術制藥類實驗的內容，無法形成中醫藥大學的培養特色。因此，中醫藥院校在實驗課程開展過程中，要以中藥材為主導材料，如安徽道地藥材霍山石斛、亳白芍、斷血流等，讓學生了解中藥材制藥的過程與實效，這樣不僅能夠提高學生們對中醫藥的學習興趣，也會加深對實踐課程內容的體會。此外，用于微生物培養和發酵實驗的原材料可以真菌類中藥中的藥靈芝、桑黃等的菌絲體為主，在中醫藥材的背景下，使學生們更加深刻地認識到中醫藥的價值。總之，要在這樣的環境下，使中醫藥特色深入學生之心，凸顯實驗課程的中醫藥特色。

在綜合能力訓練部分，可安排同學對安徽省內特色中藥材（如黃精、靈芝、宣木瓜等）外植體材料或者微生物材料進行擴大培養，依據《中華人民共和國藥典》并結合藥物化學實驗對獲得的愈傷組織或發酵產物有效成分進行含量測定，使學生更好地理解和把握制藥理論課中培養和應用等知識重點；另外，可以引導學生以專業知識為基礎與藥物化學、中藥等內容相結合，探索藥物研發可能性；在分離得到有效化合物后，可添加用化合物處理腫瘤細胞后的MTT實驗和細胞侵襲實驗，加強學生對新藥開發意義的理解。在科研創新能力訓練中，學生可根據教師指定的中藥材料獨立進行科研設計，在征得指導教師同意后參與項目研究；教師也可讓學生成為實驗項目的階段負責人，強化學生對科研的責任感，充分鍛煉學生的科研思維。

以中藥為研究材料，理論與操作一體化，不僅可以讓學習變被動為主動，同時有利于綜合考察學生的知識儲備與運用能力。

2.3 改進實驗課教學方式，增強師生交流

現代生物技術更新換代周期短，新理論和新技術層出不窮，而教材內容往往滯后于時代發展，導致學生不了解最新技術知識而與行業發展脫節。這就要求教師隨時充實自己的知識儲備，將行業領域前沿進展引入課堂，讓學生們更清楚地認識到行業發展的難點、重點及前景，與社會大環境充分結合[9]。例如，可以邀請相關行業內的精英人士給學生作專題講座或讓學生去優秀企業參觀學習，親身經歷的事比枯燥的理論更能打動學生，同時也有可能促使學生提前認識與思考畢業以后的工作機會與行業發展前景。

課堂上，除了教師言傳身教以外，也需要充分利用科學技術，讓學生能夠清楚明白學習的各個環節，樹立學習信心。在實驗過程中，教師可將關鍵實驗操作以視頻形式反復播放，方便學生學習、掌握操作重點；也可在課堂巡回時錄制學生操作中的失誤或模范，強化學生在實驗過程中的參與感與責任感；另外，教師也可以充分結合現實，播放運用技術或理論而獲得商業成功的優秀企業宣傳片，讓學生深入了解知識源于生活實踐，也是造福社會的基石，激發學生的科研熱情。

2.4 教學評價改革，由結果評價改為過程評價

為促進學生能力提升，應變傳統性評價為綜合性評價，將傳統的教師評價為主變為教師評價與學生互評相結合，重視實驗的整個過程。因此，對實驗課程的考核評價方式進行重新安排，從實驗方案撰寫和流程設計、實驗準備和操作技術、實驗結果報告、課堂互動四個方面進行綜合性評價。

在實驗時，應要求每組成員各有分工，并采用PPT的形式對設計的實驗方案進行匯報，教師評價和組間互評并行，并對方案可行性給出建議。對于基本實驗能力訓練、綜合能力訓練部分，可要求小組成員之間協同配合，有序完成方案設計的全部操作，然后由教師對每組的實驗效果進行評價。對于實驗結果，應在提交紙質實驗報告的基礎上開展結果匯報總結會議，由教師和學生共同對實驗結果進行點評，在注重結果的同時也要更加關注在實驗過程中學生的努力。課堂互動積分為每個同學在平臺上提出問題和給出答案的次數，如提一次問題為1積分，回答一次問題為1積分，將學生們的行動量化。

在實際教學中進行實踐，發現這種綜合性的評價方式更有助于激發學生參與積極性，啟迪學生思考，更能真實地反映學生的學習成效。

3 結語

通過深入探索生物技術制藥類綜合實驗課程的教學現狀，結合中醫藥院校發展形式和生物制藥專業的獨特性，將多門實驗課程教學內容重新規劃設計并整理優化為合理的新實驗課程體系，可提高中醫藥院校生物制藥專業的實驗教學效果。