案例教學在學位碩士研究生培養中的實踐

［摘 要］ 案例教學是推動專業學位研究生培養模式改革、強化專業學位研究生實踐能力、促進教學與實踐有機融合的重要舉措。通過分析案例教學的發展背景及其對生物與醫藥專業學位研究生培養的重要意義，以陜西省專業學位教學案例庫為例，介紹了教學案例的一般格式和要求，著重介紹了“新型藥物遞送系統在組織修復中的應用”教學案例實踐，包括“現代藥物合成與制劑技術”課程背景及案例來源、案例主要內容示例，以期為生物與醫藥專業學位碩士研究生教學案例庫建設提供借鑒和參考。

［關鍵詞］ 案例教學；生物與醫藥；專業學位碩士研究生

［基金項目］ 2023年度西北工業大學研究生培養質量提升工程項目“‘現代藥物合成與制劑技術’課程建設”（23KC0135）；2023年西北工業大學教育教學改革研究項目“OBE理念下‘組織工程原理與技術’課程教學改革研究”（23GZ13239）

［作者簡介］ 趙 雯（1980—），女，陜西西安人，博士，西北工業大學生命學院教授，博士生導師，主要從事生物材料和藥物遞送系統研究；胡金璐（1988—），女，甘肅天水人，博士，西北工業大學生命學院助理教授，碩士生導師，主要從事藻類生物化學研究；王 婧（1988—），女，陜西榆林人，博士，西北工業大學生命學院副教授，碩士生導師，主要從事生物材料研究。

［中圖分類號］ G642.41 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）35-0005-04 ［收稿日期］ 2023-07-20

一、案例教學的背景和意義

近年來，教育部將研究生招生規模擴增主要集中在專業學位研究生招生數量上。據統計，2022年，專業學位碩士招生將近70萬人，占比達到60%以上。專業學位研究生教育旨在為國家培養能夠解決重大技術問題的實踐型、應用型高端人才，使其更好地契合經濟社會發展的需求。為了保障專業學位研究生教育的高水平、高質量發展，近年來教育部發布了多項文件，為深入推進專業學位研究生培養模式改革提供了指導方向和政策依據。其中，《教育部人力資源社會保障部關于深入推進專業學位研究生培養模式改革的意見》《教育部關于加強專業學位研究生案例教學和聯合培養基地建設的意見》《專業學位研究生教育發展方案（2020—2025）》等均明確指出，專業學位研究生案例教學是推動專業學位研究生培養模式改革、強化專業學位研究生實踐能力、促進教學與實踐有機融合的重要舉措［1-3］。

生物醫藥行業是關系國計民生的重要產業，是健康中國建設的重要基礎，也是“中國制造2025”和戰略性新興產業的重點發展領域［4］。生物與醫藥專業學位研究生培養強調工程性、實踐性和應用性，其目標是培養德智體美勞全面發展，能夠適應生物與醫藥前沿發展，滿足國家生物與醫藥及其相關領域經濟發展需要的應用型、復合型、高層次工程技術和工程管理專業人才。因此，基于專業學位研究生教育的本質屬性和培養模式特點，依托生物與醫藥專業的基礎理論課程，對科研中積累的設計經驗和工程應用方向進行加工，提煉形成以應用為背景的教學案例，旨在有效推動培養模式的改革創新，持續提高專業學位研究生課程教學的實效性。案例教學不僅能夠促使學生加強對基礎理論知識的理解，體會理論知識的實際應用場合和效果，而且能夠全面提高學生分析問題和綜合應用知識的能力［5］。

二、教學案例的要求和格式

近年來，為貫徹全國研究生教育會議精神，推動專業學位研究生高質量發展，很多省份相繼開展了教學案例征集和遴選工作。統一規范的案例格式和要求十分必要，既有利于案例庫的規范化管理，也便于教師進行教學案例的交流共享、學習借鑒，充分發揮教學案例的作用。下面以陜西省專業學位教學案例庫為例，介紹教學案例的一般要求和格式。

1.案例名稱和首頁注釋。案例名稱應簡明扼要地反映出案例的主要內容和特色，首頁注釋主要進行負責人簡介與編制說明。

2.摘要和關鍵詞。摘要應精練，簡要概括案例的主要內容，300字左右；關鍵詞為3～5個。

3.背景信息。主要用于說明案例主題的理論、實踐和研究背景，以及案例對象的相關情況等，要求在1500字以內。

4.案例正文。篇幅應在8 000～15 000字之間，注意原創性、真實性與可讀性等。

5.結語。根據需要對案例進行精辟總結。

6.案例思考題。要緊密結合案例內容，與教學目標相結合，引起討論、啟發思考，引導案例學習者運用案例中的理論和策略解決類似的工程實踐問題，以增強案例的輻射性，最大化地發揮案例教學的功能。一般以3～6道題目為宜。

7.案例使用說明。案例使用說明建議采用分條的方式呈現，內容要相對精練，主要內容包括：適用范圍、配套教材、教學目的、關鍵要點、教學建議、推薦閱讀。

8.參考文獻。

9.附件。附件是指對理解案例有幫助，不適合放在正文部分的資料。僅須列舉文件名稱，具體內容打包在其他資料中提交。附件根據需要提供，并不要求每一個案例都提供。

三、案例教學的實踐

（一）課程背景及案例來源

筆者負責的西北工業大學研究生課程“現代藥物合成與制劑技術”是生物與醫藥、藥劑學、生物醫學工程等專業相關研究方向的專業課程。其中，藥物合成主要是在有機化學的基礎上讓學生了解藥物制備中所應用的有機合成反應以及藥物合成設計原理等；藥物制劑技術是集藥學、生物材料學、生物學、工程技術、質量管理等于一體的應用型綜合技術，講解時應將理論知識、實踐經驗、前沿研究進展等有機融合。課程內容主要包括以下幾方面：藥物合成概述，藥物制劑概述，藥物制劑的評價，液體制劑、無菌制劑、固體制劑等，制劑新技術，緩釋制劑、控釋制劑及靶向制劑等新劑型，新藥及新型藥物遞送系統研究開發的前沿問題，等等。

一般的教材比較注重對基本概念、基本原理和基礎理論知識的介紹，在應用方面稍顯薄弱。例如，在關于藥物新劑型部分內容中的“緩釋制劑和控釋制劑”，教材首先明確了緩釋制劑、控釋制劑的概念，接著闡述了緩釋制劑和控釋制劑的釋藥原理，最后介紹了緩釋制劑和控釋制劑的制備方法、所需原料、助劑及處方等。如果僅依據教材內容進行學習，學生對緩釋制劑和控釋制劑的理解往往停留在“緩慢釋放的口服藥物”這樣粗淺的理解上。事實上，緩釋制劑和控釋制劑還可以應用于植入型給藥劑型、經皮給藥系統等。經皮給藥系統能為皮膚傷口修復、一些慢性疾病治療及預防、局部鎮痛等提供方便、有效的給藥方式。因此，緩釋、控釋制劑等藥物遞送系統使得藥物制劑學與組織工程學、生物材料學等學科發生深度交叉融合。而筆者負責的科研課題常涉及新型藥物遞送系統在組織修復領域的應用研究，是提煉教學案例的基礎和素材來源。“新型藥物遞送系統在組織修復中的應用”教學案例已入選陜西省專業學位研究生案例庫，下面以其為例簡要介紹主要相關內容。

（二）案例主要內容示例

1.教學內容及安排建議。本案例教學時間安排為6學時，人數不限。第一環節為緩釋制劑和控釋制劑、經皮給藥系統等相關基礎理論知識的學習，包括緩釋制劑和控釋制劑的概念、特點及釋藥原理，經皮給藥系統的概念、特點和分類。課時安排為2學時，主要教學方法為課堂講授教材內容。

其中，重點講解緩釋制劑和控釋制劑的釋藥原理［6］，具體包括以下5類：（1）溶出原理。根據Noyes-Whitney方程，通過減小藥物的溶解度、增大粒徑，以降低藥物溶出速度，達到長效作用。具體方法包括：制成溶解度小的鹽或酯；與高分子化合物生成難溶性鹽；控制粒子大小。（2）擴散原理。藥物溶解后從制劑中擴散出來進入體液，釋藥受擴散速率的控制。具體方法包括：用腸溶材料、水不溶高分子材料等阻滯劑材料包衣；制成微囊；制成不溶性骨架；增加黏度以減少擴散速率；制成植入劑；將水溶性藥物制成W/O型乳劑。（3）溶蝕與擴散、溶出結合。對于生物溶蝕型骨架系統、親水凝膠骨架系統，不僅藥物會從骨架中擴散出來，骨架本身也處于溶蝕的過程中。藥物在骨架中擴散、藥物溶出的過程中，骨架逐漸變小，藥物進一步釋放。（4）滲透壓原理。利用滲透壓原理制備成的控釋制劑，能均勻恒速地釋放藥物，基本可達零級釋放。（5）離子交換作用。藥物結合于水不溶性交聯聚合物組成的樹脂上，與帶有適當電荷的離子接觸時，通過離子交換將藥物游離釋放出來。

第二環節為組織修復、皮膚組織修復等相關知識拓展，包括組織修復概念，皮膚的功能、結構及特點，皮膚修復的途徑，傷口敷料的研究進展等。課時安排為2學時，主要教學方法為課堂講授基礎知識、最新科技進展總結、典型文獻介紹。

其中，重點講解皮膚的結構及特點。皮膚由表皮層、真皮層和皮下組織構成。表皮層由復層上皮構成，不透水，具有防止組織液外流、抗摩擦和防感染等功能；真皮層由致密結締組織構成，分布有大量的毛細血管、淋巴管、神經末梢，并含有豐富的膠原纖維、彈力纖維和網狀纖維，它們互相交織成網使皮膚具有較大的彈性和韌性。

第三環節為新型遞藥系統在組織修復中的應用專題研討，課程安排為2學時，主要教學方法為教師介紹自己的研究思路及研究結果，學生分組展示自己的研究思路，師生全員參與研討。

重點介紹研究思路。靜電紡絲納米纖維材料常被用作傷口敷料，將藥物或生長因子負載于傷口敷料中，能夠進一步有效地促進組織修復。成纖維細胞生長因子-2（FGF-2）已被證明在角質形成細胞、成纖維細胞和內皮細胞等許多不同類型的細胞中影響細胞間的通信，從而調節表皮再生、血管生成和肉芽組織形成［7］。然而FGF-2作為一種蛋白質，在化學偶聯反應或靜電紡絲溶液中容易受有機溶劑或環境的影響而發生變性。將FGF-2在水相中負載于緩釋載體中，既能保持FGF-2的活性，又可以實現生長因子的緩慢釋放。例如，將FGF-2負載于親水凝膠骨架系統中，水溶性的FGF-2從凝膠中溶出、擴散，同時親水凝膠骨架也逐漸發生溶蝕，藥物通過“溶蝕與擴散、溶出結合”的機理實現持續釋放。因此，設計并制備FGF-2@角蛋白水凝膠/納米纖維仿生雙層敷料，其中水凝膠層模擬真皮層，電紡納米纖維材料模擬表皮層，兼具生物學和力學特性，同時實現對FGF-2的保護和緩釋。

學生分組，根據所學內容，圍繞“新型遞藥系統在組織修復中的應用”主題，自行設計課題，分別展示自己的研究思路，師生全員參與研討，發揮案例教學探討式、寬松式、開放式的特點及優勢。

2.案例思考題。（1）根據緩釋制劑“溶蝕與擴散、溶出結合”的釋藥原理，除了角蛋白之外，還可以選擇哪些生物醫用高分子作為制備水凝膠的原料？（2）經皮給藥系統的優點和局限性分別是什么？（3）微球、微囊等新型遞藥系統如何應用于組織修復？

3.適用范圍及配套教材。適用對象為生物與醫藥、藥劑學、生物醫學工程等相關專業的碩士研究生。適用課程包括“現代藥物合成與制劑技術”“藥物制劑技術”“生物材料”“生物醫學材料”“組織工程學”等。配套教材為由化學工業出版社出版的于廣華、毛小明主編的《藥物制劑技術》（第三版）。

4.教學目的。結合藥物制劑基本概念和基礎理論，以緩釋和控釋制劑、經皮給藥系統等新型遞藥系統為切入點，將藥物制劑學與組織工程學、生物材料學等學科交叉融合，提出“新型遞藥系統在組織修復中的應用”專業學位研究生教學案例，旨在加強學生對藥物制劑基礎理論知識的理解，使學生體會藥物制劑的實際應用場合和效果，全面提高學生分析問題和綜合應用知識的能力。本案例注重教學內容與應用需求相適應，能夠拓展學生的科研思維，激發學生的創新能力。

5.關鍵要點。相關理論：緩釋制劑、控釋制劑的釋藥原理，經皮給藥系統，皮膚組織的結構及特點。關鍵知識點：緩釋制劑“溶蝕與擴散、溶出結合”釋藥原理。關鍵能力點：基礎理論掌握能力、分析問題和綜合應用知識的能力、創新能力、工程實踐能力。案例分析思路：從深刻理解緩釋制劑、控釋制劑的釋藥原理入手，將經皮給藥系統與皮膚修復過程等相關知識融會貫通，綜合運用藥物制劑、組織工程、生物材料的知識，實現特定的應用目標。

6.推薦閱讀。推薦學生查閱其他新型遞藥系統應用于組織修復的文獻。例如，納米微粒、主—客體包合物等對傷口愈合的促進作用。

四、總結與展望

在探索適應人才培養目標的教學方法中，將案例教學充分應用到生物與醫藥專業學位研究生教育中，已成為教學改革與創新的新模式。從教學效果來看，案例教學注重基礎理論與應用需求相結合，能夠提高學生的關鍵能力點，如基礎理論掌握能力、分析問題和綜合應用知識的能力、創新能力、實踐能力等。此外，在案例教學中學生的參與度明顯提高，課堂氛圍活躍，特別是經過拋磚引玉式的研究思路分析之后，學生提出方案并進行開放式研討，有助于拓展其科研思維，激發其創新能力。因此，案例教學能夠使學生適應生物與醫藥前沿發展，滿足國家生物與醫藥及其相關領域經濟發展對人才提出的應用型、實踐型、專業性、復合型的要求。

參考文獻

［1］教育部 人力資源社會保障部關于深入推進專業學位研究生培養模式改革的意見：教研〔2013〕3號［A/OL］.（2013-11-04）［2023-06-20］.https：//www.gov.cn/gongbao/content/2014/content_2567185.htm.

［2］教育部.關于加強專業學位研究生案例教學和聯合培養基地建設的意見：教研〔2015〕1號［A/OL］.（2015-05-22）［2023-06-20］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A22/moe_826/201505/t20150511_189480.html.

［3］國務院學位委員會 教育部關于印發《專業學位研究生教育發展方案（2020—2025）》的通知：學位〔2020〕20號［A/OL］.（2020-09-25）［2023-06-20］.https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-10/01/content_5548870.htm.

［4］周惠.積極推動醫藥產業國際化高質量發展［J］.國際貿易論壇，2020（2）：38-41.

［5］張蘭芳，李力，黃維蓉.材料與化工碩士專業學位研究生教學案例庫建設探討［J］.化工時刊，2020，34（9）：44-45.

［6］于廣華，毛小明.藥物制劑技術［M］.北京：化學工業出版社，2021：283-284.

［7］WU J， ZHU J， HE C， et al. Comparative study of heparin-poloxamer hydrogel modified bFGF and aFGF for in vivo wound healing efficiency［J］. ACS applied materials amp; interfaces， 2016， 8（29）： 18710-18721.

The Practice of Case Teaching in the Training of Professional Degree Graduate Students： Taking Major of Biology and Medicine as an Example

ZHAO Wen， HU Jin-lu， WANG Jing

（School of Life Science， Northwestern Polytechnical University， Xi’an， Shaanxi 710072， China）

Abstract： Case teaching is an important measure to promote the reform of professional degree graduate training mode， strengthen the practical ability of professional degree graduate students， and promote the integration of teaching and practice. The background of developing case teaching and its important significances for the cultivation of graduate students majoring in Biology and Medicine were introduced. Taking the Professional Degree Teaching Case Library of Shaanxi Province as an example， the general format and requirements of teaching cases were introduced. The teaching case practice of “Application of New Drug Delivery Systems in Tissue Repair” was also emphasized， including the background and case sources of the course “Modern Drug Synthesis and Preparation Technology”， as well as examples of the main content of the case. This paper will provide reference for the construction of the teaching case library for master’s degree students in Biological and Pharmaceutical Engineering.

Key words： case teaching; major of biology and medicine; professional degree graduate