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生物制药实验教学改革初探

2020-04-17 11:07 出处:未知 人气: 评论(0
  【摘要】生物制药实验是生物制药专业一门主要的基础实验课,在教学中通过系统设计多个综合性生物制药实验,将本专业的多门专业课内容与本校的特色有机地结合起来。在进一步加深学生对生物制药专业课程理解的同时,也为其将来从事生物制药生产和研究做好了知识储备和实践锻炼。
 
  【关键词】生物制药实验系统设计教学改革
 
  生物制药产业迅猛崛起,生物医药产业化发展急需应用型创新人才。我国目前的各类制药企业大多数是混合制药企业,既有生物制药,又有中药制药,江苏省制药企业的情况也类似,因此生产本身要求技术人员应该掌握生物制药技术,还需在天然药物制药技术、生物化工技术、微生物及酶工程等方面具有很好的知识结构,才能满足中国特色的生物制药产业对人才的需求。为此对本专业学生的培养目标是:使学生具备扎实的生物制药和制药工程专业理论知识和实践技能,能在生物技术制药、生物工程、化学制药及天然药物产品开发等领域从事科学研究、技术开发、工艺设计、产品质量控制、经营管理及药物营销等方面工作的应用型高级专门人才。所以一个合格的本科毕业生不仅要掌握理论知识,而且更要掌握一定的操作和创新技能。
 
  生物制药实验是我院面向生物制药专业的一门重要的基础实验课。通过本门课程的教学,希望本专业的学生能了解掌握生物制药和制药工程相关的实践技能,具备能够利用现代生物技术从事药物研究的能力,为将来开展生物技术制药、化学制药及天然药物产品开发等领域方面的研究及工作打下良好的实验基础。同时基于南京林业大学的特点,本实验课程的开展将重点关注林源药物。为了实现这个目的,我们对该实验课程的教学内容、手段及方法进行了一些改革尝试。
 
  一根据实际选择合适的实验内容
 
  结合生物制药专业的特点、本校的特色和实验室的基本条件,在大三第二学期开展了生物制药实验,具体包括了药用蛋白的重组表达、药用蛋白的分离纯化及检测、重组溶菌酶的制备、细胞培养、天然产物体外活性检测、真菌多糖的制备及鉴定、林源黄酮或挥发油的提取及测定等实验,涵盖了生物工程、药学、生化和生物学等方面。整个实验是按照教学计划分为两部分:第一部分为基础实验;第二部分为自主设计实验。在实验的第一阶段主要是依据教学计划开展基础实验,使学生获得生物制药的基本理论及基本实验操作技能,也为第二部分设计实验奠定技能操作基础。例如通过药用蛋白的重组表达,使学生们掌握基因表达所需要的元件、真核表达系统与原核表达系统的特点及区别、提高外源基因表达量的方法、包涵体复性的方法及重组菌发酵的要求等方面的内容。再如,通过开展药用蛋白的分离纯化及检测,使学生们掌握蛋白纯化的方法及各种方法的优缺点,药用蛋白所需达到的纯度及其检测方法等。基础实验的开展是基于传统实验教学模式,具有目的明确、容易上手等优点,通过完成不同的实验使学生获得开展生物制药实验的基本原理和实验技能,但也有其不足:(1)每次实验的内容和操作程序都是教师规定好的,学生按照规定的内容和程序进行实验,不能充分调动学生学习的积极性和主动性;(2)大部分实验结果明确,学生分析问题和解决实际问题的能力得不到充分发挥;(3)由于有些环节是教师准备的,学生只是熟悉了部分关键环节,缺乏对整个实验过程的全面了解。
 
  针对开展基础实验的不足以及根据高等学校培养高
 
  素质人才的需要,结合南京林业大学的特色及实验室条件,为调动和激发学生的学习兴趣、积极性和主动性,培养学生自主创新能力及独立从事科研活动的能力,给学生一个充分展示能力的空间和舞台,我们开设了一些自主设计的综合性实验。主要开设真菌多糖的制备及鉴定和林源黄酮及挥发油的提取及测定两个自主设计实验。例如林源黄酮或挥发油的提取及测定,学生需要根据自己的兴趣,从校园里选择一种植物对其黄酮类物质或挥发油展开研究。这就要求学生首先进行文献查阅,其次根据文献设计实验方案,初步方案完成后,由指导老师根据实验室条件及实验方案的可行性提出修改意见,根据教师的修改意见,学生进行修改并完成实验方案。通过自主设计实验的完成,使学生的独立创新能力得到展示,初步体会到什么是科学研究,为其今后从事科学研究打下基础。
 
  二对学生的能力培养
 
  1.生物制药相关知识点的学习和操作能力的训练
 
  本科专业的学生通过理论学习,对生命科学的一些知识点有了初步的了解,但是对于具体是什么,却没有完整的认识。例如,植物活性物质的提取,在学生进行实验以前,都是课本上枯燥地介绍各种活性物质的性能,提取方法及如何检测,学生对其了解不深。但通过活性物质的提取实验,学生第一次看到自己提取的黄酮、生物碱等活性物质,就会对这些物质的结构和性质有直观的了解。总之,通过第一部分的实验训练,可以帮助学生加深对知识的理解和记忆,同时通过基本的操作,也获得了某方面的实验技能。
 
  2.智能的培养
 
  智能是心理和操作、实践与应用、过程与方法的综合体,实验是手脑并用的实践活动,是培养学生创造能力、观察能力的最有效途径。生物制药实验课的第一次课就把实验改革的总体思路告诉学生,让学生明确思想,做好准备。但由于学生刚刚接触制药实验,对生物制药的理论及应用还缺少认识,因此第一阶段部分主要是进行规定实验的内容,并通过这一阶段的学习,使学生获得生物制药基本知识、基本理论及基本实验操作技能。为设计实验奠定理论基础和技能操作基础。通过第二部分设计实验的完成,使学生的独立创新能力得到展示,初步体会到什么是科学研究,使学生分析问题和解决问题的能力得到较快的提高。
 
  3.人格的培养
 
  通过实验,学生能认识到科学研究的严谨和实事求是,在任何实验中,只有遵循正确的实验方法和步骤,才能达到既定的实验目的,任何侥幸心理都不会获得很好的实验结果。通过实验,学生还能正确地面对失败,科学研究不可能每次都成功,每次都能获得很好的结果,经常要面对失败,这就能锻炼学生不气馁的性格。另外,实验需要团队协作,所以需要学生有良好的团队意识。
 
  三改进实验教学中教师的角色
 
  1.教师是实验的指导者
 
  在实验教学前应设计好学生实验提纲,提供必要的实验资料,在实验教学中力求创设一种探索的情境,不断提供信息、点拨方法,帮助学生解决学习中的疑难。对学生提出的问题,教师可不先解答,而是鼓励学生进行思考,并鼓励学生相互讨论有关实验的问题,共同寻求解决方法。
 
  2.教师是实验的合作者
 
  教师要把自己放在和同学同样的心理与知识水平上,表现出强烈的好奇心和求知欲,参与到学生实验中,一起动手,一起讨论。
 
  3.教师是探究情境的创设者
 
  为学生营造自由的学术氛围,心理自由的氛围,使学生能结合实验进行想象,挖掘学生的创造潜能,所以教师要善于提问、质疑,抓住学生所关心的实验重点、难点和疑点。
 
  4.教师是心理医生
 
  在探索学验中,失败是经常的。要培养学生承受失败的能力,要让学生认识到每个科学实验都是经过无数次失败才成功的,培养学生正视失败、克服困难的精神。当学生实验失败时,要耐心地分析其失败原因,并利用失败对学生进行心理方面的指导。
 
  四严格考核制度
 
  考核是教学过程的一个重要环节,同时实验课程成绩的评定方式对学生的学习情绪和认真程度有一定的影响。要明确实验教学目标,建立明确的当堂评价方案;重视课前检查;加强对实验过程的督导。主要考查学生的自学能力、观察能力、实验能力、思维能力和表达能力。课程的成绩以学生基本技能掌握的熟练程度、分析问题和解决问题的能力以及实验报告的质量等为主,要结合学习态度、纪律、协作精神等进行评价。在实验全部结束时,将考核内容如离心机的操作技术、植物提取设备的搭建、缓冲液的配置、蛋白浓度的测定、细胞的传代、天平操作技术、消毒与灭菌技术等编号,让学生抽签进行单人考核,并当场写出实验报告。
 
  通过以上改革,应该能极大地调动学生学习的热情和主观能动性,使教学质量有较大的提高,也为后期实验课程的开展和将来毕业论文的顺利完成提供了保障。
 
  参考文献
 
  [1]邵伟、帅翔.浅论设计性实验和开发实验室[J].药学教育,2002(3):43~44
 
  [2]孟令波、李淑敏.生物制药专业生物化学实验教学改革的探索[J].黑龙江医药,2012(3):421~423
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