生物制藥工藝學(xué)課程教學(xué)模式的多元化探索

劉加寶

牡丹江大學(xué) 黑龍江 牡丹江157000

1 自我學(xué)習(xí)和課堂學(xué)習(xí)相結(jié)合

我校生物制藥技術(shù)專業(yè)一般在第四學(xué)期開(kāi)設(shè)生物制藥工藝學(xué),課程內(nèi)容包括制藥工藝基礎(chǔ)、單元操作及微生物藥物、生化藥物及生物制品三大類藥物的制備。因此,與多門先修課程,如生物化學(xué)、微生物學(xué)、基因工程、分子生物學(xué)、酶工程、生物反應(yīng)工程、發(fā)酵工程、生物分離工程、制藥分離工程、制藥設(shè)備與車間設(shè)計(jì)存在著密切的聯(lián)系,但缺乏對(duì)關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)的深度融合和綜合性應(yīng)用,因此,課程具有鮮明的“學(xué)科間相互關(guān)聯(lián)度高”的特點(diǎn)。在授課過(guò)程中發(fā)現(xiàn),對(duì)于不同的專業(yè),有些課程內(nèi)容會(huì)與一些其他專業(yè)課程有所重疊,如,生物工程專業(yè)在開(kāi)設(shè)生物制藥工藝學(xué)的同時(shí),還開(kāi)設(shè)有氨基酸工藝學(xué)和抗生素工藝學(xué)等。對(duì)于這種情況,教師從完整的專業(yè)教學(xué)知識(shí)體系出發(fā),對(duì)于重復(fù)性或者關(guān)聯(lián)度大的內(nèi)容安排學(xué)生進(jìn)行自我學(xué)習(xí),而對(duì)于提升或者新出現(xiàn)的知識(shí)點(diǎn)則以課堂學(xué)習(xí)為主。更值得注意的是,因?yàn)橄刃拚n程開(kāi)設(shè)時(shí)間較早(多在前2個(gè)學(xué)期),學(xué)生存在對(duì)關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容遺忘較多、基礎(chǔ)不牢固、融合能力弱等問(wèn)題,這直接影響到課堂教學(xué)中新學(xué)知識(shí)點(diǎn)的理解和應(yīng)用。如“基因工程制藥工藝基礎(chǔ)”這一章節(jié)里涉及到的“基因工程菌構(gòu)建和驗(yàn)證”“常見(jiàn)制藥微生物表達(dá)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)”等知識(shí)點(diǎn),與基因工程、分子生物學(xué)等先修課程中的內(nèi)容存在較多重復(fù),其掌握程度直接影響學(xué)生對(duì)基因工程菌制藥工藝過(guò)程中相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解。而“多肽和蛋白質(zhì)類藥物”“酶類藥物”“糖類藥物”和“核酸類藥物”等章節(jié)中涉及到藥物分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等內(nèi)容,與生物化學(xué)、酶工程等先修課程中的內(nèi)容存在緊密關(guān)聯(lián),其掌握程度直接影響學(xué)生對(duì)每類藥物生產(chǎn)工藝選擇和參數(shù)控制的理解。針對(duì)這些情況,本課程設(shè)計(jì)了自我學(xué)習(xí)和課堂學(xué)習(xí)相結(jié)合的方式,對(duì)于一些在先修課程中已介紹的內(nèi)容,教師在授課過(guò)程中會(huì)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)各個(gè)學(xué)科的關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)、針對(duì)難重點(diǎn)問(wèn)題設(shè)計(jì)課前預(yù)習(xí)題。然后通過(guò)課堂提問(wèn)(老師向?qū)W生提問(wèn)、學(xué)生之間互相提問(wèn))的方式檢驗(yàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的效果。這種“溫故知新”的方式能很好地彌補(bǔ)學(xué)生在關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)上的記憶遺忘和前期短板,為課堂教學(xué)中學(xué)生對(duì)新學(xué)知識(shí)的理解奠定良好的基礎(chǔ)。此外,課堂教學(xué)中通過(guò)思維導(dǎo)圖的繪制和討論,在關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)的深度融合和綜合應(yīng)用上進(jìn)行重點(diǎn)講解。

2 理性學(xué)習(xí)和感性認(rèn)知相結(jié)合

生物制藥工藝學(xué)課程圍繞生物制藥生產(chǎn)工藝的基本規(guī)律和各類藥物的生物制藥工藝典型案例進(jìn)行講授,重點(diǎn)介紹各類藥物的來(lái)源、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、功能、制備原理、工藝過(guò)程、生產(chǎn)方法及其相關(guān)儀器設(shè)備。因此,課程具有“理論緊密聯(lián)系實(shí)踐”和“工程思想鮮明”等特點(diǎn)。如果僅靠傳統(tǒng)的語(yǔ)言文字描述和PPT展示,難以使學(xué)生透徹理解和掌握。以發(fā)酵操作方式為例,該知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)不僅要求學(xué)生清楚發(fā)酵罐及其相關(guān)設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)和部件,還要求學(xué)生理解操作方式的基本原理和應(yīng)用特點(diǎn)等。針對(duì)這樣抽象的內(nèi)容,在理性學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,通過(guò)引入各種現(xiàn)代化的教學(xué)手段和資源,設(shè)計(jì)了“圖片觀察-視頻學(xué)習(xí)-虛擬仿真訓(xùn)練”三級(jí)遞進(jìn)的感性認(rèn)知環(huán)節(jié)。

首先,從學(xué)生實(shí)地觀摩或?qū)嵺`操作的各種教學(xué)實(shí)習(xí)基地中,拍攝出涉及到的各種工藝及其相關(guān)儀器設(shè)備的照片進(jìn)行講解,讓知識(shí)點(diǎn)從抽象的文字變成直觀的圖片,增加學(xué)生的親近感和學(xué)習(xí)興趣。

其次,從各種慕課和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源里遴選出具有良好教學(xué)示范作用的動(dòng)畫(huà)視頻或者實(shí)習(xí)企業(yè)的生產(chǎn)錄像進(jìn)行播放,讓知識(shí)點(diǎn)從枯燥的文字閱讀變成生動(dòng)的視覺(jué)體驗(yàn),提高教學(xué)內(nèi)容的直觀性和趣味性。

第三,引入“藥育智能-智慧教育云平臺(tái)”等虛擬仿真資源,使學(xué)生突破時(shí)間和空間的局限,能隨時(shí)隨地進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)的虛擬仿真訓(xùn)練。這種虛擬仿真訓(xùn)練具有操作方便,標(biāo)準(zhǔn)化程度高,微觀觀察更細(xì)致等優(yōu)點(diǎn),有助于促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)和實(shí)踐操作的相互融合,不斷強(qiáng)化學(xué)生的工程思想。目前“藥育智能-智慧教育云平臺(tái)”涉及到的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本囊括了從菌種活化、搖瓶培養(yǎng)、種子罐培養(yǎng)、發(fā)酵罐培養(yǎng)、發(fā)酵液預(yù)處理、發(fā)酵產(chǎn)品分離提取精制等生物制藥工藝的全流程和包括生產(chǎn)菌株建立、培養(yǎng)基制備、滅菌工藝在內(nèi)的主要操作技術(shù)。

3 適時(shí)補(bǔ)充內(nèi)容,拓展知識(shí)層面

現(xiàn)代生物制藥技術(shù)的發(fā)展日新月異,生物藥物的種類和數(shù)量迅速增加,使得該領(lǐng)域的知識(shí)更新加快。因此教學(xué)中需要不斷補(bǔ)充新知識(shí)和新內(nèi)容,讓學(xué)生經(jīng)常接觸到學(xué)科的最前沿知識(shí),從而拓寬學(xué)生的視野和知識(shí)面,養(yǎng)成學(xué)生關(guān)注該學(xué)科的最新發(fā)展,用現(xiàn)實(shí)的、發(fā)展的眼光理解書(shū)本知識(shí)。如酶類藥物這一章,教材內(nèi)容一個(gè)典型的案例是溶菌酶的生產(chǎn)工藝。溶菌酶廣泛存在于鳥(niǎo)、家禽的蛋清,哺乳動(dòng)物的淚液、唾液、血漿和組織細(xì)胞中,其中以雞蛋清中含量最為豐富,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)的有利用動(dòng)物的內(nèi)臟、霉菌發(fā)酵生產(chǎn)溶菌酶等工藝路線。利用中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)可以查到一些溶菌酶分離純化工藝的最新研究進(jìn)展,選取好的研究論文適當(dāng)講解,可以拓展學(xué)生的視野和知識(shí)架構(gòu)。

4 結(jié)束語(yǔ)

生物制藥工藝學(xué)是制藥工程及其相關(guān)專業(yè)的一門闡述藥物生產(chǎn)基本規(guī)律的必修專業(yè)理論課。課程是對(duì)生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、生物技術(shù)、化學(xué)和工程學(xué)等多門學(xué)科的基本原理和研究方法的深度融合和綜合性應(yīng)用,因此,具有“學(xué)科間相互關(guān)聯(lián)度高”“理論緊密聯(lián)系實(shí)踐”“工程思想鮮明”等特點(diǎn),因此積極探索生物制藥工藝學(xué)課程教學(xué)模式的多元化具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。