“雙一流”背景下生物制藥原理與技術(shù)課程教學(xué)改革的探索與實踐

汪春蕾 張杰 于紅麗 劉長莉 楊洪一

摘? 要：在“雙一流”建設(shè)的重任下，為培養(yǎng)我國生物制藥產(chǎn)業(yè)的高層次人才，對東北林業(yè)大學(xué)生物制藥原理與技術(shù)課程進行教學(xué)改革，優(yōu)化課程內(nèi)容體系，選擇智慧型教學(xué)平臺“雨課堂”，完善課程評價體系，并在課程教學(xué)過程中立德樹人，灌輸“防勝于治”的理念，讓同學(xué)們把愛惜身體，敬畏生命作為一生的追求。

關(guān)鍵詞：雙一流;生物制藥原理與技術(shù);教學(xué)改革;雨課堂

中圖分類號：G642? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）19-0009-04

Abstract： In order to culture the high-level talents of bio-pharmaceutical industry under the important task for the construction of "double first-class" in China， we carry out corresponding teaching reform to course Biopharmaceutical Principle and Technology. We optimize the curriculum content system， choose the Smart Rain Classroom Teaching Platform， improve the system of curriculum evaluation. At the same time， in the course of teaching， we cultivate people， instill the concept of "prevention is better than cure"， so that students cherish the body， reverence for life as the pursuit of life.

Keywords： Double first-class; Biopharmaceutical Principle and Technology; teaching reform; Rain Classroom

隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)增長以及人口老齡化程度的加深，人們對健康的追求日益增加，拉動了市場對醫(yī)藥產(chǎn)品的需求，特別是生物藥品，我國已是全球最大的生物藥品消費市場。癌癥、糖尿病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和高血壓等病的發(fā)病率不斷升高，生物藥品在防治這些疾病方面有獨特的優(yōu)勢，其藥理活性可達普通藥物的幾十倍，針對性強，毒副作用相對較小[1]。自2013年以來，我國生物藥品制造研發(fā)人員折合工時不斷增加。但是，目前我國生物制藥產(chǎn)業(yè)緊缺高層次專業(yè)人才，特別是擁有創(chuàng)新能力的拔尖人才[2]。高層次人才缺失是制約我國生物制藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。

中國特色“雙一流”建設(shè)的重任是培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才，嚴把本科教育質(zhì)量關(guān)。抓好本科教育，是推動高等教育內(nèi)涵式發(fā)展的一個重要舉措。“雙一流”建設(shè)政策在技術(shù)核心上的突破，是堅持科教融合、產(chǎn)教融合，推進學(xué)科、專業(yè)、課程一體化建設(shè)[3]。在學(xué)科、專業(yè)和課程的關(guān)系中，課程是基石，來自于學(xué)科，是人才培養(yǎng)模式的核心要素[4]。在“雙一流”建設(shè)洪流中，要充分發(fā)揮大學(xué)教師的獨特作用，從生物制藥前沿性的學(xué)科知識中選擇最有價值的部分納入課程，構(gòu)建系統(tǒng)、科學(xué)、前沿的生物制藥原理與技術(shù)課程體系，再把這些課程知識有效地傳授給學(xué)生，培養(yǎng)出勝任我國生物制藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的具有創(chuàng)新能力的實用型和復(fù)合型人才。

一、生物制藥原理與技術(shù)課程改革的必要性

生物制藥是一門融合生物學(xué)、免疫學(xué)和藥學(xué)的多學(xué)科交叉的新興學(xué)科，是當(dāng)今醫(yī)藥發(fā)展方向中最重要及活躍的領(lǐng)域，生物醫(yī)藥制造行業(yè)是近年及未來醫(yī)藥工業(yè)持續(xù)高速增長的領(lǐng)頭羊[5]。國家發(fā)展改革委員會根據(jù)《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》和《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，為加快推動生物產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，特別編制了《“十三五”生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，其中，構(gòu)建生物醫(yī)藥新體系是重點發(fā)展的領(lǐng)域，重點強調(diào)把握精準醫(yī)學(xué)模式，推動藥物研發(fā)革命的趨勢性變化，立足基因技術(shù)和細胞工程等先進技術(shù)帶來的革命性轉(zhuǎn)變，加快新藥研發(fā)速度，提升藥物品質(zhì)，更好滿足臨床用藥和產(chǎn)業(yè)向中高端發(fā)展的需求。國家對生物醫(yī)藥重視起來，因此，也對相關(guān)專業(yè)和課程的設(shè)置提出了更高的要求。

生物制藥原理與技術(shù)課程是我院生物技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課程，生物科學(xué)專業(yè)及國家生命科學(xué)與技術(shù)人才培養(yǎng)基地班的專業(yè)選修課程。本課程是我院開設(shè)的唯一一門與生物醫(yī)藥相關(guān)的課程，是學(xué)生打開生物醫(yī)藥神奇作用的窗口，是學(xué)生學(xué)習(xí)生物醫(yī)藥相關(guān)知識的重要載體。為此，積極進行生物制藥原理與技術(shù)的課程改革，夯實學(xué)生的生物制藥基礎(chǔ)知識和基本技能，拓展學(xué)生的視野，增強學(xué)生對前沿知識和發(fā)展動態(tài)的了解，引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)到的知識融會貫通，深度思考如何將生物制藥基本原理應(yīng)用到生產(chǎn)實踐中，并能夠分析和解決生產(chǎn)實際中出現(xiàn)的問題，是我們在生物制藥原理與技術(shù)課程教學(xué)中所應(yīng)追求的目標。

二、生物制藥原理與技術(shù)教學(xué)內(nèi)容的改革

課程的規(guī)劃和設(shè)計能力是大學(xué)教師乃至一所大學(xué)的核心競爭力[3]。因此，大學(xué)教師的首要任務(wù)是優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)。

（一）合并歸類教學(xué)內(nèi)容

將原版教學(xué)內(nèi)容歸入到新版的相應(yīng)章節(jié)中，將原“1 緒論”更名為“1 生物藥物概述”，并將其中的一些內(nèi)容分配到相應(yīng)的章節(jié)中，將原“2 生物藥物概論”的內(nèi)容整合到“2 生化藥物”中，將原“3 基因工程制藥”的內(nèi)容歸入到“5 重組治療蛋白類藥物和基因藥物”中，將原“4 抗體制藥”的內(nèi)容整合到“4 疫苗菌苗和治療性抗體藥物”中，將原“5 動物細胞制藥”的內(nèi)容歸入到“5 重組治療蛋白類藥物和基因藥物”中，將原“6 抗生素制藥”的內(nèi)容整合到“3 微生物藥物”中。4C6BFBAF-34BE-4863-AA62-4630946BA52B

（二）注入重要知識和技術(shù)

為了適應(yīng)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)對人才的需求，我們在原有課程基礎(chǔ)上增加了基因技術(shù)制藥，細胞工程制藥和重磅“生物導(dǎo)彈”藥物的內(nèi)容，增加了微生物產(chǎn)生的酶抑制劑和免疫調(diào)節(jié)劑，疫苗菌苗的種類及制造方法以及基因藥物等相關(guān)內(nèi)容，在每一章中都增加了重要藥物的生產(chǎn)工藝原理和流程（表1）。由于現(xiàn)在治療性抗體藥物市場取得了非凡的成就，所以在新的教學(xué)內(nèi)容體系中，介紹全球抗體藥物銷售額排行榜中熱門藥物的治療原理及制造原理。

（三）合理分配學(xué)時

本課程理論學(xué)時共24學(xué)時，將原“1 緒論”的4學(xué)時縮減為2學(xué)時，更名為“1 生物藥物概述”，優(yōu)化后的課程內(nèi)容及學(xué)時分配為：1 生物藥物概述（2學(xué)時），2 生化藥物（4學(xué)時），3 微生物藥物（4學(xué)時），4 疫苗菌苗和治療性抗體藥物（8學(xué)時），5 重組治療蛋白類藥物和基因藥物（6學(xué)時）。新版的生物制藥原理與技術(shù)課程側(cè)重新技術(shù)生產(chǎn)的高附加值藥物及靶向強、見效快的治療各種腫瘤和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的單克隆抗體藥物及預(yù)防疾病的疫苗和菌苗，內(nèi)容更加飽滿，緊跟最新科研成果，體系更加科學(xué)合理并且聯(lián)系生產(chǎn)實際（表1）。

（四）關(guān)注學(xué)科發(fā)展前沿，融入諾獎研究成果

我們教會學(xué)生利用校園期刊網(wǎng)查閱最新研究動態(tài)，并為他們提供一些微信公眾號，如菠蘿因子，學(xué)術(shù)經(jīng)緯，奇點網(wǎng)，解螺旋，生物谷和微生態(tài)等[6]，了解生物醫(yī)藥及技術(shù)的最新研究成果，例如，腫瘤免疫治療領(lǐng)域研究熱點主要集中在抗程序性死亡-1（PD-1）受體和抗細胞毒T淋巴細胞相關(guān)抗原4（CTLA4）等免疫檢查點抑制劑上，它和傳統(tǒng)的化療和靶向治療不同，主要是通過克服患者體內(nèi)的免疫抑制，重新激活患者自身的免疫細胞來殺傷腫瘤，是一種全新的抗腫瘤治療理念，PD-1抗體的抗癌效果是前所未有的，一次次地在美國臨床腫瘤年會上刮起黑色旋風(fēng)。2018年12月17日，國家藥品監(jiān)督管理局批準首個國產(chǎn)PD-1單抗-特瑞普利單抗注射液（商品名：拓益）上市。這是我國企業(yè)獨立研發(fā)、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的生物制品創(chuàng)新藥品，用于治療既往標準治療失敗后的局部進展或轉(zhuǎn)移性黑色素瘤。通過閱讀相關(guān)文獻開拓學(xué)生的視野，激發(fā)他們對生物制藥相關(guān)科研的興趣。

在教學(xué)過程中將諾貝爾獎成果融入到相關(guān)內(nèi)容中，讓同學(xué)們了解具有重大意義的科研成果及其研究歷程，從1901年貝林開創(chuàng)了用于治療白喉的血清療法;1945年弗萊明、錢恩和弗洛里，發(fā)現(xiàn)青霉素及其對各種傳染病的療效;1952年瓦克斯曼，發(fā)現(xiàn)第一個有效對抗結(jié)核病的抗生素-鏈霉素;到近代，2011年巴特勒、霍夫曼和斯坦曼，研究“治療性疫苗”，旨在調(diào)動人體免疫系統(tǒng)對腫瘤發(fā)起攻擊，著眼于以新穎手段治療癌癥;2018年艾利森和本庶佑，發(fā)現(xiàn)抑制負免疫調(diào)節(jié)的癌癥療法，通過激活人體自身免疫系統(tǒng)攻擊腫瘤細胞的能力，發(fā)明了一種全新的癌癥治療原理;2020年沙爾龐捷和道德納，發(fā)現(xiàn)了新一代基因編輯技術(shù)CRISPR/Cas9，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域創(chuàng)新型癌癥療法的臨床試驗正在進行中，能夠治愈遺傳性疾病的夢想即將實現(xiàn)。生物技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)藥制造，由初級技術(shù)逐步向高端發(fā)展，由普適藥品逐步向基因定向定點治療邁近，生物技術(shù)日新月異，由此激勵同學(xué)要不間斷地學(xué)習(xí)，跟上科技前進的腳步。

三、生物制藥原理與技術(shù)“雨課堂”教學(xué)平臺的使用

傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師為中心，學(xué)生與教師的互動積極性不高，課堂氛圍不夠活躍。為了克服這些弊端，提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性和課堂參與度，我們采用了新型智慧教學(xué)工具“雨課堂”平臺。

“雨課堂”將課前-課上-課后的每一個環(huán)節(jié)都賦予全新的體驗。教育部原部長陳寶生評價“雨課堂”：讓手機從“低頭的工具”變成了“抬頭的利器”?！坝暾n堂”是手機微信的一個小程序，利用手機進行交流正是95后大學(xué)生的話語方式，所以利用“雨課堂”授課，深受現(xiàn)代大學(xué)生的喜歡。

“雨課堂”為師生的溝通創(chuàng)造了非常便利的條件，課前老師發(fā)布的預(yù)習(xí)課件，學(xué)生認為重要的內(nèi)容可以收藏頁面，也可以在看不懂的頁面標注“不懂”，我們了解到學(xué)生的知識儲備情況后，在課上有針對性地講解相關(guān)的知識。課上我們提出問題時，學(xué)生立即通過彈幕或投稿回答，比學(xué)生口頭回答的積極性要高很多倍，老師還可以把學(xué)生的答案投屏，看到自己的答題投到幕布上，同學(xué)們非常開心。我們在課堂上發(fā)布測試題的同時發(fā)放“雨課堂”紅包，答得又對又快的同學(xué)就能得到紅包，同學(xué)們在習(xí)得知識的同時也收獲了快樂，為了能夠得到紅包，學(xué)生聽課的認真程度和答題的積極性都調(diào)動起來了。課堂上老師還可以通過隨機點名和頭腦風(fēng)暴，活躍課堂氛圍和提高同學(xué)的課堂參與度。我們還通過學(xué)生對課后復(fù)習(xí)題的掌握程度，進行反饋式教學(xué)?！坝暾n堂”教學(xué)平臺的使用，切實調(diào)動了同學(xué)們學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)了同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情，創(chuàng)建了同學(xué)與老師的溝通渠道，拉近了老師與同學(xué)的距離，特別在新冠肺炎疫情期間，使線上授課的出勤率和效果都優(yōu)于線下教學(xué)。

四、生物制藥原理與技術(shù)課程評價方式的改革

（一）課程考核方法的改進

現(xiàn)有的課程考核指標相對較少，考勤占10%，實驗課成績占20%，期末考試成績占70%，其中，期末考試成績占比過高，為了減輕學(xué)生期末復(fù)習(xí)的壓力，讓他們養(yǎng)成重視學(xué)習(xí)過程的習(xí)慣，在教學(xué)過程中增加了隨堂小考、課前和課后測試，小考和測試占20%，同時，將期末考試占比減少至50%。并將考勤占比減少至4%，增加6%的小綜述作業(yè)。

在“雨課堂”教學(xué)平臺中，通過制作小考試題進行隨堂測驗?！坝暾n堂”平臺根據(jù)教師已經(jīng)設(shè)置的標準答案進行自動評分，答題結(jié)束后，教師即可以看到全班同學(xué)的答題情況，能夠及時準確地了解同學(xué)們對知識的掌握情況，便于進行反饋式教學(xué)。課前和課后測試可以通過制作預(yù)習(xí)課件在課前及課后發(fā)布，到限定的結(jié)束時間后，教師就可以在“雨課堂”平臺上看到學(xué)生的答題情況。每一名同學(xué)的測試題得分，都被記錄在平臺上。課程結(jié)束后，教師就可以下載學(xué)生的成績，進行統(tǒng)計分析。每一次上課，同學(xué)進入“雨課堂”平臺的情況，就會被記錄下來，這樣學(xué)生的考勤成績就有了依據(jù)。實驗課成績由考勤和報告兩部分組成，考勤情況也可由“雨課堂”平臺提供。4C6BFBAF-34BE-4863-AA62-4630946BA52B

（二）課程考試方式的探索

由于新冠肺炎疫情的影響，2020年的春季學(xué)期，全國的大學(xué)都進行了線上教學(xué)，為了不影響下一學(xué)期的工作進度，絕大部分的考試都在線上進行，為了營造嚴格、公正的考場氛圍，我們采用了“雨課堂”在線監(jiān)考+騰訊會議視頻監(jiān)考模式。2020年5月20日“雨課堂”增加了在線監(jiān)考新功能：增加證件照上傳、隨機抓拍、切屏監(jiān)控等教師監(jiān)考功能。在這種監(jiān)考模式下，教師能夠有效地掌握學(xué)生的答題情況?！坝暾n堂”在線監(jiān)考，限于PC端考試，臺式電腦或平板電腦均可，主考教師可以在“雨課堂”考試平臺上，檢查學(xué)生上傳的證件照片，查看攝像頭抓拍情況，隨時了解學(xué)生有無切屏的不良操作。利用學(xué)生的手機攝像頭對其進行騰訊會議視頻監(jiān)考，及時了解學(xué)生的考場紀律。這兩種監(jiān)考方式相結(jié)合，更能接近教師在教室監(jiān)考的效果。

在制作試卷時我們有一個寶貴的經(jīng)驗，把多個主觀題歸到一個主觀題下，這種出題方式的優(yōu)點在于，學(xué)生只需要上傳1次答案的照片，節(jié)約考試的時間，還有利于教師維持考試紀律，便于教師監(jiān)考。重要提示，為防止考試時“雨課堂”網(wǎng)絡(luò)突發(fā)的狀況，教師必須同時準備一份PDF形式的備用試卷，如果有學(xué)生無法登陸“雨課堂”，可以讓學(xué)生在電腦端的QQ中接收試卷，在白紙上作答，并讓學(xué)生調(diào)整騰訊會議視頻監(jiān)考的角度，把電腦屏幕、學(xué)生的手、答題紙和筆收進教師的視野。

編輯好試卷后，教師可在試卷庫中選擇對應(yīng)班級進行發(fā)布。發(fā)布試卷時可以設(shè)置題目亂序和選項亂序，使每一名同學(xué)的試卷都不同，可防止學(xué)生作弊，并勾選在線監(jiān)考選項，進行在線監(jiān)考。除了主觀題之外的其他試題，“雨課堂”系統(tǒng)都會自動批改，給出分值，極大提高了教師的批卷效率。主觀題需要老師手動批改，支持圈畫與批注，可以在打分的同時寫上評語，做到批卷有痕跡。試卷批改完成并核對后，下載考試數(shù)據(jù)，考試數(shù)據(jù)中詳細標明了學(xué)生每一道題的得分。

五、立德樹人，“防勝于治”理念的灌輸

盡管生物技術(shù)發(fā)展迅速，治病的方法不斷更新，重磅生物藥物治療效果顯著，但是對于我們來說，保持健康的體魄是最重要的事情。在授課的過程中，我們灌輸給學(xué)生的觀念是：防病勝于治療，機體的免疫力是抗擊病原微生物最有力的武器，新冠肺炎患者戰(zhàn)勝病毒，最終依靠的也是自身的免疫力。我們在課堂教學(xué)過程中潛移默化地將提高自身免疫力，養(yǎng)成健康的生活方式，保持快樂的心情，以積極的心態(tài)學(xué)習(xí)和生活這些理念傳遞給學(xué)生。愛惜身體，敬畏生命應(yīng)是我們每一個人一生的追逐。

六、教學(xué)效果反饋與教學(xué)反思

首次對生物制藥原理與技術(shù)課程進行了教學(xué)改革，我們非常重視學(xué)生對教學(xué)效果的反饋，對完成的問卷共37份進行了分析，問卷涉及的問題包括：對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課堂師生互動、考核方式和學(xué)習(xí)效果的滿意程度，以及激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高自主學(xué)習(xí)能力、提高創(chuàng)新思維能力的效果，90%以上的同學(xué)對課程的教學(xué)效果滿意。

課程改革仍在繼續(xù)，線上線下混合式教學(xué)方法，翻轉(zhuǎn)課堂，案例式教學(xué)方法等是我們將要探索的教學(xué)方式，課程內(nèi)容要及時更新，緊跟科技發(fā)展的步伐，還要及時了解學(xué)生對知識的需求及對教學(xué)效果的反饋。

七、結(jié)束語

為我國生物制藥產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)高層次專業(yè)人才，優(yōu)化生物制藥原理與技術(shù)課程內(nèi)容體系是關(guān)鍵，借助雨課堂平臺，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，完善考核評價體系，在課程教學(xué)過程中立德樹人不可或缺，培養(yǎng)學(xué)生的德育和智育雙重發(fā)展，樹立積極的樂觀心態(tài)是教育的根本任務(wù)[7]。教學(xué)改革一直在路上，我們還將繼續(xù)探索和實踐各種教學(xué)方法，以期讓學(xué)生在掌握教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，開拓他們的創(chuàng)新思維。

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基金項目：黑龍江省高等教育教學(xué)改革重點項目“‘雙一流建設(shè)背景下林業(yè)碩士專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式改革與探索”（SJGZ20180002）;黑龍江省教育科學(xué)規(guī)劃重點課題“對分課堂（PAD）促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)發(fā)酵工程的教學(xué)設(shè)計與實踐”（GJB1320414）;東北林業(yè)大學(xué)教育教學(xué)研究項目“‘雙一流視閾下生物制藥原理與技術(shù)課程內(nèi)容體系的改革與探索”（DGY2019-10）、“互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)境下高校院系教學(xué)管理中信息管理效能提升策略研究”（DGY2020-53）

作者簡介：汪春蕾（1972-），女，漢族，黑龍江肇東人，博士，副教授，研究方向為生物制藥，微生物學(xué)。4C6BFBAF-34BE-4863-AA62-4630946BA52B