生物制药本科实验教学改革的探索与实践
【摘要】 根据生物制药的学科特点及人才培养需要，构建了验证性实验-综合性实验-开放、创新性实验的实验教学体系，形成了层次清晰的实验技能培养模式，其中跨课程综合性实验与科研课题设计是教学改革的特色项目。通过该教学模式的实践，学生的创新意识、科研素质与实践能力显著提高，并且在该教学改革的进一步拓展方面进行了深入探讨。
【关键词】 生物制药;实验教学;创新思维;科研素质
Abstract:A validating?comprehensive?open and innovative experimentation teaching system and a cultivation mode of layer?distinctive experimentation skills have been constructed according to the features of the biological pharmacy discipline and the needs of the talented personnel cultivation. In which, inter?curriculum comprehensive experimentation and the scientific research task design are the featured items of teaching reform. The innovative consciousness and scientific diathesis have been evidently enhanced through the practice of this teaching mode while the development of the teaching reform has been discussed at the same time.with the actualities in the author?s university.
Key words:biological pharmacy; experimentation teaching; innovative thinking, scientific research diathesis
一、实施背景
生物科学是一门以实验为基础的自然科学，而生物制药作为其中应用导向较强的领域之一，其实验教学的地位更是举足轻重。通过合适的实验教学体系培养适合社会与产业发展需要的人才，是生物制药人才培养的重点内容[1，2]。基于高校全面实施素质教育后对创新思维与实践能力培养的注重，针对我国生物制药产业源头创新能力薄弱、基础研究落后的客观现实，我们以学院总体人才培养目标为导向，深化教学改革，重新构建了生物制药本科实验教学体系，其根本目的是突出应用理论与技能的系统训练，强调创新思维的培养与科研素质的塑造。
二、总体思路
根据专业课程设置和人才培养需要，更新了实验课程体系，确定了实验教学的总体思路与规划。将实验教学设计成三个层次：第一层次以验证性实验为主，主要在专业基础课中开设，确保学生掌握本专业的基本实验技能;第二层次以跨课程的综合性实验为主，融合各门专业课实验教学内容，重在培养学生系统完整的知识结构和能够融会贯通地运用各种实验技能的能力;第三层次以开放性和创新性实验为主，并要求学生独立完成科研课题设计，主要在选修课及课余时间进行，强调培养学生的独立科研能力与创新素质。最终形成夯实基础知识技能-形成综合应用能力-拓展科研创新素质的多层次实验技能培养模式。其中跨课程综合性实验及开放创新性实验是教学改革的重点内容与特色项目。
三、具体内容
1.跨课程的基因工程综合性实验
通过将相关专业课的实验教学内容的整合和重构，从生物制药首届学生(03级)开始，即开设了跨课程的基因工程综合性实验。
在实验总体设计上，以完整的基因工程药物开发流程为主线，整合了《基因工程》、《发酵工艺原理》和《生物技术药物药剂与药代动力学》的实验内容，并将教学内容分成不同模块，指定负责教师自编实验教材;从知识点上涵盖了基因工程上游技术(包括基因的定位、筛选、克隆、表达、活性及功能的鉴定和分析)与下游技术(包括发酵、提取、纯化、鉴定分析、冻干等技术)以及药效、药理、毒理和安全性评价的基本技能，具有较强的系统性与连贯性;在实验题材上，将来自生物制药研究所的T细胞受体基因治疗药物及重组白介素-18蛋白药物等成熟研究成果应用于教学，并以其研究过程为例，讲解了生物制药的研究与开发流程，提升了实验教学的学术层次，并推动了科研与教学相互促进;在师资力量方面，由来自理、工、医学等不同背景的教师组成教学团队，以发挥专业优势;在实验设备方面，充分整合了现有教学资源，并将新购置的流式细胞仪、蛋白层析系统、毛细管电泳等先进仪器以不同的方式应用于教学，进一步提高了教学水平，开阔了学生的视野;从考核方式上，首先要求学生严格按照学术论文的格式撰写实验报告，锻炼了学生的科研素养，同时以知识竞赛的形式考查了实验相关知识与技能，在提高学生学习兴趣的同时巩固了教学效果，整个教学气氛生动活泼，效果明显。
2.科研课题设计
由于选修课具有前瞻性较强的教学内容与灵活机动的教学形式，目前在选修课《肿瘤生物学》与《抗体工程》开设了科研课题设计。目的是通过全新的教学模式拓展创新思维，使学生具备独立设计实验方案和科研课题的能力，整个过程由学院实行的本科生导师制加以管理与实施。
具体流程如下：首先是准备阶段。主要是由学生分组自行完成指定教学内容的备课与讲授，目的是为课题设计奠定必要的理论基础，并由全体本科生导师组成评议组对学生讲课情况做出现场分析和点评。第二阶段为选题与标书撰写。在大胆假设、科学论证的原则下，学生提出各自的课题，并与导师讨论课题的可行性。定题后，分别完成资料的调研，研究方案的制定，并严格按照国家自然基金申请书为模板撰写课题计划书，最终提交研究方案。第三阶段为课题评定阶段。由教师对学生提交的研究计划进行点评与修改，指导学生最终完成整个实验设计。根据理论课的授课情况和最终计划书的水准评定学生的`成绩。对于兼具创新性与可行性的研究计划，可作为毕业论文及学生创业计划的蓝本。
3.开放、创新性实验
主要面向三、四年级本科生。目的是充分利用现有教学资源，为学生创造良好的创新实践平台。学院实验中心与研究所的场地及设备现已全面向学生开放，并设立了专门的本科生创新实验中心。在课题立项方面，首先鼓励学生总结所学知识技能，凝练自己感兴趣的题目，在教师的指导下进行教学大纲以外的、有一定深度的创新型实验。此外，鼓励教师积极申报开放性实验项目，这些专职教师通常活跃在教学的第一线，对教学重点及学生的具体知识水平有深入了解，能够设计出即合乎学生实际，又能拓展思维的课题，具有更强的合理性和可行性，然后通过宣传招募的方式吸收学生积极参与。
四、主要成果
目前基因工程综合性实验共设128个学时。经过03级与04级的实践，获得了初步的经验，锻炼了师资队伍，并根据教学需要自编了两版实验教材。拟经过三轮教学实践进行规范，成为学院实验教学的骨干课程与特色项目。在03级综合性实验课程结束之后，我们分实验设计、实验条件、实验管理、教学效果几方面，设置了二十项指标，在全体学生中进行了匿名问卷调查。结果显示，各项指标的满意率均在90 %以上。学生普遍反应;通过综合性实验，其专业知识、实验技能与科学思维都有显著的提高。
在科研课题设计方面，03级本科生共完成科研课题设计22项。研究方向涵盖了基因工程抗体、RNA干扰、重组细胞因子、抑癌基因等肿瘤治疗的前沿领域，学生的创新思维得到了充分拓展。此外，通过独立完成课题设计，还培养了学生独立、严谨的科研态度，并使其对课题申报的整个过程有了一定认识。
在开放性实验方面，结合学院实际情况，制定了完善的生科院实验室开放实施细则。教师申请并组织完成开放性实验项目3项，学生参与17人次;
接受了以上教学模式的严格训练后，学生的创新意识、科研素质、实践能力显著增强，03级本科生进入实习后，获得了实习基地的一致好评，已成为各基地研发、生产的骨干力量。以本教学模式为重要组成部分的教改项目于2007年获得广东药学院教学成果二等奖。