生物制藥原理與技術(shù)課程教學改革研究
時間:2022-07-21 11:47:40
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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)大學生物制藥原理與技術(shù)課程進行教學改革,優(yōu)化課程內(nèi)容體系,選擇智慧型教學平臺“雨課堂”,完善課程評價體系,并在課程教學過程中立德樹人,灌輸“防勝于治”的理念,讓同學們把愛惜身體,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);教學改革;雨課堂
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?!半p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,推進學科、專業(yè)、課程一體化建設(shè)[3]。在學科、專業(yè)和課程的關(guān)系中,課程是基石,來自于學科,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)揮大學教師的獨特作用,從生物制藥前沿性的學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、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、免疫學和藥學的多學科交叉的新興學科,是當今醫(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,生物科學專業(yè)及國家生命科學與技術(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,是學生打開生物醫(yī)藥神奇作用的窗口,是學生學習生物醫(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,夯實學生的生物制藥基礎(chǔ)知識和基本技能,拓展學生的視野,增強學生對前沿知識和發(fā)展動態(tài)的了解,引導學生把所學到的知識融會貫通,深度思考如何將生物制藥基本原理應用到生產(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)課程教學中所應追求的目標。
二、生物制藥原理與技術(shù)教學內(nèi)容的改革
課程的規(guī)劃和設(shè)計能力是大學教師乃至一所大學的核心競爭力[3]。因此,大學教師的首要任務(wù)是優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)。
(一)合并歸類教學內(nèi)容
將原版教學內(nèi)容歸入到新版的相應章節(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。
(二)注入重要知識和技術(shù)
為了適應生物醫(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)合理分配學時
本課程理論學時共24學時,將原“1緒論”的4學時縮減為2學時,更名為“1生物藥物概述”,優(yōu)化后的課程內(nèi)容及學時分配為:1生物藥物概述(2學時),2生化藥物(4學時),3微生物藥物(4學時),4疫苗菌苗和治療性抗體藥物(8學時),5重組治療蛋白類藥物和基因藥物(6學時)。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濕性關(guān)節(jié)炎的單克隆抗體藥物及預防疾病的疫苗和菌苗,內(nèi)容更加飽滿,緊跟最新科研成果,體系更加科學合理并且聯(lián)系生產(chǎn)實際(表1)。
(四)關(guān)注學科發(fā)展前沿,融入諾獎研究成果
我們教會學生利用校園期刊網(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。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。在教學過程中將諾貝爾獎成果融入到相關(guān)內(nèi)容中,讓同學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,由此激勵同學要不間斷地學習,跟上科技前進的腳步。
三、生物制藥原理與技術(shù)“雨課堂”教學平臺的使用
傳統(tǒng)的教學模式以教師為中心,學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,提高同學們的學習積極性和課堂參與度,我們采用了新型智慧教學工具“雨課堂”平臺?!坝暾n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后大學生的話語方式,所以利用“雨課堂”授課,深受現(xiàn)代大學生的喜歡?!坝暾n堂”為師生的溝通創(chuàng)造了非常便利的條件,課前老師發(fā)布的預習課件,學生認為重要的內(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,學生立即通過彈幕或投稿回答,比學生口頭回答的積極性要高很多倍,老師還可以把學生的答案投屏,看到自己的答題投到幕布上,同學們非常開心。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就能得到紅包,同學們在習得知識的同時也收獲了快樂,為了能夠得到紅包,學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暴,活躍課堂氛圍和提高同學的課堂參與度。我們還通過學生對課后復習題的掌握程度,進行反饋式教學?!坝暾n堂”教學平臺的使用,切實調(diào)動了同學們學習的積極性,激發(fā)了同學們的學習熱情,創(chuàng)建了同學與老師的溝通渠道,拉近了老師與同學的距離,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。
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,為了減輕學生期末復習的壓力,讓他們養(yǎng)成重視學習過程的習慣,在教學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的答題情況,能夠及時準確地了解同學們對知識的掌握情況,便于進行反饋式教學。課前和課后測試可以通過制作預習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”平臺上看到學生的答題情況。每一名同學的測試題得分,都被記錄在平臺上。課程結(jié)束后,教師就可以下載學生的成績,進行統(tǒng)計分析。每一次上課,同學進入“雨課堂”平臺的情況,就會被記錄下來,這樣學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。
(二)課程考試方式的探索
由于新冠肺炎疫情的影響,2020年的春季學期,全國的大學都進行了線上教學,為了不影響下一學期的工作進度,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,檢查學生上傳的證件照片,查看攝像頭抓拍情況,隨時了解學生有無切屏的不良操作。利用學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,如果有學生無法登陸“雨課堂”,可以讓學生在電腦端的QQ中接收試卷,在白紙上作答,并讓學生調(diào)整騰訊會議視頻監(jiān)考的角度,把電腦屏幕、學生的手、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,使每一名同學的試卷都不同,可防止學生作弊,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)學習和生活這些理念傳遞給學生。愛惜身體,敬畏生命應是我們每一個人一生的追逐。
六、教學效果反饋與教學反思
首次對生物制藥原理與技術(shù)課程進行了教學改革,我們非常重視學生對教學效果的反饋,對完成的問卷共37份進行了分析,問卷涉及的問題包括:對教學內(nèi)容、教學方法、課堂師生互動、考核方式和學習效果的滿意程度,以及激發(fā)學生學習興趣、提高自主學習能力、提高創(chuàng)新思維能力的效果,90%以上的同學對課程的教學效果滿意。課程改革仍在繼續(xù),線上線下混合式教學方法,翻轉(zhuǎn)課堂,案例式教學方法等是我們將要探索的教學方式,課程內(nèi)容要及時更新,緊跟科技發(fā)展的步伐,還要及時了解學生對知識的需求及對教學效果的反饋。
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)動學生學習的積極性,完善考核評價體系,在課程教學過程中立德樹人不可或缺,培養(yǎng)學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]。教學改革一直在路上,我們還將繼續(xù)探索和實踐各種教學方法,以期讓學生在掌握教學內(nèi)容的基礎(chǔ)上,開拓他們的創(chuàng)新思維。
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作者:汪春蕾 張杰 于紅麗 劉長莉 楊洪一 單位:東北林業(yè)大學