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生物技術(shù)制藥課程的協(xié)同創(chuàng)新模式改革論文
生物技術(shù)是生命科學(xué)和工程技術(shù)相互滲透、融合產(chǎn)生的一門(mén)新技術(shù)科學(xué)，是 21 世紀(jì)以來(lái)發(fā)展最為迅猛的高新技術(shù)之一，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、輕工、食品等諸多領(lǐng)域，對(duì)提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和可持續(xù)發(fā)展能力具有重要影響。隨著生物技術(shù)的飛速發(fā)展，生物醫(yī)藥已同步成長(zhǎng)為全球最活躍、進(jìn)展最快的支柱產(chǎn)業(yè)之一。生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)具有高收益、高增長(zhǎng)、低污染、低能耗等特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的技術(shù)復(fù)合性和產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)性[1 -3].據(jù) Evaluate Pharma 數(shù)據(jù)顯示，2012 年全球生物技術(shù)藥物產(chǎn)值已從 10 年前的 385 億美元增長(zhǎng)到 1 460 多億美元，10 年年均增長(zhǎng)率達(dá)到13. 65% ,以生物技術(shù)制藥為重點(diǎn)的第四次產(chǎn)業(yè)革命正在興起。與之相適應(yīng)，培養(yǎng)創(chuàng)新型生物制藥科研、應(yīng)用和教育人才的任務(wù)顯得尤為重要。
山東大學(xué)的生物技術(shù)制藥課程是生命學(xué)院生物工程專(zhuān)業(yè)生物制藥方向?qū)W生必修的專(zhuān)業(yè)方向核心課，該課程著眼于現(xiàn)代生物技術(shù)的基本原理和方法在生物醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用，突出生物技術(shù)與藥物的有機(jī)結(jié)合，作為一門(mén)應(yīng)用性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)的重要課程，具有覆蓋面廣、內(nèi)容多、體系繁雜、學(xué)科交叉性強(qiáng)等特點(diǎn)。目前，全國(guó)各高校的生物技術(shù)制藥課程建設(shè)均起步較晚，發(fā)展也不平衡，理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)體系均是薄弱環(huán)節(jié)，尚未形成相應(yīng)的特色與優(yōu)勢(shì)[4 -6].
協(xié)同創(chuàng)新，是圍繞創(chuàng)新目標(biāo)，多主體、多因素共同協(xié)助、相互補(bǔ)充和配合協(xié)作的創(chuàng)新行為。以多元主體協(xié)同互動(dòng)為基礎(chǔ)的協(xié)同創(chuàng)新理念，對(duì)高等教育的發(fā)展具有全面而深遠(yuǎn)的影響[7 -8].我們認(rèn)為，在高水平綜合性大學(xué)的建設(shè)過(guò)程中，生物技術(shù)制藥課程作為生物學(xué)、生物工程和藥學(xué)三大一級(jí)學(xué)科專(zhuān)業(yè)之間的橋梁課程，教學(xué)應(yīng)著眼于基礎(chǔ)，立足于應(yīng)用，引入?yún)f(xié)同創(chuàng)新的理念和模式，突出 “創(chuàng)新”在辦學(xué)理念中的核心位置，強(qiáng)調(diào) “科教結(jié)合協(xié)同育人”作為辦學(xué)思路的重要方面[9],著重培養(yǎng)具有國(guó)際化視野和受到嚴(yán)格科學(xué)思維訓(xùn)練、掌握生命科學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能，受到良好的專(zhuān)業(yè)技能訓(xùn)練的復(fù)合型應(yīng)用人才。基于此，我們進(jìn)行了相關(guān)有益的嘗試。
一、基本理念
針對(duì)于生物技術(shù)制藥課程教學(xué)改革的協(xié)同創(chuàng)新，協(xié)同的具體研究?jī)?nèi)容是課程教學(xué)活動(dòng)中各要素之間的協(xié)同，如課程與課程、理論與實(shí)踐、教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、課內(nèi)與課外及校內(nèi)與校外等要素之間的協(xié)調(diào)和協(xié)作，推動(dòng)教學(xué)質(zhì)量整體提高。創(chuàng)新則具有兩方面含義： 一是教學(xué)內(nèi)容、模式、方法和手段的創(chuàng)新； 二是學(xué)生創(chuàng)新能力與創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)�？傊�，生物技術(shù)制度課程教學(xué)改革的基本理念是整合教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建理論-實(shí)驗(yàn)教學(xué)架構(gòu)，完善教學(xué)體系。
二、具體實(shí)施內(nèi)容
�。� 一） 理論課程內(nèi)容的協(xié)同創(chuàng)新
生物技術(shù)制藥課程作為專(zhuān)業(yè)方向基礎(chǔ)課，涵蓋了基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程及蛋白質(zhì)工程等內(nèi)容，是在微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程原理及技術(shù)、化工原理、免疫學(xué)等課程基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)的，具有覆蓋面廣、內(nèi)容多、體系繁雜、學(xué)科交叉性強(qiáng)等特點(diǎn)。相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)點(diǎn)多面廣，內(nèi)容繁多，同時(shí)又不可避免地與上述相關(guān)課程相互交叉，這使得授課難度較大，如果按照各章節(jié)全面講授，學(xué)時(shí)冗長(zhǎng)，內(nèi)容重復(fù)，會(huì)使學(xué)生感覺(jué)繁雜而乏味。我們總結(jié)了多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)本課程的特點(diǎn)和實(shí)際教學(xué)情況，結(jié)合 2014 年新教學(xué)大綱的制定，大膽地進(jìn)行了課程改革，精簡(jiǎn)內(nèi)容，重點(diǎn)突出 “生物技術(shù)”與 “藥物”的有機(jī)聯(lián)系，把課程交叉部分在妥善協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上予以取舍，合理分配課時(shí)比例，著力壓縮交叉內(nèi)容課時(shí)，要求以點(diǎn)帶面，點(diǎn)到為止； 在藥學(xué)相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，要求全方位覆蓋，保證課時(shí)，盡量彌補(bǔ)生命科學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在該方面的 “短板”; 在保證基礎(chǔ)知識(shí)掌握的前提下，以增長(zhǎng)知識(shí)、注重實(shí)踐為目的，以前沿和進(jìn)展為講授和學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，求精求新。我們認(rèn)為，科研促進(jìn)教學(xué)，課程的建設(shè)離不開(kāi)學(xué)術(shù)的沉淀。生物技術(shù)藥物領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，要求授課教師必須緊緊把握學(xué)科前沿，精心選擇專(zhuān)業(yè)關(guān)鍵問(wèn)題，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，以自身科研實(shí)踐指導(dǎo)教學(xué)。在強(qiáng)調(diào)基本概念、基本理論的基礎(chǔ)上，要求任課教師聯(lián)系實(shí)際介紹生物技術(shù)藥物研發(fā)、申報(bào)、審批的新進(jìn)展，開(kāi)闊學(xué)生視野，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新意識(shí)。
�。� 二） 課程組 （ 授課人員） 協(xié)同創(chuàng)新
2011 年 6 月，山東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院與中國(guó)科學(xué)院微生物研究所簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，共建 “戴芳瀾”精英班。這是我校在推進(jìn)落實(shí)協(xié)同創(chuàng)新，加強(qiáng)校 （ 院） 所合作，整合資源，充分發(fā)揮校 （ 院） 所各自?xún)?yōu)勢(shì)，在本科教學(xué)方面全面推進(jìn)素質(zhì)教育，實(shí)踐教育教學(xué)改革的一項(xiàng)重大舉措。我們積極落實(shí)具體合作內(nèi)容，并以此為契機(jī)，積極整合中科院微生物研究所、山東大學(xué)微生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、山東大學(xué)國(guó)家糖工程技術(shù)研究中心等科研教學(xué)資源，相互合作、互相協(xié)調(diào)，組建 “主講教師-任課教師-外聘教師-實(shí)驗(yàn)課教師”四位一體的生物技術(shù)制藥課程組。主講教師負(fù)責(zé)課程主干部分教學(xué)，并統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)任課教師、外聘教師、實(shí)驗(yàn)課教師的授課內(nèi)容、學(xué)時(shí)安排。任課教師為校內(nèi)相關(guān)學(xué)科高水平教學(xué)科研崗教師，就自身科研方向，結(jié)合教學(xué)相關(guān)章節(jié)，針對(duì)相應(yīng)基礎(chǔ)知識(shí)、學(xué)科進(jìn)展和近期成果開(kāi)展授課； 外聘教師為中科院微生物研究所相關(guān)學(xué)科課題組組長(zhǎng)，在教學(xué)大綱范圍內(nèi)，事先協(xié)商、指定相應(yīng)內(nèi)容，遴選導(dǎo)師采用集中授課的方式，要求遵循本科教學(xué)規(guī)律，既要有基礎(chǔ)內(nèi)容講授，又要求結(jié)合相關(guān)教師科研方向，進(jìn)行必要的知識(shí)拓展，講授學(xué)科領(lǐng)域前沿。著重就學(xué)科前沿進(jìn)展和成果進(jìn)行教學(xué)，以科研促進(jìn)教學(xué)。
作為 “生物技術(shù)制藥”課程的協(xié)同創(chuàng)新教育的試點(diǎn)，于 2011-2012 年和 2013-2014 年春季學(xué)期，針對(duì)生命學(xué)院 09、11 級(jí)生物工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生，先后邀請(qǐng)了中科院微生物研究所 “杰青”“百人計(jì)劃”等 6 位研究員來(lái)我校開(kāi)展了共計(jì) 24學(xué)時(shí)的合作課程講授。受到該專(zhuān)業(yè)學(xué)生的廣泛歡迎，教學(xué)效果良好。本校課程組成員與外聘遴選教師交流座談，探討了教學(xué)體系及教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)，分享了教學(xué)心得。
�。� 三） 實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的協(xié)同創(chuàng)新
實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為生物技術(shù)制藥專(zhuān)業(yè)教學(xué)的重要組成部分，相比理論教學(xué)而言，在培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和能力方面有著更為直接和重要的作用。
實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)內(nèi)容除需包含基因工程、細(xì)胞工程、酶工程及發(fā)酵工程之外，還涉及 （ 蛋白質(zhì)）藥物的分離純化、質(zhì)量控制以及工業(yè)化生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用等內(nèi)容。鑒于實(shí)驗(yàn)硬件條件和經(jīng)費(fèi)投入的限 制，目 前 開(kāi) 設(shè) 生 物 技 術(shù) 制 藥 實(shí) 驗(yàn) 課 的“985”高校寥寥無(wú)幾，開(kāi)課內(nèi)容多是基于生物制藥范疇的提取、分離及制劑技術(shù)，已無(wú)法滿(mǎn)足日新月異的生物技術(shù)藥物領(lǐng)域的飛速發(fā)展。
基于以上問(wèn)題，我們就生物工程專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)方案入手，積極探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，充分整合了全院的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，利用已有實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，開(kāi)展項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，構(gòu)建 “生物技術(shù)制藥綜合實(shí)驗(yàn)”實(shí)踐教學(xué)體系，嘗試建立開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)[10].力圖引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，理論指導(dǎo)具體實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)促進(jìn)理論的學(xué)習(xí)。項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施按如下流程進(jìn)行： 課程組教師共同擬定綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目→學(xué)生分小組領(lǐng)取任務(wù)書(shū)→各自查閱資料→擬定初步實(shí)驗(yàn)方案→集中討論、質(zhì)詢(xún)→確定方案、課程組審批→任務(wù)實(shí)施→結(jié)果匯報(bào)、討論→撰寫(xiě)報(bào)告、留檔考評(píng)。初步確定了以 “干擾素 alpha - 2b 異源表達(dá)、發(fā)酵擴(kuò)大培養(yǎng)、純化及產(chǎn)物性質(zhì)鑒定”為 48 學(xué)時(shí)的綜合試驗(yàn)內(nèi)容，分為 8 學(xué)時(shí)的資料查閱，實(shí)驗(yàn)方案、技術(shù)路線(xiàn)制定及前期準(zhǔn)備性實(shí)驗(yàn)，16 學(xué)時(shí)的干擾素 alpha -2b 原核異源表達(dá)，8 學(xué)時(shí)的 3L 發(fā)酵罐擴(kuò)大培養(yǎng)，16 學(xué)時(shí)的 alpha -2b 蛋白純化、純度測(cè)定及 HPLC 性質(zhì)檢測(cè)。成績(jī)考核實(shí)行知識(shí)、技能和能力的綜合考評(píng)，建立以應(yīng)用能力考核為主的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，考核內(nèi)容包括： 生物工程基本操作技術(shù)、技能考核 （ 基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程，共 60 分） ,基本科研能力考核 （ 文獻(xiàn)檢索、閱讀和試驗(yàn)方案、路線(xiàn)確立及科研報(bào)告撰寫(xiě)等，共 25 分） ,項(xiàng)目組協(xié)作、創(chuàng)新成果考核 （ 共 15 分） .
�。� 四） 教學(xué)手段的協(xié)同創(chuàng)新
理論課教學(xué)過(guò)程中，充分開(kāi)展 “以文獻(xiàn)為導(dǎo)向的任務(wù)自我學(xué)習(xí)”教學(xué)模式[11],在課堂教授的基礎(chǔ)上增設(shè)交流報(bào)告與課程論文，形成多元化方式評(píng)價(jià)。引導(dǎo)、組織學(xué)生組成 3 ~4 人/組的興趣小組，就與生物技術(shù)制藥相關(guān)的內(nèi)容完成一篇不少于 10 000 字的綜述性課程論文，自由選題、組內(nèi)討論、合作完成，期末提交，要求嚴(yán)格按照科研論文格式撰寫(xiě)，參考文獻(xiàn)中近 5 年的SCI 論文不少于 20 篇。同時(shí)就論文內(nèi)容，總結(jié)20 分鐘 PPT,利用 2 學(xué)時(shí)上課時(shí)間全班交流，現(xiàn)場(chǎng)答辯。該部分考評(píng)計(jì)入學(xué)生期末考核，占總成績(jī)的 20%,與閉卷筆試成績(jī)合并生成課程總成績(jī)。通過(guò) 8 年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐表明，多元化評(píng)價(jià)方式突破了以往卷面成績(jī)決定課程成績(jī)的傳統(tǒng)考試模式，學(xué)生的文獻(xiàn)綜合能力得到了大幅提高，大大增加了學(xué)生自我學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。
在項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)生自選課題，結(jié)合國(guó)家大學(xué)生科技創(chuàng)新和校、院兩級(jí)科技創(chuàng)新申請(qǐng)，完成外延式理論課學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)。授課教師的科研實(shí)驗(yàn)室原則上對(duì)所有修課學(xué)生開(kāi)放，鼓勵(lì)學(xué)生自行組成科研小組，完成相應(yīng)課題。讓學(xué)生近距離接觸科研工作，培養(yǎng)學(xué)生的科研思維能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在課程組教師指導(dǎo)下，2009-2014年生物制藥方向?qū)W生先后主持國(guó)家科技創(chuàng)新項(xiàng)目4 項(xiàng)，國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基金資助項(xiàng)目 8項(xiàng)，校級(jí)科技創(chuàng)新 20 多項(xiàng)以及 2014 年中科院微生物研究所設(shè)立的精英班科技創(chuàng)新項(xiàng)目 3 項(xiàng)。
同時(shí)，我們?cè)谛?nèi)教學(xué)的基礎(chǔ)上，充分開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)，組織學(xué)生旁聽(tīng)專(zhuān)業(yè)講座，參加優(yōu)秀本科生論壇，參觀(guān) GLP 實(shí)驗(yàn)室，積極協(xié)調(diào)、組織生物技術(shù)藥廠(chǎng)實(shí)地觀(guān)摩實(shí)習(xí)，親身感受實(shí)際生產(chǎn)流程。以上實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，拓寬了學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)面，培養(yǎng)了學(xué)生不斷探索的科學(xué)精神。今后我們將結(jié)合本課程應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，進(jìn)一步加強(qiáng)校內(nèi)外協(xié)作，嘗試與藥廠(chǎng)溝通、協(xié)調(diào)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)實(shí)踐開(kāi)展短期實(shí)習(xí)，借此提高學(xué)生的實(shí)際操作能力，加強(qiáng)對(duì)制藥行業(yè)的感性認(rèn)識(shí)，對(duì)將來(lái)的擇業(yè)會(huì)有很好的助益。
三、結(jié)論與展望
以上是我們?cè)谏锛夹g(shù)制藥教學(xué)過(guò)程中基于協(xié)同創(chuàng)新方面的初步探索與嘗試，在課程的教學(xué)體系建設(shè)、教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生復(fù)合型應(yīng)用人才培養(yǎng)等方面初見(jiàn)成效，起到了積極的推動(dòng)作用。如何立足于 “985”綜合性高校，利用與中科院等科研院所的共建資源優(yōu)勢(shì)，“為天下儲(chǔ)人才，為國(guó)家圖富強(qiáng)”,實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)； 如何在研究型大學(xué)開(kāi)展創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系探索的大背景下[12],進(jìn)一步突出我校生物技術(shù)制藥課程的辦學(xué)特色，仍是一個(gè)嚴(yán)峻的課題，有待我們共同努力。
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