药物实验课程生物技术论文

2022-04-20

今天小编为大家精心挑选了关于《药物实验课程生物技术论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。[摘要]植物生物学实验课程是综合性高校生物科学、生物技术和生物工程等理科专业的一门核心基础课程。推进植物生物学实验课程的思政建设,对于实现全员育人、全程育人和全方位育人具有重要意义。

药物实验课程生物技术论文 篇1:

CRISPR/Cas9基因编辑实验在“生物技术大实验”课程中的应用

[摘 要]“生物技术大实验”课程是生物技术专业人才培养的重要课程。因其涉及各院校的特点、师资力量、办学条件等复杂情况,导致了该门课程的教学内容陈旧,教学方法单一和落后,存在诸多问题。将“基于CRISPR/Cas9系统的基因编辑实验”融入“生物技术大实验”的课程教学,该文着重介绍三年期间课程的开展过程,分享取得的经验,旨在打造全新的“生物技术大实验”课程教学内容,提升实验教学质量,培养具有独立思考能力和娴熟实验技能的优秀学生,希冀为全国开设“生物技术大实验”课程的院校提供参考。

[关键词]生物技术大实验;课程改革;课程内容建设;基因编辑实验

[基金项目]2019年度广西壮族自治区教育厅一般A类项目、广西高等教育本科教学改革工程项目“‘生物技术大实验’实验内容建设及‘虚实结合’的教学方法改革研究”(2019JGA258)

[作者简介]岳鹏鹏(1981—),女,山东德州人,博士,桂林医学院生物技术学院副教授,主要从事基因工程教学与研究;于鸿浩(1983—),男(蒙古族),内蒙古兴安盟人,博士,桂林医学院生物技术学院教授(通信作者),主要从事细胞生物学教学与研究。

生物技术是一个综合性和实践性很强的专业。笔者所在院校该专业培养方案中,实验课时所占比重近50%。“生物技术大实验”是为生物技术专业高年级本科学生开设的一门非常重要的综合性及研究性实验课程,共126学时,7个学分。该实验课程以细胞生物学、生物化学、分子生物学、微生物学、基因工程等实验课程为基础,有逻辑的、系统的综合了生物技术领域具有代表性的实验方法和研究技术,目的是让学生深入理解实验原理、娴熟掌握生物技术专业的各种实验技能,并灵活运用,去发现问题和解决问题,培养学生的独立思考和创新能力,进而提高学生的理论水平和实践动手能力以及综合素质,同时也可与毕业工作或后续的研究生教育接轨。总之,“生物技术大实验”课程在生物技术专业培养方案中所占课时比例较多,对于学生深入理解和掌握现代生物技术的理论和实验技能必不可少,对生物技术专业本科学生的培养非常重要[1]。

我国约有120多所高等院校在生物学相关的专业开设了“生物技术大实验”课程,包括综合院校、医学院校和师范类院校等[2-4]。“生物技术大实验”课程具有研究领域广、技术难点多、实践性强、精密仪器使用多等特点,且大多数院校具有各自的特点,师资力量及办学条件各不相同,因此导致“生物技术大实验”的教学工作仍处于摸索阶段,各高校课程内容自成一体、无统一标准,教学方法单一和落后,主要问题表现为以下几点:(1)课程内容仅是细胞生物学、分子生物学、生物化学、基因工程、微生物工程等课程的简单叠加,未进行有机的融合[5,6]。实验课程相互独立,各自为政,实验项目重复,系统性差,甚至存在重复开课等现象。学生的积极性和主动性不高,对学生创新能力和综合素质的提高十分不利;(2)学生在进入大三之前,已经掌握了大量基础实验技术,基本建立了生物技术的理论体系框架,已经不满足“照方抓药”的基础性、验证性实验。此外,学生在对所学知识和技能的灵活运用方面还有不足,不能透彻理解文献的实验目的和实验设计理念,不熟悉实验室中一些基本的常识和操作规范,没有养成良好的实验态度和习惯等。因此该门课程的内容设置较为困难,既要突出创新,还要考虑学生的理论和实验技能基础;(3)实验教学方法陈旧,以传统的实验教学模式为主。实验之前,教师将实验的原理、要求、难点、实验现象以及注意事项等进行详细讲解,以确保实验成功。实验所需的仪器、试剂配制均已由实验员准备好并摆在试架上,学生只是机械地操作,定时观察现象,记录实验数据。很多学生只是盲目操作,走走过场,这种实验教学模式实际上是一种呆板的模仿型教学,既造成资源浪费,又打消学生对实验课的兴趣,既不利于对课本知识的理解和巩固,也不利于对学生创新精神和创新能力的培养。

CRISPR/Cas9系统是近年来发明的一种基因编辑技术,是目前生命科学和生物医学研究的热门前沿技术[7],可应用其在细胞水平上进行基因编辑实验,主要实验内容包括质粒提取、细胞培养、细胞转染、DNA提取、PCR、RT-PCR、Western Blotting等,涵盖了生物信息学、分子生物学、细胞生物学、基因工程、微生物学以及生物化学等学科的知识和实验技术,是一个综合性的实验,其实验内容、实验周期、实验难度等方面非常适合生物技术大实验课程的实验教学。

综上所述,我们将“基于CRISPR/Cas9系统的基因编辑实验”融入“生物技术大实验”的教学,本文着重介绍三年期间课程的开展过程,分享取得的经验,分析存在问题,旨在打造全新的“生物技术大实验”课程教学内容,提升实验教学质量,培养具有独立思考能力和娴熟实验技能的优秀学生,希望为全国开设“生物技术大实验”课程的院校提供参考。

一、实验教学内容的设置

我们将“基于CRISPR/Cas9系统的基因编辑实验”引入课堂,要求学生利用CRISPR/Cas9技術,在细胞水平上敲除目标基因(实际操作),并在mRNA水平和蛋白水平检测目标基因的敲除效果(理论讲解)。总体实验设计可以分为四个层面的实验,分别为分子生物学实验、细胞生物学实验、生物信息学分析、分子生物学和生物化学实验,涉及的具体操作包括,质粒转化与提取、细胞培养、药物筛选、PCR、DNA提取、RNA提取、反转录、实时荧光定量PCR以及Western Blotting等(参见下图),其中基因编辑设计、靶向基因的sgRNA表达质粒和Cas9表达质粒由教师提前准备好,分子生物学和生物化学层次的实验由教师讲解完成。

二、预实验

教学内容设置之后,学生上课之前,教师需要进行预实验,目的在于优化实验体系,打造运行良好的实验教学平台,重中之重在于验证设计的sgRNA可否成功打靶目标基因。目前,已经验证的具有编辑效力的sgRNA表达质粒包括EXT1-M-sgRNA1、EXT1-M-sgRNA2、EXT1-M-sgRNA3、G6PC-M-sgRNA1、G6PC-M-sgRNA2、G6PC-M-sgRNA3、GDF5-M-sgRNA1、GDF5-M-sgRNA2和GDF5-M-sgRNA3等,共9种质粒,即我们成功构建了靶向3个基因的9种CRISPR/Cas9系统供学生使用。

三、理论讲解

学生动手实验之前,教师需要进行理论讲解,通常将讲解课程放在第一堂课。讲解内容包括课程简介、教学目的、课程计划、课程内容、基因编辑的原理、关键技术说明、具体实施计划以及考核方案等。教学目标是使学生理解教学目的,掌握实验原理和关键技术,明确实验方案、实验地点以及考核标准。为了达成教学目标,同时要求学生在课后对整个实验进行总结,包括目的、原理、具体的实验步骤、预期实验结果等,并发给带教老师进行点评与修改,然后开始实验操作。

实验结束后,带教老师进行最后一次理论讲解,包括第四层面的实时荧光定量PCR以及Western Blotting理论与操作的讲解;课程开展过程中出现的共性问题,取得的成绩以及课程的意义等。

四、学生实验操作

为了保证实验课程有序进行,充分利用实验条件,我们将学生进行分组,每组6-9人左右,设小组长1名。带教老师将实验所需的试剂、耗材、细胞等物品交给各个小组保存和使用。实验性质为开放性实验,即分子生物学实验室和细胞生物学实验室定时开发,学生自由安排实验。每周以小组为单位,带教老师对实验结果进行点评,给出改进意见,并做技术指导,保证实验良性开展。实验操作结束后,学生需要做PPT汇报,展示实验结果,归纳总结成绩和不足,交流经验与心得。

五、课程考核与评价

课程考核与评价是教学的重要环节之一。本课程针对各个层面的实验教学环节设置了考核指标,注重过程性评价。具体考核指标包括学习总结,分子生物学、细胞生物学以及生物信息学等相关指标(参见下表)。为了保证教学质量,要求学生提供实验数据,尤其是关键性的实验图片是考核的给分点。此外,考虑到小组实验过程中同学们的努力程度不一,实验付出不等,专门将个人的贡献程度作为考核指标之一。判定得分时,小组人员进行排名投票,投票根据贡献的大小将小组人员进行排名,投票时不能排自己,只能排他人。根据全部投票结果判定个人的贡献度,带教老师根据贡献度给出具体分值。实验总结汇报以PPT报告形式进行,带教老师根据汇报的实验结果以及答疑情况给出分值。

六、经验及存在问题

我们将“基于CRISPR/Cas9系统的基因编辑实验”引入“生物技术大实验”这个课程已有三年的时间。三年来,各级学生均对基因编辑实验表现出浓厚的学习兴趣,并认为是非常有意义的实验,对其今后的学业深造和就业有所帮助。因此,我们的实验内容选题是正确的。从教学效果来看,大部分学生可以完成理论学习,质粒转化及提取,DNA琼脂糖凝胶电泳,细胞培养,药物筛选以及测序鉴定,但是基因编辑成功的概率非常小,因此后续的TA克隆和基因分型无法完成。其原因可能是学生没有细胞转染的基础,对于转染的实验环节把控不够,造成阳性转染效率较低,最终导致实验失败。无论结果如何,学生经过一轮系统的、有科学逻辑的实验训练,大部分同学对实验的理解更加深入,对实验技能的掌握更加娴熟。

对于教师团队来讲,要想上好这门课必须经过系统的科研训练,有专业的分子生物学、细胞生物学理论及实验基础,即本课程对带教老师的综合素质要求较高。此外,预实验非常重要,预实验是保证学生实验课程顺利开展的基石。课程最好和带教老师的科学研究相结合,经过实验验证的基因编辑设计及sgRNA质粒用于教学效果会更佳。此外,由于实验性质是开发性实验,带教老师的课程管理也非常重要,我们在带教时每周都会与带教学生针对结果和实验操作进行讨论,效果良好。

七、结语

CRISPR/Cas9基因编辑技术自2012年问世以来一直是生命科學领域炙手可热的前沿研究技术而被广泛应用。作为生物技术专业的学生应当追求学术前沿,尤其是早接触前沿技术。借助“生物技术大实验”课程,我们在全国范围内首次将基于CRISPR/Cas9技术的基因编辑实验带入本科生课堂,并且取得了良好的教学效果,打造了新的课程体系,为其他院校提供了参考,实现了课程内容的创新。

参考文献

[1]石楠,李红梅,张秀敏,等.微生物技术实验教学改革探索与实践[J].实验科学与技术,2018,16(04):85-87.

[2]刘胜贵,付明,张俭.生物工程大实验教学模式探索[J].实验技术与管理,2007,24(2):126-128.

[3]包英华,陈燕飞,刘静华,等.生物技术大实验课教学体系改革探讨[J].微生物学通报,2007,34(3):598-599.

[4]吴艳丽.生物技术大实验课程教学改革与实践[J].中国现代教育装备,2009,07:102-104.

[5]阎晓菲,童婷,代培红,等.“生物技术综合实验”教学体系改革及效果评价[J].广州化工,2013,41(21):147-148+158.

[6]薛绍礼,丁锐,屠培培,等.基于模拟生产实践的“生物技术综合实验”教学改革探索[J].科技创新导报,2018,15(17):200+202.

[7]陈楠楠.CRISPR/Cas9基因编辑技术研究进展[J].生物化工,2019,5(05):140-143.

Application of CRISPR/Cas9 Gene Editing Experiment in the Course on Biotechnology Experiment

YUE Peng-peng, XIAO Fu-ying, FU Can, YU Hong-hao

(College of Biotechnology, Guilin Medical University, Guilin, Guangxi 541199, China)

Key words: Biotechnology Experiment; curriculum reform; curriculum content construction; gene editing experiment

作者:岳鹏鹏 肖福英 付灿 于鸿浩

药物实验课程生物技术论文 篇2:

思政教育融入植物生物学实验课程的思考与创新实践

[摘 要]植物生物学实验课程是综合性高校生物科学、生物技术和生物工程等理科专业的一门核心基础课程。推进植物生物学实验课程的思政建设,对于实现全员育人、全程育人和全方位育人具有重要意义。文章结合植物生物学实验课程的思政育人实践,从高校思想政治工作的重要性和必要性、教师主力军作用、课程建设主战场作用、课堂教学主渠道作用、部分课程思政具体案例等方面进行阐述,以期为高校实践教学类课程的思政教育提供参考。

[关键词]高校;课程思政;植物生物学实验;创新实践

[基金项目]2017年10月新疆维吾尔自治区教育厅普通高等学校教学改革研究项目—综合改革项目“依托国家级实验教学示范中心建设推动生物类专业大学生创新创业教育的研究”(No.2017JG006)

[作者简介]梅新娣(1971—)女,江苏镇江人,博士,新疆大学生命科学与技术学院副教授,主要从事植物生物学研究。

一、高校思想政治工作的重要性

我党历来高度重视高校思想政治工作。党的十八大以来始终把高校思想政治工作摆在突出位置,习近平总书记针对高校思想政治工作先后发表了多次重要讲话,中央办公厅、国务院办公厅和各大部委进行了一系列的决策部署和推进。2020年以来,教育部等部委先后颁布了《关于加快构建高校思想政治工作体系的意见》(简称为《意见》)和《高等学校课程思政建设指导纲要》(简称为《指导纲要》)。《意见》中明确了高校思想政治工作的目的和任务是“加快构建高校思想政治工作体系,努力培养担当民族复兴大任的时代新人,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人”。《指导纲要》中指出高校在全面推进思想政治工作中的重要性,在于“落实立德树人根本任务,必须将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体,不可分割。全面推进课程思政建设,就是要寓价值引领于知识传播和能力培养之中,帮助学生树立正确的世界观、人生观、价值观。”

二、课程思想政治工作的必要性

针对在校大学生的问卷调查中,问及“您用于专业课程的学习时间?”,结果显示大约80%的在校大学生用80%以上的学习时间进行专业课程的学习;问及“对您价值观影响最大的老师?”,结果显示接近80%的在校大学生认为专业课程老师对自己价值观影响最大。上述问卷调查的结果说明专业课程老师在人才培养过程中对学生价值观形成的影响巨大,具有不可替代的作用。

大学生正值人生的黄金时段,处于朝气蓬勃、精力充沛、思维活跃和学习能力最强的人生阶段,同时,大学生们对未来世界充满着好奇心和探索未知世界的强烈欲望,正是人生价值观形成的关键时期[1]。而当前国内国际形势正发生着深刻变化,不同思想文化进行着激烈的交流、交融和交锋,致使社会上各种思潮充斥且良莠不齐。调查统计,2019年出现了关注度较高的十大社会思潮,如逆全球化、贸易保护主义、科技本位主义、泛娱乐主义等。面对信息如此多元化的今天,仅仅靠思想政治理论课这一条主渠道培育大学生的世界观、人生觀和价值观显然是不够的,也容易使学生对思想政治教育产生逆反和排斥。《指导纲要》中倡导“所有高校、所有教师、所有课程都承担好育人责任,守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思政课程同向同行,将显性教育和隐性教育相统一,形成协同效应,构建全员全程全方位育人大格局”的建议非常及时和必要,高校在所有课程中融入思想政治教育内容,在潜移默化中对青年学子们进行正确的思政引领,有利于形成育人合力。

三、发挥教师“主力军”作用

教师是推进课程思政建设的关键环节,而课程组作为最基层的教学组织要在课程思政组织实施中充分发挥作用。按照各级党组织的安排,我院植物生物学实验课程组积极组织课程思政的学习和实施,集中组织课程组教师学习相关文件,通过央视频、学习强国等平台上的优秀视频深刻领会课程思政的内涵和具体做法,邀请思政经验丰富的老师开展经验交流分享,对经典教学案例进行观摩,以提升实验课程组教师课程思政的意识和能力,进一步强化实验课程组教师的育人意识,挖掘实验课程中潜在的思政元素,提升实验课程教师的育人能力,从而建设一支政治强、情怀深、思维新、视野广、自律严、人格正的课程思政教师队伍,以保证植物生物学实验课程思政建设的落地落实、见功见效。

四、发挥课程建设“主战场”作用

依据综合性高校理工本科专业类教学质量国家标准和一级学科、专业学位类别的基本要求,植物生物学实验课程组全体教师集中对课程的人才培养方案和教学大纲等进行了系统全面地的重新修订工作,在修订过程中,经过反复研讨和斟酌,深入挖掘植物生物学实验课程中蕴含的思想政治教育资源和元素、思想价值和精神内涵,积极捕捉“开学第一课”这一思政时机、科学设计植物生物学实验课程思政的教学体系和框架,抓好植物生物学实验课程思政建设,将思想政治教育工作融入植物生物学实验课程教学的全过程中,构建一个科学合理的课程思政教学体系,以期真正实现四个相统一,即坚持教书与育人相统一、坚持言传与身教相统一、坚持潜心问道和关注社会相统一、坚持学术自由和学术规范相统一[2]。

五、发挥课堂教学“主渠道”作用

植物生物学实验课程思政建设是一项系统工程,既要尊重教育教学规律和人才培养规律以适应该课程的特点,又要将专业理论知识与课程思政内容有机地融合,深入挖掘和提炼该课程专业知识体系中所蕴含的课程思政元素、思想价值和精神内涵,将其有机融入课程课堂教学全过程中,达到润物无声的育人效果。具体有如下途径:

(一)创新课堂教学模式

推动现代信息技术在植物生物学实验专业课程思政教学中的应用,激发学生学习兴趣,引导学生深入思考。积极利用现代网络资源(如视频、动画、图片和虚拟课堂等),从课程所涉及的行业角度、国内国际角度、文化和历史等角度,科学合理地拓展专业课程思政的广度、深度和维度,增加植物生物学实验专业课程思政的历史性、人文性和趣味性,以达到提升专业课程思政的政治引领和价值引领作用。

(二)充分运用第二课堂

理论联系实践,充分运用植物生物学实验课堂外的创新创业讲座、志愿服务、社会实践及实习实训等活动[3],不断外延并拓展课程思政建设方法和途径,将课堂外的教育润物细无声地嵌入到专业知识的课堂授课中。例如,在做“校园植物种类的调查”这个综合性实验时,先让班级学生们自由组合形成调查小组,每个小组通过查阅文献来制定本小组的实施方案和计划(包括自行设计调查路线、重点调查内容、可行性和任务分工),每个小组成员分工合作完成本小组的实施方案策划书后,邀请所有课程组老师和全体同学在班级以PPT形式进行汇报,课程组老师和全体同学参与点评,对各组的实施方案策划书的可操作性进行完善。在校园植物调查过程中,通过这种“行走式课堂”方式,让学生通过对校园和校园植物的观察和调查,不仅认识校园内的常见植物种类,增长学生的见识,激发学生对本专业的兴趣,增强学生对大自然的热爱;同时,结合课程思政元素,让学生深刻领悟俞秀松、林基路、杜重远等老一辈先烈们在新疆大学校园中留下的红色基因和优良的革命传统,让同学们在精神世界得到深刻的教育和洗礼,懂得珍惜当下的幸福生活,继续发扬和传承好革命先烈的爱国情和报国志,担负起新时代的使命和担当,激励同学们珍惜韶华、努力学习文化知识、练就扎实本领,以报效祖国。

六、部分课程思政案例的实施方案

植物生物学实验课课程的主要研究对象是植物,而植物与人类关系密切,植物学的许多内容都具有育人价值,可作为课程思政教育的良好载体,其中蕴含的思政元素包括民族自豪感和爱国情怀[4]、社会使命感和责任感[5]、生态多样性、环境保护和探索未知追求真理的科学精神等。

(一)民族自豪感和爱国情怀

人类在生产生活中,有意识或无意识的获得并积累着有关植物的知识,这些知识经系统整理及归纳,就形成了植物科学。有关植物科学的发展历史可以追溯到远古,随着人类认识的进步,新的研究工具、研究方法的出现,人类对植物的认识越来越深入,由微观到宏观,由形态结构到生理功能,由遗传到与环境的关系,形成了若干的分支学科。植物科学发展历程中取得的很多进展,在人类科学发展史中地位重要,为人类文明进步做出了巨大贡献。我国的植物学研究,在世界植物学发展史中占据了重要的地位,为世界植物学发展做出了重要贡献,在授课过程中可列举说明,例如,我国公元前4世纪问世的《诗经》,描述了130种植物的形态、生境和分布,春秋战国时期的《神农本草经》是最古老的草药书,记载了252种植物药,明朝李时珍的《本草纲目》记载了1094种植物药,并进行了草、谷、菜、果、木的人为分类,在世界上仍具有很高的知名度,以上内容的介绍可有效增强学生的民族自豪感和文化自信。

(二)社会使命感和责任感

植物是宝贵的活体天然基因库,为人类提供着丰富的物质资源。我们吃的食品(水果、蔬菜、粮食和食用油等)、穿的衣服(棉和麻等)、住的房屋(木材、家具和许多日常生活用品等)以及药物(中药和部分西药药效成分)和燃料(煤炭、石油和天然气等)直接或间接都是植物供给的。植物可为我们提供大量的天然药物,如咖啡中的咖啡因、茜草科植物金鸡纳中的奎宁、柳树皮中的阿司匹林组分以及地黄甙和紫杉醇等都是重要的药效成分。在授课过程中,通过介绍屠呦呦在青蒿素抗疟方面的研究成果获得诺贝尔奖,以激发同学们的民族自豪感和爱国情怀,同时,这一伟大成就也是基于中医学古籍而来,我国《本草纲目》和《肘后备急方》等古籍中都记载了青蒿植物的治疟用途,正是在这些书籍的启发下,结合自身执着的探索和追求下,才有了屠呦呦的伟大成就,以上知识的延展可有效增强同学们对中国传统文化的认同感,并鼓励同学们树立目标、创造价值、造福人类。另外,现代植物科学的发展已经进入了分子时代,植物学的研究成果为我们提供了更多的解决全球粮食问题的途径,如通过植物分子生物学手段,我们可以更快更专业地培育出抗旱、抗逆、节水、节肥、抗病且营养丰富的粮食作物,缓解了全球粮食问题。

(三)生态多样性和环境保护

植物参与生物圈的形成,推动生物界的发展,促进地球的物质循环,在维持生物多样性和生态平衡中发挥了重要作用,在保持水土、美化和净化环境等方面有着不可替代的作用,我们授课过程中通过介绍植物在生态和环境保护中的作用,以培育同學们的环保意识。如介绍沙尘暴的危害,以及退耕还林等措施恢复了良好的植被生态,有效地遏制了沙尘暴的发生。同时,随着科学的进步,以植物为原料制造的多种产品可以代替不可再生资源,如利用植物材料发酵产生的酒精可以代替石油,利用植物原料制造的可降解食品袋、一次性碗盘等产品有效地避免和减少了环境污染。

以上是我们在植物生物学实验授课过程中组织实施思政教育的具体做法和部分案例,在实践中探讨了专业知识和思政内容的有机融合,在课程中融入了爱国情怀、革命传统、文化自信、社会责任和环保意识等思政元素,实现了育人和育才的统一。

参考文献

[1]叶任泽.高校辅导员开展课程思政建设的实践研究[J].改革与开放,2019(008).

[2]王鹏.《植物学》教学中课程思政的探索[J].中国农村教育, 2019(24):20.

[3]郑锦花,魏亚敏,阳玉中,高永政,曾思恩.思政教育融入病理学课程教学与实践的改革探索[J].教育现代化,2020,7(30):138-140.

[4]冯秀芝,任艳玲,刘立萍,等.中药学课程思政教育资源的挖掘与实施途径研究[J].卫生职业教育,2020,038(011):27-28.

[5]郑成坤,殷月兰,黄金林,潘志明,焦新安.微生物学课程思政教育的实践与思考[J].安徽农业科学,2020,48(13):271-273.

Key words: colleges and universities; curriculum ideology and politics; Plant Biology Experiment; innovative practice

作者:梅新娣 热衣木·马木提 张爱勤 田新民 努尔阿米娜·阿尤甫 何爽 王虹 马正海

药物实验课程生物技术论文 篇3:

浅谈生物技术专业《生物药物分析》课程的教学改革

摘要:《生物药物分析》是生物技术专业的一门专业选修课,笔者总结了教学经验,重点讨论了在教学工作中总结出的改革成果与需要改进的问题,以期提高教学效果,增强学生对相关知识点的掌握与应用能力。

关键词:生物技术;生物药物分析;教学改革

生物药物的分析是一门涉及面广,对社会影响重大的综合性科学,其理论基础涵盖了微生物学、生物化学、分析化学、分子生物学、生化工程学学科知识和技术成果,通过综合运用这些知识和技术对生物药物的质量进行检测是生物药物分析的直接目标[1]。近年来,高等院校教育改革在如火如荼的进行之中,改革思路由国家倡导一步步推行到学校,落实到院系,最后体现在每门课程的教学工作之中[2]。为使学生适应21世纪的人才竞争,在进入社会前能够有效的获取到更加易懂且实用性强的专业知识,笔者在生物药物分析这门课程的教学实践中尝试性地进行了一些教学改革。本文以生物技术专业的课堂实践为基础,重点讨论在教学工作中总结出的改革成果与需要改进的问题。

一、课程的定位

生物药物分析这门课程是一门极具实用性的课程,学生在良好地掌握了基础知识及技能之后,能够将其应用于生活工作之中。在学科设置方面,对于大多药学及医学专业的院系来讲,生物药物分析是一门重要的专业必修课,它要求学生能够熟练地掌握分析检验方法的原理及操作,并应用到各个类别的生物药物检验之中。然而对于生物技术专业的学生来讲,这门课程是一个具有进阶性及拓展性的延伸课程。通过对这门课程的学习,可以使生物技术专业的学生了解之前学习的生物技术基础课程可以有什么样的应用,具体怎么操作,能够为他们在生活及工作中带来什么样的便利。因此,对于生物技术及相关专业的院系来说,生物药物分析是一门重要的限选专业课。

二、教学目的转变(强化方法及应用,学会自主科研查询能力)

正是因为生物药物分析在生物技术专业的限选课定位,使得其教学目的的设置可以跳脱传统的诉求,从而设定为“在传授课程知识的基础上,强化学生对方法及应用的理解,培养学生自主科研查询能力,训练学生产生科研思路”。课程知识是教学的基础,但是并不能因教而教。学生对选修课程的实用性的诉求高于基础课程,因此,在教学过程中必须把基础知识升华到方法学及应用的范畴上。此外,生物药物分析课程本身的性质也决定了,对这门课程的学习是一个从掌握知识到实践知识的过程。

三、教学手段的革新(双语教学的优势与遇到的困难)

以实用型教学目的为中心思想,笔者应用了一些教学手段来实现。

1.板书、PPT及实验视频结合的讲课模式。针对生物药物分析这门课程的特性,在教学实践中笔者了采用板书、ppt及实验视频结合的讲课模式。板书与PPT在新老教学模式讨论之中总是作为矛盾体而存在。对于很多基础理论课程来说,板书的确是最佳的讲课模式,一步步地推理验算能够使得知识点及课程逻辑更加明确清晰,也让学生更容易理解。然而,对于生物类的课程,如果没有ppt的辅助,课堂的进度将十分缓慢,信息量的呈现也不够,由此可见ppt是重要的教学辅助手段。生物药物分析作为限选课的设定,限制了附属于这门课程的实验课程的开展。因此,为了使学生能够更深刻地掌握相关知识及技术,大量实验视频的播放是必要的。通过对实验视频的观摩学习,既增强了学生对知识点的印象,又让学生了解了这门课程可以应用于实践的技术。

2.课本内容与生活际遇相结合。笔者在授课过程中发现一个问题,当笔者仅就课本的概念或者例题来讲授的时候,学生的兴趣并不会太大。然而,当笔者从课本知识发散开来讲述到热点新闻案例或者笔者亲身经历的时候,学生们的兴趣就会很大,印象也比较深刻。比如,在讲解杂质检验这一章的时候,讲到“杂质的来源有两种,包括生产过程中引入,及贮藏过程中受外界条件的影响引起药物理化特性发生变化而产生”时[1],笔者分别举了两个例子,引起了学生的兴趣。第一个例子是关于某酒厂出品的酒里有塑化剂的新闻,让学生自己发散思考塑化剂究竟是怎么引入的。这个例子本身就是一个新闻热点,就塑化剂的引入来源业界评论也不一,而猜测之一就是酒在生产灌装的过程中,酒精将运输塑料管道中的塑化剂浸泡出来。这个例子很好的加深了他们对于“杂质由生产过程中引入”这个概念的印象。第二个例子是关于普洱茶中“金花”的故事,在品质很好并且贮藏条件很好的普洱茶饼中会生出金色的菌簇,这种菌簇可以使普洱茶口感更纯熟,功效更好;然而,当贮藏条件不好时也会生出致癌的黄曲霉素。这个例子提醒学生无论是对于食品还是药品来说,良好的贮藏都是十分重要的。通过对这些案例的讲述,可以加深学生对知识点的认识,获得良好的教学效果。当然,要很好地做到这点,对授课教师的知识涉猎范畴的要求就比较高了。

3.新型实验课程设计的必要性。局限于学时与学分,课程的配套实验教学无法全面开展。然而,作为一门以技术为主的课程,笔者认为一两堂实验课程的设置是必要的。本着掌握知识的重点、难点,实验实用性强,实验操作应用性广等原则,笔者选取并设计了“高效液相色谱法测定醋酸泼尼松龙的含量”的实验作为实验课程。这项实验以高效液相色谱技术为基础技术,以2010版药典[3]记录的检测方法为实验流程指导,涵盖了高效液相色谱章节中“理论塔板数”、“分离度”、“外标法”和“内标法”的知识点。该实验的实施既可以使学生掌握高效液相色谱的操作,又可以让学生巩固相关知识点,还让学生提前接触到未来可能进入的工作岗位需要应用的技术操作。

4.双语教学的引入。本课程被列为学院的双语教学试点课程[4]。关于双语教学的方式目前仍在初期尝试之中,为了便于学生理解,大部分的讲解语言仍为汉语,但是教学ppt、辅助讲解内容、实验视频等均尽可能地采用英语。在教学过程中,对关键概念的英语词汇重点讲习,并要求学生进行记忆。为了加强学生对实验方法的把握以及英文的学习,布置了关于实验案例的翻译作业作为课程考察的一部分。期末考卷以全英文出题,对于用英文答题的学生予以一定程度的加分,鼓励双语学习。

5.其他方面。对于一门课程来讲,书本的知识固然很重要,如果能向授课对象传达某种生活中正确的理念就更为理想了。因此在讲授这门课程的过程中,笔者尽可能地引入食品和药品安全的生活小常识。

四、仍需注意的问题

每个教育教学改革都是应当经过长期的实践才能取得成功的,在实践的过程中也总会碰到各种问题亟待解决。笔者在教学实践过程中也遇到了一些问题。首先,关于双语教学的教材问题。目前,国内关于该门课程的教材都是中文编写,而国外又没有针对这门课程的教材,为双语教学的顺利开展加大了难度。要达到真正意义上的双语教学,必须有一本内容合适,编写语言为纯英语或者英文为主中文为辅的教材。因而,教材方面空白亟需被填补。其次是学生对实验课程掌握度的问题。由于实验条件的限制,虽然可以使所有学生观摩到实验的整个操作流程,但并不能让每个学生都有动手操作的机会。也正因此,在学生实验报告中反应出他们的接受度也有差异。有的学生已经从实验中很好地掌握了知识点,并产生了自己对实验结果的判断,而有的学生却连含量计算都没有完成。在实验的实施方面仍需要更多的投入才能达到理想的教学效果。

生物药物分析是一门实用性较强的课程。笔者对这门课的教学实践工作也刚刚开始,仍需要花费更多的人力、财力和物力去完善它。希望这门课程对学生来说是一门兼具实用性与趣味性的课程,让学生学即能用,用则能通。

参考文献:

[1]吴晓英,范一文,周世水.生物药物分析与检验[M].第二版.北京:化学工业出版社,2011

[2]教育部.教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见[Z].2012.

[3]国家药典委员会.中国药典第二部(2010版)[M].北京:中国医药工业出版社,2010.

[4]西安电子科技大学.关于在本科教学中试行双语教学的若干意见[Z].2002.

基金项目:本文受到2012年西安电子科技大学新实验开发与新实验设备及实验教学改革项目的资助(项目编号:SY1247)。

作者简介:曾琦(1985-),女,讲师,博士,主要从事天然药物化学及分析化学的研究工作。

作者:曾琦,陈丹

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