生物制药原理与技术课程教学改革研究

导语：生物制药原理与技术课程教学改革研究一文来源于网友上传，不代表本站观点，若需要原创文章可咨询客服老师，欢迎参考。

摘要：在“双一流”建设的重任下，为培养我国生物制药产业的高层次人才，对东北林业大学生物制药原理与技术课程进行教学改革，优化课程内容体系，选择智慧型教学平台“雨课堂”，完善课程评价体系，并在课程教学过程中立德树人，灌输“防胜于治”的理念，让同学们把爱惜身体，敬畏生命作为一生的追求。

关键词：双一流；生物制药原理与技术；教学改革；雨课堂

随着我国经济的持续增长以及人口老龄化程度的加深，人们对健康的追求日益增加，拉动了市场对医药产品的需求，特别是生物药品，我国已是全球最大的生物药品消费市场。癌症、糖尿病、类风湿性关节炎和高血压等病的发病率不断升高，生物药品在防治这些疾病方面有独特的优势，其药理活性可达普通药物的几十倍，针对性强，毒副作用相对较小[1]。自2013年以来，我国生物药品制造研发人员折合工时不断增加。但是，目前我国生物制药产业紧缺高层次专业人才，特别是拥有创新能力的拔尖人才[2]。高层次人才缺失是制约我国生物制药产业发展的瓶颈。中国特色“双一流”建设的重任是培养拔尖创新人才，严把本科教育质量关。抓好本科教育，是推动高等教育内涵式发展的一个重要举措。“双一流”建设政策在技术核心上的突破，是坚持科教融合、产教融合，推进学科、专业、课程一体化建设[3]。在学科、专业和课程的关系中，课程是基石，来自于学科，是人才培养模式的核心要素[4]。在“双一流”建设洪流中，要充分发挥大学教师的独特作用，从生物制药前沿性的学科知识中选择最有价值的部分纳入课程，构建系统、科学、前沿的生物制药原理与技术课程体系，再把这些课程知识有效地传授给学生，培养出胜任我国生物制药产业发展的具有创新能力的实用型和复合型人才。

一、生物制药原理与技术课程改革的必要性

生物制药是一门融合生物学、免疫学和药学的多学科交叉的新兴学科，是当今医药发展方向中最重要及活跃的领域，生物医药制造行业是近年及未来医药工业持续高速增长的领头羊[5]。国家发展改革委员会根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》和《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》，为加快推动生物产业成为国民经济的支柱产业，特别编制了《“十三五”生物产业发展规划》，其中，构建生物医药新体系是重点发展的领域，重点强调把握精准医学模式，推动药物研发革命的趋势性变化，立足基因技术和细胞工程等先进技术带来的革命性转变，加快新药研发速度，提升药物品质，更好满足临床用药和产业向中高端发展的需求。国家对生物医药重视起来，因此，也对相关专业和课程的设置提出了更高的要求。生物制药原理与技术课程是我院生物技术专业的专业核心课程，生物科学专业及国家生命科学与技术人才培养基地班的专业选修课程。本课程是我院开设的唯一一门与生物医药相关的课程，是学生打开生物医药神奇作用的窗口，是学生学习生物医药相关知识的重要载体。为此，积极进行生物制药原理与技术的课程改革，夯实学生的生物制药基础知识和基本技能，拓展学生的视野，增强学生对前沿知识和发展动态的了解，引导学生把所学到的知识融会贯通，深度思考如何将生物制药基本原理应用到生产实践中，并能够分析和解决生产实际中出现的问题，是我们在生物制药原理与技术课程教学中所应追求的目标。

二、生物制药原理与技术教学内容的改革

课程的规划和设计能力是大学教师乃至一所大学的核心竞争力[3]。因此，大学教师的首要任务是优化课程结构。

（一）合并归类教学内容

将原版教学内容归入到新版的相应章节中，将原“1绪论”更名为“1生物药物概述”，并将其中的一些内容分配到相应的章节中，将原“2生物药物概论”的内容整合到“2生化药物”中，将原“3基因工程制药”的内容归入到“5重组治疗蛋白类药物和基因药物”中，将原“4抗体制药”的内容整合到“4疫苗菌苗和治疗性抗体药物”中，将原“5动物细胞制药”的内容归入到“5重组治疗蛋白类药物和基因药物”中，将原“6抗生素制药”的内容整合到“3微生物药物”中。

（二）注入重要知识和技术

为了适应生物医药产业对人才的需求，我们在原有课程基础上增加了基因技术制药，细胞工程制药和重磅“生物导弹”药物的内容，增加了微生物产生的酶抑制剂和免疫调节剂，疫苗菌苗的种类及制造方法以及基因药物等相关内容，在每一章中都增加了重要药物的生产工艺原理和流程（表1）。由于现在治疗性抗体药物市场取得了非凡的成就，所以在新的教学内容体系中，介绍全球抗体药物销售额排行榜中热门药物的治疗原理及制造原理。

（三）合理分配学时

本课程理论学时共24学时，将原“1绪论”的4学时缩减为2学时，更名为“1生物药物概述”，优化后的课程内容及学时分配为：1生物药物概述（2学时），2生化药物（4学时），3微生物药物（4学时），4疫苗菌苗和治疗性抗体药物（8学时），5重组治疗蛋白类药物和基因药物（6学时）。新版的生物制药原理与技术课程侧重新技术生产的高附加值药物及靶向强、见效快的治疗各种肿瘤和类风湿性关节炎的单克隆抗体药物及预防疾病的疫苗和菌苗，内容更加饱满，紧跟最新科研成果，体系更加科学合理并且联系生产实际（表1）。

（四）关注学科发展前沿，融入诺奖研究成果

我们教会学生利用校园期刊网查阅最新研究动态，并为他们提供一些微信公众号，如菠萝因子，学术经纬，奇点网，解螺旋，生物谷和微生态等[6]，了解生物医药及技术的最新研究成果，例如，肿瘤免疫治疗领域研究热点主要集中在抗程序性死亡-1（PD-1）受体和抗细胞毒T淋巴细胞相关抗原4（CTLA4）等免疫检查点抑制剂上，它和传统的化疗和靶向治疗不同，主要是通过克服患者体内的免疫抑制，重新激活患者自身的免疫细胞来杀伤肿瘤，是一种全新的抗肿瘤治疗理念，PD-1抗体的抗癌效果是前所未有的，一次次地在美国临床肿瘤年会上刮起黑色旋风。2018年12月17日，国家药品监督管理局批准首个国产PD-1单抗-特瑞普利单抗注射液（商品名：拓益）上市。这是我国企业独立研发、具有完全自主知识产权的生物制品创新药品，用于治疗既往标准治疗失败后的局部进展或转移性黑色素瘤。通过阅读相关文献开拓学生的视野，激发他们对生物制药相关科研的兴趣。在教学过程中将诺贝尔奖成果融入到相关内容中，让同学们了解具有重大意义的科研成果及其研究历程，从1901年贝林开创了用于治疗白喉的血清疗法；1945年弗莱明、钱恩和弗洛里，发现青霉素及其对各种传染病的疗效；1952年瓦克斯曼，发现第一个有效对抗结核病的抗生素-链霉素；到近代，2011年巴特勒、霍夫曼和斯坦曼，研究“治疗性疫苗”，旨在调动人体免疫系统对肿瘤发起攻击，着眼于以新颖手段治疗癌症；2018年艾利森和本庶佑，发现抑制负免疫调节的癌症疗法，通过激活人体自身免疫系统攻击肿瘤细胞的能力，发明了一种全新的癌症治疗原理；2020年沙尔庞捷和道德纳，发现了新一代基因编辑技术CRISPR/Cas9，在医学领域创新型癌症疗法的临床试验正在进行中，能够治愈遗传性疾病的梦想即将实现。生物技术应用于医药制造，由初级技术逐步向高端发展，由普适药品逐步向基因定向定点治疗迈近，生物技术日新月异，由此激励同学要不间断地学习，跟上科技前进的脚步。

三、生物制药原理与技术“雨课堂”教学平台的使用

传统的教学模式以教师为中心，学生与教师的互动积极性不高，课堂氛围不够活跃。为了克服这些弊端，提高同学们的学习积极性和课堂参与度，我们采用了新型智慧教学工具“雨课堂”平台。“雨课堂”将课前-课上-课后的每一个环节都赋予全新的体验。教育部原部长陈宝生评价“雨课堂”：让手机从“低头的工具”变成了“抬头的利器”。“雨课堂”是手机微信的一个小程序，利用手机进行交流正是95后大学生的话语方式，所以利用“雨课堂”授课，深受现代大学生的喜欢。“雨课堂”为师生的沟通创造了非常便利的条件，课前老师发布的预习课件，学生认为重要的内容可以收藏页面，也可以在看不懂的页面标注“不懂”，我们了解到学生的知识储备情况后，在课上有针对性地讲解相关的知识。课上我们提出问题时，学生立即通过弹幕或投稿回答，比学生口头回答的积极性要高很多倍，老师还可以把学生的答案投屏，看到自己的答题投到幕布上，同学们非常开心。我们在课堂上发布测试题的同时发放“雨课堂”红包，答得又对又快的同学就能得到红包，同学们在习得知识的同时也收获了快乐，为了能够得到红包，学生听课的认真程度和答题的积极性都调动起来了。课堂上老师还可以通过随机点名和头脑风暴，活跃课堂氛围和提高同学的课堂参与度。我们还通过学生对课后复习题的掌握程度，进行反馈式教学。“雨课堂”教学平台的使用，切实调动了同学们学习的积极性，激发了同学们的学习热情，创建了同学与老师的沟通渠道，拉近了老师与同学的距离，特别在新冠肺炎疫情期间，使线上授课的出勤率和效果都优于线下教学。

四、生物制药原理与技术课程评价方式的改革

（一）课程考核方法的改进

现有的课程考核指标相对较少，考勤占10%，实验课成绩占20%，期末考试成绩占70%，其中，期末考试成绩占比过高，为了减轻学生期末复习的压力，让他们养成重视学习过程的习惯，在教学过程中增加了随堂小考、课前和课后测试，小考和测试占20%，同时，将期末考试占比减少至50%。并将考勤占比减少至4%，增加6%的小综述作业。在“雨课堂”教学平台中，通过制作小考试题进行随堂测验。“雨课堂”平台根据教师已经设置的标准答案进行自动评分，答题结束后，教师即可以看到全班同学的答题情况，能够及时准确地了解同学们对知识的掌握情况，便于进行反馈式教学。课前和课后测试可以通过制作预习课件在课前及课后发布，到限定的结束时间后，教师就可以在“雨课堂”平台上看到学生的答题情况。每一名同学的测试题得分，都被记录在平台上。课程结束后，教师就可以下载学生的成绩，进行统计分析。每一次上课，同学进入“雨课堂”平台的情况，就会被记录下来，这样学生的考勤成绩就有了依据。实验课成绩由考勤和报告两部分组成，考勤情况也可由“雨课堂”平台提供。

（二）课程考试方式的探索

由于新冠肺炎疫情的影响，2020年的春季学期，全国的大学都进行了线上教学，为了不影响下一学期的工作进度，绝大部分的考试都在线上进行，为了营造严格、公正的考场氛围，我们采用了“雨课堂”在线监考+腾讯会议视频监考模式。2020年5月20日“雨课堂”增加了在线监考新功能：增加证件照上传、随机抓拍、切屏监控等教师监考功能。在这种监考模式下，教师能够有效地掌握学生的答题情况。“雨课堂”在线监考，限于PC端考试，台式电脑或平板电脑均可，主考教师可以在“雨课堂”考试平台上，检查学生上传的证件照片，查看摄像头抓拍情况，随时了解学生有无切屏的不良操作。利用学生的手机摄像头对其进行腾讯会议视频监考，及时了解学生的考场纪律。这两种监考方式相结合，更能接近教师在教室监考的效果。在制作试卷时我们有一个宝贵的经验，把多个主观题归到一个主观题下，这种出题方式的优点在于，学生只需要上传1次答案的照片，节约考试的时间，还有利于教师维持考试纪律，便于教师监考。重要提示，为防止考试时“雨课堂”网络突发的状况，教师必须同时准备一份PDF形式的备用试卷，如果有学生无法登陆“雨课堂”，可以让学生在电脑端的QQ中接收试卷，在白纸上作答，并让学生调整腾讯会议视频监考的角度，把电脑屏幕、学生的手、答题纸和笔收进教师的视野。编辑好试卷后，教师可在试卷库中选择对应班级进行发布。发布试卷时可以设置题目乱序和选项乱序，使每一名同学的试卷都不同，可防止学生作弊，并勾选在线监考选项，进行在线监考。除了主观题之外的其他试题，“雨课堂”系统都会自动批改，给出分值，极大提高了教师的批卷效率。主观题需要老师手动批改，支持圈画与批注，可以在打分的同时写上评语，做到批卷有痕迹。试卷批改完成并核对后，下载考试数据，考试数据中详细标明了学生每一道题的得分。

五、立德树人，“防胜于治”理念的灌输

尽管生物技术发展迅速，治病的方法不断更新，重磅生物药物治疗效果显著，但是对于我们来说，保持健康的体魄是最重要的事情。在授课的过程中，我们灌输给学生的观念是：防病胜于治疗，机体的免疫力是抗击病原微生物最有力的武器，新冠肺炎患者战胜病毒，最终依靠的也是自身的免疫力。我们在课堂教学过程中潜移默化地将提高自身免疫力，养成健康的生活方式，保持快乐的心情，以积极的心态学习和生活这些理念传递给学生。爱惜身体，敬畏生命应是我们每一个人一生的追逐。

六、教学效果反馈与教学反思

首次对生物制药原理与技术课程进行了教学改革，我们非常重视学生对教学效果的反馈，对完成的问卷共37份进行了分析，问卷涉及的问题包括：对教学内容、教学方法、课堂师生互动、考核方式和学习效果的满意程度，以及激发学生学习兴趣、提高自主学习能力、提高创新思维能力的效果，90%以上的同学对课程的教学效果满意。课程改革仍在继续，线上线下混合式教学方法，翻转课堂，案例式教学方法等是我们将要探索的教学方式，课程内容要及时更新，紧跟科技发展的步伐，还要及时了解学生对知识的需求及对教学效果的反馈。

七、结束语

为我国生物制药产业培养高层次专业人才，优化生物制药原理与技术课程内容体系是关键，借助雨课堂平台，充分调动学生学习的积极性，完善考核评价体系，在课程教学过程中立德树人不可或缺，培养学生的德育和智育双重发展，树立积极的乐观心态是教育的根本任务[7]。教学改革一直在路上，我们还将继续探索和实践各种教学方法，以期让学生在掌握教学内容的基础上，开拓他们的创新思维。

参考文献：

[1]钱景怡，余正.我国生物制药产业国际竞争力分析[J].中国药事，2020，34（5）：549-555.

[2]童彬.我国生物制药产业竞争力研究[D].武汉：华中科技大学，2013.

[3]周光礼.“双一流”建设中的学术突破———论大学学科、专业、课程一体化建设[J].教育研究，2016，37（5）：72-76.

[4]周光礼，马海泉.教学学术能力：大学教师发展与评价的新框架[J].教育研究，2013，34（8）：37-47.

[5]陈俊，张革.“双一流”背景下药学专业《生物技术制药》教学改革探索[J].教育教学论坛，2019（16）：81-82.

[6]梁丽琴，王振锋，段江燕.“互联网+”背景下“酶工程”多元化教学改革的实践与思考[J].微生物学通报，2018，45（10）：2285-2292.

作者：汪春蕾 张杰 于红丽 刘长莉 杨洪一 单位：东北林业大学