研究型大学本科生生物技术制药课程的教学改革与实践

赵昌明

摘要：为满足社会对生物技术药物需求的日益增长和生物制药学科发展的自身需要，生物技术制药课程的改革显得非常必须和重要。本文总结了武汉大学生物技术制药课程授课内容、授课方式和考核方式的改革与实践经验。此体系能够促成学生生物技术与药学知识的融会贯通，促进学生创新精神和创造能力的培养。

关键词：生物技术制药；本科生；教学改革与实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）51-0126-02

生物制药是一种综合运用生物学、化学、医学和药学等学科的原理和方法，利用活体生物（包括细胞、组织和器官），生产疾病预防、治疗和诊断制品的方法。伴随着生命科学与技术的迅速发展，生物技术药物也发展成为最有活力和最具潜力的支柱产业。2012年，全球销售额前100名的医药中，生物技术药物占39%；预计到2018年生物技术药物将在数量和销售额上都超过传统药物[1]。全球医药市场的重心正逐步从化学药物转向生物技术药物。在大学的本科教育中，生物制药专业作为多学科交叉的新兴工程学科，成为新世纪发展最快的学科之一[2]。截至2016年，我国开设了生物制药本科专业的高等院校约三十所左右，其中的研究型大学有中国药科大学、沈阳药科大学、武汉大学、华中科技大学、华南理工大学和苏州大学等。此外，还有部分研究型大学的生物工程专业开设了生物制药方向，如山东大学等[3]。我国的生物制药行业基礎比较薄弱，生物制药学科发展起步比较晚。为满足日益增长的社会需求和产业发展需要，深入开展教学改革，努力提高生物制药领域研发、应用和教学人才的培养质量，显得尤为迫切和重要。

一、授课内容的改革

近五年来出版的生物技术制药课程教材，代表性的作品有姚文兵主编、2015年出版的《生物技术制药概论》（第三版）[4]，王凤山主编、2011年出版的《生物技术制药》以及郭葆玉主编、2011年出版的《生物技术制药》[5，6]，更早期的教材则有夏焕章、熊宗贵主编、2006年出版的《生物技术制药》（第二版）[7]。国外新近出版的生物技术制药课程教材代表性作品有Daan J. A. Crommelin，Robert D. Sindelar和Bernd Meibohm主编、2013年出版的《Pharmaceutical biotechnology，Fundamentals and applications，4th》[8]，以及Rodney J. Y. Ho主编、2013年出版的《Biotechnology and Biopharmaceuticals，Transforming proteins and genes into drugs，2nd》[9]。国内出版的生物技术制药教材，基本按照基因工程制药、酶工程制药、蛋白质工程制药、细胞工程制药、发酵工程制药和抗体工程与单克隆抗体药物的主题展开，层次分明、简单明确。国外出版的生物技术制药教材一般分为上下篇，上篇介绍生物技术制药原理，下篇介绍生物技术制药实践。其中，下篇分专题进行介绍，包括：基因重组人胰岛素，基因重组促卵泡激素，基因重组人生长素，重组凝血因子和溶血栓药物，重组人脱氧核糖核酸酶，重组造血生长因子，重组干扰素与白介素，基因工程疫苗和单克隆抗体。这种教材的表述方式形象生动，知识完整性好、连贯性强，极大地方便了学生学习。生物技术制药课程是武汉大学生物制药专业本科生的必修课、药学专业本科生的专业选修课。研究型大学的本科生学习生物技术制药课程，如果仅仅是了解生物制药的原理、熟悉生物技术药物的应用，是远远不够的。将国内外生物技术制药教材结合起来，理论部分学习借助国内教材，能够深化学生对原理的理解和掌握；实践部分学习借助国外教材，开拓学生的视野、融会贯通各知识模块。夯实理论基础，丰富实践经验，才能更好地促进学生创新能力的培养和创造能力的激发。

二、授课方式的改革

生物技术制药实践性强、更新速度快，生物技术制药课程的知识点丰富、信息量大，传统的教学方法难以满足学生的学习要求。在生物技术制药课堂建立案例式教学与启发式教学的授课方式，可以帮助学生全面系统地掌握“生物技术制药”课程知识，并融会贯通生物化学、分子生物学和基因工程等与生物技术相关的学科以及病理学和药理学等药学相关学科的知识模块。武汉大学生物技术制药课堂将生物技术制药与实际病例结合，设置基因工程重组胰岛素与糖尿病、重组促卵泡激素与不孕症、重组人生长激素与侏儒症、重组凝血因子药物与血友病、重组造血生长因子药物与贫血症、单克隆抗体药在癌症中的应用、单克隆抗体药在器官移植中的应用和单克隆抗体药在炎症疾病中的应用共8个专题进行授课，收到了良好的教学效果。课堂以胰岛素为例，通过从动物胰岛素到基因工程胰岛素，然后再到胰岛素衍生物的讲述，剖析不同代次的基因工程胰岛素开发中用到的基因工程技术和策略，引导学生在基因工程产品的更新换代中学习基因工程技术的发展与进步，促进学生对生物技术药物与疾病治疗的深入理解。通过设置课堂分组讨论，鼓励学生探讨器官移植和基因治疗在II型糖尿病治疗中的应用潜力，锻炼学生的创新能力。通过开设产品设计课堂模拟，鼓励学生用合成生物学手段设计抗癌药物紫杉醇、抗疟疾药物青蒿素等的开发策略，培养学生的创造能力。

三、考核方式的改革

基于生物技术制药课程知识点丰富、信息量大的现实，不合适的考核方式将严重制约学生的学习热情，甚至误导学生落入死记硬背应付考试的错误学习模式中。已有的教学改革实践表明，形式灵活、多元化的课程评价体系将促进学生对生物技术制药课程的学习[10]。武汉大学生物技术制药课程采用小班授课，并将学生随机分成若干学习小组，每组不超过三名学生。每个学习小组根据自己的兴趣选取8个专题中的某一个，然后进行深入的文献调研和组内讨论，形成一套15分钟左右的演讲幻灯片，以报告的形式进行组间交流。演讲要求完善、延伸或者展望授课教师在本专题的授课中没有深入涉及的内容。课程结束的时候，每位学生要就老师指定的某个专题完成一篇课程论文。论文要求学生必须对专题涉及的药物和疾病表达出自己的观点，此观点不能简单重复老师的课堂授课内容。鼓励学生在论文中表达新颖的观点，并通过文献调研和数据分析找到支持自己观点的论据。这种评价和考核体系收到了良好的效果，有效提高了学生独立思考和解决问题的能力。endprint

参考文献：

[1]江洪波，毛开云，陈大明.生物技术药物发展态势分析.生物产业技术[J].2013，（05）：79-84.

[2]余龙江，杨英，鲁明波，等.生物技术特色专业复合型创新人才培养体系的改革与实践[M].高校生物学教学研究，2012，2（4）：4-8.

[3]凌建亚，张国英，陈敏，等.基于协同创新的生物技术制药课程建设初探[M].北京：高等理科教育，2015，（5）：101-104.

[4]姚文兵.生物技术制药概论（第三版）[M].北京：中国医药科技出版社，2015.

[5]郭葆玉.生物技术制药[M].北京：清华大学出版社，2011.

[6]王凤山.生物技术制药[M].北京：人民卫生出版社，2011.

[7]夏焕章，熊宗贵.生物技术制药（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[8]Daan J. A. Crommelin，Robert D. Sindelar，Bernd Meibohm. Pharmaceutical biotechnology，Fundamentals and applications，4th[Z].Springer，2013.

[9]Rodney J. Y. Ho. Biotechnology and Biopharmaceuticals，Transforming proteins and genes into drugs，2nd[Z].Wiley blackwell，2013.

[10]唐金寶，鞠辉军，许崇梅，等.生物技术制药课程教学改革的探索与实践[j].药学研究，2014，33（2）：119-124.

Abstract：To meet the rapidly rising market demand and discipline development of biotechnological pharmaceutics，it becomes more and more necessary and important for teaching reform of Biotechnological Pharmaceutics course. In this research，we summarized the reform and practice experiences of biotechnological pharmaceutics course content，teaching and examining mode at Wuhan University. The system promotes students to achieve mastery through a comprehensive study of the subject，and develops students' pioneering spirit and inventiveness as well.

Key words：Biotechnological Pharmaceutics；undergraduates；teaching reform and practiceendprint