微课应用于生物技术药物实验课教学的思考

李英华，邱 磊，曹 岩，许维恒，陆 斌

（海军军医大学，上海 200433）

生物技术药物的研究开发是一项庞大的系统工程，相应的技术手段也是作为企业生产和质量控制人员必备的技能，因此作为生物技术和药学专业的本科生，了解生物技术药物开发过程和相应的技术手段是非常必要的。其工艺流程包括外源基因的克隆、表达系统的构建、表达扩增和分离纯化等步骤[1]。生物技术药物实验课给学生模拟了一种蛋白质药物的生产过程，通过对该课程的学习，学生能够对生物技术药物有系统了解，为将来从事药学工作奠定坚实的基础。

微课作为一种较为新颖的教学模式，在我国已得到广泛应用[2]。本文针对生物技术药物实验课的现状及存在的问题，提出将微课教学和传统的现场教学相结合的教学模式，这种为学生提供了自主学习平台的教学方式将使学习过程不再受到时间和空间的限制，改变学生被动接受知识的教学现状，提高学习效率。本文以此为背景，浅谈微课应用于生物技术药物实验课教学的构思及设计运用。

1 传统的实验教学模式及其优劣

传统实验教学形式是：在实验课开始之前，教师通过预实验对整套实验流程中所涉及的试剂、实验设备等做全面检查以确保实验过程顺利。实验课上，首先由教师详尽地讲解实验目的、实验原理、实验内容、实验步骤、操作要点及注意事项，然后以流程图的方式将实操现场学生要做的内容以多媒体课件的形式呈现，学生“依葫芦画瓢”完成全部实验操作，期间教师巡回指导、纠错。如果学生操作正确则得到预期结果，教师签字结束实验课，如果不是预期结果，教师和学生负责查找原因。

传统的实验教学作为一种形象化的教学手段，在专业课的教学中具有其他任何教学手段不具备的优势。这种教学方式将抽象性、经验性的理论知识通过现场实物以实体的方式展现给学生，使学生在一种真实的教学环境下亲手操作，这是一种最贴近模拟生产和实践的教学。学生通过认识各种实物，获得对理论知识的验证体验，更能深刻地理解及掌握知识和技能，提高动手能力、实际操作能力。但基于生物技术药物实验课的学科特点，传统的教学模式也存在一些困难和局限：（1）实验周期长和课时少的矛盾突出。生物技术药物实验课是模拟生物技术药物的研发过程，实验步骤多周期较长。在设置实验课时，即使优化实验内容，也难以使学员全面看到中间涉及的所有环节，如蛋白药物表达过程中，宿主细胞E.coli的复苏、活化与扩增需要两天；蛋白的表达形式包涵体的溶解需要过夜等，在教学过程中，这些内容基本由教师代做而无法在课堂上展现，影响实际教学质量。（2）实验技能繁多复杂与本科学生实验技能生疏矛盾突出。生物技术药物实验课步骤较多，一次课涉及多个实验技能，对专业化程度要求较高，即使研究生也需一定时间的专业培训和准备才能独立完成相关实验。本科生大多实验技能生疏，可能出现失误导致无法完成，且用到的材料和试剂较为昂贵，实验经费相对紧张。在教学过程中，一般在教师指导下设置好参数，学生只需把样品放入，按“Start”按钮开始即可，或者按教师设置的流程图，一步步加A液加B液。这使得大部分学生难以在实验设计层面做出合理有效的探索，不利于培养学生发现问题和解决问题的能力，间接影响实验效果。

2 微课应用于生物技术药物实验课的必要性

如何在现有条件下克服上述困难，是当前迫切需要解决的问题。随着互联网技术的飞速发展和移动终端的快速普及，微课应运而生。在中国，最早由佛山市教育局的胡铁生提出了微课的概念，即按照新课程标准及教学实践要求，以教学视频为主要载体，反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展的各种教学资源的有机组合。与传统的实验教学相比，微课内容“小而精”，具备教学时间短、教学内容精和学习方式活等优点，将微课引入生物技术药物的实验教学，以补充传统课堂教学，就显得非常必要。

3 微课应用于生物技术药物实验课的实践措施

常规的课堂教学一节课45分钟，教师可将安排的知识点逐一详细讲解，学生在课堂上对知识点进行理解、消化、吸收并加以操作演练。相对于传统的课堂教学，它更有利于学习者充分利用零散时间挑选自己感兴趣的知识点进行“碎片化”学习[3]。因此，微课的容量不大，一节课仅对某一个知识点进行阐释，时间一般控制在5～8分钟，最长不超过10分钟。这就要求微课的制作者对应用于生物技术药物实验课教学的微课进行精心选择与设计，微课制作的好坏直接影响到微课教学的质量与学习效果。

3.1 确定微课主题

一般微课的教学主题针对教学过程中典型的、具有代表性的、突出的问题或内容进行设计，精心梳理生物技术药物整个课程知识点，我们已经从目的基因的克隆、表达载体的构建、蛋白的表达和纯化、蛋白的定性定量分析4个方面编排了实验内容。每个内容的实验技术各不相同，避开药学本科学生大三阶段已开课程所涉及的实验技术，确定生物技术药物研发的10个核心知识点[4]，包括聚合酶链式反应、目的基因和载体的酶切和连接、阳性克隆的筛选、工程菌的培养和扩增、包涵体的预处理、蛋白的亲和层析纯化、聚丙烯酰胺凝胶电泳、考马斯亮蓝染色、蛋白印迹杂交、蛋白定量等。与之相对应，确定10个微课主题。

3.2 确定微课教学方法

微课的教学方法划分为11类，分别为讲授类、自主学习类、合作学习类、探究学习类、讨论类、演示类、问答类、启发类、练习类、实验类、表演类[5]。根据生物技术药物实验课的特点，微课应用于课堂初期可着重于制作讲授类、演示类微课以补充现场教学的局限和不足。对于最新的生物技术药物成果或相关科学前沿的内容可转化成本科生易用能懂的内容制作成自主学习类微课，供学生扩大知识面以增强对课程的学习兴趣。

3.3 制作微课素材

教学素材是微课的基础，是课件、影像文件等材料的综合，制作方法结合微课主题特点进行选择。在生物技术药物实验课微课制作中，微课素材可来自对实验操作进行视频录制，也可来自教师制作的多媒体课件。对于理论性较强的内容如聚合酶链式反应、目的基因和载体的酶切和连接等内容，实际操作中只能看到在一个微型管中加入各种试剂，拍摄实验操作的意义不大，可将这些内容制作成PPT加以讲解作为微课素材，使教学过程生动有趣、简洁明了。

3.4 微课设计和制作应注意的问题

微课的设计与制作是将微课应用于生物技术药物实验教学最重要的步骤，主题突出、制作精良的微课素材会成功吸引学生随时随地下载学习，增强学习效果。在设计与制作时应注意以下几个方面：（1）以学生为主体。微课的最终目的是使学生更好地掌握知识点和实验技能，因此，微课制作时，不仅要琢磨教师如何“教”，还要关注学生的“学”，最终实现教学相长。（2）制作规范。相对于课堂上讲解的PPT，微课素材可供学生随时随地在任何移动终端下载学习，并可长久保存，其中实验操作、解说语言、PPT制作的规范性要由课题组教师多次论证和修订，并请科室专业教授校准把关，确保呈现给学生的素材规范无误。（3）团队合作。实验课教学不同于理论课上课，为达到一定的制作效果，需要团队合作。在制作之前分配好成员各自负责内容，集思广益，确定拍摄的脚本。在视频拍摄技巧上，成员之间相互交流帮助。通过这样的安排，在整个微课制作过程中，所有教师既分工明确又相互协作，提高了微课的质量。

4 结语

信息化时代给整个社会带来了巨大的改变，智能手机、ipad等各种移动终端的普及已经或多或少地改变了大众生活、工作和学习的方式。微课理念更新了传统教学观念，是信息化时代在教育领域的产物。它为学生提供了自主学习的平台，弥补了现场教学模式中存在的缺陷，提高了学生学习的效率。作为高校教师，我们不仅要积极学习最前沿的科研知识，还要积极参加微课培训，将微课应用于生物技术药物实验课教学中。

[1]郭葆玉.生物技术制药[M].北京：人民卫生出版社，2009.

[2]李琴，许子华，任立平，等.微课在微生物学检验教学中的应用研究[J].卫生职业教育，2017，35（1）：50-51.

[3]王冠军，周勇，江海峰，等.“数字系统设计”实验教学微课程设计与实践[J].实验室研究与探索，2015（6）：189-192.

[4]曹岩，邱磊，李英华，等.生物技术药物实验课程建设的探索与实践[J].基础医学教育，2015（3）：228-230.

[5]黄晓璐.基于高职院校教学微课的探索及应用[J].中国科技博览，2016（8）：34.