“双一流”背景下制药专业生物化学实验教学改革*

郭垠利，赵成凤

(1 贵州师范学院, 贵州 贵阳 550018；2 贵航安顺医院，贵州 安顺 561000)

继“211工程”“985工程”“2011计划”之后，我国高等教育又迎来了《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》(简称“双一流”)的出台。“双一流”建设旨在履行大学的根本职能，培养卓越拔尖人才。而学科是大学的基本组织单元，学科水平往往能够体现大学的教学水平和学术地位。因此，一流学科建设则成为“双一流”建设工作中的重中之重[1-2]。一流大学必须有一流的学科，一流学科要培养一流的人才。因此，人才培养质量是评价“双一流”建设的一个重要指标[3]。课程教学是人才培养模式的核心要素，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[4]。

生物化学课程是制药工程专业设立的专业必修课，作为兼具较强的理论性和实践性的基础学科，将实践与理论有机结合才能提高学习成效[5]。当前，如何在双一流的建设背景下培养创新型、应用型、复合型人才，进一步优化和加强制药工程专业生物化学实验课程的建设成为一个重要课题。本文将从制药工程专业生物化学实验课程教学的现状、实验课程教学改革、师资队伍建设三方面对“双一流”背景下制药工程专业生物化学实验课程建设的相关问题进行探讨。

1 制药工程专业生物化学实验课程教学的现状分析

(1)专业特色方面。现有的制药工程专业生物化学实验课程多是在传统“生物化学实验”课程的基础上开展的，与大多数生命科学开展的生物化学实验课程内容大同小异，并不能很好的反映制药工程生物化学学科本身专属的理论、现象和问题。制药工程本科专业的学生需要掌握药物的结构与合成工艺、药物分析方法、药物作用机理等相关知识[6]，要理解药物机理，必须要理解生命体的物质组成、结构特点和代谢变化规律。因此，制药工程专业生物化学实验内容及方法不能粗略的等同于传统的生物化学实验课程的内容。

(2)课程规划方面。高等教育在生物化学实验课程内容设置上，长期处于“课程内容不调整，教学方法不更迭，教学形式不改变”的局面。生物化学是典型的交叉类学科，知识更新速度快，实验方法多样化，长期固守一种教学模板对学生的科研视野发展、学术层次提高都有一定的局限作用。

(3)教学手段方面。现有的实验教学形式较多拘泥于“填鸭式”的根据教材的设定，按照实验操作步骤进行实验，最终得到相应的结论。该教学方式“指导性”偏强，不利于学生发散思维、独立思考，对于培养创新型人才有局限性。

2 制药工程专业生物化学实验课程教学改革

2.1 突出学科特色，强化课程体系

制药工程是由工程学、化学、药学、生物技术和相关管理法规相互渗透而形成的一个新兴交叉学科。制药工程专业虽然与传统化工、药学类专业有密切联系，但又存在本质区别。本专业的目标是着眼于如何解决药品生产过程中的工程技术问题，如何实施“药品生产质量管理规范”(Good Manufacture Practice of Medical Products，GMP)，如何培养药品规模化生产与管理方面的高等工程技术人才[7-9]。而课程体系设置是专业内涵建设的核心，没有合理的课程体系就无法培养出目标要求的人才[10]。相对于传统的生物化学实验课程实验内容的设置，制药专业的生物化学实验设置应该倾向于结构物质的分离提纯、药用物质的成分提取分析。因此，在课程内容规划上，不能完全等同于传统的生物化学实验教学内容。必须以建设一流学科为目标，更多的体现学科特色及课程体系的内涵。

表1 传统生物化学实验项目概况Table 1 Overview of traditional biochemistry experiment projects

传统的生物化学实验设置往往聚焦于验证性实验，例如结构物质的提取、纯化与鉴定；结构物质的特性反应等。表1中生物化学实验项目可用于大多数专业生物化学实验课程内容设置，没有专业区分度。为突出学科特色，制药工程专业生物化学课程可以适当增加专业性更强、学科特色更鲜明的实验项目设置。例如，在基础性验证实验中，选取血液中葡萄糖测定(邻甲苯胺法)、肝素钠的定量测定、血清胆固醇的定量测定(磷硫铁法)三个知识模块，这些都与人体代谢指标相关；在综合实验中，选取胰岛素的酸水解、小鼠腹腔巨噬细胞的收集与培养，用这两部分知识模块讲解生化代谢中相关细胞因子的影响作用；选取螺旋藻藻蓝蛋白的分离、纯化与鉴定作为设计性实验，提高学生的综合能力。高校生化实验内容的设计上应以验证性实验为基础、综合性实验为阶梯、设计性实验为提高，充分激发学生的创新思维和创新能力[5]。

2.2 扩展“第二课堂”，突出学生主体

随着科技的不断进步，生物化学技术内容也在不断更新，但多数实验教材内容较为单一、陈旧，其更新速度已经不能满足生物制药发展的需要。同时，生物化学实验项目耗时长、课时少，既影响了实验内容的丰富性，也限制了生物化学实验的广泛开展[11]。为了提升学生的科研能力，解决学生在实验讲义和教师指导下按部就班完成实验的弊端问题，应采取多元化教学方式。

(1)开设开放创新型设计实验，与科研课题有机结合

为培育学生在实验教学中养成创新思维，在生物化学实验的基础教学内容上，增加开放创新型设计实验。创新型设计实验可以充分结合指导老师的科研课题，将课题中涉及的实验内容及方法拆分成几个小实验，明确实验目的，指导学生根据实验目的，自己从查阅文献开始，完成实验设计、实验操作、数据分析等相关完整实验过程。该类型开放创新型设计实验不仅使得学生的基本实验技能得到培养，其科研能力也得到了较大地提升。并且能将所学的基本技能应用到科研工作当中，可显著提高学生学习的积极性[12]。

(2)引入仿真虚拟教学，丰富实验教学内涵

虚拟仿真实验室是借助图形图像、仿真和虚拟现实操作流程等技术在计算机上模拟生产环境，依托专业软件、多媒体技术和数据库技术通过计算机模拟操作，可将实际生产中难以观察的设备内部结构可视化，实现身临其境操作的状态。借助虚拟仿真实验系统，可使学生认识设备，熟悉操作，清楚流程[13]。制药工程专业的本科毕业生主要从事医药生产、研发等相关技术性工作，实验教学中应当增加一些具有工程制造化的实验课程。由于制药行业是一个极为特殊的行业，对生产环境的要求很高，同时还具有较高的生产自动化和集成化程度。为保证生产出合格的药品，GMP对制药工业生产提出了严格的要求，所有进车间生产操作的人员必须经过GMP的专业培训。但显然，校内教学过程中对学生所进行的GMP培训远远不够，无法充分体现实验教学的教学目标。针对制药工程专业学生培养过程中存在的问题，学生可以利用虚拟仿真教学环节在计算机上完成制药车间各岗位的具体操作，甚至可以实现关键设备内部结构的可视化及对关键设备的拆卸、安装等系列操作，可以熟悉整个生产流程和关键设备。同时，一些重要的生物化学实验技术因实验难度较大、周期较长，或因实验药品、实验器械比较昂贵，难以纳入本科生实验教学中，利用虚拟实验软件进行虚拟实验，对制药工程专业学生实验教学是切实可行的有益补充[5]。

2.3 完善实验考核方式，凸显实验教学成效

实验课的成绩评价能直观反映学生的学习情况。但以往的考核方式主要集中在考勤以及实验报告方面，根据以往对实验报告撰写的要求，学生基本上按照参考书上的撰写步骤依次从实验目的、实验药品、实验步骤、结果分析等几方面撰写报告，导致大部分实验报告都具有高度相似性，无法真实准确的反映出学生实验结果的个人分析以及实验操作过程中出现的个人操作问题。因此，教师无法从单一的实验报告中判别该实验项目的完成度、准确性，无法给出合理评判。在生物化学实验成绩的评定上，建议采用多方位的评定模式。如实验操作的规范性、实验结果记录以及实验报告的完成情况作为整体实验教学中的核心评判标准，尤其关注独立实验操作的规范性及完成度，不一味追求实验最终的正确结果。同时，通过考查学生对基本原理的掌握情况以及对实验现象的分析、解释等达到巩固理论知识的目的。在考查学生综合能力方面，选择设计性较强的自主性实验，通过学生提交的实验设计的合理性、结果分析和讨论的情况给出相应的判定等级。多方位的考核方式更能全面、客观地反映出学生在生物化学实验课中的表现，摒弃了以往仅依靠实验报告打分的弊端，调动了学生的积极性。

2.4 引入科研讲座，追踪学科前沿

2012年，中共中央、国务院发布《关于深化科技体制改革加快国家创新体系建设的意见》，强调要“大力推进科技与教育相结合的改革，促进科研与教学互动、科研与人才培养紧密结合”[14-15]。在制药工程生物化学实验教学实践中，强化科研渗透教学，以科研反哺教学，积极采用科研成果更新教学内容，及时优化课程体系，充分反映生物化学和制药工程专业发展的前沿成果和进展趋势。积极探索校企合作的新模式，通过科研讲座的形式，将已投产在各个药企中的先进实验技术与方法引入到本科教育中，应用到本科实验教学中，使学科实验教学接近科研实际。拓展高层次人才的教育阵地，引入校内、校外制药专业的高水平学科知识讲座，开拓学生科研视野，培育学生拓展创新的能力。

3 深化校企合作，加强师资队伍建设

高水平教师队伍是培养高水平人才的基本保证，“双一流”高校的建设背景下，对实验教师队伍的综合能力和科研能力提出了更高的要求。制药工程专业特点对教师的实践能力不同于传统生物化学课程对教师讲授能力的要求。基于此，通过深化校企合作，坚持“走出去，引进来”的人才交流原则，培育优秀实验教师团队。

制药工程专业的人才培养目标是以培养应用型人才为目标，以服务社会为根本目的。大部分高校教师专业基础深厚，但因缺乏企业生产的经验，往往在教学过程中会脱离生产现实，教学内容难以适应生产要求，无法切实解决生产过程中遇到的技术性难题。构建新的校企合作模式，不仅为学生提供实习锻炼的机会，同时也要与企业及科研单位长期合作，不定期选派专业教师到相关企业、科研院所，深入到生产一线，让专业教师熟悉并掌握企业生产工艺、生产流程、技能操作及企业管理[16]，有助于专业教师了解实践应用，更好的掌握专业课的教学特点，与实践相结合，增加课堂的生动性，增强理论知识与实践的融合性。同时，依附当地的医药相关企业，如与制药企业、零售企业及药品监督管理单位合作，聘请具有扎实专业基础、实践经验或操作技能丰富、了解行业发展前沿、具备良好表达能力的专业技术人员作为兼职或专职教师，从事专业课程的教学。企业技术带头人是企业生产的第一线工作人员，熟悉实际生产过程中的流程和步骤，是真正意义上将理论知识与实践能力结合应用的技术型人才。让企业技术骨干进课堂，通过生产第一线中掌握的技术手段、学科知识，结合理论教学的综合讲授，更有利于学生融合理论知识、掌握专业技能，熟悉专业应用。

4 结 语

高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。提高学生独立分析问题和解决问题的能力，培养真正有能力的高素质人才，真正能服务社会，服务地方经济的应用型人才是摆在高校人才培养的直接目标，也是建成“双一流”大学过程中的必要途径。高校教师在实验教学中应始终贯彻研究型应用性教学理念，不仅要通过实验教学强化基本技能，更要将学生的综合能力培养放在教学目标的第一位，通过扎实的理论知识、规范熟练的实验技能激发学生的创新意识，以培养创新型人才为目标，不断改革和完善实验教学模式，推动实验教学的不断发展，为生命科学的研究输入更高层次的后备军[17]。