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2生物技术与制药
生物技术制药主要包括两方面内容,即利用生物技术制备药物和从天然生物材料中提取药物。随着化学制药研发遇到瓶颈和生物科技的迅猛发展,生物制药已成为医药产业中发展最快、活力最强和技术含量最高的领域,在全球医药产业中所占比重逐年上升。目前,生物技术药品已应用和渗透到医药、保健食品和日化产品等各个领域,尤其在新药研究、开发、生产等方面生物技术方法已成为最常用、最有效的方法之一。
3生物技术专业设置的现状和发展趋势
为了适应社会和经济发展的需要,1998年教育部正式将生物技术专业列入专业目录,隶属理科办学专业,培养应用研究型或技术型人才[4]。虽然我国生物技术专业的教育历史不长,但鉴于生命科学的飞速发展和生物技术在国民经济领域的巨大潜力,因此在短短的十几年间,该专业受到社会的广泛关注,成为全国少数的理科热门专业之一。正是由于这股生物技术热潮的出现以及高校扩招等原因,使得不少学校在并不充分了解生物技术专业特点的情况下跟风开设该专业,结果导致专业定位和人才培养目标模糊不切实际,在办学指导思想、办学特色、人才培养模式上单一雷同,不考虑社会实际需求以及自身学科特点,盲目学习重点院校办学方式。这种人才培养模式执行的结果,是不同学校培养的生物技术专业学生同质化现象严重,在社会上相应出现了人才的相对过剩和人才的绝对不足的矛盾[5]。为此,各高校应该根据自身学科优势,强化专业特色,创新人才培养模式,构建多元化的人才培养目标和人才培养方案,注重人才开发应用能力的培养。作为培养医药生物技术人才的主体,医学院校应加强学生基础医药知识的学习以及临床医学专业知识、技能方面的训练[1]。并注重向学生展示生物技术方法在医药领域的研究成果,培养学生从事相关工作的兴趣。
4创办具有医药特色的生物技术专业
生物技术已经成为医药产业未来发展的主要推动力之一,医药生物技术领域的人才需求也与日俱增。但是,由于国内相关院校的教学模式和内容还存在一些缺陷,缺乏针对性的医药生物技术人才培养机制,使得培养的学生能力不能很好的与医药行业的需求相吻合,从而造成人才的相对过剩。这就要求相关医学院校重视生物技术专业的建设,为社会培养具有医药特色的复合性生物技术专业人才。
4.1优化课程体系
建立合理的课程体系是实现培养目标、构建学生知识结构的必要保障。教育部对生物技术专业的课程设置有相应的要求,该要求构成了生物技术专业课程的基本框架[4]。该框架作为各校办学的一个宏观指导,其中核心课程是生物技术专业学生必须掌握的知识,各校必须严格按课程设置来执行。但是对于那些不属于核心课程范围的专业课,各校应根据实际情况对其进行取舍,并根据自身特点适当增加一些相关课程,逐步建立有自身特色的课程体系。对于医学院校来说,培养人才的出口主要面向医药生物技术企业、检测或研究机构,所以在课程设置上就应该具有相应特色。应开设一些与专业密切相关的医学基础课程,使学生具备一定的医药基础知识,例如基础医学概论和生物技术制药等,为学生就业后的再学习提供良好的知识储备。对于教材的选用也应该体现医药特色,在能满足教学要求的前提下尽量选择那些供医药类专业使用的教材。另外,针对生物技术学科交叉性的特点,我们在设置教学内容时就必须进行统筹考虑,避免同一内容在不同课程中重复讲授,造成教学资源的浪费。选修课是对本专业及相关的知识和技能的延伸及拓展的课程,开设选修课可促进学生知识多元化,以适应市场经济对人才的多层次、多样性要求[6]。
4.2改变授课方式
虽然各地教学界同仁也进行过形式各异的教学改革,但是并未从根本上转变固有的“教师讲,学生听;教师问,学生答;教师写,学生记;老师考,学生背”的教学模式。学生与教师之间缺少互动发展,学生往往被动地接受教师传授的知识,缺乏思考、创新的动力。这在一定程度上完全压抑了学生学习的主动性、积极性和创造性。这种填鸭式教育在师生比例不足的现实情况下对知识的快速传播还是起到了重要作用。而目前对生物技术专业来说,各校招生人数均不多,所以相应的教师与学生数量比较就显得有些过剩。这一客观情况恰恰为我们践行更优秀的教育理念提供了必要基础。生物技术专业教学过程要建立以学生的学习为中心、以学生的发展为中心的学习方式,提倡学生进行自主学习、合作学习、研究性学习。具体措施有:采用启发式教学,调动学生学习的主动性。在教学过程中,可以针对授课内容适时的引入一些问题,使学生针对问题进行短时间的讨论,引导学生带着问题去听讲,激发学生的学习兴趣和求知欲;将最新的生物技术科研成果引入课程教学并通过实例来对学生进行引导,以便将教学内容变得与现实更加贴近;鼓励学生针对授课内容提出问题,并引导其利用课余时间查找资料,自主的解决问题。通过以上等方式让学生在学习过程中找到兴趣,获得成就感。另外,生物技术专业作为最先进发展最快的生命科学领域的一个专业,其具有的先进性、深刻性、前瞻性和创造性等特点[7],这就要求在生物技术专业课程教学中应进一步强化双语教学,提高双语教学质量。需要不断探索双语教学的最佳方式以及与课程体系的衔接关系,在不降低教学质量的前提下,逐步提高各专业课双语教学的效果和比重,最终使学生的英语应用能力得到提高,以适应国际化要求[8]。
4.3增强实践能力
生物技术是一门实践性很强的实验性学科,绝大部分知识和理论都需要实验去论证和应用,重视实践教学,有助于对理论基础知识的理解,并且对学生创新思维能力和实践能力的培养也具有特别重要的意义。具体的途径包括:
4.3.1适当增加投入生物技术专业课程与医学相比侧重点不同,因此虽然一般医学院校生命科学相关仪器设备比较齐全,基础学科可以利用现有资源,但为了满足专业课程需要,必须要有一定的资金投入建设独立的专业实验室[9]。这样有助于提高学生的动手和思维能力,使学生系统掌握好生物技术各项基本操作技能。
4.3.2实验单独成课生物技术专业各门课程,尤其是五大工程技术之间相互联系,互为基础。因此,生物技术实验课程的设置必须打破传统实验的格局,将该专业主干课程的实验糅合在一起单独成课,设立一些综合性实验[10]。每次实验划定3-4周时间,中间不再穿插理论课学习,给予学生充分的实践机会。通过这些综合性实验可以使学生更直观的感受理论课讲授的知识,并且可以更系统的掌握实验操作技能。
4.3.3提倡教、学、研互动要求生物技术专业的教师定期向学生公布自己研究课题的内容及进展,并详细介绍下一阶段研究的主要方向。学生可按自己的兴趣与特长提出申请,在教师指导下参与科研实践。一段时间后学生再在其他课题组中进行选择,进行下一阶段实践。实践过程中可将有较高理论或实用价值的实验成果及时总结成论文、专利等。这样学生不但可以扩展知识面还可以使科技论文写作的能力得到提高。
4.4建设核心教学团队
目前,医学院校每年引进的生物技术专业教师的教育背景多样化的现象很明显。主要表现在本科阶段的教育背景的不同,学历不同,研究背景不同等方面。在教学活动中,教师会联系自己的教育及研究背景对知识进行深入讲解。这样虽然可以使学生接受不同的观念,构建其丰富而独特的知识体系,但在另一方面由于教师的专业背景限制,课堂讲授中涉及的医药相关知识就有可能不足,不利于医学生物技术专门人才的培养。为了摆脱这一问题的束缚就要求教师在课余时间多学习医药领域的相关知识,了解医药领域的前沿研究动态。另外,生物技术专业的老师以年轻教师为主,没有很深厚的教学功底和水平,所以学校应加大对年轻教师的培训力量。要求年轻教师制定个人职业发展规划,并通过进修访问、自修或者攻读学位等多种形式提高自己的教学能力和专业知识,尽快地适应生物技术本科专业课程教学的要求。最后,可以聘请一些来自医药企业一线的专家或专业技术人员承担部分专业课教学,还可以定期邀请医院一线的医生与学生进行交流,使学生可以了解目前临床工作中急需解决的问题有哪些,为培养可就业可创业的优秀生物技术人才打下良好的基础。
中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2017)12-0100-02
教育部阳光高考网站2013年列出了因就业难被亮红牌的全国十大专业名单,生命科学学院现有的4个本科专业中名列有3,即生物工程、生物技术和生物科学。因此,生物工程、生物技术和生物科学专业的教学改革和从根本上解决发展瓶颈已势在必行。
一、专业现状
生物工程和生物技术是近年来新兴起来的学科专业,二者都包含着若干二级学科领域。其中,生物工程包括酶工程、蛋白质工程、糖工程、基因工程、发酵工程、胚胎工程、组织工程、细胞工程等;生物技术包括植物生物技术、动物生物技术、微生物生物技术、环境生物技术、农业生物技术、组织培养、繁殖发育技术等。对应每个二级学科领域,都有一系列的专业课程设置。内蒙古农业大学生命科学学院现有两个工科专业和两个理科专业,分别是生物工程和制药工程,生物科学和生物技术。其中,生物工程和生物科学专业是生命科学学院最早设立的专业,属于一类本科专业。生物技术和生物制药是二类本科专业。目前我校的生物学一级学科挂靠生物科学专业。从2013年开始,我们实现了按类招生,从第三学期开始再进行专业选择。
二、生命科学类专业存在的主要问题
目前生命科学类专业,尤其是生物科学和生物技术专业从在以下几个突出的问题:(1)培养出的毕业生就业竞争能力差。这是一个全国性的普遍问题,不是个案。究其原因首先是这两个专业在高校的专业设置中发展过快,远远超过了生命科学行业发展的需求。现在全国高校中没有生物科学和生物技术本科专业的寥寥无几。其次生物科学专业涉及的领域太过广泛,涉及到了动物、植物和微生物,由于涉及领域宽导致专业不专,使毕业生的就业竞争力弱。(2)生命科学类专业在大学专业中实力不强。随着生物技术的普及,生命科学面临着与高校计算机专业外语专业等一样的困境,它不再是一门只有专业人士才能掌握的技术,生物技术已经渗透到许许多多的领域当中了,例如农学、园艺、林学、兽医、人医、微生物等生命科学的范畴之中,而像内蒙古农业大学的专业设置中又有这些专业,这些专业又是非常接地气的专业。从研究领域来看,在植物领域,生命科学学院是不到20人的团队,而农学院光作物领域就是上百人的队伍。所以生命科学学院在高校中,尤其是在我们这样一个农业高校中的地位可见一斑。
三、解决方案
基于上述情况,要解决这些问题,需要我们对生命科学类专业中尤其是生物科学和生物技术二个本科专业进行专业定位,通过继续加强师资队伍建设和制定导向性专业课程教学模块,推动同一专业学生根据兴趣爱好、研究目标、工作意向在专业内向不同技术领域倾斜,从而使本科教育向目标化、专业化教育发展,在保证学生宽口径教学的基础上,推动学生的专业技能培养,从而提升专业竞争力和学术影响力。具体通过以下措施来实现。
1.专业定位。专业培养方案要跟上时代的发展和社会的进步,所以要解决生物科学和生物技术这两个专业所面临的困境,我们首先要进行这两个专业的重新定位。定位之前首先要做的工作是:(1)收集全国相关高校生物工程和生物技术专业培养方案,结合各高校学术地位、专业优势、地理位置、经济环境等,比较分析其专业特点和专业定位情况;(2)比较分析生物工程和生物技术本科专业的特点、优势、不足和国内所处的位置,结合自治区发展目标和经济发展趋势,围绕自治区农牧林与生物产业需求,并结合自治区生产生活中的教育和科技需求,探讨我校生物科学和生物技术专业定位目标,制定出符合时展和社会需求的生物科学和生物技术的专业培养方案。
2.强化师资队伍建设。专业建设的基础是师资队伍建设,教师既是思想的启蒙者,又是知识的传播者,是教学第一线的主力军,在教学、科研的工作中占有主导地位,拥有高水平的教师队伍,才能培养出合格的人才。所以生物科学和生物技术专业加强建设的首要步骤是加强师资队伍建设。在建设过程中要加强名师建设,加强学术带头人和学术骨干建设,加强青年教师的培养。在教师师资队伍建设中不能是一个口号的问题,需要各级部门下大力气,需要资金和配套设施的投入,需要师资培养部门务实事。强大的师资队伍配合以科学的教学管理模式构成生物科学和生物技术的专业建设核心要素。
3.优化课程体系,推进模块化教学。首先我们应该大力支持学校的关于优质教学资源的整合的倡议,把一些专业基础课程例如动物学、植物学、生态学、动物生理学和植物生理学等课程整合到学校的优质教学资源中,由学校层面的平台来开出。另外针对生物科学和生物技术专业涉及范围过大,重点不突出,我们在强化专业课教学质量的前提之下,通过制定导向性专业课程教学模块,推动同一专业学生根据兴趣爱好、研究目标、工作意向在专业内向不同技术领域倾斜,从而使本科教育向目标化和专业化方向发展。配合生命科学类专业分类培养模式,建立模块化教学。这个模块化不能撼动教育部关于生物科学和生物技术专业定义的根基,所以可以在学生的选修课程中加入模块化教学。例如加入马铃薯快速繁殖技术、食用菌栽培技术、转基因技术、分子标记开发与应用、动物体细胞克隆技术等模块,每一模块由2—3门课程组成。要求学生按照模块化课程进行课程选修。模块化教学最大的特点就是将某一阶段所要学习的知识点,以一定的载体为依托,将相关的知识点组合起来,形成一个知识模块。它重视学生在学习过程中的实践活动,注重学生学习能力的培养。虽然模块化教学盛行已久,但是其在高职教育中应用比较多,也产生了积极的作用。但是在生物科学和生物技术专业中引入模块化教学的高校还比较少。西北农林科技大学生命科学学院的生物科学和生物技术专业已经根据陕西地区与生命科学相关的经济发展特点建立了模块化教学特点,已经取得了显著的成效,每年为太白酒业、天士力公司等相关的企业输送了大量的人才。实践证明生物科学和生物技术模块化教学的引入将推动这两个专业的建设,直接提高了生物科学和生物技术专业学生的就业竞争力。
文献标识码:B
生物技术是一门应用生物科学研究成果增加生物制品数量、提高质量,从而满足人类日益增长需求的技术。近年来,生物技术在农业、医药卫生等领域均取得了突飞猛进的进展,特别是在制药产业中的应用已成为最活跃、发展最快领域。这就要求药学专业学生要有生物技术制药相关的知识,而中医药院校药学专业有自身特点,如何提高生物技术制药课程的教学效果,培养具有生物技术理论和实践能力的药学人才是我们所需要解决的问题。笔者在教学过程中进行了一些探索,并取得了一定的效果。
1 中医药院校药学专业特点对《生物技术制药》课程教学的要求
中医药院校药学专业在生物技术相关课程的设置上相对较为薄弱,如基因工程、细胞生物学、遗传学等。而生物技术制药课程涉及到这些相关的基础课程,着重讨论的是应用基因工程、抗体工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等技术研制新药。所以需要在教学过程中补充相关的生物技术的基本理论,同时还要突出“生物技术”和“药学”的结合,如生物技术药物制剂、质量控制的方法和特点。这就要求教师在教学过程中既需要深入浅出的阐述生物技术相关原理,更需要强调药学的相关内容,重点是生物技术在药物研发和生产中的应用。
2 在教学内容方面的探索
2.1加强生物技术基本理论的内容:如何在较短课时限制下加深学生对生物技术基本理论的理解是教师面临的一个难题。笔者在教学过程中以生物技术制药的具体实例为线索,在其中穿插介绍涉及的相关基本理论。如在基因工程制药中以干扰素生产为例,介绍引物设计的方法、聚合酶链式反应原理、限制性内切酶以及和表达调控相关的操作子等相关理论。通过这种方法,加强了学生对整个基因工程药物生产过程的理解。
2.2加强和药学相关学科的联系Ⅲ:生物技术制药的目的是最终获得用于疾病治疗和预防的药物,这就需要药学相关学科的支持,如药剂学、药理学、药物分析、药物化学等。因此,笔者在教学过程中,结合通过生物技术获得医药品的特点,引导学生复习相关学科知识,加深学生对本课程内容的理解,提高教学效率。如在讲解基因工程药物稳定性考察时,联系药剂学中药物常用的稳定性考察方法,通过对比基因工程药物和化学药物结构特点,引出基因工程药物稳定性需从其纯度、生物活性等多方面综合考察,而不能简单采用药剂学中介绍的Arrhenius动力学方程测定。
2.3结合中医药院校特点加强部分内容的讲解:结合本校药学专业特点,学生有中药学基础且对中药普遍感兴趣,而利用生物技术保护中药材以及大量获得中药中活性成分也是生物技术制药的一个研究方向。在本课程教学过程中,加强植物细胞工程制药部分的讲解,使学生掌握利用植物细胞,组织培养物获得有用次级代谢产物原理及生产过程,学生反应良好。
3 教学方法的探索
3.1营造互动式教学环境:在教学过程中,通过给与学生预留与课程相关的题目,引导学生复习药学相关内容以及生物技术相关背景知识,让学生带着问题进入课堂。在课堂上给予学生更多的机会参与教学过程,使课堂气氛活跃。调动学生学习的积极性和主动性。在此过程中及时掌握学生对知识点的理解程度及其薄弱点,在此基础上调整教学内容,教学效果良好。
3.2采用多媒体方式使教学内容生动、形象:生物技术制药是一门综合性和实践性很强的学科,涉及多门基础学科。然而,在传统教学过程中,仅用传统的板书教学手段难以提供足够的信息量,同时讲解过程缺乏直观性和形象性。而多媒体教学可将图片、文字、影像等整合在一起,将原本抽象、枯燥的讲授变成生动有趣、图文并茂的讲授,从而加深学生的理解。在备课过程中收集各种生物技术制药相关的素材,如图片、动画、影像资料。如在介绍RT-PCR法获得目的基因时,通过播放Flas,加深学生对此知识的理解。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)38-0158-02
《生物技术概论》是生命科学领域的基础性课程,也是生物技术基础知识和前沿科学相结合的综合性课程。该课程通过向学生讲授基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程等原理和研究方法,使学生了解现代生物技术与传统生物技术的区别及现代生物技术发展趋向,初步掌握生物技术在医药卫生、能源、环境、食品及工农业领域的科学应用,为学生将来从事与生物技术相关的工作打下基础,并使其具备向生物学其他相关领域发展的基础知识,如生物工程、生物制药、食品加工、作物分子育种、动物育种等,让学生在将来的学习和工作中有更大的选择和发展空间[1]。
作为生物技术系学生的必修专业课程,《生物技术概论》课程内容难度较高,综合性较强,学生在学习过程中的困难也比较多。而且在我校又是新开课程,面临的问题更多。通过几届学生的学习,作者有以下几点的心得体会:
一、适时选择授课内容,控制课程内容深度
生物技术概论是涵盖整个生物技术领域的一门课程,课程内容十分广泛。我校选取的课本是由宋思扬、楼士林编写的《生物技术概论》(科学出版社,第三版),该书全面介绍了现代生物技术的概念、原理、研究方法、发展方向及其应用领域。内容涉及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程以及生物技术在农业、食品、医药、能源、环境保护等领域中的应用,同时还概要介绍了对生物技术发明创新的保护以及生物技术的安全性等。全书几乎涵盖了整个生物技术领域的所有内容,就一般院校的计划学时来说很难一一讲解。针对这种情况我们在授课时对内容进行了整合和删减,侧重结合专业特点,对部分教学内容做适当拓展与延伸,以期达到更有效的教学效果。
我校属医学院校,生物技术学生的专业方向是制药方向,因此在授课时加重了与医药相关部分的内容讲解。比如在介绍细胞工程时,学生重点掌握的是动物细胞工程。而对植物细胞工程比如人工种子的研制、单倍体的诱发,只求学生能够有初步的了解。而在讲解生物技术应用时着重介绍了生物技术在制药和医学领域方面的应用,在讲解时授课老师先搜集生物技术药物的最新进展和最新的基因诊断和治疗方面的技术,配合动画、影音,务求能让学生能直观和深刻地了解这一方面的知识。
另外生物技术概论属于承接学生专业基础课(生物化学、细胞生物学)和专业课(基因工程、细胞工程等)性质的课程。在授课内容选择上我们还需要考虑到虽然生物技术概论中已经包含了四大工程的内容,但学生还将分别对这几个工程进行专项的学习。因此本门课程的授课目的是让学生理清整个生物技术脉络,做到深入浅出。
目前的生物技术发展迅速,各种各样的新技术、新方法层出不穷,不可能一一进行介绍。因此需要结合学生实际需要,有选择地进行讲授[2]。本校将生物技术概论安排在大三上学期讲授,学生已经有了生物化学、细胞生物学方面的基础,比如:
二、教学方式的改变
1.采取互动式教学。生物技术的发展速度十分迅速,尤其是它的应用更是非常广泛,很多应用与实际生活息息相关。因此备课时除了书本知识外,还需要授课老师广泛查阅文献资料,力求把最新、最热的生物技术资讯传递给同学。在某些章节也可让学生结合课本,查找文献,自己完成课程的讲授。通过这些既让学生加深对知识的掌握,刺激了学习的积极性,老师也可以获得更多的授课资源,一举两得。
在备课中还注意收集图片、动画和影音,力求把枯燥的生物技术理论讲得生动易懂,让学生易于理解,激发学生学习积极性;老师讲授知识的同时,也应注意调动学生的积极性,适时进行提问,及时了解学生对所学内容的掌握情况,促进学生课后复习[3];针对大家关注和容易引起争论的问题,适时组织学生进行课堂讨论和辩论。如在讲授绪论部分以后,组织学生进行“现代生物技术对人类之利与弊”讨论,让其对现代生物技术的安全性问题和伦理道德问题有一个初步认识。在后期讲授生物技术安全性时,再让同学们重新讨论“现代生物技术是一把双刃剑”这个议题。通过整学期的学习后同学们对此有了更深层的认识,看法也会有所改变。这样对整个生物技术的发展也有更加客观和理性的态度,取得了很好的效果。
2.以问题为导向,启发性教学。生物技术是一门实践性和科研性较强的学科,因此在课程讲授中就要有意识培养学生的科学态度和科研思维能力,锻炼学生自主思考问题的能力。如在讲授转基因技术时,就让学生对目前社会上针对转基因的几种不同的观点进行思考。转基因技术的意义究竟在哪里?它是一种工具还是一种武器?如何建立完善的评估体系能有效规避转基因技术的风险?通过这些问题的设置,让学生对讲授的内容有更深层次的思考和理解。
另外在讲解完生物技术四大工程等理论性较强的内容后,可以结合医学院校特点,在讲解基因治疗时设置几个具体病例,如腺苷脱氨酶(ADA)缺乏症和乙型肝炎,先让学生寻找不同病例的治疗方法,通过治疗方法的比较让学生掌握基因治疗和普通治疗方法间的区别。
三、加强双语教学的比重
双语教学是授课发展发展的必然趋势,但双语教学涉及教师和学生双方面的因素,是一个循序渐进的过程。学生的英语水平参差不齐,对双语教学的接收程度也不一,不能因为一味强调双语教学而挫败了学生学习的兴趣,只有根据不同的情况实时调整,找出合适的教学方法,才能够真正发挥双语教学的优势[4]。
我校已经有很多课程部分采用双语教学,针对生物技术概论的特点我们加强了双语教学的比重,采用“混搭式”教学方法,在授课时将部分课件和参考文献完全替换为英文原版。采用双语教学和原版教材搭配,能使教师快速了解该学科最新的科研成果和发展动态,并且使得学生们在掌握专业知识的同时,能够提高外语听、读、写能力,最终达到能自如地看英文文献和用英文进行学术交流。在今后的课程中我们还将安排学生自己完成英文多媒体课件的制作,加深对知识点的了解。
四、课程发展趋势
现代生物技术已经应用于当今世界高新技术产品的主要领域,尤其在医学和药学上的应用也更为广泛。很多非生物专业学生也对现代生物技术方面的知识产生了浓厚的兴趣。因此为适应现代社会发展、科学技术发展的需要,同时也为了满足不同学生的要求,使学生的兴趣爱好、专业特长得到发挥,今后可以将《生物技术概论》作为一门非生物专业选修课针对全校学生进行讲授,加强相关知识的普及[5]。以上是我根据《生物技术概论》几年的讲授所总结出的一点浅显的看法,希望能给其他生物技术相关课程的老师一些借鉴。
总之,我们在教育中力求把枯燥的生物技术理论讲得生动易懂,让学生易于理解,激发学生学习积极性;老师讲授知识的同时,也应注意调动学生的积极性,适时进行提问,及时了解学生对所学内容的掌握情况,促进学生课后复习;针对大家关注和容易引起争论的问题,适时组织学生进行课堂讨论和辩论。如在讲授绪论部分以后,组织学生进行“现代生物技术对人类之利与弊”讨论,让其对现代生物技术的安全性问题和伦理道德问题有一个初步认识。在后期讲授生物技术安全性时,再让同学们重新讨论“现代生物技术是一把双刃剑”这个议题。通过整学期的学习后同学们对此有了更深层的认识,看法也会有所改变。这样对整个生物技术的发展也有更加客观和理性的态度,取得了很好的效果。
参考文献:
[1]宋思杨,楼士林.生物技术概论(第三版)[M].北京:科学出版社,2007:1-5.
[2]薛金爱.浅析《生物技术概论》的教学实践[J].山西农业大学学报,2006,(6):224-225.
《生物技术制药》是目前国内生物制药及相关专业广泛开展的一门专业课程。生物技术制药以生物学、药学以及工程学的技术原理为基础,生物药物的研发、生产过程均体现了以上技术原理在制药领域的灵活应用。近年来,生物学、药学以及工程技术的迅猛发展,极大程度地推动着制药行业的发展与变革,也使得生物技术制药学科呈现出日新月异的面貌。因此,涉及知识面广、内容多、应用灵活、发展迅速,[1]既是生物技术制药领域的特点,也给《生物技术制药》课程的教学带来了一定的难度。笔者通过对这一课程的教学实践,总结出几点体会,希望能对提高课程的教学质量提供思路。
1 合理设置先修课程
《生物技术制药》课程的教学内容涵盖基因工程制药、细胞工程制药、抗体工程制药、酶工程制药及发酵工程技术等,涉及知识面广、内容多。《生物技术制药》作为一门知识集成度极高的专业课,由于课时数的限制,需要众多的先修课程先行将涉及的知识进行讲解和落实。这就需要专业教师在制定专业人才培养方案和设计课程体系时,对基础课和专业课的内容进行分析,根据专业课的内容,合理设置基础课作为专业课的先修课程,保证学生在学习专业课时已经有了一定的知识储备,能够胜任专业课的学习任务。以《生物技术制药》课程为例,就需要开设诸如《分子生物学》、《细胞生物学》、《免疫学》、《酶工程技术》、《发酵工程》等先修课程。另外,在《生物技术制药》课程的教学过程中,任课教师也要有意识的引导学生对涉及的基础知识进行必要的回顾和复习。
2 结合学科优势开设实验项目
《生物技术制药》课程内容并不是生物学、药学以及工程学技术原理的简单堆砌,而是更注重这些技术原理在生物技术制药领域的灵活应用,加之生物技术制药学科本身的实践性很强,所以有必要在课程教学中开设实验,让学生在实际的实验操作过程中加深对教学内容的理解,强化灵活应用基础理论解决实际问题的能力。实验项目的设置受到诸多因素的制约,如经费、设备、学科基础等。然而在经费、设备等条件满足的情况下,设置涵盖生物技术制药所有领域的实验项目也是很难实现且没有必要的。不同学校的生物制药及相关专业都有自身特定的学科优势,《生物技术制药》课程实验项目的设置应立足于专业自身的学科优势,这样设置并实施的实验项目不仅有完备的硬件支撑,同时也有学科长期发展所积累起来的经验、技术、案例等作为软件支撑。假设某高校的生物制药专业以基因工程制药为其学科优势,则适宜从其科研实践中提炼诸如基因工程菌的构建、培养及基因工程药物的分离纯化等项目作为《生物技术制药》课程的实验项目。这样设置的实验项目,更有实际操作意义,更贴近生物技术在制药工程中的应用实际,有利于在培养学生实验操作能力的同时,培养学生分析解决实际问题的能力,使《生物技术制药》课程的教学达到更好的效果。
3 及时注入本学科前沿进展
现代生物技术和制药技术的发展日新月异,编撰和出版周期较长的公开发行的教材很难及时收录层出不穷的新理论、新技术。为了能让学生更好的了解生物技术制药研究的最新进展,学到最新的有用知识,培养学生的学习兴趣与能力,需要任课教师在教学过程中及时更新教案和讲稿,适当更新教学内容,做到与时俱进,让学生经常接触到学科的前沿知识。此外,笔者在教学过程中还给学生布置相关专题的形式,要求学生自行查阅某一生物技术制药领域的最新研究进展和成果,鼓励学生充分发挥主观能动性,激活他们的学习兴趣,培养他们对学科前沿保持敏锐嗅觉的习惯。
4 建立多媒体资料库
《生物技术制药》是集综合性与实践性为一体的学科,学科知识的信息量比较大,直观性比较强。如果使用传统的板书教学手段,老师上课只是利用板书和口授的传统模式,学生只能得到一些感知的内容,无法使其得到直接的体验,从而加大了学习和理解的难度。[2]现在大学教学中普遍采用多媒体课件教学,生物技术制药课程涉及的知识面广,内容多,多媒体课件教学以其直观性、灵活性、实时性、立体化的优势,越来越受到教师和学生的青睐。[3][4]从事多媒体教学,需要掌握丰富的课程资料,构建集图、文、声于一体的教学模式。笔者在教学实践中充分利用各种信息资源库,不仅制作了多媒体课件,还广泛收集了大量课程相关的图片、动画、视频、CAI课件等,运用生动直观的多媒体素材向学生讲解抽象晦涩的理论,演示复杂精细的实验,使教学由枯燥转向生动,提高了学生的学习兴趣,提升了课程的教学质量。除了收集和运用各种多媒体资料,笔者将这些资料分门别类进行整理,构建有序的资料库,还计划建立课程网站,充分利用网络优势,将课程的教学从课内延伸至课外,使学生能够借助课程网站这一平台,利用各种多媒体资料进行自学,攫取更多的知识,进一步加深对课程内容的理解。
5 紧扣产业发展脉搏
目前,生物技术制药领域的蓬勃发展,得益于国内外众多生物制药企业的积极参与。在机遇与挑战并存的环境中,越来越多的企业意识到自主创新的重要性。笔者认为,在教学中适当引入一些国内外生物制药企业成功的案例,将教学内容与产业实际紧密联系,有助于学生对生物技术制药领域新技术新理论的实际应用有更深刻、更直观的认识,有助于学生建立专业自信心和自豪感,有利于应用型人才和创新人才的培养。
生物技术制药行业发展迅速,相应的教学工作也应紧跟行业发展趋势。教师需要在教学过程中不断进行总结、反思,并不断改进、创新教学方法,只有根据生物技术制药学科的教学内容和最新进展,不断修正教学过程中发现的问题,研究新的教学方法,才能收到更好的教学效果。
参考文献
[1] 夏焕章,熊宗贵. 生物技术制药(第2版)[M].高等教育出版社:1999.
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)12-0116-02
学分制既是一种教学管理制度,也是建立在学生学习自由基础上的一种教育理念。学分制有完全学分制和学年学分制之分。目前,我国普通高等院校多数实行的并非完全意义上的学分制,而是学年学分制。随着我国高校不断推进的教育体制改革,许多高等院校的教学管理模式由以往学年制向学分制转变。与学年制相比,学分制下学生可根据自己的专业兴趣自主选择所修课程,因而较学年制有较大进步。为此,临沂大学自2008年开始全面实施学分制改革,推进课程的小型化建设,并制订相应的本科培养方案。
一、生物技术系列课程组成及课程开设简介
生物技术系列课程是临沂大学生命科学学院在生物技术专业开设的专业方向课程,其系列课程主要包括《基因工程》、《发酵工程》、《细胞工程》、《酶工程与蛋白质工程》及《生物技术大实验》等。通过系列课程的学习,使学生掌握基因工程的基本原理和实验方法,掌握生物技术各项技术和成果在发酵菌种选育改良、细胞培养、酶制剂研发、蛋白质改造等领域的应用;熟悉现代生物技术在农作物改良、新品种培育、疾病诊断和治疗、新药研发等领域的重大作用。通过综合性的生物技术大实验的设置,培养学生的自主学习、自主设计和创新能力及实验操作技能,拓宽学生的知识面及专业技能,为以后的专业实践学习及毕业后走向生命科学相关专业的工作岗位打下基础。2004年,《生物技术导论》作为一门综合性课程首先面向生物科学和生物技术两个专业开设。后来随着学科的发展、师资力量的壮大以及实验室建设的日益完善,2006年,生物技术专业的《生物技术导论》扩展为《基因工程》、《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》四门课程,并开设相应的实验,充分体现生物技术及其下游应用特性。而生物科学专业继续以《生物技术导论》的综合形式开课,作为本专业的方向选修课。
二、学分制下生物技术导论系列课程的教学改革
1.教学内容改革实践。①教学大纲的制定及授课学期的安排。由于生物技术系列课程具有涉及学科多、实用性较强、与实践结合紧密的特点,其基本理论和应用研究一直是非常活跃的领域。学分制下,教学大纲的制定应结合专业特色,将课程小型化、精致化。因此在课程内容选择上,我们精益求精,在制定教学大纲前,生物技术系列课程教学团队共同讨论,集体拟定教学大纲,充分结合专业的特点和定位,结合培养方案,既能体现学科特色,达到培养目标,又避免内容重复。生物技术专业的《基因工程》、《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》的理论教学大纲和实验教学大纲分别制定,为了突出实验技能训练,各门课程理论教学和实验教学实行1∶1的学时设置,各32个学时(共3学分)。生物科学专业制定《生物技术导论》教学大纲,实行模块化教学,实验方面开设综合性的“生物技术大实验”,根据教学内容,理论学时为48学时,实验学时32学时。在学期安排上,生物技术专业在第四学期开设必修课《基因工程》及其实验,第五学期开设《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》等系列选修课程,学生可以根据自己的兴趣和学分情况进行选课。对于生物科学专业,在第五学期开设《生物技术导论》和《生物技术大实验》,既能与前面学科衔接,又能为后面的考研、就业提供理论知识和实验技能训练。②教材建设。教材建设必须以服务人才培养为目标,以提高教材质量为核心。学分制的实施和教学计划的调整,教材建设需走在前列。本课程在选择教材时优先使用近5年内出版的“面向21世纪课程教材”和“国家‘十一五’规划教材”。以这些教材为基础,设计教学内容,编制教学讲义,实现立体化授课,同时指定几本相关教材作为参考书,并利用专业网站进行课外学习资源。
2.教学方式的改革实践。①采用多元的课堂教学形式,提高课堂教学效果。教学方法的选择和组合,要同教学内容、学生的特点及教师自身运用教学的能力联系在一起。传统的课堂教学形式主要是以教师单向授课为主,学生多为被动听课。为启发和调动学生的学习积极性,应根据生物技术系列课程的特点,选择不同的教学方法。对于理论性强、内容抽象的知识采用讲解―教授式,如《基因工程》中基因工程操作的基本过程、目的基因的克隆和筛选等内容,通过教师的精心编排,尽量使抽象问题具体化、繁杂内容简明化、同类问题规律化,便于学生理解和接受。而在讲基因治疗时,采用问题―探究式的教学方法,教师在课堂教学中穿插启发性问题,运用引趣、设疑、类比、联想等方法能刺激引发学生的学习兴趣与思考,也加强了师生之间的互动。例如,在讲基因治疗的作用时,先举一个乙肝病毒的例子,提示例子关键性,提出怎么办,让学生在教师的启发诱导下,主动积极独立地思考,使学生分析问题和解决问题的能力得到较快提高。翻转课堂是学生学习自主性和师生角色转换的重要体现。在教学过程中,让学生自由组合成学习小组,结合本组成员的兴趣,自主选择一个主题,调查研究,查阅文献,在课堂教学期间走上讲台为大家讲课,以此进一步培养学生的自主学习能力及表达沟通能力,增加师生之间的理解互信。对于一些较容易理解的内容,采用自学―辅导式教学方法,对于学生认知前提较好的内容,先由学生自己看教材,总结笔记,针对普遍问题和教学大纲要求讲解,然后归纳总结,使学生阅读教材的能力、逻辑思维能力、归纳总结能力等方面受到实际锻炼,掌握自学方法,让学生自主学习。②充分利用现代化教学手段。生物技术系列课程内容具有信息量大、抽象、应用性强的特点,如果使用传统教学手段,学生很难深刻理解这些内容。而使用媒体、影像资料等现代化教学手段,可以在有限时间内提供给学生最大的知识信息量。如基因工程中限制性内切酶、载体、重组DNA构建、PCR的原理等内容,比较抽象,学生理解比较困难,在讲授的基础上配以动画演示,把这些要素的应用展示给大家,生动直观形象地加深学生的理解程度。③改革实验教学,强化学生动手能力。如科学安排实验内容,根据学生反馈信息,调整实验指导方法、改革试验考查方式,促进教学质量的提高,着重考核学生分析解决问题的能力。在实验安排上主要分为3个层次:基础型实验、设计与综合型实验和研究型实验。通过基本实验技能训练,掌握基因工程最基本的实验技术及操作方法;掌握常规仪器设备原理及应用,培养数据处理和表达实验结果的能力。通过综合实验培养学生多实验方法手段综合、多途径信息获取,以及科学分析推理的综合实验能力和独立操作、解决实际问题的能力。通过设计实验,使学生能在教师指导下正确的进行实验设计,按自定实验方案操作、观察,获得实验数据,正确分析结论及解决实际问题。研究型实验是将最新研究成果引入到实验教学中。引入科研、教改成果,使实验内容与科研应用项目密切联系,充分体现基础与前沿、经典与现代相结合。如综合型实验“大肠杆菌感受态细胞的制备、转化与筛选”中,将以前单一分散的三个实验,按照其内在联系组合为综合性实验,不但使学生学到了感受态细胞制备方法、LB培养基的制备、质粒DNA的转化与筛选等3种基本实验技术,更重要的是使学生在掌握基本技术的同时,培养学生对基本技术和方法综合运用的能力。发酵工程实验中带领学生亲自操作发酵罐生产酸奶、米酒等产品,既掌握了发酵罐的结构,还体验了生产产品的乐趣。细胞工程实验中让学生自己取材,进行植物组织培养,观察植物是如何从一个愈伤发展成为一个完整的植株,体会植物细胞全能性的概念。
三、教学改革所取得的成效
在学分制指导下,通过对生物技术系列课程的教学改革,提高了学生选课的自主性,大大激发了学生对生物技术相关课程的学习兴趣。在酸奶发酵和米酒发酵实验中,学生体会到生物技术并不是深不可测,在蛋白质改造和基因工程药物设计中,在显微注射和动物克隆原理和技术的学习中,学生认识到现代生物技术的博大精深。在实验课中,学生根据自己掌握的专业知识积极设计自己组内的实验方案,并顺利完成一种植物的组织培养、完成酸奶制作和米酒酿制,实验结束后,学生们在实验报告的结尾都写出了自己的实验心得,体会收获的快乐。在教学互动环节,鼓励学生走上讲台,讲授自己所撰写的课程论文,通过此环节的锻炼,学生的总结及自我表达能力得到了提高。在教学过程中我们还注重学生科研能力的训练,先后申请了如“创新实验设计探究盐胁迫下纳离子对小麦种子萌发和幼苗离子毒害效应”、“低糖保健型石榴汁酸奶加工工艺的研究”、“玉米等主要农作物的抗逆性研究”等多个国家级和校级大学生创新基金,实验“叶用芥菜和白菜型油菜之间体细胞杂交体的RAPD鉴定”参加第十二届“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛并获得三等奖。目前生物技术导论申报校级特色课程,正在建设中。近几年的教学实践显示,教学改革效果良好,并符合新世纪高等教育培养高素质现代生物技术人才的需要。
参考文献:
[1]江天肃,张洪波,杨军,等.关于完全学分制的思考[J].现代教育科学,2009,(6):6-8.
21世纪是生命科学的世纪,将生命科学与医学有机融合是生命科学当前发展的趋势和主流。医学生物技术专业是医学院校为适应我国中长期发展战略及整个生命科学领域的发展要求而设立的新兴专业[1]。随着现代生物技术的迅猛发展,医学生物技术已经成为生物技术中发展最快、成果最多的领域[2]。生命科学的迅速发展对医学院校生物技术实验室的建设也提出了更高的要求。如何加强实验室师资队伍建设,加强实验室科学化、人性化管理,建设具有良好实验环境的实验室成为教学创新体系的重要组成部分。近年来,许多高校就如何加强生物技术实验室建设进行了探索,陶士强[3]等通过优化生物技术实验室开放运行模式,在开放实验室建设中就如何提高实验设备的利用率、培养大学生科研创新能力方面进行了探索;喻林华[4]、黄志君[5]、曲戎梅[6]分别从实验室规范化管理、高效化管理、开放式管理对生物技术实验室建设进行了探索和实践。
从近年来我校对生物技术实验室建设与管理改革实践出发,结合多年教学经验,现将具体做法、经验及取得的成效简介如下:
1 医学生物技术实验室建设的背景和必要性
实验室是培养学生能力的重要场所。生物技术专业的培养目标是使学生成为具有生物科学基础知识和实践技能的生物技术人才,因此加强实验教学环节的学习对培养目标的实现非常重要。然而由于种种原因,我国的生物实验教学起步较晚,以致重知识、轻实验,重理论、轻实践,学生“高分低能”现象至今仍相当普遍[7]。生物技术专业仅有十年左右的历史,属于一个全新的专业,而医学生物技术实验室建设更是缺乏相关经验,如果完全照搬综合性大学生物技术专业实验室建设体系,既不能满足医学院校生物技术专业培养目标的要求,又不能体现医学院校生物技术实验室建设特色。因此,探索一种能体现医学院校生物技术专业实验室的建设模式,对提高医学生物技术实验室建设水平,加强医学生物技术专业学生实践操作能力,无疑将起到一个积极的推动作用。
2 加强医学生物技术实验室师资队伍建设
2.1严格执行人才引进制度,争取引进最适合实验室工作的人才
医学生物技术实验课具有医学和生物技术多学科交叉融合的特点,实践性很强,实验室技术人员需要具备扎实的实践操作水平。我们在实验室人才引进过程中严格把关,重点引进具有生物技术相关学科背景的本科以上学历人员,优先录用具有医学和生物技术交叉学科背景的人才。在人才引进过程中,不是一个人说了算,而是成立人才引进工作领导小组,由院长担任组长,各教研室、实验室主任和科研骨干教师为组员,整个引进过程在一个公开、公正、公平的环境中进行。
2.2改革实验室人员工作方式和方法,尽量做到事半功倍
2.2.1实验室工作人员参与专业教师集体备课活动长期以来,实验室工作人员只负责实验课的准备工作,不参与实验带教;而课程授课教师只负责实验课带教工作,不参与实验课的准备,这种方式无疑加大了带教教师和实验室人员之间相互沟通的难度,遇到问题也不能及时解决。通过几年的努力,我们摸索出一套行之有效的解决办法,即让实验室工作人员参与专业教师集体备课活动。通过这种形式的集体学习和交流,增强了实验人员与专业教师的沟通,使教学
在理论和实践两个环节更好地衔接。
2.2.2带教教师参与实验室准备工作针对医学生物技术专业以实验技术和实际操作为基
本专业技能的特点,我们规定专业教师轮流到实验室工作,时间由半年到一年不等。专业教师要参加实验室的常规工作,包括各课程的实验预示、实验准备、实验课带教、开放实验室项目的确立、综合性实验方案的拟订等。通过参加实验室的工作,各位教师都能熟练地掌握实验过程,对实验过程出现的异常现象也能从中找出原因并加以解决,使实验能够顺利进行。
2.2.3建立实验教学队伍考核机制为了提高实验室工作人员的业务水平,学院定
期对实验技术人员业务能力进行考核,考核内容是生物技术实验室承担课程的基本理论知识及实验操作,所有实验室工作人员均须参加考核。考核以闭卷考试及现场操作的形式进行,各位教师积极准备,认真对待,把此次考核作为一次自我提升的机会。考核成绩将存入个人业务档案,作为职称晋升和年度考核评优的重要依据。
3大力加强实验室基础设施建设
我校医学生物技术实验室成立于2006年1月,是一个承担生物技术专业相关课程实验教学的综合实验室,经过几年的建设和发展,实验室已经基本具备了较好的场地条件和实验仪器。但随着医学生物技术的迅猛发展及学校招生规模的不断扩大,实验室现有实验场所和实验设备已经不能满足需求。从2010年开始,实验室积极向学校争取实验场所,新增加了1个发酵室、1个细胞培养室、1个微生物培养室和1个实验准备室,现有实验面积近1500平方米;2011年,实验室在原有超速冷冻离心机、全自动机械搅拌玻璃发酵罐、生物发酵与提取系统、高速逆流色谱等高档仪器设备的基础上,与山东省财政厅共同投资近300万元购买了超临界二氧化碳萃取系统、凝胶成像分析系统和荧光分光光度计等一大批大型实验仪器,教学和科研条件得到进一步改善,为培养高素质的创新性人才奠定了坚实基础。
4进一步完善实验室各项规章制度,重点做好制度的落实工作
4.1建立健全实验室各项规章制度,尽量做到各项工作都能有章可循
自2006年实验室组建开始就建立了一套比较全面的实验室规章制度,内容包括实验室人员日常管理规定、实验物品管理规定、实验仪器使用管理规定等。另外,根据日常工作需要,我们又建立了实验室安全管理制度分册,比如实验室涉及有毒微生物的保存、实验废弃物的处理以及水、电、气等危险因素的应急预案;对于实验室所涉及的实验物品管理,包括平时实验药品的损耗情况、大型实验仪器的使用情况,我们引入了相关软件管理系统进行科学管理。
4.2做好实验室规章制度的更新和完善工作,更要抓好各项制度的落实
4.2.1对实验室各项制度定期进行更新和完善随着医学生物技术的迅猛发展,实验室各项工作也将日新月异。由于实验室的特殊性,如果疏于管理极易出现人身伤害、财产损失及环境污染等重大安全事故,为了科学、有效地服务教学和科研工作,实验室定期对规章制度进行增补、修订和完善,如重新修订《危险化学品及有毒化学品管理办法》和《实验中心仪器设备损坏、丢失、赔偿制度》,新增《实验室开放管理办法》《大型贵重仪器设备管理办法》《低值耐用品管理办法》等多项内容。这些制度为顺利完成实验、实践教学任务,充分发挥实验室作用提供了保障。
4.2.2千方百计做好实验室各项制度的落实工作实验室各项规章制度由实验室主任监督其全面落实情况,对于出现的违章情况报生物科学学院办公室处理;严格按照“谁主管、谁负责”原则,由实验室工作人员具体实施各项规章制度;另外,对于安全管理制度和设备安全操作规程等重要规定,应张贴在实验室明显易见的地方,严格执行,相互监督,不得违章。
5成效
经过几年的探索与实践,生物技术实验室改善了实验教学条件,明确了相关人员的岗位职责,实验技术人员工作积极性和工作效率明显提高。同时还完善了实验室各项规章制度,实验室的教学、管理工作趋于规范化、制度化和科学化,实验室建设取得了较好的效果。
参考文献
[1]曹新.关于医学院校生物技术建设和人才培养的思考[J].医学教育,2005(2):21-26.
[2]向仁德.现代生物技术在药物研究中的应用概况[J].中国医学生物技术应用,2003(2):1-5.
[3] 陶士强,闻燕,江明珠.生物技术实验室开放运行的探索与实践
[J].实验室科学,2010,13(1):127-128.
[4]喻林华,项文化,王义强,韩文军,邢伟一,孙吉康,李爱英.生物技术实验室的规范化管理浅谈[J].中南林业科技大学学报(社会科学版),2010,4(4):140-143.
生物技术是在分子生物学基础上建立的、为创建新的生物类型或新生物机能的实用技术。具体而言,生物技术包括植物转基因技术、动物生物技术、农作物的分子育种技术、纳米生物技术、重要疾病的生物治疗等。随着人类基因组测序、人类染色体破译、水稻基因组测序、破译老鼠基因组、转基因动植物研究、干细胞研究、生物技术在病毒检测及疫苗研制中的应用、克隆技术等国际生物技术领域取得了一系列突破性进展。生物技术在医药、农业、环保、食品、化工等行业,具有广阔的应用前景。
据统计,全球生物药品市场规模1997年为150亿美元,2000年为300亿美元,2008年将达到800多亿美元。在农业方面,尽管人们对转基因食品存有疑虑,但从1996年商业种植转基因作物以来,全球转基因作物的种植面积仍然增长了30多倍,2001年已达5260万公顷。据分析家预测,转基因食品的销售额2010年将达到250亿美元。生物经济的另一基础是人类基因。由于绘出了人类基因组图谱,基因药物可以使几千种基因病症预防、缓解和治愈的可能性大大提高,因此有人说,一条基因就能形成一个产业。到2020年,利用基因重组技术研制的新药可能会达到3000种。
生物技术已经成为现代科技研究和开发的重点,生物技术已经成为一个新的经济增长点,其增长速度大致是在25%~30%,是整个经济增长平均数的8~10倍左右。生物技术引领的新科技革命正在加速形成,生物科技的重大突破正在迅速孕育,将催生新的产业革命。历史经验证明,这一时期是发展中国家把握历史契机,发挥后发优势,实现跨越式发展的重要战略机遇期。这也正是是我国生物产业发展的重要战略机遇期,为我国发挥后发优势、实现跨越发展提供了历史性机遇。
2.中国必须抓住世界生物科技革命和产业革命的机遇,将生物技术产业培育成为我国高技术领域的支柱产业
生物产业作为21世纪新兴战略高技术产业,已成为世界各国竞争的制高点。中国政府高度重视生物产业发展。2009年6月,国务院常务会议讨论并原则通过《促进生物产业加快发展的若干政策》。会议认为,必须抓住世界生物科技革命和产业革命的机遇,将生物产业培育成为我国高技术领域的支柱产业。以生物医药、生物农业、生物能源、生物制造和生物环保产业为重点,大力发展现代生物产业。《促进生物产业加快发展的若干政策》的颁布,标志着我国生物产业已步入快速发展期。
中国生物产业规模近年来不断扩大。首先,生物医药稳步增长,经济效益大幅增加。2000-2008年全国医药工业产品销售收入年均增长达20.45%。2008年生物医药产业抗风险能力表现突出,继续保持高速发展态势,全年医药工业实现产值8666亿元,同比2007年增长25.52%。中国生物产业总规模超过万亿元,生物产业正在成为中国高技术领域新的增长点。生物技术是中国与发达国家差距相对较小的高技术领域,中国具有发展生物产业的技术基础和巨大市场需求,大力发展包括基因技术在内的现代生物产业,是培育新的经济增长点、提升中国产业国际分工地位和保障国家长远发展的需要。
3.河南省生物产业地方特色突出和发展优势明显
河南省生物质资源非常丰富,生物及新医药产业基础比较雄厚,在部分领域居于国内领先水平。在国际化、产业化、集聚化的总体要求之下迅速做大做强河南生物及新医药产业,将其打造为带动河南省经济发展的新兴支柱产业,对推动河南省产业结构升级和经济社会发展具有重大战略意义。
河南省生物资源丰富,粮食年产量突破1000亿斤,拥有植物3830余种,动物418种,中药材资源丰富,药用植物1963种,拥有焦作四大怀药、新乡金银花、济源冬凌草、南阳山茱萸等特色地道中药材享誉海内外。初步测算,2008年我省生物及新医药产业总产值已经超过600亿元,其中全省医药制造业实现工业总产值和增加值分别达到484亿元和150亿元,同比增长35%和27%,分别高于全国平均增幅10个和9.9个百分点;实现利润47亿元,同比增长27%,是全国增长最快的省份之一。我省医药制造业总产值已从2000年居全国第14位,2005年全国第9位,跃升至2008年的全国第5位、中部六省第1位。以生物医药为代表的生物及新医药产业已经成为我省高技术产业中所占比重最大,带动河南高技术产业快速发展的重要产业。
根据《河南省生物及新医药产业(2009-2020年)发展规划》,河南省重点发展生物制药、生物农业、生物化工、生物能源和生物技术研发服务业、医药研发外包服务等。紧紧抓住生物科技革命和产业革命机遇,充分发挥我省生物资源、产业基础等优势,坚持走特色化、产业化、集聚化、国际化的发展道路,巩固和加强生物农业的优势地位,加快推进生物医药转型升级,把生物化工作为实现跨越发展的突破口,力争通过10年左右的努力,将生物及新医药产业培育成为我省的新兴支柱产业,主要经济指标跻身全国前3位,使我省成为自主创新能力强、具有国际先进水平的生物农业基地,成为国际知名、国内一流的生物医药产业基地,成为全国规模最大、具有国际竞争力的的生物化工基地。
二、生物技术特色专业建设的重点内容
根据《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》(教高〔2007〕1号)和《高等学校本科教学质量与教学改革工程项目管理暂行办法》(教高〔2007〕14号)的规划,建设高等学校特色专业是优化专业结构,提高人才培养质量,办出专业特色的重要措施。充分认识生物产业发展的急需,高度重视生物技术特色专业的建设工作,大力加强课程体系和教材建设,改革人才培养方案,强化实践教学,加强教师队伍建设,紧密结合国家、区域经济社会发展需要推进生物技术专业建设,切实为同类型高校生物技术及相关专业和本校的专业建设和改革起到示范和带动作用。
1.修订、完善人才培养方案,整合课程内容,优化课程体系
(1)根据对社会发展、学科发展和人才需求的分析,以现代教育思想和教学观念为指导,通过广泛调研,围绕如何提高生物技术专业毕业生从事科研、开发、生产管理工作等综合素质,提出修改完善人才培养方案的思路。(2)强化生命科学基础理论知识的传授,调整理论教学与实践教学的学时比例,适当增设拓展生命科学研究方法、促进实践能力提高的课程,增加生命科学学科前沿知识介绍,拓宽知识面,提高人文综合素质,使人才培养方案和人才培养模式进一步科学、合理。加强专业基础课教学。根据本专业的特点,增设了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程工艺原理等专业基础课,从而使学生较系统的掌握本专业所必须的技术基础理论知识和技能,符合“厚基础、宽口径、强能力、高素质、广适应”的新型人才培养模式。要求本专业毕业的本科生有较扎实的生物学基础,掌握生物技术的基本原理和一定的实验技能,了解国内外生物技术研究及发展动向,能适应生物技术教学、科研、开发及管理等岗位的工作。(3)根据教育教学改革和人才市场对生物科学类人才的需求,整合相关课程内容、调整知识结构、加强专业知识内容的衔接,将学科新知识、新理论、新技术和新方法充实到教学内容中,修订和完善课程教学大纲、实验大纲、教学实纲及生产(教育)实纲。增设选修课,拓宽专业口径,以适应市场需求。选修课有生物制药工艺学、天然产物制备技术、环境生物技术、基因工程育种、生物工业下游技术等。针对不同的专业方向,使学生系统掌握好专业基础知识后,通过多选课拓宽专业基础,淡化专业意识,不断提高自身素质与能力。(4)针对生物技术专业培养目标和河南省经济发展特点,构建“基础扎实,知识结构合理完善,实践能力和业务技能明显提高,科学精神、人文精神、创新精神整体发展,具有优势市场竞争力”的生物技术类人才培养模式。根据学科特点和学生的不同学习阶段,有计划、有重点的吸纳所有从事专业教学的教师、相关职能部门人员、生产实践和教学实习单位骨干等共同参与到人才培养工作中。对理论课程体系和实践教学环节进行合理规划,通过学科专业概论、入学教育、本科生导师制、学科专业专题讲座等环节,强化专业思想,加强基础理论和实践技能训练,构建具有鲜明城市特色的生物技术类人才培养体系。
2.改革教学方法和教学手段
(1)提高课堂教学效率,引领学生自主学习。根据课程性质和教学内容积极开展多媒体辅助教学和网络教学,充分利用网络资源引导学生自主学习,培养学生获取信息以及对信息进行分析、加工和综合概括的能力。(2)积极倡导并尝试体验式教学、探究式教学等教学方法,通过研究性学习、自主学习、合作学习等多种形式,组织学生积极开展创新性实验和实践,开展社会实践调查,参与科学研究,全面提升学生的创新能力和实践能力。(3)改革课程考核方式,根据不同的课程性质采用不同的考核方式,采取理论笔试、实验方案设计、实际操作、课程论文、课程讨论答辩等多种考核方式,全面促进学生学习能力的提高。(4)定期开展学术报告、学生读书论坛、演讲比赛、实验技能大赛等系列活动,拓展学生的知识面、提升学生的综合素质。
3.加强师资队伍建设,形成一支了解社会需求、教学经验丰富、热爱教学工作的教学团队
(1)积极完善梯队结构,科学合理的配置教师资源,建立健全师资培训制度,加大中青年学术带头人和骨干教师的培养力度,鼓励和支持中青年教师攻读博士学位,进一步加强师德建设,全面提高教师队伍的整体素质,以保证专业建设的可持续发展。(2)完善生物技术系活动制度,通过活动提升教师的业务能力和教学研究能力;加强对教学内容和方法手段的研究,形成人人参与教学研究的氛围。(3)建立专业课教师的“传”、“帮”、“带”制度,通过老教师的指导,扶持青年教师尽快走上教学和科研轨道。通过建设,形成学科齐全、发展均衡、优势互补,具有较强学术竞争力的教学团队。
4.加强实践教学
(1)依托郑州大学生物基因工程技术中心的筹建,结合本专业较强的科研实力,加强生物技术专业类人才的实践能力培养。(2)增加设计性实验和综合性实验的比例,加强对实验的指导,提高实验课效率,培养学生的动手能力和创新能力。(3)建设生物学实验技能实训平台及实践技能实训实验室,2年级选择优秀学生提前进入各个科研实验室,加强科研、生产实践锻炼及课堂教学基本技能训练,提高生物技术专业的科研、实践操作能力。(4)充分利用郑州市的动植物资源及规模化的生物技术企业,建立1~3个专业课程实习基地。通过课程实习,训练学生的基本技能和知识运用能力。(5)借助重点实验室、实验中心及学院较强的科研势力,为本科生搭建参与科研活动的平台。建立本科生优秀论文评选制度,通过本科生毕业论文、“挑战杯”、创业计划竞赛等开展优秀论文评选活动,激发学生参与科研活动的积极性,培养学生的创新精神和实践能力。
三、生物技术特色专业的建设
1.立足前瞻性,紧紧把握生命科学前沿,抢占国际竞争的制高点
人类基因组计划对生物产业带来巨大推动作用,国际生物技术领域取得了一系列突破性进展,研究成果主要方面包括:人类基因组测序、人类染色体破译、水稻基因组测序、破译老鼠基因组、转基因动植物研究、干细胞研究、生物技术在病毒检测及疫苗研制中的应用、克隆技术。因此,生物技术在医疗保健、农业、环保、轻化工、食品等重要领域对改善人类健康与生存环境、提高农牧业和工业产量与质量都开始发挥越来越重要的作用。近年来,生物技术已经成为现代科技研究和开发的重点,生物技术已经成为一个新的经济增长点。生物技术引领的新科技革命正在加速形成,生物科技的重大突破正在迅速孕育,将催生新的产业革命。历史经验证明,这一时期是发展中国家把握历史契机,发挥后发优势,实现跨越式发展的重要战略机遇期。这也正是是我国生物产业发展的重要战略机遇期,为我国发挥后发优势、实现跨越发展提供了历史性机遇。
2.突出先进性,发挥优势,服务国家和地方经济技术建设与发展
河南省生物质资源非常丰富、中药材资源丰富、生物及新医药产业基础比较雄厚,在部分领域居于国内领先水平。以生物医药为代表的生物及新医药产业已经成为我省高技术产业中所占比重最大,带动河南高技术产业快速发展的重要产业。力争将生物及新医药产业培育成为我省的新兴支柱产业,主要经济指标跻身全国前3位,使我省成为自主创新能力强、具有国际先进水平的生物农业基地,成为国际知名、国内一流的生物医药产业基地,成为全国规模最大、具有国际竞争力的的生物化工基地。广泛与省内科研机构科研联合,创建一批生产实习基地,克服造成产学研脱节,创造有利于科技复合型人才培养的新机制,满足产业发展高水平科研领军人才、以及具备管理、技术和营销背景的复合型人才的急需。
摘要:本文以科研实践模式为核心,树立正确的专业认识和增强专业归属感;培养学生的自主学习和科研创新能力等方面,探讨了生物技术高素质创新人才的培养,对高等院校培养高素质的创新型人才培养的改革提供参考。
关键词:生物技术;本科生;创新能力
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)50-0097-02
2010年《国务院关于加快培养和发展战略性新兴产业的决定》出台,将生物产业作为战略性新兴产业大力发展,从国家发展战略上把生物产业作为新的经济增长点,必须依靠生物学领域的重大突破和大量的具有创新能力的生物类专业人才[1,2]。因此,在现代生物科学的发展下,如何培养大批具有创新思维和能力的生物专业应用型人才,具备适应生物产业作为经济新增长点,是我们从事生物技术专业人才培养的教育工作者急需探讨的问题。笔者以湖南工业大学生物技术系为依托,从学生对专业的认识、教学模式的改进、学生参与科学技术的研究开发积极性等方面为突破口,全面提高生物技术本科生创新能力,取得了较好的效果。
一、树立正确的专业认识和增强专业归属感
生物技术不仅包括生命科学的所有次级学科,同时又结合了化学、数学、微电子技术、工程学、计算机科学等尖端基础学科,具有典型的多学科交叉特性,因此,生物技术专业课程设置涉及面广。但由于总学时的限制,专业课所占的比重相对较低,尤其是当前现代生物科学的日新月异发展下,生命科学的研究与发展关系到人类的生活和社会的发展,学生要解决诸如人类社会面临的人口健康、粮食能源、资源环境等领域的问题进行深入研究缺乏相应的知识基础和视野,难以在实际工作中运用专业知识解决专业问题,导致目前生物类本科毕业生从事本专业技术工作的比例较低[2]。同时,由于网络上对生物技术专业的负面的宣传和介绍,一些家长和学生认为生物技术类专业就业率较低,导致部分学生不愿意学生物技术专业;尤其是我校的生物技术专业学生觉大部分是调剂生,而且我校生物技术专业之前是挂靠在包装与材料工程学院,对选择生物技术专业存在一定的抵触,他们在入学后,思想观念如不能得到及时转变,将会对专业前途感到迷茫,学习积极性不高。
为改变生物技术专业面临的这一现状,首先从入学教育上抓起,要依托湖南工业大学生物技术系、绿色包装与生物纳米技术应用湖南省重点实验室和生物医学工程硕士点的学科和师资力量,以各位教授和博士研究方向,结合生物技术专业实际的特点,着重介绍生物技术专业的运用范围和在实际中能解决的问题,让学生了解生物技术专业,认识到生物技术的重要意义,激发学生的学习兴趣;同时在低年级开设一些体现生物技术前沿讲座,向学生传达最新的生物技术专业研究成果和应用推广情况,培养学生具有较强的专业归属感[2,3]。
二、改进教学模式,培养学生的自主学习和科研创新能力
作为教学的对象接受知识的主体,生物类课程的许多知识都以描述性的语言为主,大多数教师运用多媒体教学手段,采用灌输式、填鸭式教学方法,老师讲,学生做笔记,很难实现老师与学生的“双向互动”[4]。而在现代生物科学的日新月异发展下,为了具体落实生物技术专业学生的创新能力培养,教学方式要有所改进。在课堂上可以采用启发式、辩论式和讨论式等多种教学手段,将教学内容多层次、多角度地展现相出来,带动课堂的学习气氛,使学生由“被动”转化为“主动”、由“依赖”转化为“自觉能动”学习[4,5]。
在教学内容上我们也做出了对应的改进,改变过去以分割知识点和单元模式为主要授课内容,采取了注重新和精的原则,通过适当地整合知识点使之成为一个案例,表达一定的技术原理和方法,使学生可以借鉴、移植,在以后的学习和工作中解决实际问题[5,6]。同时要及时将本领域的最新研究成果、新技术、前沿发展动态引入到课堂教学中,结合生物技术专业学科交叉的特点,将不同的学科之间知识联系,培养学生科研意识。
三、建立科研实践模式,提高W生科研创新能力
生物技术专业是一个实验性和实践性很强的学科,在整个学生培养体系中实验教学占有很大的比重,注重实验项目与实验技术的综合与创新[7,8]。在现代生物科学的高速发展下,生物技术专业其实验教学改革目的和基本思想是培养学生的创新能力,主要采用实验项目与理论教学及教师科研项目相结合的教学方式,以开放性实验管理,增设综合性实验,有利于学生创新能力和创新意识的培养[8]。
目前,在一般的教学研究型地方院校,教师科研能力不强,部分学生对科研缺乏直观的认识。为培养学生的创新能力、科研意识,湖南工业大学在向教学研究型大学转型情况下,生物技术专业以湖南省生物医学工程重点学科建设为龙头,以绿色包装与生物纳米技术应用湖南省重点实验室中心为平台,以教师高水平科研课题为依托,给学生个性发展空间,全面推动大学生自主创新研究。
我们以《基因工程》实验课程为例,通过验证性实验学习基本的实验技能,结合曾晓希教授的国家自然科学基金《土壤重金属生态毒性修复过程中的微生物群落结构和功能研究》,设计一个“重金属污染土壤中抗镉微生物基因的筛选鉴定”实验,时间为两周,整个实验分为以下四个部分:抗镉微生物的分离与鉴定、微生物抗镉基因提取与鉴定、抗镉基因DNA与载体的重组与筛选、抗镉基因在质粒的表达,实验将《基因工程》课程讲述的内容与用到的各种分子生物学技术有机地联系在一起,使学生有参与科研概念和过程。同时将学生分为四个小组,每个小组独立完成本组实验,锻炼学生的团队精神和科研协作能力。同时在实验过程中,同学们非常活跃,提取许多疑问和想法,努力将实验设计做的符合课题的要求,并且每一个实验都是一脉相承的,前一个实验没有做好都会影响后续的实验,这对学生动手能力,分析问题和解决问题能力都有很好的锻炼。同时,有助于培养学生的创新意识、创造精神,有利于学生科研创新能力全面提高[1,8,9]。
在生物技术高速发展的时代背景下新进展、新技术、新成果层出不穷,新的研究热点和学科不断涌现[9]。在生物技术专业学生教学中应注重以学生为主体,调动学生科学研究的积极性,培养学生的专业兴趣和社会适应能力,全面提高生物技术本科生创新能力。
参考文献:
[1]谢旭辉,胡忠.21世纪生物技术创新人才培养模式的探讨[J].高教论坛,2006,(1):46-49.
[2]严明理,刘丽莉.生物类本科生创新能力培养方式探索[J].当代教育理论与实践,2014,6(7):147-148.
[3]刘超,洪法水.生物科学本科生科研创新能力的培养[J].实验室研究与探索,2012,32(2):206-208.
[4]蒋永荣,方成,夏金虹.基于学科交叉培养本科生创新能力的探索[J].高教论坛,2015,(7):45-48.
[5]姜勇.科研实践模式提升生物技术专业人才综合素质的研究[J].中国教育技术装备,2015,(21):168-169.
[6]王雪琴,谭晓蓉,张璐,等.生物技术专业本科生科研创新能力培养模式探讨[J].教育教学论坛,2013,(42):213-214.
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2016)05C-0071-02
近些年,随着科技的进步,生命科学飞速发展,生物技术在各领域展现出了无限潜力,社会关注度越来越高,被世界各国确定为21世纪科技发展的关键技术和新型产业。现代生物技术与其他学科相互交叉融合,逐步形成了农业生物技术、医药生物技术和工业生物技术三个应用领域,其中医药生物技术领域由于和人类的生命安全关系密切,成为现代生物技术中最实用、最具发展势头的领域之一。
一、生物技术专业人才需求及各院校招生情况
随着生物医药产业健康快速发展,以及新的理论技术不断涌现,具有扎实理论基础、较强探索精神和实践能力的医药生物技术人才的需求也与日俱增。生物技术相关专业人才的社会需求有增无减,尤其是医药行业生物技术人才需求快速增长。为了更好的适应社会对生物技术人才的需求,教育部于1998年正式将生物技术专业列入理学本科专业目录,主要培养应用型的专业技术人才。之后,很多院校都相继开设生物技术专业,中国前300名大学中,具有生物技术专业的大学占到了33.7%。通过对生物技术专业在这300所大学不同类别的分布分析可以发现,生物技术专业在综合类、理工类、农林类和师范类高校中设置的频率较高,分别占相应各类高校总数的70.6%、70.8%、82.6%、97.3%。而我们通过前期统计,全国90所医学本科院校,开设生物技术及相关专业的仅有28所,占31.1%,不及全国的平均水平。医药行业生物技术人才的供给远远小于社会需求。
医学院校生物技术专业与普通院校该专业人才培养目标有所不同,其特点体现在医学知识和药学知识与生物技术的深度交叉融合,因此医学院校生物技术专业开设的课程也要反映相应的医药特色。但是,由于生物技术专业在国内相关院校的开设主要集中在综合类、理工类、农林类和师范类高校,在医学院校开设的相对较少,必然会导致教学模式和内容偏向于工业生物技术和农业生物技术的教学。体现在人力资源市场上就是医药生物技术人才的相对缺乏。面对大好形势,高等医学院校作为医药生物技术人才培养的主体,如何有针对性地进行专业人才培养方案和课程体系的建设,以培养与行业发展相适应的高素质专业人才,是关系到专业兴衰成败的关键课题。
目前,医药生物技术的教学模式还存在一些缺陷,针对性的医药生物技术人才培养机制尚属于探索阶段。如果照搬其他院校的人才培养方案,就会导致学生能力的同质化严重,不能很好的与医药行业的职业岗位需求相吻合,学生的核心竞争力不足,从而造成就业困难。所以,迫切需要建设适合医药生物技术专业人才培养的针对性课程体系及人才培养方案。另外,生物技术是一门实践性很强的学科,实践教学是夯实理论知识和培养科研思维必备的手段。因此,在教学体系设计及教学过程中必须重视实践教学,这对学生创新思维能力和实践能力的形成具有重要的意义。
二、全国各高校生物技术专业开设课程分析
统计了全国21所高校生物技术专业所开设课程,其中包括4所医学院校生物技术专业,统计分析结果如下:
(一)各校生物技术专业课程开设情况
从总体来看,各学校课程开设率较高的课程有细胞生物学、生物化学、医学遗传学,所统计所有学校均开设有以上三门课程;其次,开出率较高的课程有微生物学、分子生物学、基因工程、医学统计学、生物信息学、免疫学等,下图为所统计各学校开出率前21位的课程。
(二)医学与非医学院校生物技术专业课程开设情况对比
与非医学院校相比,医科学校生物技术专业中,各学校课程开设率较高的课程同样有细胞生物学、生物化学、医学遗传学,统计的所有学校均开设有以上三门课程;除此之外,医学类学校基因工程、医学统计学、生物信息学、免疫学、生物技术综合性实验、生理学、人体解剖学、药理学、蛋白质工程等几门课程开出率高。下图为综合所统计各医科与非医科学校课程开出率前20位的对比图。从图上可以看出细胞生物学、生物化学、医学遗传学、基因工程、医学统计学等开出率两类学校均较高,但是临床医学概论、病理学、药理学、人体解剖学、生理学等医学相关课程,非医学院校均开设较少或未开设。
三、医学院校生物技术专业课程体系建设思路
医学院校生物技术专业在人才培养的过程中应注意医学基础知识与生物技术学科各课程间的交叉和渗透。所以在课程体系的建设上就应该与其他院校有所区别,具有自己的特色。除了生物技术专业必开的基础课程及专业技术课程之外,具有医学特色的相关课程也应该在课程体系的设计中,可以使学生将医药基础知识更好地应用于医学生物技术的实际工作中,更好地适应社会的需求,适应医药生物技术行业。因此,通过对其他医学院校生物技术专业课程体系的学习以及近几年的教学实践探索,总结了一些本校生物技术专业课程体系建设的思路。
(一)合理选择授课科目,突出医学院校优势
目标是培养出适合我国现阶段实际需求,具备扎实医药生物技术理论基础,熟练掌握各项实验技能,能在医药、检验、食品等行业的企事业单位和行政管理部门从事与生物技术有关的科学研究、技术开发与服务等工作,以及在科研、营销、第三方检验等领域从事研究助理、产品销售、检测试剂盒的设计开发与使用等工作的高级应用型专业人才。因此,我们的学生除了学习一般生物技术专业必须学习的理论知识,还要补充如临床医学概论、病理学、药理学、人体解剖学、生理学、医学遗传学、医学统计学等与医药生物技术相关的医学类专业课,从而进一步提升医学院校生物技术专业毕业生的就业竞争力。
(二)调整实践教学模式,开设专业综合实训
生物技术专业涉及到的五大工程技术之间彼此交叉渗透,互为基础。因此,生物技术实验课程的设置必须打破传统上每门课程单独设立实验的传统,将本专业主干课程实验根据内在联系进行整合,单独成课,设立一些综合性实验、实训,而非简单的课程实验。综合性实验要求学生具备一定基础知识和基本技能,因此一般在第三到第四学年开展。另外,综合性实验内容的设置还要能反映多门课程的综合知识,最终达到对学生实验技能和方案进行综合训练的目的。例如,我校开设了生物技术综合实训,该实训共安排8周时间,分两学期上完,每学期安排4周时间,中间不再穿插理论课学习,给予学生充分的实践机会。该综合实训涉及基因工程各个方面,以蛋白药物开发作为主线,包括蛋白药物的克隆、表达、检验、纯化、药物活性的检测等一系列医药生物技术操作环节。该实践环节与真正蛋白药物的研发生产相一致,使学生能将理论知识与实践充分结合,与社会、行业接轨。另外,根据专业生物技术专业医药特色,开设病理检验、实验动物学、抗体制备、临床分子诊断、动物细胞培养等实验,这些实验除了培养学生基础生物技术技能之外,加入医学相关内容,使学生掌握交叉学科知识及技能,更适应社会对医药生物技术专业人才培养的需要,培养出的学生更适于快速发展的医药生物技术行业。
(三)根据市场需求,合理整合教学内容
在生物技术专业课程的教学中发现许多知识点在不同课程中重复出现,造成教学资源的浪费。另外通过对学生实习企业的调查,我们发现企业最需要那些实践能力强、具有自主学习能力的毕业生,而我们的某些授课内容缺乏纵深性,对知识点的讲解并不系统,存在理论与实践脱节的现象。针对以上问题进行了教学内容的整合,减少理论教学时间,增加学生自主学习的比重,同时注重了某些理论知识与实践的结合,有利于学生快速系统地建立知识体系。例如在“分子诊断学”授课中,增加遗传病的介绍,如常见遗传病的临床特征、分子诊断手段以及基因治疗等。除此之外,还可以在授课内容中加入临床诊断试剂盒的研发、临床生物技术检测及基因诊断和基因治疗方法等内容,以培养具有良好医学基础的生物技术专业人才,适应社会并服务于社会。
生物技术尤其是医药生物技术方向在医学领域的应用可以说改变了现代医学的发展,但是对于医学院校生物技术专业人才培养方案及课程体系的建设仍处于探索阶段,因此目前对该专业人才培养模式及课程体系通过思考后进行有目的、有计划的探索,能够培养出与社会及行业、企业需求相适应的高素质的专业人才。
【参考文献】
[1]郭弘艺,张旭光,邵露等.生物技术专业现状浅析[J].中国校外教育,2014(12)
近些年,随着科技的进步,生命科学飞速发展,生物技术在各领域展现出了无限潜力,社会关注度越来越高,被世界各国确定为21世纪科技发展的关键技术和新型产业。现代生物技术与其他学科相互交叉融合,逐步形成了农业生物技术、医药生物技术和工业生物技术三个应用领域,其中医药生物技术领域由于和人类的生命安全关系密切,成为现代生物技术中最实用、最具发展势头的领域之一。
一、生物技术专业人才需求及各院校招生情况
随着生物医药产业健康快速发展,以及新的理论技术不断涌现,具有扎实理论基础、较强探索精神和实践能力的医药生物技术人才的需求也与日俱增。生物技术相关专业人才的社会需求有增无减,尤其是医药行业生物技术人才需求快速增长。为了更好的适应社会对生物技术人才的需求,教育部于1998年正式将生物技术专业列入理学本科专业目录,主要培养应用型的专业技术人才。之后,很多院校都相继开设生物技术专业,中国前300名大学中,具有生物技术专业的大学占到了33.7%。通过对生物技术专业在这300所大学不同类别的分布分析可以发现,生物技术专业在综合类、理工类、农林类和师范类高校中设置的频率较高,分别占相应各类高校总数的70.6%、70.8%、82.6%、97.3%。而我们通过前期统计,全国90所医学本科院校,开设生物技术及相关专业的仅有28所,占31.1%,不及全国的平均水平。医药行业生物技术人才的供给远远小于社会需求。医学院校生物技术专业与普通院校该专业人才培养目标有所不同,其特点体现在医学知识和药学知识与生物技术的深度交叉融合,因此医学院校生物技术专业开设的课程也要反映相应的医药特色。但是,由于生物技术专业在国内相关院校的开设主要集中在综合类、理工类、农林类和师范类高校,在医学院校开设的相对较少,必然会导致教学模式和内容偏向于工业生物技术和农业生物技术的教学。体现在人力资源市场上就是医药生物技术人才的相对缺乏。面对大好形势,高等医学院校作为医药生物技术人才培养的主体,如何有针对性地进行专业人才培养方案和课程体系的建设,以培养与行业发展相适应的高素质专业人才,是关系到专业兴衰成败的关键课题。目前,医药生物技术的教学模式还存在一些缺陷,针对性的医药生物技术人才培养机制尚属于探索阶段。如果照搬其他院校的人才培养方案,就会导致学生能力的同质化严重,不能很好的与医药行业的职业岗位需求相吻合,学生的核心竞争力不足,从而造成就业困难。所以,迫切需要建设适合医药生物技术专业人才培养的针对性课程体系及人才培养方案。另外,生物技术是一门实践性很强的学科,实践教学是夯实理论知识和培养科研思维必备的手段。因此,在教学体系设计及教学过程中必须重视实践教学,这对学生创新思维能力和实践能力的形成具有重要的意义。
二、全国各高校生物技术专业开设课程分析
统计了全国21所高校生物技术专业所开设课程,其中包括4所医学院校生物技术专业,统计分析结果如下:
(一)各校生物技术专业课程开设情况
从总体来看,各学校课程开设率较高的课程有细胞生物学、生物化学、医学遗传学,所统计所有学校均开设有以上三门课程;其次,开出率较高的课程有微生物学、分子生物学、基因工程、医学统计学、生物信息学、免疫学等,下图为所统计各学校开出率前21位的课程。
(二)医学与非医学院校生物技术专业课程开设情况对比
与非医学院校相比,医科学校生物技术专业中,各学校课程开设率较高的课程同样有细胞生物学、生物化学、医学遗传学,统计的所有学校均开设有以上三门课程;除此之外,医学类学校基因工程、医学统计学、生物信息学、免疫学、生物技术综合性实验、生理学、人体解剖学、药理学、蛋白质工程等几门课程开出率高。下图为综合所统计各医科与非医科学校课程开出率前20位的对比图。从图上可以看出细胞生物学、生物化学、医学遗传学、基因工程、医学统计学等开出率两类学校均较高,但是临床医学概论、病理学、药理学、人体解剖学、生理学等医学相关课程,非医学院校均开设较少或未开设。
三、医学院校生物技术专业课程体系建设思路
医学院校生物技术专业在人才培养的过程中应注意医学基础知识与生物技术学科各课程间的交叉和渗透。所以在课程体系的建设上就应该与其他院校有所区别,具有自己的特色。除了生物技术专业必开的基础课程及专业技术课程之外,具有医学特色的相关课程也应该在课程体系的设计中,可以使学生将医药基础知识更好地应用于医学生物技术的实际工作中,更好地适应社会的需求,适应医药生物技术行业。因此,通过对其他医学院校生物技术专业课程体系的学习以及近几年的教学实践探索,总结了一些本校生物技术专业课程体系建设的思路。
(一)合理选择授课科目,突出医学院校优势
目标是培养出适合我国现阶段实际需求,具备扎实医药生物技术理论基础,熟练掌握各项实验技能,能在医药、检验、食品等行业的企事业单位和行政管理部门从事与生物技术有关的科学研究、技术开发与服务等工作,以及在科研、营销、第三方检验等领域从事研究助理、产品销售、检测试剂盒的设计开发与使用等工作的高级应用型专业人才。因此,我们的学生除了学习一般生物技术专业必须学习的理论知识,还要补充如临床医学概论、病理学、药理学、人体解剖学、生理学、医学遗传学、医学统计学等与医药生物技术相关的医学类专业课,从而进一步提升医学院校生物技术专业毕业生的就业竞争力。
(二)调整实践教学模式,开设专业综合实训
生物技术专业涉及到的五大工程技术之间彼此交叉渗透,互为基础。因此,生物技术实验课程的设置必须打破传统上每门课程单独设立实验的传统,将本专业主干课程实验根据内在联系进行整合,单独成课,设立一些综合性实验、实训,而非简单的课程实验。综合性实验要求学生具备一定基础知识和基本技能,因此一般在第三到第四学年开展。另外,综合性实验内容的设置还要能反映多门课程的综合知识,最终达到对学生实验技能和方案进行综合训练的目的。例如,我校开设了生物技术综合实训,该实训共安排8周时间,分两学期上完,每学期安排4周时间,中间不再穿插理论课学习,给予学生充分的实践机会。该综合实训涉及基因工程各个方面,以蛋白药物开发作为主线,包括蛋白药物的克隆、表达、检验、纯化、药物活性的检测等一系列医药生物技术操作环节。该实践环节与真正蛋白药物的研发生产相一致,使学生能将理论知识与实践充分结合,与社会、行业接轨。另外,根据专业生物技术专业医药特色,开设病理检验、实验动物学、抗体制备、临床分子诊断、动物细胞培养等实验,这些实验除了培养学生基础生物技术技能之外,加入医学相关内容,使学生掌握交叉学科知识及技能,更适应社会对医药生物技术专业人才培养的需要,培养出的学生更适于快速发展的医药生物技术行业。
(三)根据市场需求,合理整合教学内容
在生物技术专业课程的教学中发现许多知识点在不同课程中重复出现,造成教学资源的浪费。另外通过对学生实习企业的调查,我们发现企业最需要那些实践能力强、具有自主学习能力的毕业生,而我们的某些授课内容缺乏纵深性,对知识点的讲解并不系统,存在理论与实践脱节的现象。针对以上问题进行了教学内容的整合,减少理论教学时间,增加学生自主学习的比重,同时注重了某些理论知识与实践的结合,有利于学生快速系统地建立知识体系。例如在“分子诊断学”授课中,增加遗传病的介绍,如常见遗传病的临床特征、分子诊断手段以及基因治疗等。除此之外,还可以在授课内容中加入临床诊断试剂盒的研发、临床生物技术检测及基因诊断和基因治疗方法等内容,以培养具有良好医学基础的生物技术专业人才,适应社会并服务于社会。生物技术尤其是医药生物技术方向在医学领域的应用可以说改变了现代医学的发展,但是对于医学院校生物技术专业人才培养方案及课程体系的建设仍处于探索阶段,因此目前对该专业人才培养模式及课程体系通过思考后进行有目的、有计划的探索,能够培养出与社会及行业、企业需求相适应的高素质的专业人才。
【参考文献】
[1]郭弘艺,张旭光,邵露等.生物技术专业现状浅析[J].中国校外教育,2014(12)