中醫藥院校生物工程課程研究

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摘要：中醫藥大學開設的生物工程專業旨在培養具有中醫藥思維的生物工程復合人才，而生物工程導論作為該專業的入門課程對學生建立對專業的歸屬感具有重要的引導作用。為了提高教學效果，我們結合中醫藥院校的特點在教學內容、教學資源、教學方法等方面進行了一些探索。

關鍵詞：生物工程導論；中醫藥院校；教學

生物工程導論是一門生物工程專業基礎理論課，屬于生命科學的前沿學科。開設對于讓學生認識專業、了解專業、重視專業、熱愛專業有重要的意義。中醫藥院校生物工程專業開設生物工程導論課程的宗旨不僅僅是引導學生全面而系統地了解專業全貌，進一步拓展學習的知識面，增強學生對所學專業的興趣；還引導學生在學習的過程中思考生物工程與中醫藥的聯系，如何使現代的生物工程技術與古老的傳統中醫藥結合起來，從而促進中醫藥的發展，培養中醫藥背景的生物工程復合型人才[1]。本文就中醫藥院校生物工程專業生物工程導論教學方法進行初步探討。

一根據中醫藥院校特點優化教學內容

生物工程導論的學習旨在使學生對生物工程的發展有一個總體認識，初步了解和掌握生物工程的知識體系。生物工程導論在我校生物工程專業屬于專業必修課，共有36學時，主要是介紹基因工程、蛋白質工程、細胞工程、酶工程、發酵工程等五大工程及其在各個領域中的應用。但由于學時有限，生物工程專業在高年級會開設基因工程、細胞工程等對應的專業課。因此，教師在授課過程中應針對專業特性進行教學內容的優化，減少具體深入的理論性知識的講授，增加生物技術在中醫藥開發、研究中的應用，授課內容應難易適宜、詳略得當，從而達到普及生物工程技術的基本知識，完善學生的知識體系的教學目的[2]。由于生物工程導論中涉及的內容非常豐富，涵蓋了生物相關的方方面面，因此，生物工程導論這門課的內容必將與其它課程的內容存在或多或少的重復。如基因工程中的核酸、蛋白質的基本結構與功能等內容可能在分子生物學中已經有過講述；細胞工程中動物細胞培養、植物細胞的全能性等內容與先導課程細胞生物學課程有所重復；發酵工程中菌種的選育和保藏等內容與同學期開設的工業微生物學重復較多。為了避免相同內容的重復授課，避免學生形成對相同課程內容的疲倦性，同時結合有限的授課學時，故針對相關內容進行有側重的講解。如基因工程摘除與分子生物學重復的內容，細胞工程摘除與細胞生物學所講授的，重點講述植物組織培養在中藥材生產中的應用、細胞融合、單克隆抗體、干細胞工程等與醫藥相關的部分內容。我們根據中醫藥院校生物工程專業特點和培養要求，選取“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材，即由科學出版社出版的，宋思揚、樓士林主編的《生物技術概論（第四版）》為教材。按在過去三年的教學中，我們在學時數不變的前提下，根據需要和教學實際，對教材內容有所取舍，進行適當調整，優化教學內容。具體調整方案為：第一章生物技術總論及第2-6章基因工程、蛋白質工程等五大工程各4學時，共計22學時，在有限的學時里讓學生對生物工程的五大工程有所了解，講述的過程中舍去在生物化學和分子生物學等相關課程中已經詳細講述的內容，避免基礎知識的重復介紹，把重點放在各個工程產生的由來及發展上，對具體的復雜的技術理論僅做一般了解。剩余14學時著重以實例的形式講述生物技術在中醫藥中的應用，如：細胞懸浮培養、毛狀根培養等技術在中藥材生產中的應用、單克隆抗體在現代腫瘤治療中的應用，傳統紅曲等發酵類中藥的現代制備工藝等，讓學生能接觸到生物工程，了解到生物工程的廣泛內涵，增加其專業的歸屬感，培養學生的中醫藥思維。

二充分利用豐富教學資源

在生物工程導論教學過程中，我們把學生需要掌握的重點、難點與學生自身興趣點結合起來，理論聯系實際，培養學生參與課堂的積極性。生物工程導論課程理論點多面廣，很多內容又相對深奧抽象，學生難于理解，加之該學科發展更新快,學生要想在有限的課堂教學中全面的、系統的掌握生物化學知識困難重重。適當運用多媒體教學,充分利用國內外的圖片、影像資料，借助色彩明快、富于變化的圖片資料和短小精干的動畫等，對大學生擴大、拓寬知識面,加強學科間的橫向聯系,調動學生學習的積極性和主動性具有重要現實意義。如在講述PCR反應原理時，我給同學們播放美國Bio-Rad公司的PCR之歌，歌曲內容包括了PCR技術發明的背景、發明人、PCR原理及過程、PCR技術的用途等，在短短的三分鐘內不僅吸引了學生的興趣，不僅活躍了教學氣氛，降低了學習的難度,而且可以啟迪思維,加深學生對重點、難點的理解和把握。在網絡資源日益發達的今天，網絡資源在教學工作中發揮著越來越重要的作用。學生學習的知識的途徑不再是單一的教材，網絡也成為向學生輸送知識的一條重要窗口。在生物工程導論的教學中，我們應充分利用網絡資源，充分發揮學生的主體地位，引導學生進行自主探究學習。我們在教學中，積極向學生推薦相關專業網站等，配合課堂教學，幫助學生全面了解生物工程相關知識的大體框架，擴展視野，充實自我，也為將來進一步學習其他專業課程打下基礎。

三增加背景知識，激發學生的求知欲

課堂教學是以教師為主導，以學生為主體的復雜過程，提高課堂教學效果是提高教學質量的關鍵。作為一名教師，要講好每一堂課，需要針對該學科的特點，在學生的接受能力的范圍內，靈活地采用不同的教學方法[3-4]。在生物工程導論教學過程中，我們除了強調將教學大綱要求掌握的知識點與學生興趣點結合，基礎知識與生產應用相結合，還著重增加一系列背景知識，如經典技術的發現和發明過程，有卓越貢獻的科學家的傳奇故事等，進一步激發起學生的學習興趣，避免整堂課進行填鴨式“枯燥”理論的學習。例如，在講述限制性內切酶時，我列出了一個由限制性內切酶的發明人—瑞士微生物遺傳學家阿爾伯的女兒西爾維婭講述的國王與仆人的故事，在故事中引導學生發現限制性內切酶的作用及其限制修飾的基本原理。在介紹到一些重要的實驗技術時，對該技術的發明者及該領域的一些著名專家給予一定的介紹，吸引學生學習該技術的興趣。例如，在講解蛋白質結構解析時，我會給學生介紹我國著名的結構生物學家施一公教授及其部分研究成果，以引起學生探究神秘的蛋白質結構的興趣。

四聯系生物工程應用實例，激發學生學習的興趣

21世紀以來，隨著生物技術的飛速發展，許多生物技術成果已在現實生活中得到了廣泛應用，將這些真實的事例向學生講解，說明生物工程技術改變我們現實生活的巨大潛力，從而進一步提高學生的求知欲和學習的興趣。如在講述單克隆抗體時，我會進一步講述單克隆抗體藥物在抗腫瘤和自身免疫系統缺陷治療領域的應用，并以貝伐珠單抗等常用單克隆抗體藥物為例介紹單抗藥物的分子機理及市場趨勢，讓學生真實了解到生物技術為人民健康和企業發展帶來的巨大利益。類似的實例還有很多，例如高通量測序技術在胎兒產前診斷中的應用、CRISPR/Cas9技術在基因治療中的應用潛力、人參、丹參毛狀根的大規模發酵生產等，通過這些案例的講解，學生既增強了理論知識的理解，也增強了理論與實踐相結合的觀念，對其建立專業的認知的樹立專業的歸屬感具有重大幫助。

五科研反哺教學，課堂融入科研成果

教學和科研是推動高校發展的兩翼，也是人才培養的兩大支柱。只有教學與科研有機結合，有效地實施科研反哺教學，才能使教學與科研共同提高，從而建立良好的教學環境，培養造就出創新能力強、適應社會發展需要的高素質科技人才[5]。生物工程領域的許多基本原理和理論均與實際生產聯系十分密切，在教學過程中就注意將書本上的理論知識與一些實際科研問題聯系起來，在部分相關章節的講述中結合目前教師所在的課題組已取得的部分科研成果，這樣有利于發現學生興趣，為進一步鼓勵引導學生及早進入教師研究室參與教師的科研活動，培養學生創新能力奠定基礎。例如，在講述高通量測序在藥用植物中研究的應用時，我以課題組前期發表的相關論文為例，為學習詳細闡述高通量測序在河南道地藥材地黃、山茱萸次生代謝生物合成中的作用。所選用的文章涉及了RNA提取、RNA質量控制、轉錄組測序、生物信息學分析等方面的內容，通過對文章的詳細講述，不僅回顧了之前章節核酸的性質的部分內容，又結合了正在講述的高通量測序，還進一步對后續章節中的生物信息學分析有了初步的印象，使學生對所學內容有一個整體的觀念，也啟發學生如何探索科研的思路。通過上述的探索在教學中的應用，培養了學生學習該課程的興趣、增強了其專業的認同感，學習效果也得到了普遍的提高。

參考文獻

[1]余勤,吳昊,萬海同,等.中醫藥院校生物工程專業的特色定位和人才培養[J].教書育人:高教論壇,2015(1):34-35.

[2]蘇秀紅,董誠明.《生物工程概論》教學中的問題及解決途徑[J].中國中醫藥現代遠程教育,2011,09(5):76-77.

[3]廖潤華,杜潔,蘇小麗,等.《近代生物工程導論》課程教學改革的初探[J].科技創新導報,2014(34):155-156.

[4]糾敏,汪倫記,邱智軍.生物工程概論課程教學方法改革初探[J].科教導刊,2013(10):116-116.

[5]劉凱,黃斐.《生物工程概論》課程教學改革初探[J].課程教育研究,2012(24):193-193.

作者:朱畇昊 董誠明 陳隨清 單位:河南中醫藥大學 藥學院