葉麗 馮美卿
摘 要 生物技術藥物的飛速發(fā)展推動了對相關人才的需要,為了培養(yǎng)適于生物技術藥物研發(fā)的專業(yè)人才,藥學院利用自身學科優(yōu)勢和基礎,通過系統(tǒng)、合理地設置課程,改進教學理念,開展傳統(tǒng)教學模式與PBL教學模式結合、推進研討型教學、制定綜合性的教學實驗,培養(yǎng)出具有合理知識結構、有創(chuàng)新性、有較強的動手能力和較高的實驗技能,符合生物技術藥物的研發(fā)需求的專業(yè)人才。
關鍵詞 生物技術藥物 人才培養(yǎng) 課程建設 教學方式探索
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.01.043
生物技術藥物是指以現(xiàn)代生物技術為基礎的現(xiàn)代生物工程制藥,即利用基因工程技術、細胞工程技術、微生物工程技術、酶工程技術、蛋白質(zhì)工程技術、分子生物學技術等來研究和開發(fā)生產(chǎn)出傳統(tǒng)制藥技術難以獲得的生物藥品,是一知識密集、技術含量高、多學科高度綜合互相滲透的新興學科。①
生物技術藥物不同于傳統(tǒng)的化學藥物,通常為大分子藥物,在治療腫瘤、心血管疾病、自身免疫性疾病、病毒感染上顯示了獨特的效果。因此,生物技術藥物一經(jīng)問世,便得到了迅猛發(fā)展。 自從1982年美國FDA批準上市的第一個新生物技術藥物基因重組胰島素至今,生物制藥已走過30余年歷史,目前有近100種生物技術藥物。從1998年開始,連續(xù)7年增長速度保持在15%~33%,生物制藥被普遍認為是“二十一世紀的鉆石產(chǎn)業(yè)”。生物技術藥物的飛速發(fā)展促了對該方面的專業(yè)技術人才的大量需求,作為醫(yī)藥院校培養(yǎng)該專業(yè)的人才是我們責無旁貸的責任,如何培養(yǎng)符合現(xiàn)代生物技術藥物研究開發(fā)的專業(yè)人才是我們一直探索的問題。
1 生物技術藥物特點及所需的背景知識
生物技術藥物是以基因工程等現(xiàn)代生物技術為基礎的大分子藥物,從學科角度涉及了分子生物學、微生物學、細胞生物學、生物化學、遺傳學、化學工程、免疫學、藥學等多學科。②藥物本身是不同于傳統(tǒng)化學藥物的大分子藥物,具有獨特的特點如分子結構復雜、種屬特異性、治療針對性強療效高、穩(wěn)定性差、免疫原性、體內(nèi)半衰期短、多效性和網(wǎng)絡性效應、檢驗的特殊性。③其制備、檢驗、遞藥方式、體內(nèi)藥動均有其特點。因此生物技術藥物人才需要具有生物醫(yī)學相關知識和藥學相關知識的知識結構。
隨著生物技術的發(fā)展和生物藥物行業(yè)的高速發(fā)展,我國很多高等院校增設了生物制藥相關學科,但絕大多數(shù)是在生命科學院建立的,著重于生物技術的四大工程——基因工程、細胞工程、酶工程和發(fā)酵工程。但我們知道從生物技術產(chǎn)品到藥物還有漫長的過程,需要大量的藥學相關知識和背景,這些正是生命科學院所欠缺的。復旦大學藥學院前身為上海醫(yī)科大學藥學院,藥學學科體系完整,生物醫(yī)學相關知識又可依靠醫(yī)學院,在培養(yǎng)生物技術藥物人才方面具有獨特的優(yōu)勢。
2 課程設置
復旦大學藥學學科下設四個學科群,藥物化學學科、藥劑學學科、藥理學學科及臨床藥學,設置思路是以藥物研發(fā)為主線,包括了藥物發(fā)現(xiàn)、藥物分析與評價、藥物劑型與遞藥系統(tǒng)及臨床藥學四大板塊,具有系統(tǒng)性、連貫性特點。
作為藥物三大來源之一的生物技術藥物課程的設置遵循了藥學院的學科設置特點,藥物發(fā)現(xiàn)板塊主要包括藥物化學, 其根本任務是設計和發(fā)現(xiàn)新藥, 是新藥創(chuàng)制的源頭,根據(jù)藥物來源分為合成藥物化學、天然藥物化學和生物合成藥物化學三個三級學科。生物合成藥化主要任務是進行生物技術藥物教學和相關研究,設置的課程主要有專業(yè)基礎課包括藥用微生物、醫(yī)學微生物基礎、藥用分子生物學,專業(yè)課包括生物制藥技術、生物藥物學和生物合成藥物化學;藥物分析與評價涉及的學科有藥物分析和生理藥理學科,設置的相關課程有生物藥物分析;藥劑學學科主要研究藥物劑型與遞藥系統(tǒng),設置的相關課程有生物藥劑學、生物藥物的遞釋系統(tǒng)、生物藥物靶向遞釋系統(tǒng)等。
通過幾年的學習,學生不僅可以從藥物發(fā)現(xiàn)與設計、藥物評價與分析、藥物劑型與遞送系統(tǒng)等方面學習藥學專業(yè)知識,而且可以從藥學的角度,同時與化學合成藥物、天然藥物有比較地學習生物技術藥物的知識和相關技能,更適于生物技術藥物的研究和開發(fā)人才的培養(yǎng)。
3 授課方式的探索
不斷改進教學方式以適應新知識、新技術日益更新的生物技術藥物的發(fā)展,推出 “CHIPS”型人才的教育模式,即培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神(Creativity),有強的動手能力(Hands-on)和主動性(Initiative),富有潛力(Potential)的為社會服務的(Service)藥學人才。注重對學生能力和綜合素質(zhì)的訓練和培養(yǎng),重在奠定學生基礎知識,培養(yǎng)學生研究興趣和創(chuàng)新思維,以及幫助他們掌握研究性學習方法。根據(jù)不同課程教學內(nèi)容、教學任務的不同,采用不同的授課方式和教學方法。
3.1 傳統(tǒng)教學模式與PBL教學模式結合
傳統(tǒng)教學模式,即“以教師為主導,以講課為中心”,教師將理論知識系統(tǒng)地傳授給學生,使學生們掌握基本概念、基本原理。PBL( problem - based learning) 教學法是一種以問題為基礎的教學方法,1969 年由美國神經(jīng)病學教授Barrows 提出,于1993 年在愛丁堡世界醫(yī)學教育高峰會議中得到推薦,目前已成為國際上備受關注的一種教學方法。④
教學過程中通常采用傳統(tǒng)教學模式和PBL教學模式相結合的教學方式。對于要求學生掌握基本概念、基本原理的基礎知識內(nèi)容,采用傳統(tǒng)教學,以任課老師為主進行講授。對于難點問題、需要深入了解的問題,教學方式則以PBL模式為主,即以問題為基礎,教師作為引導者,針對教學內(nèi)容設計出真實而有意義的問題,通過問題引導學生產(chǎn)生學習興趣并自主尋找解決問題的方法,從而在解決問題的過程中學習知識。
3.2 研討型教學
圍繞高水平研究型大學建設目標,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,復旦大學早在2006年就開展了本科研討型教學的探索。研討型教學以激發(fā)興趣、促進思辨、拓展知識為教學目的,以發(fā)現(xiàn)問題、尋求思路為教學思路,以啟發(fā)、閱讀與交流為主要方式。對于那些不以要求學生記住標準答案或掌握標準技能為目標,而以拓展知識面、研究方法和前沿問題探討為主要內(nèi)容的課程,可以采用研討型教學。
研討型教學的關鍵是選題:在實際教學中研討課題的選題很廣泛,如果是想了解某類藥物、某個技術的發(fā)展過程,可布置幾篇綜述性質(zhì)的文章進行閱讀整理;也可以針對某一生物技術的應用、自己的科研課題、一篇好文章的深入剖析等,為了激發(fā)學生的興趣,拓寬學生的視野,學生可以提出自己的選題。有的學生已進入課題組參與科研,也可以結合研究課題進行選題。
課題討論的開展:研討課題的主體是教師還是學生一般視情況而定。研討型課程目的是培養(yǎng)學生探究性學習的能力,因此研討型課程的關鍵和主體是應該學生,但前提是學生要有主體意識。研討型課程已開展了8年,教師是主體還是學生是主體,一般根據(jù)實際情況定。如果選課學生多,以學生為主體,學生自行結合分組,每次討論指定一個小組。根據(jù)選題,一起討論需要準備的材料,分工協(xié)作,一般要求做成PPT進行20~30分鐘左右的報告,然后自由討論。如果學生少,討論課題的主體則為老師,老師提前將選題及相關文獻發(fā)給學生,提出討論的問題,供討論課時討論。
科研課題作為討論課題:值得一提的是將自己的科研課題作為討論課題一直很受學生歡迎。生物藥物有很強的專業(yè)性,選修該課程的學生一般對該領域相關技術都很感興趣。因此開展研討型教學的另一目的是培養(yǎng)學生的學術興趣、科研思路及拓展他們的學識學養(yǎng)。盡管學生們學了很多基礎課程和專業(yè)課程,但課本知識對他們來說都比較抽象。將自己的科研課題,大到選題依據(jù)、立項背景、設計思路、研究內(nèi)容、技術路線、研究過程及研究結果,小到某一個具體的實驗步驟,數(shù)據(jù)的分析,研究過程中遇到的問題以及問題的解決,我們都會毫無保留地介紹給學生,期望對學生學術興趣的培養(yǎng)、科研思路的樹立起到一定的作用。同學們反映很好。
筆者所在教研室最早利用這種方式授課的是生物藥物學,該課程教學目的主要是讓學生了解各類生物技術藥物生理功能、藥理作用、作用機制、發(fā)展概況及發(fā)展趨勢,不要求記標準答案,因此采用了研討型教學方式,課程結束要求每人自己選題,寫一篇綜述文章,成績由平時討論、匯報和最后論文綜合評定。學生反映該課程學得最輕松、收效最好的一門課。研討型教學的實施,深切體會到了研討型課程是一個師生互動、教學相長的過程。
3.3 實驗教學
生物技術藥物的核心課程為生物制藥技術,包括基因工程、發(fā)酵工程、酶工程和細胞工程,為一實驗性很強的學科,在重基礎輕專業(yè)和實驗課時不斷縮減的情況下,如何更好地開展實驗教學、充分利用教學實驗讓學生掌握實驗技能、理論知識與實際有機結合等方面我們做了有益的探索。如以我們曾經(jīng)的一個科研課題“基因工程人過氧化氫酶在畢赤酵母中的表達、純化”作為實驗內(nèi)容,從人過氧化氫酶基因制備、目的基因與載體的連接制備重組DNA、重組DNA轉(zhuǎn)化、鑒別,將構建的重組菌發(fā)酵培養(yǎng)獲得表達產(chǎn)物以及產(chǎn)物純化及分析,涉及了分子生物學、基因重組、發(fā)酵工程、蛋白純化相關技術。學生普遍反映,通過實驗不僅系統(tǒng)掌握了生物技術的主要操作,而且將抽象的課堂理論知識具體化了。
因此通過課程的系統(tǒng)、合理設置,開展傳統(tǒng)教學模式與PBL教學模式結合、倡導研討型教學、有效的教學實驗,培養(yǎng)的學生更具有創(chuàng)新性、有較強的動手能力和較高的實驗技能,符合生物技術藥物的研發(fā)需求。
*通訊作者:馮美卿
注釋
① 王鳳山.生物技術制藥.人民衛(wèi)生出版社,2011.
② 郭葆玉.生物技術制藥.人民衛(wèi)生出版社,2009.
③ 湯仲明.生物技術藥物藥代動力學.化學工業(yè)出版社,2004.
④ Diana F Wood.ABC of learning and teaching in medicine:Problem based learning[J].2003(326):328-330.