章良，曾雙，徐榮，陳亞莉

蘇州大學藥學院　(蘇州　215123)

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以專業(yè)特色推進細胞生物學課程改革

章良，曾雙，徐榮，陳亞莉

蘇州大學藥學院(蘇州215123)

摘要細胞生物學是目前生命科學領域發(fā)展最快最活躍的學科之一，該領域的很多發(fā)現(xiàn)都獲得了諾貝爾獎。藥學作為一門應用學科，與生命科學密切相關，尤其在單克隆抗體藥物成為藥物研發(fā)熱點的今天，藥學從業(yè)人員掌握細胞生物學相關理論技術尤其顯得必要。作者對生物制藥專業(yè)的細胞生物學課程進行了教學改革，改革的宗旨是結合行業(yè)熱點與學校專業(yè)特色，培養(yǎng)具有競爭力的專業(yè)人才。

關鍵詞細胞生物學;教學改革;專業(yè)特色;行業(yè)熱點

1細胞生物學課程理論性和前沿性的特點

細胞生物學是生命科學領域中一門十分重要的基礎和前沿學科[1]，已成為當今生命科學中進展最快最活躍的學科之一,和分子生物學、生物化學、遺傳學構成了現(xiàn)代生命科學的基礎[2]。著名的細胞學家E.B.Wilson說過“每一個生命科學問題的關鍵都必須在細胞中尋找”[3]。21世紀以來，生命科學領域的諾貝爾獎主要體現(xiàn)在細胞和分子水平[4-5]。細數2000-2013年的諾貝爾醫(yī)學和生理學獎，發(fā)現(xiàn)14年中有8年的獲獎成果是與細胞生物學領域密切相關的：2000年的神經系統(tǒng)的信號傳導、2001年的細胞周期的調節(jié)因子、2002年的細胞程序性死亡的調控機理、2006年的RNA干擾引發(fā)的基因沉默、2008年的乳頭狀瘤病毒和人類免疫缺陷病毒的發(fā)現(xiàn)、2009年的端粒和端粒酶的發(fā)現(xiàn)、2012年的成熟細胞被重寫成多功能細胞及2013年的細胞內的囊泡運輸系統(tǒng)的作用。從這一趨勢不難發(fā)現(xiàn)，作為現(xiàn)代生命科學的重要基礎學科之一，細胞生物學正以前所未有的勢頭迅猛發(fā)展，它是生命科學的生長點和各大分支學科的交匯點，已成為高等教育中生物學、農學、醫(yī)學等相關專業(yè)的一門必修課，并與植物學、動物學及微生物學等多門學科相互聯(lián)系、相互滲透。

2細胞生物學與藥學發(fā)展的相關性

藥學作為醫(yī)學的分支學科，在本科教學中一直偏重于應用性課程的開設。在1980年代以前，藥品市場以化學藥為主，少數幾個屬于生物類藥物品種的大分子藥物也只是用傳統(tǒng)的提取工藝從天然原料中提取，此階段我國基本都是仿制藥，在藥物的研發(fā)生產過程中更多地需要化學知識，因此這一階段的藥學本科教育是傳統(tǒng)的“化學模式”[6]。課程設置上化學相關的課程占了絕對的比重，包括無機化學、有機化學、分析化學、藥物化學等等，只是為了滿足抗生素的生產要求設置了生物化學和微生物學。隨著分子克隆技術的出現(xiàn)，1982年美國的第一個重組基因工程藥物人工胰島素上市。1989年我國自行研制采用中國健康人血白細胞來源的干擾素基因克隆表達的IFN-α1b成功發(fā)現(xiàn)，并于1993年上市，自此中國生物制藥的歷史開辟了新的篇章[7]。1980年代末，中國開始啟動恢復關貿總協(xié)定的申請，而加入世貿組織必須遵循國際通用的游戲規(guī)則，藥品的知識產權問題開始凸顯出來，仿制藥的生產開發(fā)前景堪憂，藥學界開始重視開發(fā)自主知識產權的藥物。在這一大背景下，只精通化學知識的藥學人才顯然已經不能滿足時代的需要，一些高等院校的藥學專業(yè)開始增加生命科學相關課程比重，為滿足藥物開發(fā)的需求，藥理專業(yè)增加了細胞生物學的課程；一些院校如中國藥科大學專門成立了生物制藥學院，開設了分子生物學、基因工程等偏應用的生命科學相關課程。

進入21世紀，生物類藥品產值在整個醫(yī)藥產品行業(yè)中的比重逐年提高，從2000年的4.1%上升到2012年的12.37%。2013年全球十大暢銷藥物中,有7個都是生物制劑,并且這7個中5個是單抗類藥物，相關研究還預測到2015年十大暢銷藥中單抗類藥物會上升到6個。而單抗類藥物的研發(fā)，無論是其藥理作用機制的研究，還是藥物生產工藝的開發(fā)，甚至包括藥物質量控制等一系列生產研發(fā)環(huán)節(jié)，都高度要求從業(yè)人員精通細胞生物學相關理論和技術。為適應目前藥物研發(fā)的熱點和趨勢，在藥學人才培養(yǎng)計劃上,蘇州大學藥學院2011年重新調整了生物制藥專業(yè)課程設置，提高了生命科學相關課程的教學比重，細胞生物學作為生命科學的基礎學科，成為教學計劃中的專業(yè)基礎重點課程。在制定培養(yǎng)計劃時，筆者曾調研了美國高校藥學專業(yè)對學生的課程安排。全美藥學專業(yè)排名前三的加州大學舊金山分校、北卡羅來納大學教堂山分校和明尼蘇達大學雙城分校，這些大學在Pharm.D專業(yè)的課程設置中共同特點也是偏重于生物學知識[8-9]。

3藥學專業(yè)細胞生物學課程要兼顧理論基礎和專業(yè)特點

3.1遵循細胞生物學課程的特點，強化基礎理論

細胞生物學是一門理論性非常強的課程，無論是哪個專業(yè)的教學，都必須遵循該課程這一基本特點。通過教學實踐，教師首先要幫助學生構建細胞生物學知識體系，形成完整的知識框架。細胞生物學課程開設的基本目的，是要從細胞整體水平、亞細胞水平和分子水平上描述細胞結構及其與功能的關系，闡明細胞的基本生命活動規(guī)律和機制，解釋細胞活動的本質，這是無論哪個專業(yè)的細胞生物學課程都必須講解的內容。前面曾經提到，細胞生物學課程中許多理論都是獲得過諾貝爾科學獎的，都是非常經典的理論。例如，細胞內的蛋白質分配運輸機制、細胞膜的結構模型、物質的跨膜運輸機制、線粒體的作用機制、細胞的凋亡等等，這些經典的理論學說可謂構成了生命科學的基礎，為了學生今后在專業(yè)道路上可以走得更遠，更具有競爭力，讓他們精通這些基礎理論十分必要。無論哪個應用學科，都依賴基礎理論給他們提供支撐點，應用學科其實只是應用基礎理論解決實踐中的問題，相應地如果學生只掌握應用技術而忽視基礎理論，那在今后的工作中如果碰到各類問題，很多情況下就無法靈活地解決，有時候找不到問題的關鍵點，這會影響他們今后在專業(yè)道路上的發(fā)展，限制了他們獨立思考的能力。高校培養(yǎng)出來的藥學人才素質決定了今后我國藥學事業(yè)的發(fā)展，從這個角度思考，強化理論基礎教育是非常必要的。

3.2立足藥學，體現(xiàn)課程的專業(yè)性

在強化基礎理論教育的同時，針對藥學專業(yè)，教師還必須著重將細胞生物學知識與藥學應用領域結合，給學生闡述細胞的某些結構和功能的異常與疾病的關系，以及藥物作用下引起的細胞結構及生物學功能的改變，深刻理解藥物作用機理，這才有助于培養(yǎng)高素質的藥學專業(yè)人才。

在教學實踐中，首先面臨的就是教材的選擇。目前國內的細胞生物學教材，應用最廣泛的有以下幾個版本：翟中和，王喜忠，丁明孝主編，高等教育出版社出版的《細胞生物學》；王金發(fā)主編，科學出版社出版的《細胞生物學》；汪堃仁、薛紹白、柳惠圖主編，北京師范大學出版社出版的《細胞生物學》；英文版教材有G.Karp的“Cell and Molecular Biology”和H.Lodish的 “Molecular Cell Biology”[10]。這些教材，基礎理論透徹，前沿性也很好，但缺點是與其他應用學科聯(lián)系較少，適用對象是基礎生物學專業(yè)的學生。而在對應用專業(yè)的學生教學時，就暴露出一些缺點，他們只是深入闡述基礎理論，至于這些理論在其他相關學科中的應用，卻很少提及，學生在學習時僅靠短短的一兩個學期的課堂學習，很難自主意識到該門課程與本專業(yè)的相關性。往往是基礎理論都已掌握，但在解決本專業(yè)實際問題時，因為沒有形成相應思維方式，無法主動迅速地將這些理論知識應用到實際問題。針對這一缺點，各應用專業(yè)的教師又編寫了許多適用于本專業(yè)的細胞生物學教材。例如，《醫(yī)學細胞生物學》、《分子細胞生物學》、《植物細胞生物學》等。蘇州大學生物制藥專業(yè)目前是綜合使用翟中和等主編的《細胞生物學》與黃海華主編，中國醫(yī)藥科技出版社出版的《藥學細胞生物學》兩本教材。在這兩本教材基礎之上，還結合當前藥學發(fā)展的熱點和趨勢，時時更新許多相關內容。

在教學實踐中，教師還時刻要緊記，理論和專業(yè)相結合。在每一個理論知識點之后，只要和藥學相關，教師就要盡可能將這一理論在藥學中的應用傳授給學生，培養(yǎng)他們理論聯(lián)系實際的思維方式。例如，在細胞膜結構這一章節(jié)，教師就可以和脂質體劑型開發(fā)密切聯(lián)系，再延伸開來，還可以和目前已上市的脂質體劑型的藥物聯(lián)系，闡明這類藥物劑型改良后的優(yōu)越性以及為什么有這些優(yōu)越性。這些都需要運用到細胞生物學各方面的基本知識，講解這些知識可以達到兩個目的:其一，學生可深刻領悟到細胞生物學與專業(yè)的密切相關性，激發(fā)他們的學習熱情；其二，學會怎樣靈活運用所學的基本理論解決實際問題，培養(yǎng)這種思維方式對他們今后的獨立思考、獨立工作大有裨益。在改革理論課程的同時，筆者還同時進行實驗課內容的改革。細胞生物學是一門實踐性很強的學科，實驗課程在培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新思維這一方面具有理論課無法取代的重要意義[11-12]。在實驗課內容安排上，提高設計性、綜合性實驗的比重，培養(yǎng)學生積極思考、利用所學的理論知識解決問題的能力。

4密切關注行業(yè)熱點，與時俱進改革教學內容

4.1教學內容的與時俱進

與生命科學密切相關的制藥領域，行業(yè)熱點往往過幾年就會更新，這一點從上述介紹細胞生物學與藥學發(fā)展的相關性中就已論述。那么相應的該課程教學內容也就不能僵化，教師不能在一本固定的教科書上，采用萬年不變的PPT，如復讀機一樣年復一年講授同樣的內容。僅就生物制藥領域而言，最初的熱點是從牲畜原料中提取天然生化藥物，那么提取純化等生物制藥工藝就是教學重點；從1980年代開始，出現(xiàn)重組基因工程藥物，并且一開始是采用原核表達系統(tǒng)，相應的基因工程、微生物學、發(fā)酵工藝學便成為教學重點；從1990年代末開始，又出現(xiàn)單克隆抗體藥物，并迅速在短短十幾年內成為生物制藥領域的研發(fā)熱點和增長熱點。為了適應行業(yè)發(fā)展需求，高校培養(yǎng)的學生應該掌握現(xiàn)代藥學所需要的技術理論。由于單克隆抗體藥物從研發(fā)到生產到質控，是一個龐大的系統(tǒng)工程,涉及抗體的人源化、細胞工程、生物反應器、抗體純化等一系列的基礎理論和現(xiàn)代生命科學技術，尤其要求從業(yè)者精通細胞生物學、分子生物學和細胞工程，因此在安排教學計劃時要大大提高這些課程的比重。

4.2根據專業(yè)特色,合理安排教學重點

細胞生物學的發(fā)展迅速,導致該門課程的內容變得越來越豐富,但是另一方面,課程的學時數卻很有限。雖然根據學科發(fā)展的現(xiàn)狀可以在一定程度上增加學時,但是要考慮到所培養(yǎng)的是素質全面的藥學專業(yè)人才,其他的課程同樣也需要在教學計劃中占有一定的比重,因此教師必須在有限的學時中有針對性地、有側重點地選擇授課內容。

4.2.1注意相關課程的協(xié)調，保證培養(yǎng)計劃的完成性和系統(tǒng)性

首先，細胞生物學與生物化學、遺傳學和分子生物學等學科有些內容是相互交叉的。例如，DNA和染色體的結構，轉錄和翻譯，最新的如miRNA等，在這些學科都有一定篇幅的介紹，于是在教學中，就會出現(xiàn)由于各科教師缺乏溝通和協(xié)調，導致有些內容重復教授，而有些內容卻被遺漏，這無疑導致寶貴教學資源的浪費。為避免這些不合理的現(xiàn)象，就要求制定專業(yè)培養(yǎng)計劃的負責人把相關教師召集到一起，通過交流討論協(xié)調，對每門課程的內容進行具體而系統(tǒng)的優(yōu)化，明確各門課程之間的銜接。這個過程其實非常重要，它保證了整個培養(yǎng)計劃的系統(tǒng)性和教育資源的高效利用。

4.2.2根據各校專業(yè)特色，選擇教學內容

目前各高校都主張結合本校優(yōu)勢學科打造專業(yè)特色[13-14]。在根據行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀安排教學內容的同時，筆者結合本校的專業(yè)特色，有側重點地選擇教學內容?，F(xiàn)代的單克隆抗體藥物的研發(fā)生產是一個龐大的體系，要綜合利用到許多知識，想通過課堂教學讓學生精通每一個環(huán)節(jié)，不太現(xiàn)實。學生今后走上社會就業(yè)，多數也不可能參與所有的環(huán)節(jié)，往往主要從事其中一個環(huán)節(jié)。因此，筆者在安排教學內容時，在“全”的基礎上還要有所“精”?！叭奔粗附虒W的基本理論內容要全，給學生打好理論基礎，讓他們在今后的工作中碰到任何問題，都有一個學習和進一步提高的“支撐點”；“精”是指結合本專業(yè)的培養(yǎng)方向和打造的專業(yè)特色，就其中的一方面內容深入講解，在此方面做強做大，獲得國內同行業(yè)的認可，知道本校培養(yǎng)出來的學生最擅長的方向，這樣也有助于本專業(yè)學生的就業(yè)，增強本校學生的專業(yè)競爭力。例如，蘇州大學的免疫學在國內具有一定的影響力，因此細胞生物學課程可以結合免疫學課程，重點講解單抗的作用機制，單抗的機制其實主要與受體傳導的信號通路有關，所以在受體一章節(jié)可以和單抗藥物開發(fā)的現(xiàn)狀聯(lián)系，以重點篇幅講解。那么今后學生，在單克隆抗體藥物的研發(fā)這一環(huán)節(jié)將比其他學校的學生更有優(yōu)勢，尤其是自2012年以腫瘤中與免疫抑制有關的分子PD-1、PD-L1為靶點開發(fā)出來的單克隆藥物經美國FDA批準進入臨床二期試驗后，單克隆抗體藥物的研發(fā)階段更大程度上需要免疫學的知識。因此，找準本校專業(yè)定位非常有利于提高學生在本行業(yè)的競爭力。同樣，其他的高校也可以結合各自的優(yōu)勢定位培養(yǎng)方向。例如，生物制藥工藝較強的學校可以重點講解抗體的純化工藝，今后培養(yǎng)的學生將在抗體的純化這一環(huán)節(jié)就比別的高校的畢業(yè)生有優(yōu)勢。

4.3注重師資力量的培養(yǎng)，樹立終身學習的理念

無論多么完美的制度,都需要人去執(zhí)行；無論多么先進的教學內容,也需要任課教師去講授,因此在教學這一活動中教師的業(yè)務素質是不可忽視的一個重要環(huán)節(jié)。不僅教學內容需要與時俱進,相應的教師個人的業(yè)務素質也需要與時俱進。課堂上要講解最先進的基礎理論和技術，授課教師本人必須首先掌握這些知識，這就要求教師本人必須在課后花費大量的時間進修，自我提升。這些要求，一方面取決于教師本人的主觀能動性，另一方面學校在管理上也必須設立一些合理的機制鼓勵教師積極提高自身的業(yè)務素質。

4.3.1設立教改項目調動教師主觀能動性

教學是一件看似簡單,實則卻是非常費時費力的活動,課堂上50分鐘的內容,課堂下恐怕要投入三四個小時甚至更多時間才能準備充分，所謂“臺上十分鐘，臺下十年功”。正因為精心準備授課內容非常不易，授課教師在形成成熟的教學體系以后，一般不愿意輕易做大的調整，畢竟這往往需要占用教師大量的個人業(yè)余時間。為了鼓勵教師能主動根據藥學行業(yè)的發(fā)展趨勢，調整教學內容，學?？梢悦磕昴贸鲆徊糠值馁Y金，設立教改項目，鼓勵教師申請。由于教改項目與教師個人的年終考核，職稱評定等各方面都掛鉤，因此教師在申請這些教改項目方面往往積極性就會提高。申請到教改項目后，為了完成這些項目，教師自然就會花大量的時間進行教學內容的改革，這樣就保證了教學內容不會十年如一日，避免了年年炒冷飯的現(xiàn)象。

4.3.2鼓勵教師參與科研工作

目前高校教師分為科研崗、教學崗和科研教學并重崗。從事教學的教師應該意識到，想讓教學內容與時俱進，就必須不同程度地參與到科研工作中。就以目前最熱門的單克隆抗體藥物為例，要講清楚這類藥物的研發(fā)和生產，就涉及抗體的人源化、細胞工程、生物反應器等等理論和技術，這些都需要實踐經驗，單憑教師查閱幾篇文獻，閱讀幾本相關的參考書，很難完全理解和掌握其中許多關鍵的問題和原理，很難給學生條理清晰，邏輯嚴謹地講解清楚。因此，要鼓勵教師在授課之余，拿出相當一部分時間，投身到科研活動中，畢竟實踐出真知，只有真正的從事過這些研究工作，才能夠深刻地理解專業(yè)知識，也才能更專業(yè)地教授給學生。多年脫離科研工作的教師，即使勉為其難更新教學內容，教授最新的技術理論時也往往是刻板牽強，只能照本宣科，很難深刻地將其中的關鍵問題講解清楚。此外，也可以鼓勵那些科研崗的教師承擔一小部分課時，專門負責講解他們精通的研究領域中和教學內容相關的部分。

4.3.3建立合理的考核機制正確評價教師在教學工作中的付出

教學工作雖然是非?；ㄙM精力的一件事，但高校的教學工作和科研工作相比，往往不是那么容易看出成績，付出很多卻很難得到認可。加上當前許多高校重科研輕教學，各方面考核往往傾向于科研工作，因此許多授課教師從事教學的積極性并不高，抱著能應付就應付的心態(tài)來做，導致整個教學環(huán)境都不是特別友好。對于這個問題，首先各學校管理層要意識到這個問題的嚴重性，明確教書育人是高校的核心職責，教師懈怠于教學，就背離了高校的立足之本。高校更要建立合理的考核考評機制，對教師在教學中付出的努力給予認可，考核機制中不僅要有量的評價。還要有質的評價，這些，都需要高校管理層做好深入科學的調研工作，建立一整套規(guī)章制度。只有這樣，才能充分調動教學工作的積極性。

5結束語

在當今生命科學發(fā)展異常迅猛的時代，藥學行業(yè)處處都需要細胞生物學的理論技術為其提供發(fā)展動力，為滿足藥學事業(yè)的發(fā)展，培養(yǎng)高素質的藥學人才，細胞生物學課程也必須與時俱進，與各校專業(yè)特色相結合，培養(yǎng)出具有專業(yè)競爭力的高質量人才。

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To Reform the Cell Biology Course according to the Professional

Speciality and Hot Topic of Pharmacy

ZHANG Liang,ZENG Shuang,XU Rong,CHEN Yali

(CollegeofPharmaceuticalSciences,SuzhouUniversity,Suzhou215123,China)

Abstract：Cell Biology is the most active branch in life science and much important achievement in this field obtained Nobel Prize.Pharmacy is critical related to life science.Today the monoclonal drugs become the most popular topic which requires that pharmacy employees should master the basic theory and biotechnology of cell biology.According this the authors reform the cell biology course to train the competitive talents.

Key words：Cell Biology;Reform of Course;Professional Speciality;Hot Topic

基金項目：蘇州大學2013年醫(yī)學教育教學改革研究課題。

收稿日期:2014- 08-25。