楊仲毅 付永前 李 娜 呼高偉

（臺州學(xué)院 浙江·臺州 318000）

生物制藥產(chǎn)業(yè)是近年來全球制藥行業(yè)中增長最為迅速的子行業(yè)，具有生物制藥工藝技術(shù)素養(yǎng)的人才肩負(fù)著制藥產(chǎn)業(yè)升級的重任。研究生物制藥工藝的有效教學(xué)體系，協(xié)調(diào)各課程內(nèi)容，建立培養(yǎng)與評價(jià)體系，培養(yǎng)高素質(zhì)的生物制藥人才，是一項(xiàng)對行業(yè)和地區(qū)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展具有前瞻性的措施。

1 課程體系

生物制藥專業(yè)根據(jù)學(xué)校目標(biāo)定位的不同有相應(yīng)的課程體系。[1]結(jié)合臺州的制藥產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和臺州學(xué)院的特點(diǎn)，生物制藥工藝的有效教學(xué)應(yīng)涵蓋生物制藥工藝的各個(gè)層次，包括基本知識、基礎(chǔ)技術(shù)、工藝技術(shù)和工藝設(shè)計(jì)四個(gè)層次的課程。

1.1 基本知識（化學(xué)、生物學(xué)、藥學(xué)）

相關(guān)課程有：有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)；生物化學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)；生物技術(shù)藥物、藥劑學(xué)、藥理學(xué)、免疫學(xué)、生物制藥工藝學(xué)等。

作為一種藥物，研究學(xué)習(xí)它的生產(chǎn)工藝，首先需要了解該物質(zhì)的性質(zhì)。有機(jī)、無機(jī)及分析化學(xué)課程不僅有助于了解物質(zhì)的理化性質(zhì)，還是進(jìn)一步學(xué)習(xí)生物化學(xué)、微生物學(xué)等其他課程的基礎(chǔ)。但對于有機(jī)、無機(jī)及分析化學(xué)，可以突出面上的知識，減少與生物和工藝關(guān)聯(lián)不是很密切的內(nèi)容。減少化學(xué)類課程總數(shù)，是一個(gè)比較適合于生物制藥專業(yè)學(xué)生的課程安排。

生物藥物來源于生物，作用于生物。“生物化學(xué)”“微生物學(xué)”分別講述了物質(zhì)之間在生物體內(nèi)是如何轉(zhuǎn)換的，以及制藥工藝中最常用到的工具——微生物的一些基本知識?！皠游飳W(xué)”“植物學(xué)”對制藥工藝的理解有所幫助，比如藥用的動植物資源等知識，屬于有益但并非必須的課程?！凹?xì)胞生物學(xué)”是在顯微、亞顯微和分子水平三個(gè)層次上，研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能和各種生命規(guī)律，也對生物制藥工藝的理解有著較大的幫助，是工藝技術(shù)人員在實(shí)踐中進(jìn)一步提升技能所必須的。“分子生物學(xué)”對生物制藥工藝的有效教學(xué)顯得尤為必要。基因工程已經(jīng)成為現(xiàn)代生物制藥的一個(gè)重要手段，雖然在“微生物學(xué)”等課程中都會講述一些微生物基因工程制藥的內(nèi)容，但制藥工業(yè)中以單抗為代表的分子生物學(xué)內(nèi)容已經(jīng)飛速發(fā)展，有必要在“分子生物學(xué)”課程中進(jìn)行系統(tǒng)的講解。

最后是有關(guān)藥物本身的基礎(chǔ)知識?！吧镏扑幑に噷W(xué)”課程本身提供了藥物的相關(guān)分類及臨床應(yīng)用基礎(chǔ)知識，另外也要加強(qiáng)藥理學(xué)、藥劑學(xué)、免疫學(xué)及生物技術(shù)藥物等知識的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)。這些知識既是理解藥物和人體相互作用的基礎(chǔ)，也是進(jìn)一步技術(shù)創(chuàng)新的源泉。

1.2 基礎(chǔ)技術(shù)（單元操作、分析檢測等）

相關(guān)課程有：化工原理、儀器分析、生物工程設(shè)備等。

在具有本行業(yè)的基礎(chǔ)知識后，接下來要進(jìn)入藥物生產(chǎn)的環(huán)境中，掌握相關(guān)的制藥技術(shù)，學(xué)習(xí)如何成為一個(gè)操作人員。

“化工原理”不僅講述了物料在生產(chǎn)加工過程中的傳質(zhì)、傳熱、傳動及反應(yīng)過程，還講述了傳質(zhì)過程中的各種單元操作，如蒸餾、萃取、干燥、吸附分離、膜分離等方法，是一個(gè)操作人員從會操作到明白為什么這樣操作的主要理論知識依據(jù)，也是生物制藥工藝學(xué)中工藝形成的主要依據(jù)。

“儀器分析”和“生物工程設(shè)備”分別介紹了制藥工藝中非常重要的分析儀器和工藝設(shè)備。尤其是“生物工程設(shè)備”課程，有助于學(xué)生理解生物制藥工藝的技術(shù)路線選擇。比如發(fā)酵液的固液分離，應(yīng)該選擇離心設(shè)備、膜過濾設(shè)備還是流化床設(shè)備，需要學(xué)生對設(shè)備和分離提取技術(shù)有一個(gè)宏觀綜合的概念。分析儀器雖然不一定與制藥工藝直接關(guān)聯(lián)，但作為一個(gè)操作工以上層次的技術(shù)人員，需要對工藝步驟進(jìn)行及時(shí)的分析，對產(chǎn)品質(zhì)量也需要時(shí)刻放在心上。

1.3 工藝技術(shù)（上游、中游、下游工藝術(shù)，及制劑技術(shù)等）

相關(guān)課程：發(fā)酵工藝學(xué)、分離工程、動物細(xì)胞培養(yǎng)、生化工程；藥劑學(xué)；酶工程等。

生物制藥工藝傳統(tǒng)上可以分為上游、中游和下游技術(shù)。上游工藝技術(shù)主要以得到適合于批量生產(chǎn)的生物體為主要目的，比如菌種的篩選保存、擴(kuò)大培養(yǎng)等等。中游技術(shù)一般指以生物反應(yīng)為核心的技術(shù)模塊，比如發(fā)酵、生物反應(yīng)、動物細(xì)胞培養(yǎng)、植物組織培養(yǎng)等等，這些工藝過程既需要技術(shù)上的指導(dǎo)，也需要設(shè)備和操作的完美配合?！鞍l(fā)酵工藝學(xué)”較為詳細(xì)的介紹了菌種、發(fā)酵的工藝技術(shù)和設(shè)備要求，是生物制藥工藝有效教學(xué)體系的核心課程之一。

下游工藝傳統(tǒng)上指的是產(chǎn)品化學(xué)成分的得到，也就是分離純化技術(shù)，但是隨著制藥行業(yè)的變遷，我們有必要把制劑也歸于下游技術(shù)，或者在下游技術(shù)之外再加一個(gè)制劑技術(shù)?！吧锓蛛x工程”是下游工藝的標(biāo)志性課程，也是生物制藥工藝有效教學(xué)的重要課程。

“生化工程”則是在以上基礎(chǔ)上的提高，主要是從理論上闡明工藝技術(shù)、設(shè)備和操作為什么要配合、應(yīng)該如何配合，對于培養(yǎng)技術(shù)員以上層次的應(yīng)用型人才是一門非常好的課程；酶工程技術(shù)作為當(dāng)代制藥行業(yè)綠色化的一面旗幟，其本身的應(yīng)用較廣，不限于制藥行業(yè)，“酶工程”課程講述了一個(gè)較為完整的與酶相關(guān)的工藝技術(shù)過程，也是一門應(yīng)用性較強(qiáng)的課程。

隨著國內(nèi)制藥行業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)品升級，越來越多的廠家從原料藥的制造轉(zhuǎn)型到制劑的生產(chǎn)。對于生物制藥專業(yè)，與制劑相關(guān)的課程可以作為生物制藥工藝有效教學(xué)的主要課程之一。

1.4 工藝設(shè)計(jì)（產(chǎn)品開發(fā)、工廠設(shè)計(jì)等）

相關(guān)課程有：生物制藥工藝學(xué)、GMP 等。

不同工廠的設(shè)備生產(chǎn)能力、精度以及工人熟練程度等因素都大不相同，甚至同一個(gè)工廠在不同的時(shí)期的工藝也可能不同。在這個(gè)層次上需要有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師把相關(guān)內(nèi)容和理念穿插到教學(xué)過程中來實(shí)現(xiàn)?！吧镏扑幑に噷W(xué)”介紹了各種生物藥物，以及這些藥物的制造工藝，可以作為主要課程，但應(yīng)補(bǔ)充對工藝設(shè)計(jì)的總體介紹；“生物技術(shù)藥物”以介紹藥物為主，附帶提到了藥品的制造工藝，可以作為“生物制藥工藝學(xué)”的替代課程；工廠設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)有對工藝過程進(jìn)行生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的任務(wù)，“GMP”“制藥設(shè)備與車間設(shè)計(jì)”等課程可以作為工藝設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性和選修性課程。[2]

在實(shí)際的課程安排中，上述各種技術(shù)和工藝內(nèi)容往往不能與各門課程一一對應(yīng)，有些內(nèi)容可能會在不同的課程中都有體現(xiàn)，需要注意側(cè)重點(diǎn)和深度的不同。比如有關(guān)發(fā)酵的知識，在“微生物學(xué)”“發(fā)酵工藝學(xué)”“生物制藥工藝”等課程中都會涉及，它們分別強(qiáng)調(diào)了有關(guān)發(fā)酵的基本知識、基本理論和操作以及在制藥工業(yè)中的具體應(yīng)用。

各種技術(shù)內(nèi)容要在各門課程中科學(xué)合理有序的推進(jìn)和體現(xiàn)。原則上可以按照上述基本知識、基本技術(shù)、工藝技術(shù)和工藝設(shè)計(jì)的次序進(jìn)行安排。同時(shí)在課程內(nèi)容上應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)。比如微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容可以多一些體現(xiàn)生物制藥的新趨勢，尤其是動物細(xì)胞培養(yǎng)，其對應(yīng)的單抗藥物已在全球十大暢銷藥中占據(jù)了半壁以上江山。

上述課程體系在實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)上更需要系統(tǒng)化，盡量使各門課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以構(gòu)成完整的生物制藥實(shí)驗(yàn)技能體系。

2 課程教學(xué)方法

為達(dá)到生物制藥工藝有效教學(xué)的目的，課堂教學(xué)方法上也需要有更多的創(chuàng)新。生物制藥工藝的教學(xué)不僅要考慮到理論知識的教學(xué)，還要更多的考慮實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐內(nèi)容的教學(xué)；不僅要考慮學(xué)生在校期間的知識能力學(xué)習(xí)，也要為他們在實(shí)踐工作中的提升埋下思維的種子。

（1）將更多的理論知識融合到實(shí)踐內(nèi)容中來講解。生物制藥工藝課程體系中有許多課程概念多、理論知識抽象、公式冗雜、內(nèi)容枯燥，對于缺乏實(shí)踐知識和經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來說有相當(dāng)大的難度，采用傳統(tǒng)教學(xué)方法教學(xué)效果自然不太理想。但這些課程中有許多內(nèi)容是可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)課來講解的，在理論課上顯得非常高深的知識面對實(shí)物時(shí)會有非常直觀的認(rèn)知；許多關(guān)于操作和設(shè)備運(yùn)行的知識也更適合在實(shí)踐中進(jìn)行教學(xué)。這需要我們做出一些大膽的嘗試，打破理論課和實(shí)驗(yàn)課的界限，也打破教室和實(shí)驗(yàn)室的界限。[3]

（2）更多的行業(yè)執(zhí)業(yè)者型教師。學(xué)院派和行業(yè)派教師各有自己的特長，兩者所教授的重點(diǎn)也有所不同，將兩者結(jié)合更有利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。相對而言，學(xué)院派教師更擅長將知識講透，行業(yè)派教師則更側(cè)重于將學(xué)生教會。生物制藥工藝的有效教學(xué)需要兩種風(fēng)格的教師共同協(xié)作達(dá)成。行業(yè)執(zhí)業(yè)者型教師可以參與到教學(xué)環(huán)節(jié)中，或者單獨(dú)授課。根據(jù)以往的實(shí)踐，我們最要注意的是避免兩種教學(xué)類型強(qiáng)硬融合造成的混亂，導(dǎo)致學(xué)生對知識、操作以及教師留下不良的印象。

（3）更多的教學(xué)方式。傳統(tǒng)的課堂灌輸式教學(xué)仍是必不可少，但是新的教學(xué)方式如網(wǎng)上課程、遠(yuǎn)程教學(xué)、慕課等，都是對傳統(tǒng)教學(xué)方法非常好的補(bǔ)充。對于生物制藥工藝的有效教學(xué)，工藝不同層次可以采取不同的教學(xué)手段。如一些小實(shí)驗(yàn)可以走進(jìn)理論課教室，理論課可以走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，而工程課則可以走進(jìn)工程現(xiàn)場，工藝課則在條件允許的情況下走進(jìn)生產(chǎn)車間。實(shí)驗(yàn)課則盡量帶有任務(wù)性，以激發(fā)學(xué)生的主動性。

3 生物制藥工藝有效教學(xué)硬件和軟件

為提高生物制藥工藝教學(xué)的實(shí)效性，教學(xué)環(huán)節(jié)需盡量接近真實(shí)情景。

3.1 進(jìn)一步完善教室的多媒體設(shè)備，跟蹤視頻新技術(shù)，課堂教學(xué)中的單元操作、工程設(shè)備、工藝現(xiàn)場可以采用視頻等方式再現(xiàn)

多媒體教室已經(jīng)成為高校的一個(gè)標(biāo)配，同時(shí)許多課程我們都可以在網(wǎng)上找到視頻資源，比如“化工原理”“儀器分析”“生化工程”等等，這為制藥工藝的有效教學(xué)提供了一個(gè)很好的方式。拓寬這些在線課程，增加一些單元操作、工程設(shè)備講解和工藝現(xiàn)場的視頻講解，可以提高在常規(guī)教室理論課教學(xué)的效率，進(jìn)一步提高生物制藥工藝教學(xué)的有效性。

3D全息投影、遠(yuǎn)程互動、虛擬現(xiàn)實(shí)等設(shè)備和技術(shù)也都已經(jīng)常規(guī)化，將會在不遠(yuǎn)的未來走進(jìn)教室，也將增加教學(xué)的趣味性和有效性。

3.2 實(shí)驗(yàn)室及實(shí)訓(xùn)室建設(shè)

實(shí)踐環(huán)節(jié)可通過虛擬仿真教學(xué)、工廠見習(xí)等方式予以強(qiáng)化，更重要的是構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室和實(shí)訓(xùn)體系。首先要創(chuàng)造一個(gè)實(shí)訓(xùn)的環(huán)境，各個(gè)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)訓(xùn)室應(yīng)該有足夠人份的儀器，以使每個(gè)學(xué)生都能參與到實(shí)驗(yàn)任務(wù)中；其它的實(shí)驗(yàn)器材和試劑、材料也要足夠，盡量使學(xué)生自己準(zhǔn)備所需的實(shí)驗(yàn)物品。

其次要根據(jù)實(shí)驗(yàn)課程與內(nèi)容體系，梳理實(shí)驗(yàn)室體系中的必要教學(xué)環(huán)節(jié)和設(shè)備，尤其是需要整理綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，清楚制約實(shí)驗(yàn)教學(xué)的軟件和硬件因素，注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和開闊其視野。比如動物細(xì)胞培養(yǎng)罐和層析技術(shù)的缺失，將使學(xué)生失去對單克隆抗體藥物的直觀認(rèn)識。一個(gè)好的完善的從菌種到發(fā)酵再到提取和產(chǎn)品的工藝過程再現(xiàn)，則可以幫助學(xué)生加深對工藝的理解，以及樹立積極的工作價(jià)值觀。

另外要實(shí)現(xiàn)對生物制藥工藝的有效教學(xué)，需要有一定數(shù)量的教師從事相關(guān)的科研工作。教師科研室的實(shí)驗(yàn)裝備和課題某種程度上才是真正反映了該專業(yè)在生物制藥工藝教學(xué)上的有效性。

理想的體系包括且不限于以下實(shí)驗(yàn)室：（1）微生物實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)具有足夠設(shè)備器材以使每位學(xué)生接受常規(guī)的微生物實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)。（2）細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)具有一套單抗生產(chǎn)的流程，可以進(jìn)行細(xì)胞的保存、培養(yǎng)、發(fā)酵，以及蛋白分離純化、檢測設(shè)備。（3）發(fā)酵實(shí)訓(xùn)室，應(yīng)具有足夠的培養(yǎng)箱、搖床、發(fā)酵罐，可以進(jìn)行菌種、發(fā)酵技術(shù)培訓(xùn)，可以進(jìn)行發(fā)酵過程工藝技術(shù)控制實(shí)訓(xùn)。（4）分離提取實(shí)訓(xùn)室，應(yīng)具有各類分離純化的設(shè)備，可以進(jìn)行各種分離提取技術(shù)實(shí)訓(xùn)，比如離子交換、膜技術(shù)、離心分離、層析技術(shù)、結(jié)晶等操作。（5）分析檢測實(shí)驗(yàn)室（QC 實(shí)驗(yàn)室），應(yīng)具有相關(guān)儀器，可以進(jìn)行藥品質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)檢測的實(shí)訓(xùn)，能夠?qū)懗龌舅幬锏馁|(zhì)量檢測報(bào)告。（6）制劑實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)可以進(jìn)行基本的片劑、針劑和凍干劑型制作，以及一些中成藥劑型制作。（7）中試車間，應(yīng)具有基本完整的公斤級從菌種到發(fā)酵，以及分離提取的小型生產(chǎn)線，具有精烘包房間。至少可以進(jìn)行模擬生產(chǎn)及工藝設(shè)計(jì)的教學(xué)。（8）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)可以進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)技術(shù)及工藝流程的仿真操作與培訓(xùn)；可以進(jìn)行工程現(xiàn)場的遠(yuǎn)程在線教學(xué)。

3.3 師資與文化氛圍建設(shè)

（1）師資素質(zhì)。 對于生物制藥工藝的有效教學(xué)，教師師資素質(zhì)是首要因素。要達(dá)到使學(xué)生領(lǐng)悟“工藝”的層次，與工藝相關(guān)課程的教師自身需有理論、實(shí)踐及教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)；或者能有效發(fā)掘利用網(wǎng)絡(luò)資源，能組織相關(guān)教師和專家給予學(xué)生及時(shí)有效的解答。其他相關(guān)課程的任課教師能夠在授課時(shí)啟發(fā)學(xué)生知識和應(yīng)用的聯(lián)系。

（2）文化氛圍。創(chuàng)造一個(gè)學(xué)生主動學(xué)，教師樂于教的教學(xué)環(huán)境，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中明白生物制藥知識是如何通過工藝的實(shí)踐形成經(jīng)濟(jì)價(jià)值的。

4 產(chǎn)學(xué)研結(jié)合機(jī)制研究

（1）企業(yè)教師或?qū)?。許多學(xué)校生物制藥專業(yè)的教師其經(jīng)歷無法構(gòu)成完整的生物制藥體系，在一些課程中聘請企業(yè)或社會教師、導(dǎo)師顯然是有效的。一些相關(guān)專業(yè)如醫(yī)學(xué)、管理、市場等領(lǐng)域的專家也可以成為生物制藥工藝有效教學(xué)的有益擴(kuò)充。

（2）校內(nèi)導(dǎo)師。推廣和深化校內(nèi)導(dǎo)師制，打破導(dǎo)師和學(xué)生之間的隔閡，使得學(xué)生有更多的機(jī)會參與了解生物制藥工藝的全過程，是對課堂教學(xué)非常有益的補(bǔ)充。

（3）工廠見習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)。工廠見習(xí)可以在生物制藥工藝的教學(xué)過程中使學(xué)生得到直觀的認(rèn)知，使他們知道，工藝技術(shù)是知識轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的必要環(huán)節(jié)。而生產(chǎn)實(shí)習(xí)則是讓學(xué)生直接參與到制造過程中，為他們過渡到相關(guān)行業(yè)的就業(yè)提供一個(gè)平臺。工廠見習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)需要引入實(shí)質(zhì)性機(jī)制比如 “雙師制”和頂崗實(shí)習(xí)以避免形式化，有效延伸生物制藥工藝及相關(guān)課程的教學(xué)效果。

（4）學(xué)生科研探索。除了正常的課程教學(xué)，以學(xué)生為主體的任務(wù)型科研探索也是提升生物制藥工藝教學(xué)效果，發(fā)掘優(yōu)秀學(xué)生的一個(gè)有效途徑。

5 結(jié)語

生物制藥工藝教學(xué)是生物制藥人才培養(yǎng)的核心內(nèi)容之一，掌握生物制藥工藝是專業(yè)人員從業(yè)的基本條件，是從事產(chǎn)品生產(chǎn)、開發(fā)、銷售、管理等工作的基礎(chǔ)。提高生物制藥工藝教學(xué)效率不僅僅是教師的責(zé)任，也需要學(xué)生、企業(yè)、學(xué)校的共同努力。