王 英,李 瑩,羅浩虹
(廈門醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)系,福建 廈門 361023)
“細(xì)胞工程”是生物制藥專業(yè)的核心課程之一,是現(xiàn)代生物技術(shù)中涉及廣泛的一門生物技術(shù),具有前沿性﹑綜合性及應(yīng)用性等特點(diǎn)[1]。傳統(tǒng)的“細(xì)胞工程”教學(xué)是以講授為主,以原理和工藝為核心,與生產(chǎn)實(shí)際脫軌,總體上沒有激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣﹑開發(fā)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。因此,為了適應(yīng)現(xiàn)代生物制藥專業(yè)崗位勝任力的需要,以O(shè)BE教育理念為核心的教學(xué)改革刻不容緩﹑勢在必行。
OBE教育理念是基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出成果/能力導(dǎo)向的教育模式(Outcomes-based Education,OBE),最先是20世紀(jì)90年代在美國和澳大利亞創(chuàng)新發(fā)展起來的,經(jīng)過30多年的發(fā)展和凝練,已形成了完整的教育理念,成為發(fā)達(dá)國家高等教育和人才培養(yǎng)的主流理念[1-2]。OBE教學(xué)理念是以學(xué)生為中心,以成果導(dǎo)向?yàn)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的驅(qū)動(dòng)力,設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)和評(píng)價(jià)體系,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生能力。也就是說,OBE教育模式重視培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的能力和素質(zhì),注重對(duì)學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià),重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),而不是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行機(jī)械的累積[3]。
“細(xì)胞工程”是內(nèi)容多﹑技術(shù)新﹑發(fā)展速度快﹑實(shí)踐能力很強(qiáng)的一門學(xué)科,是面向生物制藥專業(yè)三年級(jí)學(xué)生開設(shè)的專業(yè)核心課程,理論36學(xué)時(shí),實(shí)踐36學(xué)時(shí),是“植物細(xì)胞工程”“分子生物學(xué)”“細(xì)胞生物學(xué)”的后續(xù)課程。因此,這里主要介紹動(dòng)物細(xì)胞工程內(nèi)容。
OBE教育理念是以提高崗位能力和素質(zhì)為教學(xué)目標(biāo),注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力(包括自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力)的培養(yǎng),以學(xué)生專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)﹑能力培養(yǎng)﹑素質(zhì)提高為課程教學(xué)目標(biāo)[2]。教師必須對(duì)學(xué)生畢業(yè)時(shí)及畢業(yè)后所需要的能力及其發(fā)展水平有明確的預(yù)估,然后頂層設(shè)計(jì)出課程教學(xué)體系和實(shí)踐環(huán)節(jié)來保障學(xué)生達(dá)到課程目標(biāo)[3]。學(xué)生通過“細(xì)胞工程”課程的學(xué)習(xí),能夠掌握動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)﹑細(xì)胞融合﹑基因打靶和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物﹑生殖細(xì)胞工程﹑胚胎工程的基本概念﹑基本原理和工藝流程,提高獨(dú)立實(shí)驗(yàn)操作能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力﹑團(tuán)隊(duì)合作能力﹑主動(dòng)學(xué)習(xí)及終身學(xué)習(xí)能力,同時(shí)了解細(xì)胞工程領(lǐng)域的應(yīng)用及最新研究成果,為今后生物藥品的研發(fā)﹑生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
OBE教學(xué)目標(biāo)﹑教學(xué)過程﹑教學(xué)評(píng)價(jià)體系的設(shè)計(jì)都立足于教學(xué)過程取得的學(xué)習(xí)效果,獲得理想的教學(xué)效果的重要環(huán)節(jié)是教學(xué)內(nèi)容的選?。?],因此教學(xué)內(nèi)容的選取至關(guān)重要,學(xué)生要掌握細(xì)胞工程的基礎(chǔ)知識(shí)與關(guān)鍵技術(shù),才能更好地在未來的工作中應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。
基于生物制藥專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是掌握生物制藥基礎(chǔ)理論﹑基本知識(shí)和基本技能,具備生物藥品的研發(fā)﹑生產(chǎn)能力的高素質(zhì)應(yīng)用型生物制藥專門人才?!凹?xì)胞工程”理論教學(xué)內(nèi)容分為四個(gè)模塊,貫穿“細(xì)胞工程”教學(xué)內(nèi)容主線(見圖1)?!凹?xì)胞工程”教學(xué)內(nèi)容包括理論基礎(chǔ)﹑關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用前景,知識(shí)模塊之間既相互獨(dú)立,又緊密聯(lián)系,知識(shí)的學(xué)習(xí)層次由淺入深﹑循序漸進(jìn),強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性,突出重點(diǎn),能滿足生物藥品的研發(fā)和生產(chǎn)能力的培養(yǎng)要求。
圖1 “細(xì)胞工程”理論教學(xué)內(nèi)容
在細(xì)胞工程的研究內(nèi)容中,最重要﹑最基礎(chǔ)的技術(shù)是細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù),因此實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選取主要圍繞細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。以2019 級(jí)生物制藥實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容為例,主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如表1 所示。細(xì)胞工程各實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間既相互獨(dú)立,又相互聯(lián)系,循序漸進(jìn),層層深入,最后通過綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提升學(xué)生的綜合能力[5]。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容既培養(yǎng)學(xué)生生物藥品的研發(fā)和生產(chǎn)能力,又為學(xué)生后續(xù)選修“體外診斷生物活性原料的研發(fā)與應(yīng)用”奠定了基礎(chǔ),并且單克隆抗體制備實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在此課程完成。
表1 “細(xì)胞工程”實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
OBE理念是一種基于目標(biāo)導(dǎo)向的反向教學(xué)方法,教師在教學(xué)過程中要以學(xué)生為中心,以學(xué)習(xí)能力導(dǎo)向?yàn)槌霭l(fā)點(diǎn)反向設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)﹑改革教學(xué)過程和教學(xué)評(píng)價(jià)體系。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,學(xué)生獲取信息的方式更加多元化,學(xué)生的學(xué)習(xí)方式也發(fā)生了重大改變。基于OBE教育理念的教學(xué)資源開發(fā)﹑課程建設(shè)﹑學(xué)生學(xué)習(xí)過程管理﹑課后學(xué)習(xí)輔導(dǎo)等都是密切圍繞著教學(xué)目標(biāo)和教育產(chǎn)出成果進(jìn)行的。
教學(xué)資源是保障教學(xué)質(zhì)量的前提,為取得預(yù)期的教學(xué)效果,教學(xué)團(tuán)隊(duì)在超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)進(jìn)行網(wǎng)上課程建設(shè)。目前教學(xué)資源有微視頻﹑多媒體課件﹑章節(jié)練習(xí)﹑輔助學(xué)習(xí)資料及實(shí)驗(yàn)講義等。這些教學(xué)資源為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了保障,起到預(yù)習(xí)﹑鞏固﹑補(bǔ)充和拓展的作用。學(xué)生利用視頻和課件進(jìn)行課前預(yù)習(xí)﹑課后鞏固復(fù)習(xí),同時(shí)通過輔導(dǎo)答疑﹑作業(yè)和測驗(yàn)來檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況。
教學(xué)資源質(zhì)量對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)至關(guān)重要,因?yàn)榧?xì)胞工程是一門信息量大﹑實(shí)踐性強(qiáng)的綜合性科學(xué),而且教學(xué)內(nèi)容抽象﹑微觀﹑難理解。為了取得更好的學(xué)習(xí)效果,教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)教學(xué)目的,廣泛收集資料,對(duì)教科書教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行提煉﹑加工,并將文字﹑圖片﹑網(wǎng)絡(luò)資源等進(jìn)行整合,制作成生動(dòng)﹑直觀的多媒體教學(xué)課件和視頻,并對(duì)教學(xué)中的重點(diǎn)﹑難點(diǎn)做出提示,向?qū)W生提供豐富多樣的教學(xué)信息,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的情緒﹑興趣和注意力[6]。充分利用網(wǎng)上學(xué)習(xí)平臺(tái)資源,教學(xué)團(tuán)隊(duì)精心設(shè)計(jì)教學(xué)過程,給出學(xué)習(xí)任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。
細(xì)胞工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心基礎(chǔ),具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。因此,細(xì)胞工程僅學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論﹑細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)是不夠的,綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)同等重要。在學(xué)生完成細(xì)胞培養(yǎng)的理論知識(shí)學(xué)習(xí),同時(shí)完成原代培養(yǎng)﹑傳代培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后,組織學(xué)生設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)科研思維,鍛煉分析問題﹑解決問題的能力。具體是組織學(xué)生設(shè)計(jì)細(xì)胞系或細(xì)胞株的建立實(shí)驗(yàn)實(shí)施方案。4生/組設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,2個(gè)平行實(shí)驗(yàn)操作小組(2生/組)。實(shí)驗(yàn)前布置實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù),實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖桥囵B(yǎng)出細(xì)胞系或細(xì)胞株。根據(jù)細(xì)胞培養(yǎng)學(xué)習(xí)內(nèi)容及查閱資料,具體擬解決的問題有:(1)確定實(shí)驗(yàn)標(biāo)題(什么細(xì)胞系或細(xì)胞株的培養(yǎng));(2)動(dòng)物取材,細(xì)胞的分離純化方法,實(shí)驗(yàn)步驟,實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備;(3)課件制作。接下來要對(duì)各小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)性﹑可行性進(jìn)行考核,各小組選派1人講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,要求實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路清晰﹑全面,實(shí)驗(yàn)方案有可行性,然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)成績充分體現(xiàn)形成性評(píng)價(jià),包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)﹑實(shí)驗(yàn)操作﹑實(shí)驗(yàn)結(jié)果三部分。整個(gè)過程可以培養(yǎng)和提示學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路﹑操作水平﹑團(tuán)隊(duì)合作精神等。
基于OBE教學(xué)理念,以學(xué)生為中心,根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)要求,采取問題導(dǎo)向教學(xué)法,引導(dǎo)學(xué)生開展基于問題解決的研究式﹑合作式﹑課內(nèi)外一體化學(xué)習(xí)。問題導(dǎo)向是一種有效啟發(fā)學(xué)生思維﹑引導(dǎo)學(xué)生思考﹑培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的教與學(xué)互相促進(jìn)的教學(xué)方法[7]。教學(xué)團(tuán)隊(duì)理論聯(lián)系實(shí)際,關(guān)注研究熱點(diǎn),精心設(shè)計(jì)問題,引導(dǎo)學(xué)生探索思考,從而主動(dòng)學(xué)習(xí)。
實(shí)施問題導(dǎo)向教學(xué)法是課前教師布置學(xué)習(xí)任務(wù),給出幾個(gè)與核心內(nèi)容相關(guān)的問題,學(xué)生自發(fā)分組選擇感興趣的問題,以小組為單位廣泛收集資料,共同探討﹑整理解決問題的思路,最后得出結(jié)論,然后在課堂上各小組展示并回答一個(gè)問題,其他小組補(bǔ)充﹑互動(dòng),教師鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)言﹑發(fā)表自己的觀點(diǎn)。這種基于問題促進(jìn)學(xué)生探究﹑合作學(xué)習(xí)的教學(xué)模式,能夠提高學(xué)生獨(dú)立思考﹑自主學(xué)習(xí)﹑創(chuàng)新的能力[2]。
現(xiàn)以單克隆抗體的制備為例,介紹問題導(dǎo)向教學(xué)法,問題1:單克隆抗體的應(yīng)用。問題2:單克隆抗體是什么細(xì)胞合成的,是否容易獲得大量單克隆抗體?問題3:細(xì)胞融合的原理。問題4:如何篩選出雜交瘤細(xì)胞?問題5:篩選后的雜交瘤細(xì)胞是否可產(chǎn)生所需要的單克隆抗體?學(xué)習(xí)小組通過查閱教材﹑查找資料回答問題1,如“早早孕試紙”和多種抗腫瘤等新型特效藥的主要成分為單克隆抗體。通過“既然單克隆抗體有這么好的應(yīng)用,那么抗體又是怎么合成的?”引申出問題2,抗體是B淋巴細(xì)胞受到抗原刺激轉(zhuǎn)化為漿細(xì)胞合成的,但B淋巴細(xì)胞生命期短不能無限增殖,怎么才能大量合成單克隆抗體呢?1975年,英國的科學(xué)家米爾斯坦和柯勒將效應(yīng)B細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合,從而達(dá)到既能無限增殖,又能產(chǎn)生單抗的目的,并由此獲得了1984年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。通過這一科學(xué)史實(shí),鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)和思考過程中要解放思想,大膽進(jìn)行創(chuàng)造性思維活動(dòng)[8]。接下來是問題3,學(xué)習(xí)小組根據(jù)已學(xué)內(nèi)容和教材相關(guān)資料,思考2個(gè)細(xì)胞之間是怎么發(fā)生融合的?教師提醒學(xué)生回憶生物膜的特點(diǎn),依靠外界因素提高膜的流動(dòng)性,解決了小鼠骨髓瘤細(xì)胞與效應(yīng)B細(xì)胞的融合,但融合雜交瘤細(xì)胞又是怎么篩選出來的呢?通過問題4的答案,用HAT選擇性培養(yǎng)基培養(yǎng)后,雜種融合細(xì)胞存活下來,其他細(xì)胞死亡。篩選后得到的雜交瘤細(xì)胞是否可產(chǎn)生所需要的單克隆抗體呢?學(xué)生思考問題5,學(xué)生通過免疫學(xué)所學(xué)相關(guān)知識(shí)知道動(dòng)物在免疫反應(yīng)的過程中,體內(nèi)能產(chǎn)生多達(dá)百萬種以上的特異性抗體,但是每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體,要想獲得單抗就要雜交瘤細(xì)胞克隆化培養(yǎng),再檢測抗體及效價(jià),就可以獲得單克隆抗體。這種以問題為導(dǎo)向﹑課內(nèi)外一體化的教學(xué)方式是課堂在時(shí)間和空間上的延伸,可全面提高課程的教學(xué)質(zhì)量。
根據(jù)超星學(xué)習(xí)通學(xué)習(xí)任務(wù)的完成情況﹑課堂教學(xué)的表現(xiàn),結(jié)合“細(xì)胞工程”課程特點(diǎn),在考核方式方面,按知識(shí)﹑能力和素質(zhì)進(jìn)行綜合考核,采取過程性考核占30%,具體包括作業(yè)﹑隨堂測驗(yàn)﹑討論﹑實(shí)驗(yàn)報(bào)告﹑細(xì)胞株實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)施﹑實(shí)驗(yàn)操作;課終考核(閉卷考試)占70%的考核方式。過程性考核的宗旨是學(xué)生經(jīng)過課上課下的學(xué)習(xí),對(duì)細(xì)胞工程原理﹑技術(shù)及應(yīng)用的掌握情況進(jìn)行考核,并可以及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法;課終考核占比較高,是為了考核學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的系統(tǒng)性﹑完整性以及重點(diǎn)﹑難點(diǎn)的掌握情況。沒有扎實(shí)的理論基礎(chǔ),學(xué)生在能力和素質(zhì)方面很難達(dá)到OBE教學(xué)目標(biāo)。
OBE教育理念對(duì)于促進(jìn)我國新時(shí)代高等教育改革﹑專業(yè)建設(shè)﹑提高和保障人才培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義[2],因此需要教師的教學(xué)理念與方法與時(shí)代同步,在教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中要根據(jù)對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)要求設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo),精選教學(xué)內(nèi)容,應(yīng)用問題導(dǎo)向教學(xué),以學(xué)生為中心,采取多樣化的課堂形式,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,增強(qiáng)了自信心,激發(fā)了學(xué)習(xí)動(dòng)力,培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力,具備了更好地勝任未來工作所需要的能力和水平。