摘要:生物制药是药学专业的核心专业课，具有很强的理论性和实践性。为适应我国生物制药产业的飞速发展，培养具有扎实理论基础和创新能力的应用型药学人才，生物制药课程的教学改革和实践探索具有重要意义。文章主要从优化教学内容、改进教学方法、改革教学手段和丰富实践课程方面探讨如何在教学过程中提升学生综合素质与创新能力，以期为全面提升生物制药专业学生的创新思维和实践能力提供有益的参考。
关键词:生物制药;教学改革;创新能力
生物制药产业是21世纪最具发展潜力的新兴高新技术产业，已经成为我国经济发展的重点建设行业和新兴支柱产业，成为我国医药产业发展的战略重点［1］。随着生物制药产业的飞速发展，以重组蛋白质药物、治疗性抗体药物、新型疫苗、基因治疗和细胞治疗为代表的生物技术药物成为新药研发的热点。近年来，生物技术药物在制药产业中所占有的市场份额和年销售额呈逐年增长趋势。2006年，全球生物技术药物销售额为790亿美元，市场占比仅为14%;至2013年，全球生物技术药物销售额增至1650亿美元，市场占比提高至22%;预计2020年，生物技术药物销售额将突破2910亿美元，市场占比将超过25%［2］。为全面提升药学专业人才培养的综合素质和实践能力，皖南医学院药学院自2006年开始在药学本科和制药工程专业开设生物制药课程。教学实践过程中，通过充分利用活性生物大分子研究安徽省重点实验室和新药筛选与评价中心的平台优势，围绕应用型本科人才培养目标，强化理论和实践相结合，以提升学生创新能力为核心，在本课程的教学实践中进行了一系列教学改革与实践探索，取得了较好的教学效果。
1优化教学内容，立足学科前沿
课堂教学是学生获取知识的主要途径，课堂教学必须根据药学专业培养计划和教学大纲的要求精选教学基本内容，适度拓宽研究进展，建立科学的三大模块课程教学体系，即理论教学、实验教学和实践教学［3］。理论教学内容中，重点突出基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程的理论性与应用性。以阐明基本概念和基本原理为核心，结合自身科研工作，重点讲解生物技术药物研发的关键技术和理论，注重授课内容的基础性、前沿性和趣味性，培养学生的实践能力和创新意识。微生物转化技术是现代酶工程和生物催化的核心技术之一，是清洁生物加工方式的核心组成部分。在本章讲解中，通过简要讲解微生物转化的概念和反应类型，以甾体药物微生物转化为例，重点讲解了两相发酵的特点、羟化反应、脱氢反应和边链降解反应等相关理论和关键技术，使抽象的理性知识转化为感性知识，极大地提高了学生对基本理论的理解。同时，适当引入本学科的前沿知识，把以微生物转化技术为核心的组合生物合成最新成果引入教学实践中，以专题讲座结合问题讨论式教学法概述世界首个基因工程化学新药－必特霉素的创制历程、利用重组酶法制备紫杉醇抗肿瘤药物等专题，使学生及时了解生物制药的前沿知识及微生物转化理论的实际应用，显著提高了学习的趣味性和前瞻性。在实验和实践教学过程中，突出理论与实验并重，强调基本理论与基本技能的培养，注重理论联系实际，增加实验内容的综合性和实用性。充分依托活性生物大分子研究安徽省重点实验室和新药筛选与评价中心的设备资源和科研平台，结合自己的科研课题，相继开展β－catenin基因分子克隆、DNA电泳、质粒转化和蛋白质纯化等实验内容。通过一个连贯的实验课程设置，使学生系统掌握基因工程制药的基本过程和基本技术，极大地提高了学生综合实验技能并加深了对理论知识的深入理解。
2改进教学方法，提高教学质量
良好的教学方法对提高教学质量具有重要作用。传统的“满堂灌、填鸭式”教学方法使学生被动接受知识的灌输，死记硬背，忽略了学生的主体地位和作用，不利于培养学生的创新能力和学习兴趣。开展启发与讨论式教学，使学生作为主体参与课堂教学中来，通过精讲巧问和教学互动，鼓励学生提出和发现新问题，激发学生的创新思维，对提升学生思考问题和解决问题的能力具有积极的促进作用［4，5］。以天然产物为基础获得新化合物一直是新药开发领域的研究热点，化学合成作为增加化合物结构多样性的主要手段在该领域占据重要地位。在授课过程中，通过课堂讨论的形式，让学生积极讨论有哪些基于天然产物来源的药物应用于临床实践，是否可以运用生物技术制药的基本知识去定向改造天然产物结构以增加其结构多样性。通过激烈的讨论，一方面使学生更好地回顾了药理学的基本知识和活跃了课堂气氛，另一方面我们通过上述讨论引入了组合生物合成的基本概念，即运用基因工程和微生物工程方法改造生物合成基因簇，利用重组微生物菌株发酵获得新型“非天然的天然产物”，利用生物技术的原理实现化合物结构更大的多样性。这种启发式与讨论式相结合的教学方法，加深了学生对基因工程、微生物转化技术及组合生物合成技术的理解和实际应用，很好地培养了学生独立思考和科学创新的能力。自主创新永远是生物制药企业发展的核心要素，我们也适当引入一些国内外生物制药企业新药研发的案例进行课堂讨论。如基因泰克公司开发的赫赛汀(曲妥珠单抗)是第一个用于治疗HER－2阳性乳腺癌的人源化单克隆抗体，它的出现引发了全球抗体药物研发的热潮。自1998年在美国上市后，年销售额突均破60亿美元，是全球最热销的医药品种之一。基因泰克公司也一跃成为全球知名的生物制药企业，目前以总市值500亿美元被罗氏公司收购;2015年6月，我国自主研发的全球首个Sa-bin株脊髓灰质炎灭活疫苗在昆明上市，该疫苗的上市填补了我国在脊髓灰质炎灭活疫苗生产领域的空白，实现了我国疫苗从“中国制造”向“中国创造”的迈进。结合上述案例，我们从项目立项、实验室研究、临床前研究、临床研究、成果转化等各环节展开深入讨论，使学生更好地掌握了创新药物研究与生产的基本流程，使教学内容与产业实际紧密连接，提升了应用型创新人才培养的质量。教学活动由教与学两方面构成，只有将讲授和讨论相结合，才可以很好地实现教和学的有机结合，学生才会对所学的知识理解深刻;学生只有完全消化基本原理，时刻保持一颗求知欲去不断地自觉学习，才会更进一步提升独立思考和解决问题的能力。
3改革教学手段，提升教学内涵
由于生物制药理论知识具有一定的抽象性，学生掌握起来有一定难度。多媒体教学能使教学内容丰富生动、图文并茂，使抽象与枯燥的授课内容更加直观化而成为大学教学过程中最主要的教学手段［6，7］。但单一的多媒体教学也存在一些弊端，如承载的信息量大而不精、课件质量不高、教师注重技术使用而忽视对学生的人文关怀等。因此，在教学过程中，需要合理运用多媒体教学手段。对于一些重(难)点原理和关键技术，一方面要充分利用各种信息资源库，访问各种电子化的课程资源网站，查阅国内外优秀教材和著作获得图文并茂的第一手教学资料，增加多媒体教学的趣味性和基础性;另一方面要采用板书教学与多媒体相结合的授课方式来提高学生对课堂知识的理解，使学生更好地理解、掌握和消化学习的重点知识。为了适当增加授课内容的前沿性和实用性，板书教学中我们全程采用全英文书写和设计，在使学生更好地理解和消化基本知识点的同时，也使学生的专业英语能力有了大幅提升，有助于学生在参加科研实践中对专业文献的阅读和理解。授课过程中，我们结合实验室科研成果和已有教学资源，建成一套相对完整的电子化数字资源库，使学生在课堂上可以通过结合实际科研工作更加直观地理解生物制药理论和实际应用。以乙肝基因工程疫苗为例，利用ChenBioDraw绘图软件制作了基因工程疫苗的制备流程示意图，使抽象繁琐的疫苗制备理论变得更加形象生动和直观易懂;在讲授如何利用微观的PCR技术特异性扩增外源基因片段时，通过制作的多媒体动画展示，加深了学生对PCR原理和PCR要素的理解;荧光偏振技术近年来广泛应用于药物高通量筛选，我们结合本实验室的科研进展和一张简洁的多媒体示意图，就使学生在短时间内很好地理解了看似生涩的基本原理和实际应用，基本达到了“秒懂”的教学效果。近五年来，根据生物制药理论和实践的不断进步，我们每学期都会对多媒体课件内容进行适当的更新和补充，现已形成了一套独具特色的生物制药教学课件，深受广大师生好评。
4丰富实践课程，培养创新能力
生物制药是实践性很强的课程，对学生科研思维和创新能力的培养尤为重要。通过建设资源共享型实验室，充分发挥已有实验室资源，对于强化学生的知识技能与创新实践能力培养具有重要意义［8］。在实验教学过程中，联合各校级科研平台建立资源共享型实验室，鼓励学生加入各相关实验室的科研小组，积极参加学校各科研平台自有课题项目研究，如β－catenin蛋白的原核表达与分离纯化、多克隆抗体制备、SecA抑制剂的高通量筛选、Wnt小分子抑制剂的筛选与药理活性评价等方面的科研项目，以及申请大学生创新创业项目和参加全国药学专业大学生实验技能竞赛，激励学生主动实践，展现自我，时刻注重创新性学术思维的培养。目前，我们已结合新药筛选与评价中心承担的部级和省级科研项目取得的科研成果，已将科研成果的创新性和应用性融入实验教学中，保证了实验教学内容的新颖性、前瞻性和实用性。通过这种以共享实验室为基础的科研小组实践活动，极大地促进了教师和学生之间的沟通和交流，实现教学相长，使学生拓宽了科学视野。学生在参与科研实验的过程中也获得了实验技能的训练，提高了动手能力和逻辑思考能力，加深了对理论知识的理解和运用。此外，在激励学生参与科研项目的同时，我们精心组织学生到芜湖绿叶制药有限公司、芜湖福民生物药业有限公司、芜湖诺康生物科技有限公司、芜湖康卫生物科技有限公司、南京正大天晴制药有限公司、先声药业集团有限公司等校外实践基地参加短期实践实习，实地参加和观摩新药研发、药品生产与GMP管理。同时邀请校外知名专家和企业家进行学术讲座等多元化实践教学形式，使学生有更多的机会感受科学，了解生物制药发展现状和前景，激发学生学习的积极性和主动性。通过开展的多元化实践教学改革，有力地提升了学生的专业理论水平和实践技能，提高了学生科研创新思维能力。通过优化教学内容、改进教学方法、改革教学手段和丰富实践课程方面对生物制药课程进行的教学改革与实践，显著地提高了本课程的教学质量和教学效果，有力地提升了我校学生的综合素质和实践创新能力。我们期望，本校所尝试的教学改革和实践探索，能为提高我国生物制药专业学生的实践与创新能力提供新的启迪。
参考文献:
［1］阿丽塔，穆鑫，唐小利，等．1984－2014年治疗性生物药物发展历程及展望［J］．中国药理学通报，2015，31(10):1356－1362．
［2］毛开云，杨露，王恒哲，等．生物技术药物市场现状与发展趋势［J］．中国生物工程杂志，2015，35(1):111－119．
［3］杨德龙，栗孟飞，李唯．生物技术制药教学改革与实践［J］．生物学杂志，2015，32(2):106－109．
［4］罗少华．案例启发式教学在生物制药技术课程中的应用［J］．三峡大学学报(人文社会科学版)，2008，30(6):197－198．
［5］蒋小英，宁启兰．医学生物化学教学改革的实践探索［J］．基础医学教育，2018，20(1):15－17．
［6］彭方毅，姜海蓉，陈忠敏，等．生物技术制药的教学实践［J］．时珍国医国药，2010，10(21):2656－2657．
［7］杨建课，徐思斌，宫磊，等．提高医学细胞生物学教学效果的思考与实践［J］．基础医学教育，2014，16(2):84－86．
［8］牛志伟，解军，孙要军，等．生物制药专业实验室建设模式初探［J］．基础医学教育，2016，18(12):999－1002.
作者:陈云雨 刘晓平 单位:皖南医学院药学院新药筛选与评价中心
