李恒,李斌,張寧,董靖,陳千良
摘 要:中藥生物技術(shù)已成為從事中藥學、中藥資源開發(fā)等專業(yè)相關(guān)人員必備的知識和技能。因此,很多高校的中藥學專業(yè)都以選修的形式開設(shè)了“中藥生物技術(shù)”課程,但該課程對中藥學專業(yè)的學生而言難度較大,為達到較好的教學質(zhì)量,亟須在課程教學上進行改革。文章提出針對中藥學專業(yè)學生的知識特點,應(yīng)明確該課程的教學目標,精煉相應(yīng)的教學內(nèi)容,并且就如何提高學生學習興趣進行思考和探究,同時在該課程的教學實踐中開展了一些教改嘗試,取得了較好的教學效果。
關(guān)鍵詞:中藥學;“中藥生物技術(shù)”;教學方法
中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:A 收稿日期:2017-09-26
基金項目:西北大學教改項目(JX14006);西北大學教學研究與成果培育項目(JX17086)。
作者簡介:李 恒(1984—),男,講師,研究方向:重要天然產(chǎn)物活性成分的生物合成/生物轉(zhuǎn)化。
*通信作者:陳千良(1977—),男,副教授,研究方向:中藥資源學與分子生藥學。
為了培養(yǎng)中藥學復合型創(chuàng)新人才,西北大學生命科學學院(以下簡稱“我院”)中藥學專業(yè)結(jié)合學院學科背景和專業(yè)特色開設(shè)了“中藥生物技術(shù)”這門課程?!爸兴幧锛夹g(shù)”是以中藥學、藥學和生物科學為理論基礎(chǔ),以生物工程和生化工程為技術(shù)手段,并與中藥和中藥資源產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合而構(gòu)成的一門復合型學科[1]。該課程涉及的知識面廣、內(nèi)容比較復雜且深奧、知識結(jié)構(gòu)更新快,但學生生物學基礎(chǔ)相對薄弱,是一門教師難教、學生難學的課程[2]。如何提高教學質(zhì)量,以激發(fā)中藥學專業(yè)學生對本課程的學習熱情和興趣,增強學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識,是從事本課程教學的教師必須認真思考和積極探索的課題。筆者在本課程的教學實踐中發(fā)現(xiàn)了很多問題,針對這些問題進行了初步的教改實踐,取得了較好的教學效果。
一、“中藥生物技術(shù)”教學改革的意義
隨著科技的迅猛發(fā)展,現(xiàn)代生物技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、環(huán)保、醫(yī)藥等領(lǐng)域,并取得了大量的實質(zhì)性成就。中藥科技工作者早就意識到在新世紀對中藥的研究應(yīng)該與生物技術(shù)緊密結(jié)合,并將生物技術(shù)作為推動中藥現(xiàn)代化的強有力的重要技術(shù)之一[3]。目前,生物技術(shù)在中藥生物資源保存及優(yōu)良品種選育、中藥材質(zhì)量控制、藥用成分或部位的生產(chǎn)、中藥作用的分子機制研究、中藥新藥研制的創(chuàng)新等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。生物技術(shù)已滲透到中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)。中藥生物技術(shù)必將成為從事中藥學、中藥資源開發(fā)等專業(yè)相關(guān)人員必備的知識和技能[4]。因此,中藥生物技術(shù)課程正是適應(yīng)學科的需要而開設(shè),但受制于中藥學專業(yè)學生自身知識基礎(chǔ)和學情狀況,本課程對他們而言難度較大。要想取得較好的教學效果,適應(yīng)現(xiàn)今學科發(fā)展,達到我院中藥學專業(yè)培養(yǎng)具有較高現(xiàn)代生命科學素養(yǎng)復合創(chuàng)新人才的目標,就必須從教學內(nèi)容、教學設(shè)計和教學手段等方面進行調(diào)整和優(yōu)化。
二、“中藥生物技術(shù)”教學存在的問題
(1)培養(yǎng)計劃中本課程的課時設(shè)置對教學內(nèi)容和教學實施有一定的制約。本課程教學內(nèi)容主要包括藥用植物基因工程、中藥的分子鑒別技術(shù)、藥用植物細胞工程、發(fā)酵工程技術(shù)與中藥現(xiàn)代研究、生物轉(zhuǎn)化技術(shù)及其研究進展、酶工程技術(shù)與中藥現(xiàn)代研究[5]。依照選定教材,至少需要54個學時的課堂授課?!爸兴幧锛夹g(shù)”是一門新型的復合型學科,需要以操作技術(shù)為根本。實驗教學應(yīng)該是整個教學的重要組成部分,因此需要配套一定學時的實驗教學課。目前,我們只有32個學時的課堂授課,還未配套實驗教學課,因此,更加需要對課程的講授內(nèi)容做出較大的調(diào)整和精簡,以適應(yīng)中藥學專業(yè)的教學要求。
(2)學生對“中藥生物技術(shù)”的興趣比較缺乏是教學中最大的挑戰(zhàn)。中藥學專業(yè)學生由于較少接觸生物工程方面的課程,課堂上對本課程講述內(nèi)容很不熟悉,突然遇到大量不易理解的內(nèi)容,很難提起興趣,致使課堂教學受到很大影響。課程講述過程中學生很少參與互動,教學效果不好,這也是本課程教學中重要的教改內(nèi)容。
(3)必要先修課程知識基礎(chǔ)的缺乏,給教學帶來一定困難。學生的生物學基礎(chǔ)相對薄弱,尤其缺乏分子生物學和遺傳學等背景知識,他們不能夠很快掌握本課程的基本概念和詞匯,難以吃透原理性知識點,因此給教學帶來了很多困難。
(4)授課教師學科背景局限和授課經(jīng)驗不足。“中藥生物技術(shù)”是生物技術(shù)和中藥學的結(jié)合,本課程除了要講授生物技術(shù)的原理,更多的是講解生物技術(shù)在中藥學研究、中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中的實踐。這要求教師不僅熟悉生物技術(shù),而且對與之相關(guān)的中藥學課程內(nèi)容有比較深入的了解。但是受到自身學習和研究的方向限制,主講教師要達到這樣理想的水平需要一定時間的積累。
三、“中藥生物技術(shù)”教學改革的具體嘗試
1.合理取舍教學內(nèi)容,制訂切實可行的教學方案
(1)精煉教學內(nèi)容。在對教學內(nèi)容的選擇上主要把握兩個基本原則:第一,盡量淡化與其他學科重復的內(nèi)容,對先修課程已有的內(nèi)容只做簡單的復習,將重點放在整體知識結(jié)構(gòu)框架的搭建上。如介紹中草藥組織培養(yǎng)這一章,我們在重點講解植物組織培養(yǎng)的基本概念和原理的基礎(chǔ)上,詳細地講透藥用植物組織培養(yǎng)的整體流程和注意事項,特別強調(diào)適合藥用植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件等。第二,側(cè)重選擇中藥生物技術(shù)領(lǐng)域新穎、有特色的教學內(nèi)容。如萜類化合物的生物合成研究是目前的研究熱點,我們將其穿插在藥用植物細胞工程章節(jié)講解紫杉醇、銀杏內(nèi)酯、喜樹堿等重要化合物的生物合成,在生物轉(zhuǎn)化研究進展章節(jié)講授以青蒿酸為底物生物合成青蒿素及其衍生物,通過這種形式激發(fā)了中藥學專業(yè)的學生對本課程濃厚的興趣。
(2)厘清講授思路,高度概括課程內(nèi)容。在每個各論章節(jié)中,嚴格按照“基本原理和方法—國內(nèi)外研究動態(tài)—典型實例—前景展望”主線進行講述。如在介紹藥用植物基因工程章節(jié)時,首先介紹基因工程的基本原理和方法,用“切、接、轉(zhuǎn)、增、檢”五個字概括DNA重組操作過程[6]。基因工程手段在農(nóng)作物方面的研究已有多年歷史,但是對藥用植物來講,雖然相關(guān)研究近些年逐漸出現(xiàn),且有增多的趨勢,但總量依然較少,能夠形成較為系統(tǒng)的領(lǐng)域的還比較有限。轉(zhuǎn)基因器官或組織培養(yǎng)是獲得藥用物質(zhì)中重要活性成分的新來源,其中利用根癌農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)化形成的冠癭瘤組織和利用發(fā)根農(nóng)桿菌Ri質(zhì)粒形成的毛狀根作為培養(yǎng)系統(tǒng)生產(chǎn)有用的次級代謝產(chǎn)物,是當前藥用植物基因工程領(lǐng)域的研究熱點之一。考慮到中藥學專業(yè)的學生具備較好的植物化學背景知識,對植物次生代謝產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)比較熟悉,對次生代謝產(chǎn)物的生源途徑也有一定的了解,我們即以此作為典型實例重點講授,使學生們能夠認識到利用藥用植物轉(zhuǎn)基因器官培養(yǎng)生產(chǎn)具有重大經(jīng)濟價值的化合物將具有廣闊的應(yīng)用前景。這樣的編排突出了課程的整體性和系統(tǒng)性,使學生更加容易和清晰地掌握課程的全貌,從而讓中藥學專業(yè)學生輕松地學習到本課程的重點知識。
2.優(yōu)化課堂教學方法,豐富教學手段
(1)課堂講授圍繞學生的實際需求設(shè)計,不斷通過提問、設(shè)問等來引導學生,增加與學生的互動,鼓勵創(chuàng)新思維。如在講授中藥分子鑒定時,教師設(shè)定問題:“當基源鑒定、形態(tài)鑒定、顯微鑒定、理化鑒定等傳統(tǒng)鑒定手段都不奏效時,是否能從更‘本質(zhì)的生物學層面對中藥材進行鑒定?”學生們不約而同地都會想到“基因”,進而聯(lián)想出DNA分子鑒定。中藥學專業(yè)的學生對中藥材的道地性已經(jīng)有了深刻的理解。我們在此基礎(chǔ)上再講述利用DNA分子標記進行中藥材的道地性鑒定就會引起學生們極大的興趣。
(2)適當轉(zhuǎn)換教師和學生的角色,充分挖掘?qū)W生獨立自主、合作探究的潛能。每學期的課堂教學中,我們適當安排1~2次的學生講課環(huán)節(jié):首先由任課教師根據(jù)學科的研究熱點給出選題的范圍;然后讓學生選擇自己感興趣的課題;選題后,督促學生查閱相關(guān)文獻,提煉主要信息,制作精致的小課件。在整個過程中遇到不懂的知識點,學生們能夠主動參閱文獻或在同學之間展開討論,或向?qū)I(yè)教師請教,極大地提高了學習的主動性,既能強化已有的理論知識,拓展新的知識面,又能展現(xiàn)才華。學生們通過自學尋找答案,解決自己的疑問,必然要求自己對相關(guān)問題有更深刻的理解,其效果比單純記住教師的講解要好很多。在課堂匯報中學生們還可以相互學習,共享學習成果,提高學習的效率,有不同的觀點,經(jīng)過討論印象更為深刻,同時,也能夠深刻體會到任課教師備課、講課的辛勞,之后更加懂得尊重和珍惜教師們的課程講授。
3.注重教研結(jié)合,提升教學效果
課堂上教師以自己的科研課題作為實例,以實驗中遇到的具體問題來解釋相關(guān)原理和方法,并且講解不同的操作在解決實際問題時的成敗,分析原因,談自身的體會。這樣的方式能將比較抽象空洞的原理具體化,進一步提高學生的學習興趣,進而取得良好的教學效果。我院結(jié)合開展中本科生導師制,讓學生走進教師實驗室進行參觀和實際動手操作,鼓勵學生參與指導教師的科研項目,引導部分有興趣、能力強的學生申請大學生創(chuàng)新項目和陜西省挑戰(zhàn)杯項目,等等。這些都使課程教學的效果得到了很大的提升,除了能使學生較好地掌握基本操作、了解本學科的科研動態(tài),也在一定程度上激發(fā)了學生繼續(xù)讀研的積極性。
4.加強教師自身培訓,不斷提高教學水平
本課程組的青年教師主動參加相關(guān)技能培訓,并且經(jīng)常邀請教學經(jīng)驗豐富的專家來課程組開展教學技巧等方面講座,從提高教學方法和技能方面提升教學水平。在提升教師自身的學科專業(yè)素質(zhì)方面,重點加強同中藥學專業(yè)其他相關(guān)課程主講教師的溝通和交流,比如,與藥用植物學、中藥資源學、中藥鑒定學等同屬于中藥、生藥方向的教師進行討論,既有助于明確彼此課程內(nèi)容的界限,避免教學內(nèi)容的過度重復,又能使課程間更好地相互銜接。另外,與從事中醫(yī)中藥學課程教學的教師討論,讓本課程的主講教師受益匪淺,一方面避免了在課堂講授具體實例時牽強附會和隨意發(fā)揮,保證了授課內(nèi)容的科學性和嚴謹性,另一方面提升了自身對傳統(tǒng)中醫(yī)藥的理解,能夠使現(xiàn)代生物技術(shù)更好地融入中藥學的研究和中藥現(xiàn)代化的實踐中靈活生趣。
四、結(jié)語
針對中藥學專業(yè)“中藥生物技術(shù)”選修課程存在的問題,我們開展了一系列的教學改革與實踐,提升了教學質(zhì)量,極大地激發(fā)了中藥學專業(yè)本科生對本課程的學習興趣,擴大了他們的知識面,從而為拓寬他們的就業(yè)面奠定了基礎(chǔ)。然而,我們對本課程的教學改革仍處于摸索和實踐階段,希望在此基礎(chǔ)上能夠申請教改項目來完成對本課程更多的實踐教學。同時,我們正在建議我院增設(shè)“中藥生物技術(shù)”的實驗課程,以期在更大程度上促進本課程建設(shè)和發(fā)展。
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