基于故事演绎的基因工程制药课程教学.pdf

第 9 卷 第 4 期2023 年 8 月生物化工Biological Chemical EngineeringVol.9 No.4Aug.2023文章编号：2096-0387（2023）04-04基于故事演绎的基因工程制药课程教学李闯，聂光军*，赵世光，薛正莲，钱森和（安徽工程大学 生物与食品工程学院，安徽芜湖 241000）摘 要：基因工程制药是生物制药、制药工程等专业的核心课程，也是关乎未来新兴生物技术产业发展的关键学科。因此，如何提升该课程的教学质量、培养相关领域的专门人才已成为急需解决的问题。本文基于基因工程制药课程内容的特点和教学中存在的问题，以提高教学效果为主要目标，从特点优势、实施形式、教学评价与反思等角度介绍了以故事演绎为主导的教学法。此法能有效提升教学质量，对激发学生的学习兴趣和主动性，培养高尚的科学素养和道德情操具有积极的作用。关键词：基因工程制药；故事教学法；课程思政；教学方法改革中图分类号：G645 文献标识码：CTeachingofGeneticEngineeringofPharmaceuticalsCourseBasedonStoryDeductionLI Chuang,NIE Guangjun*,ZHAO Shiguang,XUE Zhenglian,QIAN Senhe(College of Biological and Food Engineering,Anhui Polytechnic University,Wuhu 241000,China)Abstract:Genetic engineering of pharmaceuticals is a core course of biological majors,such as biopharmaceuticals and pharmaceutical engineering,and it is also a critical subject referring to the development of emerging biotechnology industry.Therefore,how to improve the teaching quality of this course and cultivate special talents in related fields has become a pressing issue waiting to be solved.This article is based on the characteristics of the genetic engineering pharmaceutical course content and the existing problems in teaching,with the main goal of improving teaching effectiveness.It introduces a teaching method led by story deduction from the perspectives of characteristic advantages,implementation forms,teaching evaluation and reflection.This method can effectively improve teaching quality,and plays a positive role in stimulating students interest and initiative of learning,as well as in cultivating noble scientific literacy and moral sentiment.Keywords:genetic engineering of pharmaceuticals;story-based teaching method;ideological and political education;teaching method reform基因工程制药是一门讲述人类利用基因重组等技术打破物种遗传物质之间的天然屏障，按照意愿将外源基因进行体外“扩增”与“剪接”，并导入宿主细胞内，使重组基因能够指挥这个新构建的“细胞工厂”产出人们所需要的激素、血液因子、疫苗、抗体和基因治疗药物等生物活性大分子的学科1。可以说，基因工程制药的诞生标志着人类进入了现代生物技术制药阶段，特别是在党的十九届五中全会提出“面向人民生命健康”战略导向与推进建设“健康中国”迫切要求的大背景下2，基因工程制药产业将在生物医药、精准个性医疗等新兴大健康产业的热点领域中持续迸发生机，俨然已成为名副其实的朝阳产业。因此，如何培养好该领域的高级专业人才是国家或地方能够在“十四五”时期推动生物科技产业不断发展，进而实现新跨越的 关键3。基金项目：安徽省省级教学示范课项目（2020SJJXSFK0315；2020SJJXSFK0265）；安徽省高等学校省级质量工程项目（2020sjjd013）；安徽工程大学校级本科教学质量提升计划项目（2022hhkk01；2021kkszjxtd02；2020lgyzy02；2020jyxm01）。作者简介：李闯（1990），男，安徽蚌埠人，博士，讲师，研究方向为生物催化与转化。通信作者：聂光军（1976），男，安徽含山人，博士，教授，研究方向为生物制药。E-mail：。第 4 期139李闯等：基于故事演绎的基因工程制药课程教学1 基因工程制药课程的性质、特点与问题基因工程制药是安徽工程大学生物制药本科专业的一门重要的专业课，开设于大学四年级上半学期，为 36 课时。它是学生掌握生命科学理论和技术，深入了解生物学专业领域的主要课程之一4。此外，生物学类专业硕士也开设了相关的前沿专题讲座。基因工程制药本科课程所参考的教材为李德山教授主编的 基因工程制药，笔者在此基础上将内容凝练成 5 个主要的模块，即基因工程原理与技术、蛋白质工程技术与（重组）蛋白类药物、抗体工程技术与抗体药物、疫苗工程技术与疫苗类药物以及基因治疗概述。基因工程制药课程内容庞杂且逻辑性强，一些技术原理抽象晦涩，相关的新理论、新技术、新产品层出不穷。此外，笔者在教学中发现，同国内的许多地方性高校一样，安徽工程大学的基因工程制药教学仍存在着若干问题：（1）随着国内新型冠状病毒感染形势的缓和，课程逐步回归于以“满堂灌”为主的线下教学，“雨课堂”“超星学习通”“腾讯会议”等助课软件的使用有不断减少甚至是被摒弃的趋势；（2）相较于理科专业，农科和工科专业的学生对于理论性较强的基因工程制药知识点理解能力较弱，再加上眼界和认知方法的局限性，学生难以认知课程内容中潜在的经济、社会和人文价值，进而也就很难对学到的知识进行凝练升华，最终导致学习动力不足，学习兴趣减退和主动性不强等问题。以上提到的课程的性质、特点与问题需要任课教师以提高学生的学习动力和效率为目标，充分整合教学资源，在教学方法上不断创新并提升自身的业务水平，以学生为中心，“全员、全程、全方位”的贯彻“价值塑造、能力培养、知识传授”三位一体的育人理念，探索出适合自身特色的教学模式。2 基因工程制药课程的故事教学法基于故事演绎的教学法，即故事教学法，是当前日益兴起的一种有效的教学手段，它是通过采用叙述故事的方式串联教学知识点，将教学内容融入故事的发生与发展中，从而引导学生在实际情境中理解所学内容，帮助教师更高效地完成教学目标5。在授课过程中，教师可以将一些短小精悍的故事与教学内容相融合，以此来提升教学效果。故事教学法要求教师在课堂上通过“引经据典”，在形象化相关知识的同时揭示其背后的发展研究历程，突出了学生在教学过程中的主体地位，有利于提升学生的课堂积极性。因此，该教学法在社会科学类与自然科学类学科的教学课堂中均具有广阔的应用前景。目前，该方法已逐渐被国内外同行所接受和采纳，并实施于人文社科类的英语6、广告学7以及理工科类的普通化学8、生物化学9等学科的教学中，受到了师生的广泛青睐。在进行诸如基因工程制药等这种纯理论知识较多的课程教学时，借助优质的故事实例可缩短理论与实践之间的距离，提高学生分析问题和解决问题的能力，促进高级应用型人才的培养。故事教学法的主要内容有：（1）梳理知识点，凝练出逻辑主线，并依此构建完整故事体系；（2）借助于多媒体平台，在线上线下使故事讲述方式呈现多元化和可视化；（3）根据基因工程制药不同章节知识的特点，将故事教学法与其他方法方式融合运用，促进学生的内化吸收。2.1 故事教学法的优势故事是连接知识与个人学习敏感度的桥梁，是一个人自出生以来最早的汲取世界认知的文化载体，而学校中普遍采用“满堂灌”的方式。有研究表明，如果人在一般状态下听取演讲，那么在 24 h 后仅能记住约 5%的内容10。与灌输式的传统授课模式（Lecture-Based learning，LBL）不同，故事教学法以建构情境为依托，在加强师生互动、促进学生知识内化吸收、提升自主学习能力等方面具有多重优势，具体如下。2.1.1 调动学习兴趣，活跃课堂气氛兴趣是最好的老师，故事中丰富的情感和生动的情节能够有效吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣和增强学习动力，使学生对于知识的接收由被动转为主动，充分调动了课堂氛围。2.1.2 巧析难点知识，变抽象为具体利用跌宕起伏、引人入胜的故事主线串联知识点，可以使枯燥的学科知识变得生动形象，不仅有助于降低知识授予的难度，使教学内容切合学生的认知140生物化工2023 年能力和水平，更能够促进学生对知识的内化和重构。2.1.3 陶冶道德情操，培养工匠精神故事教学法具有强烈的情境性与代入感，能与课程思政完美契合。一些被人们传颂至今的故事往往蕴含着丰富的人生哲理，学生可以在故事的演绎中身临其境，找寻自我价值，体会百味人生，铸造科学品质。2.2 故事教学法的实施形式在高校本科教学中，故事教学法的实施类似于以案例为基础的教学法（Case-study-Based Learning，CBL）11，教师依据课程教学目标和教学内容的需要，以事先准备好的相关故事案例为素材，引导学生领悟课程知识点，加速其内化吸收的过程。为了更好地探索故事教学法的优势，笔者及所在教研小组从以下 3个方面进行探索。2.2.1 故事教学法与线上线下混合式教学相结合伴随着计算机网络的急速发展，授课方式也出现了线上教学形式，但自制力较差的学生在线上网络课堂上更容易受到多方面因素的干扰12。因此，“线上线下混合式教学”逐渐走向教学同行的视野。结合微信端的“雨课堂”软件进行课堂教学是安徽工程大学近年积极推行的教学模式之一。借助于“雨课堂”平台，将故事教学法贯穿于线上与线下的课程教学，不仅能够吸引学生注意力，实现教学资源的共享，更有助于第二课堂的开辟。在教育实践中，笔者将收集到的故事情节按照对应的知识点归纳整理，制作成课件并上传于资源库模块中，在课前与课后要求学生阅览学习，分享自己的心得体会。2.2.2 故事教学法与多种教学形式相融合众所周知，任何一种教学法都具有局限性，单纯的使用一种或有限的几种教法完成整门课程的教学是无法提高教学质量的13。故事教学法具备较大的开放性，可以与多种教学法融合使用，优势互补，真正使教师做到因材施教和有教无类。例如，将与知识点相关的故事性情节以学生喜闻乐见的微/短视频的形式呈现出来。笔者在课堂教学中发现，一些制作精良的微视频确实能够吸引学生的注意力，伴随教师的旁白讲解，可以达到事半功倍的效果。此外，故事教学法还能够以翻转课堂的形式进行，即课前教师让学生自由组合，然后以抽签的形式将“挖掘故事性情节”的命题分发至每个小组，学生根据线索合作完成并在课堂上向全体师生讲述，最后依据故事素材挖掘的深度、演讲者的表现以及多媒体的呈现效果等方面评选出“最佳故事演绎小组”。2.2.3 故事教学法与课程思政同行一般来说，开设基因工程制药课程的专业会选择在大四上学期授课，此时的学生已完成了思想政治理论课的学习，正处于重塑人生观、价值观、职业观的重要阶段，是实施课程思政的最后时机。该课程既有高度的专业性、充满辩证统一的哲学思想，又与日常生活密切联系。笔者发现在许多故事性情节中能够提炼出丰富的思政教育元素（表 1），一些前沿进展也能折射出当代社会的热点问题，可以说故事教学法是与课程思政教育高度契合的。表 1 基因工程制药相关故事情节举例内容模块知识点故事标题思政元素绪论基因工程定义与发展历史从基因工程 ver1.0 世代到 4.0 世代科技是第一生产力“基因编辑婴儿”事件科研守好伦理之门基因工程原理与技术PCR 技术PCR 之父穆利斯传记在生活中发现灵感CRISPR/Cas9又一把“基因剪刀”的发现平等协作、敢于拼搏蛋白质工程技术与(重组)蛋白类药物蛋白质定向进化阿诺德向大自然学习，人为操纵进化竞争与淘汰胰岛素类药物从人工合成牛胰岛素到重组人胰岛素坚持创新、自力更生干扰素“中国干扰素之父”侯云德院士为国担当、家国为先抗体工程技术与抗体药物抗体多样性机制“抽牌”组合游戏持经达变单克隆抗体技术绽放的“药物魔弹”取长补短、相互学习疫苗工程技术与疫苗类药物疫苗发展史与定义琴纳与牛痘细致入微、善于发现疫苗类药物新冠疫苗研发之路上的中国速度心系人民、爱国情怀第 4 期141李闯等：基于故事演绎的基因工程制药课程教学3 学生评教调查为及时了解故事教学法在教学过程中所发挥的作用，笔者在课程结束后利用“问卷星”针对故事教学法的效果评价向 2018 级 2 个本科教学班级共计80 名学生开展了问卷调查，最终收集到 76 份有效问卷。反馈结果表明，有 93.4%的学生认为教学中引入故事教学法提高了自己的学习兴趣和主动性；77.6%的学生反映故事教学法有助于加强自身对于重难点知识的理解；82.9%的学生觉得一些故事情节元素对自身伦理道德以及价值观的塑造有着启示作用。另外，课程期末考核规则更改为平时成绩（30%）与试卷成绩（70%）的比例，提高了平时成绩的占比，在线上线下混合式教学模式中能够更加方便快捷的利用助课软件实现签到、作业批改及故事素材的线上阅读等。从期末试卷成绩来看，以基于学生计算的课程目标完成度为参考，其中要求掌握基本概念、结构与功能的课程目标完成度由 61.3%提升至 74.6%。以上结果说明了故事教学法在基因工程制药的教学中起到了较为良好的教学效果。最后，笔者注意到故事教学法需要在之后的教学中解决两个主要问题：（1）所准备的故事内容是否真正具有教学意义，如何在课堂上做到讲好故事的同时不偏离教学任务；（2）故事教学法在与其他教学法相互切换时，如何实现自然的过渡衔接而不是生搬硬套式的“硬植入”。4 结语基因工程制药是一门强调理论与应用并重的学科，在生命科学领域以及“大健康”产业占有一席之地，为满足时代发展的人才需求，笔者及所在教研小组针对目前基因工程制药课程教学中遇到的问题，积极探索了基于故事演绎的混合式教学。实践证明，在线上与线下的教学过程中引入故事教学元素能够有效激发学生的学习热情，加深学生对知识内化吸收的程度，进而提升教学效果；充分利用故事教学法的开放性，可实现多种教法融合教学，真正做到优势互补，有的放矢，因材施教；故事教学法与课程思政高度契合，能够提升学生的人文情怀和科学素养。此外，面对课程教法尚存在的问题，笔者仍将通过持续整合教学资源，优化包括故事教学法在内的多维教法，从三位一体的育人理念出发，进一步提高教学质量，为打造基因工程制药“金课”“示范课”奠定基础。参考文献1 高向东.现代生物技术制药 M.北京:人民卫生出版社,2021.2 钱森和,赵世光,王洲,等.面向新工科的地方性高校生物制药专业建设路径研究 J.合肥师范学院学报,2021,39(6):129-132.3 国家发展改革委.国家发展改革委关于印发“十四五”生物经济发展规划的通知 EB/OL.(2021-12-20)2023-02-12.https:/ 邱婷,李灿,陈琼.基因工程制药课程思政教学探索与实践 J.广东化工,2021,48(7):239-240.5 刘世玉,郝少妍,田晓婷.基于故事教学法的微视频设计与应用J.现代中小学教育,2019,35(9):30-33.6 张发武.故事教学法在高中英语教学中的应用探析 J.课程教育研究,2019(45):126.7 冯炫淇.故事教学法在广告学双语教学中的应用探索 J.新闻传播,2019(20):55-57.8 HIBBARD L.Case studies for general chemistry:teaching with a newsworthy storyJ.Journal of 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