生物制药专业《生物技术制药》本科课程体系建设思考
高娟 李玉梅 古鹏飞
济南大学生物科学与技术学院 山东济南 250022
1. 《生物技术制药》课程体系建设的重要性
生物制药运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果,从生物体、生物组织、细胞、器官、体液中制造用于预防、治疗和诊断的生物制品。生物制药被认为是 21 世纪生命科学领域最有发展前景的产业之一。随着生物技术的不断进步,生物制药行业将在技术创新方面取得更多突破。《生物技术制药》课程在生物制药专业教育中占据核心地位[1]。该课程旨在通过系统介绍基因工程、细胞工程、酶工程等现代生物技术在制药领域的应用,使学生掌握生物制药的基本知识、基本理论和技能,为后续从事生物制药研发、生产、管理等工作打下坚实的基础。在专业教育中,《生物技术制药》课程不仅注重理论知识的传授,还强调实践能力的培养。通过课程学习,学生能够了解生物制药的最新研究进展和技术前沿,掌握生物制药的制备和生产工艺,提高分析问题和解决问题的能力。此外,该课程还有助于培养学生的创新意识和团队合作精神,以适应未来生物制药行业的快速发展和变化。因此,建设《生物技术制药》课程体系并进行实施,具有重要的意义[2]。
2. 《生物技术制药》课程体系构建原则
《生物技术制药》课程体系的构建应遵循系统性、实践性、创新性和国际性原则,以确保其全面、实用、前瞻和国际化。《生物技术制药》课程体系构建基本原则如下: ① 课程体系应全面覆盖生物技术制药的核心知识和技能,形成一个完整、连贯的知识体系。 ② 在构建课程体系时,应注重知识的层次性和逻辑性,确保课程内容从基础到专业逐步深入。同时,整合相关学科资源,打破传统学科界限,形成跨学科的知识网络。 ③ 课程体系应紧密结合实际应用,注重培养学生的实验技能和解决问题的能力。④ 增加实验课程和实践环节,如实验室操作、案例分析、项目设计等,让学生在实践中学习和掌握生物技术制药的核心技能。同时,鼓励学生参与科研活动和企业实习,以增强其实际应用能力。 ⑤ 引入前沿技术和研究成果,定期更新课程内容。鼓励学生参与科研创新活动,如科技创新竞赛、创业项目等,以培养其创新思维和实践能力。同时,建立与企业的合作关系,共同开展创新研究和人才培养。 ⑥ 引入国际先进的生物技术制药理念和技术,鼓励学生参与国际交流项目、学术会议和竞赛等,以拓宽其国际视野[3]。
3. 《生物技术制药》课程体系框架设计
围绕"理论-技术-应用"主线,构建《生物技术制药》的递进式课程模块:通过《生物化学》、《分子生物学》、《微生物学》、《免疫学》、《细胞生物学》等先修课程奠定学生的生命科学基础理论与实验技能。
3.1 课程板块设计
《生物技术制药》的教学目标为: ① 知识目标:阐明生物技术制药核心概念、分类、特点及发展脉络;理解基因工程等现代生物技术制药原理与关键技术;掌握重组蛋白、抗体等药物全流程生产工艺;熟悉质量控制要点与相关法规。 ② 技能目标:能独立设计实施简单实验方案;熟练操作PCR 仪等实验设备;具备实验数据解读、结果分析及方案优化能力;可分析制药流程并解决一般性生产问题。 ③ 情感态度价值观目标:培养领域探索兴趣与学习动力;塑造严谨科学态度、创新精神与务实科研作风;增强社会责任感,关注产业对社会、环境及健康的影响。基于以上目标,设计了如下的知识板块:“合成生物学制药”、“AI 辅助药物设计”、“生物制药GMP 与法规”、“微生物药物的发酵制备”、“抗体人源化设计及制备”、“细胞药物的设计及制备”[4]。
3.2 教学方法与手段
在教学过程中,融合多种教学手段,采用虚实结合,利用3D 动画/VR
模拟抗体结构、生物反应器操作等复杂场景;建设在线课程库的数字化平台,引入虚拟仿真实验;引入生物信息学工具,如BLAST、PyMOL、工艺模拟软件,如 BioProcess Simulator 等进行软件实训[5]。
3.3 课程综合评价体系改进
采用过程化评价和终结性评价二元评价法。其中,过程性评价占比60% ,主要包括实验操作( 20% )、案例报告( 20% )、项目设计( 20% )、课堂研讨( 10% )、论文写作( 30% )等;终结性评价占比 40% ,侧重工程实践题,如工艺故障排除、质量控制方案设计等;此外引入企业参与评价,实验报告由校企双导师评分,纳入课程学分[6]。
4. 教学内容与教学方法的创新
4.1 教学内容的更新与拓展
在授课过程中,根据学生学习反馈动态增补前沿,纳入mRNA 疫苗、ADC 药物、CAR-T 细胞治疗、连续流生产技术等产业热点;对学生进行跨学科融合教育,强化"生物 + 信息"相结合的组学数据分析、"生物 + 工程"相结合的放大生产参数优化等交叉知识点;在疫苗、基因编辑等章节嵌入伦理辩论、NMPA/FDA 申报案例分析。
4.2 教学方法的创新实践
采用案例教学,精选行业案例:如"PD-1 抗体生产工艺偏差处理"、"新冠疫苗快速研发路径",分组讨论技术路线与风险管理。利用项目驱动提升学生的参与度,实施 PBL 项目,如要求学生设计一种 CHO 细胞表达抗体工艺,优化细胞密度与产物滴度关联模型,撰写小型可行性报告。适当引入翻转课堂,应用于基础单元,例如让学生课前自学基因克隆原理视频,在课堂实战载体构建设计,小组互评方案可行性,最后由教师进行总结及升华[7]。
5. 结论与展望
通过上述课程体系建设,提升学生的工程能力,增强学生的科研能力,使学生的就业竞争力增强。在未来的授课中,应利用技术驱动教学革新,应用AI 构建个性化学习路径,开发"元宇宙制药工厂"实训场景;强化工程思维培养,增设《生物过程系统工程》《制药成本控制》等工程管理课程。
参考文献:
[1]郑蒙,邹艳,杨盼盼.“生物技术制药”“学研创”课程改革的探索[J].教育教学论坛,2025,(26):85-88.
[2]杜毅,彭湃.新医科背景下 OBE 导向的“生物技术制药”课程改革实践[J].工业微生物,2025,55(03):134-136.
[3]孙丽娟.生物技术制药混合式教学的形成性评价体系构建[J].生物化工,2025,11(02):194-196.
[4]杨刚刚.生物技术制药课程思政建设的实践探索[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2024,41(05):69-70.
[5]王舒宁,李维娜,张旺倩,等.基于OBE理念的“慕课”“微课”与前置任务式翻转课堂在《生物技术制药》课程教学中的应用探索[J].药物生物技术,2024,31(06):693-696.
[6]文波,罗芳,陈岩勤,等.思维导图结合雨课堂在生物技术制药课程中的应用实践[J].继续医学教育,2024,38(07):9-12.
[7]文波,罗芳,陈岩勤,等.雨课堂 + 思维导图模式在生物技术制药教学中的应用及分析[J].基础医学教育,2024,26(05):360-366.
作者简介:高娟,女,1985 年 11 月生,副教授,研究方向为微生物酶学。