中药生物技术教学内容和知识体系构建初探

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作者：史仁玖,李艳玲,苗苗,王建美

【摘要】

生物技术是生命科学中发展最快的一门学科，其在中药学领域的应用，将会对传统中药学的研究带来新的生机。文章从构建课程内容与知识体系，构建实验教学内容和体系，理论联系实际，重视实践教学内容等方面探讨构建中药生物技术教学内容及知识体系，从而培养学生的独立思考、综合分析能力、科学思维能力和创新意识，全面提高学生的综合素质，为将来参加工作打下坚实的基础。

【关键词】 中药学 生物技术 知识体系

中药生物技术是中药学和生物制药相关专业本科及研究生的一门必修课，是一门新兴的复合型学科，利用生物技术的思路和方法，解决中药现代化研究与产业化开发中面临的难题。中药生物技术大量应用现代生物学的理论并综合利用了如生物化学、细胞和分子生物学、基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、化学工程等现代科学的研究方法和手段，所以被列入高技术的范畴［1］。目前,国内开设该课程的院校不多,因此,中药生物技术教学内容和知识体系的构建是一种新的尝试,也是对传统中药学和生物技术教学思路的转变和教学内容的扩展。

1 课程内容与知识体系的构建

1.1 教学内容的构思课程目标是确定课程知识体系的主要依据，中药生物技术的教学目的是通过课程学习，使学生了解生物技术的原理和生物技术领域发展的动态以及生物技术在中药学中的应用，开阔学生的视野和知识面，优化知识结构，提高学生适应中药学现代化发展的能力；掌握现代生物工程和技术方法在中药学中的应用技术，培养学生把所学知识灵活应用到生产实践中的思维模式；力求培养学生动手能力，理论联系实际地培养学生的独立思考、综合分析能力、科学思维能力和创新意识，全面提高学生的综合素质。

中药生物技术课程涉及的知识面广，内容多，包括基因工程、植物细胞工程、酶工程、发酵工程以及生物转化基本理论和技术方法［2］。主要体现在4个方面：一是利用基因工程、细胞工程技术对中药资源的改造与改良；二是利用发酵工程、酶工程技术将药用植物原材料加工成商品，如用发酵法生产的虫草菌丝体、灵芝菌丝体等发酵制品；三是利用生物技术产品进行二次开发，形成新的产品，如许多功能性的低聚糖、保健食品添加剂等；四是利用酶工艺、发酵技术、生物反应器等对传统中药加工工艺进行改造，降低能耗，提高产率，改善中药品质等。

1.2 教学内容的组织

1.2.1 以生物技术在中药学应用中的发展组织教学内容目前，生物技术在中药中的应用还十分局限，除了在细胞工程和发酵工程方面有一定进展以外，基因工程刚刚起步，而酶工程和蛋白质工程尚未涉及。教学内容着重讨论基因工程、细胞工程及发酵工程等技术在中药基础和应用中的研究，突出“生物技术”与“中药学”的有机结合。教学过程中需要把握每节课的重点和难点内容，不能把中药生物技术讲成了生物技术，需要突出中药学的相关内容，重点介绍生物技术在中药药物的研究和开发中的应用。

1.2.2 教学内容的融合教学内容的选择要具有系统性、基础性、科学性、实用性和先进性，中药生物技术与很多课程有着密切的联系，如药用植物学、中药学、微生物学、生物化学、分子生物学、免疫学、生物分离工程、发酵工程、细胞工程、酶工程、基因工程等课程。因此，在教学过程中，需要注重中药生物技术与各个学科之间的密切联系，对重复的教学内容，尽量在授课时少讲或不讲，引导学生复习相关学科知识，安排学生专题讨论，加深学生对基本原理和概念的理解，以提高教学效率和教学效果。例如，基因工程技术与中药研究的内容学习，分子生物学基础知识部分安排学生自学，基因工程原理部分我们安排一个学习小组准备了学习课件，在课堂上精讲30 min，然后各小组课堂讨论。教学重点讨论药用植物基因工程，中药分子鉴定技术和基因芯片在中药研究中的应用。以论文文献为例，详细讲授材料处理、实验方法、结果分析及讨论，以期培养学生的科研思路、实验设计及生产应用技术，提高在工作中解决实际问题的能力和培养创新能力［3］。

1.2.3 及时增加新资料,扩展教学内容现代生物技术和中药学的发展日新月异，仅仅依靠教材知识很难跟得上发展的速度，这样学生在毕业后很难满足社会和科技发展的需求，所以需要教师通过阅览国内外专业期刊、网站，将国内外最新的相关科研成果和技术及时地介绍给学生，使教学内容更加充实，使学生了解到当前中药生物技术最前沿的知识，从听课过程中受到更多启迪，获得学科领域中的热点问题、实用研究技术和思维方法，以扩大自己的知识面，开拓视野，增强了学生自我学习的兴趣，如我们在讲述药用植物内生真菌时及时介绍“神七”搭载可产抗恶性肿瘤药物生物原料的植物内生真菌，黑龙江大学生命科学学院“抗癌药物紫杉醇产生菌的分离与工程菌株的构建”课题等。教学中，我们在围绕主教材完成教学大纲的同时，力求将国内外基因组学研究的最新成果、最新技术与方法、最新热点课题与方向、相关专业网站等及时介绍给学生，内容不在于知识全和系统性，而重在突出学科领域新、特、尖内容。此外，我校及我系每年有关中药学、生物技术、生物工程、制药学及中药生物技术的学术报告、讲座不少于十几场，这对课堂教学内容是一个很好的拓展。

2 实验教学内容和体系的构建

中药生物技术实验课程主要目的使学生更好地理解中药研究生产相关生物技术原理，培养学生运用相关技术方法的能力。因此，中药生物技术实验设计要充分体现该课程所具有的应用性、广泛性和综合性的显著特点。使所开设的每一个实验都有一个完整的、系统的技术路线，采用多种生物工程技术方法完成实验，学生通过实验可以全面了解某一中药生物技术产品或某一综合技术方法的特点与关键环节，加强学生对中药生物技术原理与技术全面、深刻的理解。

中药生物技术实验涉及的植物细胞工程、基因工程、发酵工程、酶工程等实验技术在前期的专业课程学习过程中已经学习训练，所以我们结合目前生物技术在中药学较成熟研究应用，我们教师相关的科研课题和实验条件设计实验项目。实验以基因工程、植物细胞工程和发酵技术在中药中应用的基本操作、基本技能为基础，从加强基础、培养能力、提高素质的教学目标出发，精选实验，优化实验教学内容，力求在培养学生动手能力的同时，理论联系实际地培养学生的独立思考、综合分析能力、科学思维能力和创新意识，全面提高学生的综合素质。我们设计相应三个综合性实验项目培养学生的实验设计和学习实验技术。每个实验项目包括两部分实验内容。药用植物马齿苋组织培养包括植物ms培养基的配置和马齿苋组织培养技术；泰山蛹虫草发酵包括泰山蛹虫草菌丝体发酵和泰山蛹虫草菌丝体多糖提取；丹参分子标记鉴定技术包括白花丹参和紫花丹参dna提取及丹参rapd实验。实验教学效果表明该课程实验的设定培养了学生的综合素质和创新意识，我们三届毕业论文中与中药生物技术相关的题目占30%以上。这些实验项目的开设对弥补传统的验证性实验项目的不足和提高学生分析与解决问题的能力方面具有非常重要意义。

3 理论联系实际，重视实践教学内容

面对当前激烈的市场竞争和人才培养模式的转变,高等教育的新形势对传统的教学理念提出了挑战,如何培养和提高学生的综合素质已成为当前高校教学发展的新趋势。与其他一些基础学科不同,中药生物技术培养学生的创新能力也必须从实践教学入手,在实践中培养学生综合运用所学知识分析问题、解决实际问题的能力,使其养成良好的工作作风。

3.1 实验室开放及课外兴趣小组鼓励学生利用课余时间参加实验室开放活动，让学生提早得到充分的科学研究综合训练,以利于培养创新型人才。在学生正在进行专业课学习时,除了必修的实验课外,鼓励同学进入实验室观摩学习，逐渐训练学生实验技术的规范性、熟练程度。每学期我们针对中药生物技术开放实验室和兴趣小组设定一些题目，如二氧化碳超临界萃取丹参药用成分，泰山蛹虫草菌丝体发酵条件优化，泰山四大名药分子标记鉴定，丹参活性成分合成关键酶的克隆，马齿苋的组织培养及悬浮细胞培养等一些与中药生物技术相关的科研课题,可以帮助其选择有兴趣的合适方向课题,积极参与其中,为以后的毕业课题和就业选择打下早期基础。从毕业生的考研和就业发现,参与实验室工作比较多的同学在考研面试和就业专业面试中优势明显。

3.2 生产见习生产见习是中药生物技术教学中的重要实践性环节,是与课堂教学相互渗透又各有重点的子系统,是中药生物技术进行直观教学的一种重要方法。我们利用周末走进生产企业、研究所等工作领域,不仅加深了感性认识,并且对以后的工作选择也具有前瞻性和指导性的作用。我们每届学生都要到泰安市的制药企业参观，与中药生物技术相关的如四维制药的泰山赤灵芝菌丝体发酵工艺，泰山药用植物种植园道地药材种植，泰安中信灵芝科技开发有限公司赤灵芝破壁孢子粉加工，泰安山东中药技术学院中药炮制车间等。

3.3 引导学生参加科研部分学习好、能力强的学生在导师的指导下,申请主持了泰安市大学生创新科研计划课题，或者参与部分教师承担的国家和省部级创新项目及企业合作项目的研究,使学生了解到不同学科的实验技术、科研方法,开阔学科视野,拓宽思维空间;尽可能增加应用性、设计性实验,提高学生科研水平，积极加强与校内实践基地、校办企业、实习实践基地单位的合作联系,为学生构建更广阔的实践平台。

【参考文献】

［1］余伯阳.中药生物技术［m］.北京:中国医药科技出版社,2005.

［2］马伟,马研.药用植物生物工程教学方法的研究［j］.黑龙江高教研究,2007,14(9):159.

［3］杨曦亮,刘嵩,胡霞敏.天然药物化学知识体系建构及教学创新性初探［j］. 时珍国医国药, 2008,19(7):1792.