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[摘要]广州市大力提倡发展“IAB”产业,产业的发展必须要有大量的人才支撑,如何更高效的培养出紧缺的“IAB”产业人才是本文探讨的重点。文章中提出利用当前丰富的互联网教育资源,根据作者累积多年的课程体系构建知识,以生物制药项目为例,构建出完整的课程体系、学习评价体系,利用项目驱动学习的方法极大的激发了学生的学习积极性及主动性,并也为学生进一步创新创业埋下伏笔。这种创新型专业教育模式可以形成从学习起点到终端直至实现成功创业的闭环。
[关键词]IAB;项目驱动;人才培育;课程体系;互联网教育
《广州市加快IAB产业发展五年行动计划(2018~2022)》提出广州要实施“IBA”,加快广州成为国际科技创新枢纽的步伐。IAB产业包括新一代信息技术、人工智能、生物医药,这些产业均是热点行业,社会需求极大[1]。而行业发展离不开人才的支撑,真正的人力资源不可能仅仅通过短期的培训实现,需要系统的课程体系进行专业教育,使学生对所学专业形成完整的知识体系,才能在实际工作中综合应用各种知识解决疑难点,在工作上实现创新。因而作为医药类院校在这样的发展趋势下应该如何把握机遇,培养相关专业人才,解决热点行业人才匮乏的痛点是本文探讨的重点。全球经济一体化,知识经济成为时代主题,创新型人才是国际公认的重要资源。据报道,发达国家拥有90%的专利和知识产权,与之形成鲜明对比的是发展中国家对科技投入的忽视流失了很多科技资源,导致最后严重依赖发达国家发展自己的经济。因而,我国对创新人才培养越来越重视[2-3]。发达国家创新教育发展时间较久,相对成熟,且各有特色。如“产学研一体化”的斯坦福大学的创新教育模式为硅谷的发展提供了人才的保障[4-5];麻省理工学院的本科生创新研究能力培养项目MIT以“实践中学习”为策略,发展学生的创新能力[6]。在我国创新教育主要有三种模式,第一种,通过培养学生的创新素质提升其个人能力,为以后高质量就业打下基础。具体实施方式是通过创业方式指导学生走入社会,灵活就业;第二种,在校培养学生创新精神,同时通过提供资金及技术咨询服务,扶持学生就业创业。第三种,通过一系列的创新教育讲座、大赛、等活动做铺垫,融合创业项目鼓励学生投入社会实践[7-12]。综合以上的创新教育方式,我们发现创新教育体系比较局限于根据创业来促进创新,具体指导方式需要与学校所有的教学资源相匹配,这两点很大程度上会将学生的知识体系及创新能力的培养局限于特定范围内,授人以鱼不如授人以渔,因此本项目提出基于行业发展亟需的知识体系,从市场调研出发选择热点项目,利用互联网构建出行业发展所需知识体系对应的课程体系,整合互联网教育资源,将教学融入课程体系中,以项目为驱动,引导学生在掌握知识的同时学会如何从底层构筑学习途径,一步一步解决项目所需的知识点,最后以完成特定IAB相关项目为考核指标,驱动学生真正掌握所有课程,学会解决问题的方法。因此,本项目提出的在推动项目执行的过程中构建出完整的知识体系,同时利用互联网教学资源,融入教学环节,整合专业基础课、专业课课程体系内容,完善项目所需各门课程知识,从而形成新的人才培养模式,如图1。如此,可形成从起点到终端最后出口实现成功创业的闭环。从而实现专业教育与创新教育互动发展的包容了课程体系及人才培养模式的新型教育理念及模式。这种课程体系集理论与实践为一体,又有市场需求,因此为大学生毕业后实现高质量就业打下坚实的基础。在这种模式中老师不仅是知识的传播者,还是以行业发展趋势为基础整合互联网教育资源的“配方师”,通过整合网络上教学资源弥补现在学校缺乏的课程,将网络教育资源与学校现有课程整合,形成完整的课程体系,从而指导学生如何学习掌握一门专业知识,进而提升其毕业后的市场竞争力,解决高校固化的课程设置不能灵活应对变化的行业发展对不同知识体系人才需求的矛盾,从而培养出符合行业发展需求的创新型人才。以解决并实施热点方向相关项目为驱动,学生在解决项目的过程中主动学习,培养学生小组合作能力及解决问题的能力,整合专业基础课、专业课及创新创业教育课程体系内容,从而形成新的人才培养模式,最终以项目完成情况构建学生学习效果评价系统。这一模式既能实现专业教育与创新教育互动发展,同时又实现了人才知识体系跟市场和企业的需求直接对接,疏通了人才培养从学校到社会的通路。根据前期的市场调研,以及疫情的现实情况,我们将药学类专业跟IAB产业结合初步筛选出三大项目:生物技术制药项目、医药行业大数据分析、人工智能驱动的药物研发。形成三大方向:生物制药方向、生物信息学方向、人工智能药物研发方向,作为我们此次创新教育模式构建的三大主题。这三大方向涉及的课程有相同也有不同,如何跟学校现有的课程有效结合均是需要解决的难点。下面我们以生物制药方向为例讲一讲如何构建生物制药方向课程体系、如何选择生物制药行业热点项目、如何构建学生学习效果评价体系。
1生物制药方向课程体系的构建
生物制药是应用生物学、化学和工程技术等方法,根据人们需求通过利用、改造和设计生物体的结构与功能,从而经济、有效、规模化地制造生物药物,是以生物技术研究成果为基础、借助工程技术实现产业化为基本任务的工学学科[7]。因而在知识体系领域应该包括生命的化学基础,细胞的结构、功能及重要生命活动,生物体的结构、功能及生物多样性,微生物的特征及代谢,生物与环境,化工原理,生物工程的原理与应用[13]。这些知识如何转化成各门课,并根据学习的先后次序层层递进安排学习进度是我们需要思考的问题。生命的化学基础知识对应《生物化学与分子生物学》,细胞的结构、功能及重要生命活动知识对应《细胞生物学》;生物体的结构、功能及生物多样性知识对应《普通生物学》;微生物的特征及代谢知识对应《微生物学》;生物与环境知识对应《普通生物学》;化工原理知识对应《化工原理》;生物工程的原理与应用知识对应《发酵工程》、《基因工程》、《生物反应工程》、《生物分离工程》;《生物工程设备》。而以上这些课没有《无机化学》、《分析化学》、《有机化学》、《物理化学》的基础会很难理解,后四门课程一般在药学本科专业均会开设,因而没有必要在建设网络课程。根据学习的规律我们将以上课程的学习次序安排如下:《无机化学》一般高校会安排在第一学期,《分析化学》、《有机化学》一般高校会安排在第二学期,这些属于第一阶段。《物理化学》是《化工原理》的基础,高校一般会安排在第三学期,属于第二阶段。《普通生物学》、《生物化学与分子生物学》、《细胞生物学》、《物理化学》安排在第二阶段。《化工原理》、《微生物学》、安排在第三阶段、《基因工程》、《生物反应工程》安排在第四阶段。《发酵工程》、《生物分离工程》、《生物工程设备》安排在第五阶段。通过这五个阶段的学习,学生们将系统掌握生物工程的相关知识,形成系统的生物工程知识体系,但是对于药学来说,还应融入药学的专业课程才能形成系统的生物制药知识体系,因而,我们在第三阶段还加入了《药理学》、《生物技术制药》;第四阶段加入《药用植物学与生药学》、《药物化学》、《药剂学》;第五阶段加入《生物药剂学与药物动力学》、《天然药物化学》、《药物分析》、《新药研究与开发应用》、《药事管理学》等药学专业必修的专业课。自此,完整的生物制药课程体系就构建出来了。
2行业热点项目的选择
生物制药的基础是基因工程,因而构建过表达质粒,转染大肠杆菌,过表达生产出目标蛋白是生物制药的基本过程。对于生物制药专业的学生来说,这个过程能应用到大部分所学课程,对学习效果起到很好的检验作用。因而,生物制药方向可以选择质粒的构建及产物的提取分离作为学生的项目。5~6人为一组,一起构建过表达质粒,提取分离过表达后的产物。具体的过表达基因需要同学们查找相关资料,确定热点蛋白,尝试构建,不同组构建的基因也不同。
3学生学习效果评价体系的构建
网络的课程体系有学习的评价机制,我们通过整合同学们网络学习的得分及项目进行的过程记录,再加上项目最后的结果形成综合的得分如图3。该专业教育创新型模式通过构建课程体系,以方便的网络方式免费提供学习视频给学生学习,让学生掌握IAB相关行业的知识体系;以项目为驱动,激发学生们学习的热情,增强同学们学习的积极性,成功的完成项目也为同学们下一步走向创业提供基础,从而形成从起点到终端最后实现成功创业的闭环,因而是一种值得推广的专业教育模式。
作者:汪园 张建业 余细勇 单位:广州医科大学