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兽用基因工程生物制品的安全性教学内容与方法探讨

时间:2018-03-05 22:39:06    来源:互联网整理    作者:匿名  浏览次数:
[导语]   现代生物技术的深入研究和广泛应用已经深深影响了医学、农学和一些应用学科的发展进程,但同时也带来了引起人类过敏或中毒、生态环境破坏及一些相关的社会问题。作为现代生物

现代生物技术的深入研究和广泛应用已经深深影响了医学、农学和一些应用学科的发展进程,但同时也带来了引起人类过敏或中毒、生态环境破坏及一些相关的社会问题。作为现代生物技术的重要产品,兽用基因工程生物制品的安全性问题是高校生物技术专业生物安全课程中的重要教学内容和难点之一。本文通过对相关文献资料的分析和教学实践,对目前师范大学高校在兽用基因工程生物制品的安全性一章的教学内容和方法展开讨论。

关键词:基因工程;生物制品;安全性;教学

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)24-0173-03

重组DNA技术的研究和高通量测序技术的发展有力推动了众多生物学理论问题的解决,并且在实际应用中取得了引人注目的成就。生物制品是以微生物、细胞、动物或人源组织和体液等为原料,应用传统技术或现代生物技术制成,用于动物或人类疾病的预防、治疗和诊断[1]。与传统生物制品相比,基因工程技术的应用使得生物制品在动物疾病防治过程中更有针对性,并且在一定程度上简化了研制过程。因此近年来基因工程在生物制品研发中的应用越来越广泛。兽用生物制品一词,在不同国家有不同的含义。我国所指的兽用生物制品,是用微生物(细菌、病毒、衣原体、钩端螺旋体等)、微生物代谢产品、原虫、动物血液或组织等,经过加工制成用以预防、治疗或诊断动物特定传染病或其他有关疾病的免疫制剂。兽用基因工程生物制品是指利用重组DNA技术生产的兽用免疫制剂。由于其研发和制作过程均涉及基因重组技术,故其生物安全性和潜在危险不可避免地摆在人们面前[2]。兽用基因工程生物制品的安全性这一章内容较为复杂,涉及多个生命科学前沿学科,知识更新速度快、内容抽象[3];有关生物安全防护方面也一直受到国家和社会重点监控和高度关注,因此具备该方面理论基础十分必要。但是考虑到生物安全学课程的整体安排,此章内容如何才能在计划的二个课时之内高质量完成呢?本文将从合理组织教学内容、改进教学方法两方面入手,对提高该章节教学质量展开详细的探讨。

一、教学内容安排

兽用基因工程生物制品的安全性这一章节内容可大致分为两部分:一是围绕基因工程生物制品学展开,包括其定义、分类、研制过程和应用等侧重于有关工程技术的理论知识;二是以安全性问题为出发点的产品质量评价、生产管理和控制规范,及结合已有知识体系对国内外的标准进行比较分析和评判。然而在有限的课时内,全面讲述如此众多内容几乎不可能,因此,课程内容的取舍就显得异常重要。研究近年来使用较为普遍的生物安全学教材[4][5][6]后发现,该章节内容一般分为四个模块展开:兽用基因工程生物制品概况、兽用基因工程生物制品的安全性、兽用基因工程生物制品的安全性概况和兽用基因工程生物制品的安全管理。而其中兽用基因工程生物制品的安全性这部分内容涉及基因工程核心技术,既是重点,又是难点,所以在教学前需要学生利用课余时间对基因工程的相关内容进行复习和拓展性学习。而其余部分内容可在教学过程中直接介绍、讲解或组织学生自行讨论。下表仅就重要讲解和讨论内容做出安排。

二、教学方法探讨

兽用基因工程生物制品的安全性是生物安全学课程中的难点所在,涉及内容十分广泛。教师需要合理安排教学内容、分配教学时间、综合应用多种教学方法使教学活动形象生动、条理清晰、重点突出,充分调动学生的学习主动性及课堂参与度,以期在较短时间内获得良好的课堂效果,帮助学生充分理解并掌握教学内容。在兽用基因工程生物制品的安全性这一章的教学中,综合考虑学生的知识背景和学校的教具设备等多方面问题,可以应用以下几种教学方法,使课堂更加充实以更好地完成教学目标[7]。

1.参与式教学。学生在前期的专业课程中已经学习过细胞生物学、基因工程、细胞工程等一些基础课程[8]和生物安全学的主要研究内容如生物安全性评价、生物安全控制措施、生物安全管理体系等,所以在此章教学过程中与此相关的内容可以通过学生的自学或者小组讨论解决,提高学生的参与度和积极性。以学生为主体、教师为主导的参与式教学特别适用于难度不大、逻辑性较强的教学内容,可以通过学生小组或个人展示汇报、课堂或课下讨论等多种方式进行,能够充分调动学生学习的积极性,解决内容多与课时紧之间的突出矛盾,有利于培养学生独立思考能力和学习能力,同时也有利于提高学生的文献检索、协同合作及语言表达等能力。就本章节而言,兽用基因工程生物制品的发展历史并不久远且脉络清晰,分类依据明确,简单易懂,适合学生自学。而兽用基因工程生物制品在养殖业中的应用越来越广泛,先进的生物技术在兽用基因工程生物制品的研究与生产中得到了广泛和充分的应用[4]。正因如此,这部分的内容较为繁多,与生产实践的联系也最为密切,可以通过个人或小组汇报展示的方式进行教学,不仅可以使内容更加全面,而且能使学生切身体会到生物技术的实用性,进一步意识到生物安全的重要性。

2.多媒体教学。基因工程技术迅速发展,生物制品更新极快,本章内容十分丰富,但是从课程总体安排来讲时间有限,为了达到在较短时间内高效完成教学任务的目的,充分应用多媒体教学成为了必然选择。多媒体教学可以形象、直观、生动地展示教学内容,改善教学效果,提高教学效率。灵活恰当地应用多媒体课件、录像等模拟和再现基因工程生物制品的研制过程与各国对基因工程生物制品采取的安全管理等,有利于使抽象、枯燥的內容形象化、具体化,加深学生的形象化理解与记忆,从而突破教学难点,节省课堂时间[9]。另外,建设课程网盘及网络论坛,上传课件、习题及补充知识等,使得学生更快速的获得大量有用信息,也更有利于学生与教师、学生与学生之间的沟通交流,解决课程中遇到的问题,教师可以随时掌握学生的学习动态,据此灵活调整教学方案,更有针对性。

3.小组研讨法。基于大学教育课堂人数众多的普遍特点,教师在教学过程中无法充分顾及到每个学生的学习状态,可能会引发学生对教学内容接受度低、课堂效率低下等问题,而小组研讨则能解决此类问题。本章节中兽用基因工程生物制品的安全性部分,既可以从受体细胞、基因操作等方面入手,利用基因工程和分子生物学实验的基础知识,展开对其安全性的讨论;也可以联系生物工程下游技术的相关知识,评价转基因生物制品的工业化生产可能会导致的潜在危害;还可以让学生们寻找新的切入点并展开讨论[10][11]。

让每一位学生都参与到课堂中来,有充分的时间和机会阐述自己的意见与独到见解,小组成员共同合作完成问题的解决,不仅有利于培养学生独立思考的习惯和提高学生的合作能力,而且能够增强学生对兽用基因工程生物制品安全隐患的预见能力。

4.案例式教学法。自从19世纪70年代哈佛法学院在大学课程中开始使用案例式教学以来,这一有效教学方法得到了广泛应用。生物制品安全学是一门实践性极强的学科,使用案例式教学具有很好的前提。虽然在有限课堂教学时间内,对所有内容进行案例式教学的可能性不大,但可以选择部分内容进行案例式教学[12],如基因工程亚单位疫苗的制备、血浆蛋白的分离纯化、抗毒素的研制等有代表性的生物制品。

5.对比归纳法。对比归纳可以让教学内容化繁为简。生物制品教学中有很多相似知识,如生物制品和生物药品,抗血清和多克隆抗体,血清和血浆,免疫调节剂和生物反应调节剂,等等。也有很多相反知识,如灭活疫苗和减毒活疫苗,单克隆抗体和多克隆抗体,类毒素和抗毒素,人工主动免疫和人工被动免疫,等等。通过对不同事物的比较,寻求同中之异或异中之同,分别加以归纳总结,有利于学生学习和理解。最重要的是对各种不同类型生物制品的优缺点和工艺技术路线进行分析比较、总结,找出规律,有利于学生深入理解[12]。

三、小结

通过教学实践发现,以上安排的教学内容和计划相比传统教学具有如下优越性:①内容全面,涵盖了教材中的基本知识点,并能进一步拓展延伸;②形式多样,采用多媒体和小组讨论等教学方式,充分调动学生的积极性和学习兴趣;③影响深远,有利于培养学生独立思考和团队协作能力。此外,在教学环节中教师要能精准把握教学的节奏和进度,并根据教学反馈即时调整,否则无法在如此短的时间内完成该章教学任务。为取得理想的教学效果,各校必须结合我国生命科学教育现状和各个生命科学院校课程设置的实际情况灵活选用以上方法,不能生搬硬套。隨着现代基因工程技术的快速发展和教学硬件设施的逐步完善,要及时对教学内容进行补充和调整,对教学方法进行改进和创新,紧随学科前沿,探索更适合的教学方案

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