生物技术制药实验教学的改进论文(精选8篇)
在平平淡淡的日常中,大家对论文都再熟悉不过了吧,论文一般由题名、作者、摘要、关键词、正文、参考文献和附录等部分组成。相信写论文是一个让许多人都头痛的问题,以下是为大家收集的生物技术制药实验教学的改进论文,仅供参考,大家一起来看看吧。
【摘要】生物技术制是一门发展日新月异的综合性应用学科。本学科实验技术要求较高、但是实验教学相对滞后,尚需改进。教师在实验教学过程中通过突出理论教学中的实验内容、预习以往的实验技术、重点突出制药工艺密切相关的实验、以及加强各种实验技术的相互结合等多种改进方法,可以达到加强实验教学、提高学生专业素质的目的。本文介绍上述几种实验教学改进方法在生物技术制药教学中的应用以及一些个人体会,从而提高教学质量。
【关键词】实验教学 生物技术制药
生物技术制药是一门集生物学、药学基础理论和先进技术为一体综合性学科,同生产联系紧密。自1971年世界第一家生物技术制药公司(Cetus)成立至今,现代生物技术制药已走完了近四十年的路程,已有近百种生物技术药品陆续完成试验,投产上市。二十一世纪又将是生物技术制药蓬勃发展的重要时期。但是,同生物技术制药产业形成巨大反差的是生物技术制药的基本知识普及较差,教学活动相对滞后。虽然国内已有数十家高校开展生物技术制药课程,普及相关的基本知识,培养生物技术制药专业人才,但是教学效果并不十分令人满意。造成上述问题的主要原因是由生物技术制药学科本身的特点所造成的。生物技术制药是一门综合应用学科,实验技术所占比重较大。而相关技术,像分子生物学、免疫学、药物化学等基本技术已在上述学科教学中有所涉及。这就造成相应的实验技术在生物技术制药教学中的脱节。学生相关的基本技术已经了解,但是同生物技术制药的具体内容联系不上,更无法谈到后期的产业化应用。所以,在生物技术制药教学中应该重视实验教学,在实验教学中应该重视同药物生产的联系。为了实现上述目标,我们可从如下方面着手。
1 理论教学中强调相应实验方法的基本原理、影响因素及注意事项
生物技术制药是一门应用学科,所以在理论教学中也要体现“实用”这个原则。生物技术制药主要分为基因工程制药、抗体制药、酶工程制药以及后期的发酵工艺和纯化工艺。由于是一门产业化的综合工程,所以涵盖内容多、涉及面广,每个分支工程都可以作为一门***学科。在实际的教学中,对于刚刚入门的大学本科药学专业学生,让他们在较短时间内掌握一门制药工艺的基础理论和基本技术不切实际。所以在实际教学中,我们可以从浩如烟海的基础理论中精选出同各种主要工艺密切联系的实验方法作为教学重点,结合多媒体手段主要阐述相应方法的基本原理、影响因素及注意事项。比如讲述基因工程制药的基础知识时,我们可以重点讲述基因工程制药的基本原理、影响因素及注意事项。其基本原理可以用分、切、接、转、筛这五个字进行概括,简单明了、便于记忆。同时结合动态的flash课件加深学生的感官印象,便于理解。学生会在短时间内对基因工程制药的基本原理有一个简明的概念。当讲述基因工程制药的影响因素和注意事项时,我们可以联系平时药物的生产过程。比如阐述诱导程序对基因工程药物产量的影响时,我们可以介绍工业生产中采用高热气体瞬时升温,这样可以避免大量热休克蛋白的产生,利于提高目标蛋白的产量和后期纯化。同时结合常人洗澡时,高温造成体内热休克蛋白增加这一事实加深学生的理解。这样既可以使学生从浩如烟海的枯燥理论知识中摆脱出来,增加学生的学习兴趣,还可以为后期的实验教学做好铺垫,一举两得。
2 实验教学前预习已往的实验技术
预习是诸多教学中的基本环节,生物技术制药实验教学中的预习尤其重要。由于生物技术制药所涉及的很多技术,比如分子克隆操作、杂交瘤制备、细菌发酵培养等都是分子生物学、免疫学或者细胞生物学的基本技术,所以在生物技术制药的实验教学中其基本原理和基本技术将不会赘述。但是很多学生对其相关内容掌握不够,这就造成在讲述生物技术制药实验时,学生对以往知识未免生疏,而对新知识又疏于理解。所以在进行生物技术制药的实验教学前,应该对以往学过的相关技术的基本内容进行简要复习,巩固学生对相关知识的理解,同时也起到导课的作用,利于后续药物生产相关实验教学的开展。比如当讲授发酵工艺这一部分时,我们可以预先复习一下细菌的基本特性、生长周期、生长代谢特点等一系列微生物学知识,这样既引起学生的共鸣、复习以往知识,还可以很自然的过渡到发酵工艺学教学部分,讲述发酵工艺学的基本原理以及诸多对细菌发酵的影响因素。可见预习对生物技术制药的实验教学至关重要。
3 重点学习同各种制工艺密切相关的实验技术
同理论内容一样,生物技术制药涉及的实验内容同样庞大。在平时的实验教学中同样需要精挑细选,重点突出。介绍每一分支的制药工艺时,精选1到2个主干的实验技术,这样既为学生理清生物技术制药实验教学的脉络,还可以使绝大部分学生在有限的教学时间内对生物技术制药的实验操作有一基本了解,达到教学目的。而素质较好的学生还可以此实验教学为主干,继续进行扩充学习。
4 注意各种实验在生物技术制药中的横向联系,相互结合
实验教学的最终目的是为了加强对相关知识的理解,从而更好的应用于实践。而实际的生物制药往往是众多生物制药技术的有机结合,单独的一门技术无法完成从药物生产到后期的鉴定这一综合过程[4]。这就需要我们在掌握各种实验技术的基础之上,了解各项技术的适用范围、优势和劣势,从而能够在实际的药物生产过程中将各项技术有机结合、灵活应用。这一概念我们在实验教学之初就应灌输给学生,使他们在掌握知识过程中有针对性的思考,去发现问题、解决问题,加深对知识的理解。比如进行生物药物纯化工艺的实验教学时,我们重点介绍各种纯化技术的原理、适用条件以及操作技术,同时提醒学生高质量的纯化效果需要各种纯化技术的有机结合。常规实验教学完成之后,我们将会增加各种纯化技术的结合应用这一部分。让学生合理应用已经学过的各种纯化技术设计实验,分离相同的目标蛋白。最后对比不同设计方案的纯化效果,组织学生进行讨论。这样既能培养学生的动手能力和统筹能力,又能加强学生对相关纯化技术的理解和应用,使其在未来工作中更有竞争力。可见各种实验技术的相互结合是生物技术制药从实验教学到实际应用的一个重要环节,是培养学生实际动手能力的一个必备手段。
总之,生物技术实验在生物技术制药教学中占有十分重要的地位,通过突出理论教学中的实验内容、预习已知的实验技术、重点学习制药工艺密切相关的实验、以及加强各种实验技术在生物技术制药中的相互结合等多种方法,可以达到培养基础牢、素质高、能力强的生物制药专业人才的目的。
参考文献
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随着科学技术的迅猛发展,生物制药也得到了显着的进步,生物制药在治疗和预防疾病上起着越来越重要的作用。随着社会对于生物制药技术人才的要求提高,传统的生物制药教学模式已经不能满足社会需要,因此改革生物制药教学模式、培养高水平的生物制药学人才具有重要的现实意义。本文根据教学实践体会对生物制药课程教学进行改革,显着地提高了教学质量,现总结如下。
1 、开展通俗教学
生物制药由生物学知识、药学知识和工程类等知识结合在一起,各种原理比较深奥,讲起来也很枯燥。学生在上课的时候如果听不懂,就会对课程失去兴趣,自然也就达不到理想的教学效果。用通俗的教学方法能使学生对知识点理解透彻、加深记忆,能更好的培养学生的学习兴趣。通俗教学法包括教学语言和内容表现两个方面,教学语言上尽量避免使用过多的专业名词和话语; 内容表现上,不能简单的把教材的知识讲给学生,可以运用多种方式使复杂的知识点简单化,例如多使用多媒体动画、示意图来更加直观的讲解基本原理,方便学生的理解[1].通俗教学法也对教师提出了更高要求,教师上课不可以再照本宣科,机械的讲课,必须用容易被学生接受的方式来讲解知识点。
2、 实施导向教学
传统的教学方法是以教师和教材为中心,教师讲什么,学生就学什么,学生机械的记忆,缺乏***的思考和创新。
生物制药是一门实践性非常强的学科,实施导向教学可以很好的解决这个问题,导向教学就是以项目为导向的教学方法[2].在进行项目导向教学的时候,教师提出项目任务以及总体方案,学生以小组为单位去收集信息、制定计划、实施、总结,然后教师和学生一起对于项目结果进行评价讨论。教师通过导向教学不再是把知识简单的讲给学生,而是教给学生获得该知识的途径,充分的发挥了学生的主观能动性,学生成为了课堂的主角,提高学生的学习兴趣。导向教学顺利实施的重点是项目的选择,教师在选择项目的时候既要考虑到对于基本理论知识点的覆盖,不能偏离教学大纲,又要给学生留下充足的探索空间。通过导向教学,学生不仅获得了知识、锻炼了自主学习能力,更重要的是培养了团队合作能力[3].
3 、引入案例教学
生物制药学作为一个和实际生产生活紧密联系的学科,实施案例教学能取得更好的教学效果。教师在课前选择相关的典型案例让学生进行分组讨论,学生自己进行资料的收集和分析,并将分析结果在课堂上进行讲解,教师根据案例引出这节课的教学重点。例如在讲解青霉素生产的时候,给予学生几个生产青霉素的药厂的资料,让学生自己去总结各个厂的生产方式的优劣,并总结出最佳方案[4].通过一个个真实的案例,将理论的知识与社会经济生活实际联系起来,避免课堂上枯燥的讲解,可以提高学生的学习积极性,认识到生物制药学的重要性。
4 、增加学生授课
生物制药学知识章节较多、课时长,学生容易对课程产生厌恶心理。教师可以从教学大纲中选择一些比较容易理解的章节教给学生,让学生自己授课。学生同样以小组为单位,自己检索资料、完善教学内容、总结制作教学幻灯片。在课堂上,每个学生负责讲解其中的一部分,提高学生的参与度,学生的积极性明显增加。学生讲课的同时,教师和其它组的学生进行提问并打分。这样的授课方式,不仅可以调动学生学习的积极性,还可以提高学生的表达能力和沟通能力[5].
5、 创新实验教学
生物制药学是应用非常强的科学,实验教学在课程教学中非常重要。通过实验教学可以使学生更好的理解课堂上的知识,同时也能锻炼学生的实践操作能力。传统的实验教学仅仅是完成教学大纲上简单又基础的实验,传统的教师演示、学生重复的实验教学方法并不符合当代社会对于人才的需求。因此,要求我们必须创新实验教学方法,提高学生的主观性、能动性。创新实验教学方法就是在完成教学大纲上经典的实验教学任务的基础上,增加选修实验及创新性实验。选修实验是指教师根据大纲知识的覆盖面,列出一些比较前沿的、有代表性的实验名单,学生可以从这些实验中选择自己感兴趣的某个实验,在教师指导下完成; 创新性实验是充分利用学校资源,为学生提供创新实践的平台,鼓励学生进行在大纲要求以外的、有一定创新性的实验研究[6].创新性实验不同于选修实验,从立项到完成全部交给学生自己完成,学校安排有专门科研背景的教师作为指导。学生通过完成创新性实验不仅可以丰富自己的知识,还可以培养学生的科研精神和创新精神。
生物制药领域的快速发展对生物制药人才素质的要求不断提高,这要求生物制药学的教学方式必须做出改革和创新,重视培养学生的主动性和创造性。我们在教学实践中积极尝试了新的教学方法,受到了广大学生和教师的欢迎,取得了满意的教学效果,为社会培养出了高素质的创新性生物制药学人才。
生物制药已成为国际和国内增长最快的行业之一,是各国高新技术发展的重点。生物技术药物已广泛用于治疗癌症、艾滋病、糖尿病和一些罕见的遗传疾病。随着生物制药行业的快速发展以及人们对生物制药产品越来越重视,不少高校已逐渐开设生物制药专业。
我国是个海洋大国,海洋资源十分丰富。“海洋生物资源丰富,向海洋要药”是生物技术和医药行业不断发展的重要抉择和肩负的历史重任。浙江海洋学院位于浙江省舟山群岛新区,四面环海,是浙江省唯一一所以海洋命名的公立本科院校。为更好地推动生物技术在海洋生物制药上的应用,我校开设了生物制药海洋药物方向专业,力求为浙江省,乃至全国培养海洋药物研发人才。
尽管我校生物制药专业开设时间还不长,但在沿海大开发对海洋科技人才大量需求的大背景下,我校生物制药海洋药物方向专业一开始就吸引了众多考生的青睐。为将该专业办得更加有特色、有质量,我们将从以下几个方面来强化专业建设。
1.立足专业特色,构建产学研一体化的人才培养模式
生物制药是伴随着社会发展和进步而产生的一门新兴专业,具有交叉性、实践性和复合性几大特征,这要求我们所培养的学生应该是复合型人才[2]。
立足专业特色,依据培养目标,着重引进具有海洋背景的人才。目前,我院已从东京海洋大学、中国海洋大学等高校引进了数名海洋微生物、海洋天然药物、发酵工程、酶工程等专业和方向的人才。重视专业教师的全面发展,鼓励教师出国进修,努力构建一支“复合型”的优秀的师资队伍。鼓励教师企业兼职或创立公司,加强教师的实践能力。结合产业,积极与企业合作,邀请企业人员来校讲座或讲授部分课程,让学生更全面、更实际地了解企业对人才需求的领域和要求。注重学生科研能力的培养,积极鼓励学生参与科研活动,把学生科学竞赛获奖、科研论文、专利等作为学生考核评优的重要指标。对学生严格实行导师制,鼓励学生尽早进入导师的实验室和研究课题,在教师指导下,自主选题进行初步的科研设计,并以此为基础,申报省“新苗”计划或省“挑战杯”[3]。导师制管理体系把每个学生的学习、科研、实践等工作落实到每个教师身上,并以学生创新创业业绩作为导师考核的重要标准。
2.优化课程体系,侧重海洋药物的有关内容
在满足教学大纲要求的基础上,结合突出海洋特色的专业特点,系统开设了海洋生物制药、海洋微生物制药、海洋药物学、海洋生物医用制品学、海洋天然产物等具有海洋特色的药学课程,使学生在知识结构上具有较为丰富的海洋药物的知识要素。此外,在开设的其他一些主干课程(细胞工程、基因工程、蛋白质与酶工程、生物分离工程等)中,注重与海洋生物及海洋药物相结合,重点讲述这些技术在制备海洋药物方面的应用,赋予这些课程以更多海洋药物的内涵。注重生物制药技术与产业化管理相结合,增强课程设置的灵活性,形成模块化、弹性化的课程体系。另外,还开设了关于生物制药前沿的讲座及与生物技术相关的法规、知识产权等选修课程,以适应行业和社会对应用人才规格多变的需求。该课程体系的设置,能将所学的知识串联起来,构建相对系统的理论知识和实践技能。
3.改革教学手段和方法,提高教学质量
充分利用教室多媒体,在抽象的理论知识讲授中多插入图片文案和动画等,吸引学生的注意力,使教学内容实感性更强,可帮助学生更好更全面地理解理论知识,改善教学效果[4]。将相同或相似的原理、技术或知识点放在一起进行讲解,使学生能清晰地分辨其中的异同点,避免两个知识点因前后讲解相隔时间过长而导致混淆的情况。每门课程适当设置1-3次讨论课,教师预先提出几个比较前沿、热门的主题,学生通过整理所学的知识和查阅相关文献对主题进行学习和分析,然后在教师的引导下学生自由发言讨论,通过讨论交流找到解决问题的办法。
生物制药是门实践性很强的学科,研究内容广泛,与科研生产结合密切。所以,我们非常注重课堂教学与科研、生产实践教学相结合。其一,任课教师结合自己的科研工作,在课堂上介绍生物制药研究的思维与方法,让学生了解学科前沿知识;其二,开展专业实验,使学生在实验、科研过程中巩固基本原理和操作,掌握前沿动态,增强学习兴趣;其三,带着课堂上的实际问题,组织学生到药厂参观学习,请技术人员作专题报告,观察生产过程,操作生产设备,学习实际生产中解决问题的思路和办法。
4.利用海洋环境,建立完善的实践教学基地
在组织落实实践教学的环节中,充分利用舟山及周边的海洋资源,建立了校内校外相结合的实践教学基地。校内实训基地以“浙江海洋药物研究中心”、“浙江省海洋生物医用制品工程技术研究中”以及“浙江省水产品加工技术研究联合重点实验室”为依托,以“药学浙江省级特色专业”为平台,着力打造优质的生物制药海洋药物方向专业校内实训基地。此外,我们在加强与企业合作的同时,建立了一系列的校外实训基地,主要包括浙江海力生药业有限公司实践教学基地、浙江神舟海洋生物工程有限公司实践教学基地、浙江康恩贝药业有限公司实践教学基地、浙江仙琚制药股份有限公司实践教学基地、舟山市人民医院实践教学基地等。特别是以坐落于舟山本岛的浙江海力生药业有限公司为平台的教学实践基地,每年可以接纳20-50个学生进行实习、实践活动。此外,我们也将部分课程的部分教学内容,如《制药工程学》课程的制药专用设备章节,直接转移到生产车间开展,教师在实体的情况下对设备进行讲解,学生现场提问教师或生产人员,实时操作[3]。学生反映,课本中的相关知识不再是抽象的图纸和文字,而成了真实的仪器设备,使得知识学一遍就都掌握了。
目前我校该专业的建设尚处于摸索阶段,办学经验不足,专业建设经费比较缺乏,办学水平和规模也有待于进一步加强。虽然我校该专业的教育质量与国内外的涉海类大学之间目前还存在较大差距,但我校凭借天然的地理优势以及在浙江省重点扶持海洋药物的政策利好下,该专业一建立就受到同行专家的肯定以及学生的欢迎,发展潜力巨大。我们要海纳百川,学习其他高校相关专业的建设思路,随着社会需求的变化做相应的调整,努力建设形成具有海洋特色的生物制药专业,为国内外提供海洋药物的研发人才。
1.通过案例分析体验式教学让学生融会贯通,举一反三
免疫学是一门临床学科,如果单独介绍书本知识,而没有医院、病例和医药公司等方面的案例分析,学生就会感觉学习起来干巴巴的,没有实际意义,从而导致教学效果甚微。我们在课堂上导入为当今社会所熟知的艾滋病、风湿性关节炎等免疫性疾病,和学生一起讨论这些疾病的发病机制,让学生思考如何针对这些疾病的病理机制进行药物设计。也可以针对免疫学技术在临床医学诊断和生物医学研究中的运用向学生提出一些问题,例如酶联免疫吸附实验(enzymelinkedimmunosorbentassay,ELISA)用于乙肝病毒HBsAg诊断的原理和过程,以启发学生思维。这些举措一方面可以提高学生的学习兴趣,另一方面可以让学生将所学的知识融会贯通,达到举一反三的教学效果。
2.寓教于乐,漫画、主题游戏体验式教学
传统的免疫学课堂教学,多采取“填鸭式”教学方法,大量枯燥的免疫学知识,不但让学生无所适从,还会对本科程产生“厌学”心理[3]。针对这种情况,我们拟在采用多媒体教学的基础上,选用大量图片文案、漫画、视频文案等教学工具,采用图片文案启示法能使学生更好、更快、更形象地掌握所教内容。例如,讲B淋巴细胞时,我们选择“B细胞的一生”这组漫画,使得学生的课堂气氛骤升,课后学生也对这组漫画记忆犹新,明显加强了对B淋巴细胞的认识和记忆。此外,针对免疫学名词概念多且难以理解的问题,我们设计了免疫学名词猜猜看游戏,即一个学生站在讲台上,背对黑板,老师在黑板上写一个免疫学名词,下面同学给他描述这个名词的功能和行为,讲台上的同学根据大家的描述来猜,在热烈的游戏气氛中,大家对这个概念的认识和理解显著加深,学生在快乐中完成了学习的过程,通过体验将老师讲授的知识化为自己的知识。
3.通过论文导读和小组讨论激发学生对免疫学的兴趣
在工科院校,免疫学课程的培养目标即通过教学活动,使学生掌握免疫学的基础理论和基本技能,了解该领域内的最新研究进展,具备一定的科研能力,能***运用所学的基本知识和技能解决生活和学习中遇到的免疫相关问题。基于此目的,我们利用第二课堂进行免疫学论文导读,例如讲授完树突状细胞后,教师以题为“DC-CIK细胞体外抗淋巴瘤细胞的免疫效应研究[4]”进行导读,并让学生分小组讨论。这种师生、生生间的交流互动形式,有如剥笋般层层深入阅读文献,一方面加深了学生对DC、CIK细胞、细胞因子、细胞表面抗原等知识点的理解,另一方面拓展了学生的视野,也激发了学生的科研热情和创造力。
4.以专题讲座和课外兴趣小组的形式演示免疫学新技术
建立伊始,我院就成立了本科生导师制这种“2+2”的培养方案,以培养学生利用所学知识来解决实际问题的能力。而免疫学技术已广泛应用到生命科学的各个领域,如果不了解这些技术和方法,学生在阅读文献时会遇到很多障碍,也很难建立自己的科研思路。针对这些问题,利用本院现有资源,我们以专题讲座的形式给学生现场演示免疫学新技术,例如流式细胞仪技术、共聚焦显微镜技术等,以加深学生对课堂知识的理解,并可激发对免疫学有兴趣的学生成立科研小组。这样一种教学实践,不但加深了师生之间的联系,而且提高了学生的科研创新意识,我们成立的.科研小组曾以“抗LDL多克隆抗体的制备”为题参加浙江省大学生生命科学竞赛,并取得三等奖。
5.结果与分析
通过体验式教学的课堂实践,我们随机抽取了2010级生物工程、生物制药两个专业56名学生进行问卷调查,结果显示(见表1)体验式课堂教学效果优于传统课堂教学方法,这种教学模式能够进一步调动学生的学习积极性、启发学生思维,更有利于学生对知识的吸收,也对提高学生分析和解决问题的能力有一定帮助。总之,免疫学是一门抽象难懂的学科,尤其当面对生物专业的学生时,教学更是困难,因此我们调整教学模式,使之更能激发学生的学习热情,最终实现素质教育的目的,当然,这些措施尚在探讨中,培养学生的综合素质以符合现代生物科技的高速发展,还需进一步探索、研究和完善。
近年,我国大学通过国际合作与交流,借鉴国际先进教育理念和模式,引进优质教育资源,建立合作平台,培养和吸引国际化人才,从而为我国高等教育改革和跨越式发展起到了重要的作用。南京中医药大学审时度势,确立了“国际合作办学”的重大发展战略。2011 年,南京中医药大学药学院与澳大利亚格里菲斯大学正式签订教育合作交流协议,联合培养生物制药专业学生。其中,微生物学课程是联合办学项目中的互认学分课程,而微生物学作为一门实践性很强的学科,在创新人才培养中也起着重要作用。因此,对其进行课程改革既可满足国际合作办学的目的,也可培养学生的科研创新能力。
一、改革教学内容
学生是教学过程中的主体,国际合作办学模式之所以能在高等院校中立足,根本原因在于这种教学模式能够培养出优秀的人才, 培养过程也更加科学合理,能够给予学生更加方便、全面的教育资源。因此,想要国际合作办学模式有所发展和创新,首要注重的就是整合人才的培养方案。每所高校开展国际合作办学项目的专业有所不同,人才培养方案需灵活多变以满足不同学校的要求。与此同时,又必须整合两校的教学文件,完成课程匹配工作,在引进国外合作院校的先进课程体系的同时与本校的课程对接。 例如:本学院与澳大利亚格里菲斯大学签订合作办学协议时,就从三个方面着手制定国际合作办学项目的人才培养方案。其一,引进格里菲斯大学的专业核心课程体系。除学生在国外学习 1 年的专业课程外,国内部分专业核心课程采用格里菲斯大学原版教材,并由外教授课,使学生充分享受到国际合作办学的优质教学资源。其二,本学院专业基础课程与合作院校的合理对接。 为使学生适应国外院校 1 年的专业课程学习,本学院与格里菲斯大学的任课教师就国内专业基础课程的授课内容进行梳理, 使之与国外教材内容相当,并逐步提出双语教学要求, 满足中澳双方教学目标。其三,合理配置公共课程,适应社会发展需要。
生物制药专业微生物学课程原本由基础医学院承担,选用教材为《免疫学与病原生物学》(刘燕明主编,中国中医药出版社),该课程主要侧重于医学病原微生物,其教学内容和实验课程设置均不符合联合办学项目生物制药专业对微生物学课程的培养要求。经调查,选用《微生物学教程》(周德庆主编,高等教育出版社)作为教材,其教学内容更加符合生物制药专业人才培养方案的要求,精心设计实验项目使其更偏向于生物制药专业方向。同时,考虑到国际化合作办学的因素,整体优化微生物学课程体系,逐渐开展课程双语教学,将更有利于人才培养。
二、改革教学方法
改变传统教学中“教师主体”的师生观和“传承性教学”的教学观,采用“启发式”教学与“创新性”实践相结合的教学模式,提升课堂教学和创新人才培养的实用性。开展以问题为基础的“启发式”教学,所有学习活动围绕问题的解决而展开, 在问题的设计中,注意以下几个方面:第一,问题的相关性---有的放矢,即在考虑学生需要获得的基本理论知识的基础上来设计问题。如,通过讲解抗生素的发现与生产、微生物与生态环境的关系等内容,引导学生将书本内容与实际生产问题联系在一起,提高学生的学习兴趣。第二,问题的真实性---寓趣于教,即设置的问题与科研生活有联系,能够更好地吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣和积极性。第三,问题的复杂性---可争可议,即所解决的问题是高级知识领域的问题,需要学生掌握许多相关的知识, 而且问题具有可讨论性,是没有固定答案的。如,在发酵工业中,调节微生物生命活动的方法很多,包括生理水平、代谢途径水平和基因调控水平上的各种调节。以应用营养缺陷型菌株解决正常的反馈调节为例,引导学生用已学的知识解决复杂的问题,达到解决实际生产的需要。第四,问题的主体性---身临其境,即在问题呈现时,将问题内化为学生自己的问题,使学生认识到自己是问题解决的主体,从而调动学生解决问题的积极性。如,给学生布置不同的关于微生物制药方面的主题,学生通过查阅文献和归纳总结,进行课堂展示,以此调动学生分析问题、解决问题的能力。同时,教师在学习过程中扮演组织者、资源提供者、促进者、引导者的角色,组织并控制讨论场面,启发、引导学生主动发现问题,想办法解决问题,进而掌握教学进度、深度和广度。针对问题的复杂性、真实性,可将学生分成小组,以利于学生多角度、多层次地思考和解决问题,以此增强课堂讨论气氛,以便于收到好的教学效果。结合教师教学心理与课堂教学效果的调查研究,促进“启发式”教学方法在课堂教学中的实施。
三、研究“创新性”实验教学模式,实施开放式实验教学
微生物学实验教学在学生专业技能的培养中具有十分重要的作用,对于学生加深理解微生物学基础知识和基础理论,提高分析及解决实际问题的能力具有重要的意义。研究“创新性”实验教学模式,主要从以下几个方面展开。第一,精心设计实验项目,构建实验教学新体系。第二,将科研成果转化为教学内容,增加实验项目的探索性。第三,研究生活中的微生物,加强实验教学的应用性。第四,实验体系综合化,提高实验内容的系统性。第五,调整教学管理模式,实行开放式实验教学。第六,实施个性化教学,建立以创新能力培养为主的实验教学模式。为了培养学生的综合能力和实践创新能力,在实验项目的设计上增加综合性与设计性项目。如,将微生物的接种技术、培养基的配置与灭菌、细菌的染色与形态观察等验证性实验改为土壤微生物的分离、纯化与鉴定,不同实验小组采集不同地域的土样,以不同的筛选培养基和筛选条件可获得不同类型的微生物,通过微生物的分离纯化技术获得纯培养物,再通过染色观察、生理生化指标等方法对获得的微生物菌株进行简单的菌种鉴定。这种设计性实验项目对于激发学生的实验兴趣、提高科研创新能力十分重要。学生在实验过程中慢慢养成了发现问题、分析问题和解决问题的习惯,并能以此为基础进行大学生实践创新项目的申报,并在导师指导下完成部分科研项目,为学生的自主性学习和研究性学习创造了有利条件。
四、改革考核评价体系
传统的课程评价体系不能反映学生课程学习和实验操作的实际水平,需在教育教学活动中开展形成性评价。这是一种教学过程的评价,注重改善教学环节,而不是检验学生的学习效果,具有人文性和多元性的特点。人文性体现在以学生为中心的理念,关注学生的差异和个性,使学生意识到自己的优势、不足和进步在哪里;多元性表现在评价内容(知识、技能、情感、态度、学习方法、策略等)、评价主体(教师、学生、同伴等)、评价手段(日常观察、访谈、问卷调查、活动记录等)。课程考核的构成:实验成绩 30%、课堂成绩 70%(其中平时成绩 40%,含课堂提问、小组讨论、学生互评、平时作业、测验等;期末成绩 60%)。
五、加强师资队伍建设
师资队伍的建设是促进国际合作办学项目发展的重要力量。自 2013 年起,合作院校澳大利亚格里菲斯大学每学期派遣外教到南京中医药大学药学院承担部分微生物学课程的授课任务,让学生在国内就能享受来自国外的优质教育资源。 在外教授课的同时,学院配备专业教师全程担任助教,学习并领会外教的授课理念、经验和方法,转变教育思想。学院每年派遣2~3 名中青年骨干教师到国外合作院校, 进行微生物学课程观摩、学习及培训。在国际合作办学过程中,教师将接触到很多来自国外的信息资源和专业知识,这就需要教师转变思想,用更加国际化的眼光看待自己所教授的课程,能够根据自己原有的知识水平结合国外的理论知识更好地教授学生。在这个过程中,也要注意和学生的沟通交流,明确学生对新知识的态度和学习情况,并和学生一起教学相长。
通过微生物学课程教学内容、教学方法、实验教学模式的改革,加强师资队伍的建设,建立国际化视野下的创新人才培养模式,对培养具有国际视野的医药专业类人才有重要意义。
参考文献:
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生物制药学是高等院校生物工程专业的必修课,是一门涉及生物学、药学、医学、化学和工程学等学科基本原理的综合性应用型学科。本课程系统的介绍了生物药物的来源,分离纯化的原理与方法,典型生物药物的结构、性质、用途和生产工艺。通过对本课程的各个教学环节的学习,学生应具备生物制药的基本知识与基本实践技能,并具有应用生命科学相关技术手段,研究、开发生物药物的初步能力。由此可见,本学科与学生今后的科研与未来的就业方向息息相关。但以往的实践教学存在着理论与实际脱离、实践体系不健全、多为基础性、验证性实验等弊端,学生较为被动、学习兴趣不大。同时,生物制药学的实验具有周期长、难度大等特性,而以前制定的教学大纲所规定的实验课时较短,按常规教学计划进行,很难实现实验的系统性。为此,针对当前本科教学改革的新形势、新任务,我们对生物制药学实验课的教学进行了探索,在教学内容、教学方法与手段等方面进行了改革与实践,建立了新的生物制药学实践课程体系。经过两届学生的实践证明,取得了较好的教学效果。
1实验教学方案的改革
1.1联系实际,精选实验方案,实现实验的系统化
生命科学的迅猛发展促使高等院校对生物制药专业人才的培养提出了更高的要求,要求学生不仅具备深厚的理论知识而且要有熟练的实验技能。随着科技的日新月异,以往的生物制药学实验方案已经无法满足现今高等级人才培养的需求。因此,根据生物制药学理论课程的重点内容,我们编写出版了《生物制药学实验指导》,将生物制药学实验课重新编排,共分为八个单元,包括生物药物概论实验、微生物工程制药实验、基因工程制药实验、动物细胞工程制药实验、植物细胞工程制药实验、抗体工程制药实验、酶工程制药实验、生物药物的研究开发与质量控制实验。每个单元实验方案环环紧扣,形成体系,使学生能够对本单元知识进行系统的了解和实践。
1.2优化实验教学计划,增加实验课时
由于生物制药学实验的系统性较强,实验内容也较多,因此原来实验大纲所设的24学时的实验课已经不能满足教学需要。此外,最初本课程实验的教学计划是按学校要求,尽可能每周安排实验,导致生物制药学只能是孤立的小实验,加之课时不够,故制定的实验方案也较少,妨碍了学生综合知识运用能力及创新能力的培养。针对这种现象,我们改进了培养方案,重新制定了实验教学大纲,增加了生物制药学实验的学时,由原先的24学时增设为36学时,同时将有的实验集中安排。比如在“IgC的纯化”实验后再连续进行“蛋白质的冷冻干燥”实验,学生可以进行一整套的系统实验,以至于能够更好的掌握本课程基本原理与技术,使理论与实践紧密结合。
2实验教学方法与手段的改革
2.1改进实验教学传统形式,增设设计性实验
以往的生物制药学实验由于课时、时间安排所限,实验内容单一,多为基础性、验证性实验。一般采用课前学生预习、课堂教师指导、学生统一完成的模式。学生完全按照实验指导去完成实验,看一步做一步,机械重复,不用动脑,结果也是大家一样,这样的实验也失去了它最初设置的意义。根据新的实验教学内容,我们增设了设计性实验,比如“甲壳素的制备”。学生3-5人为一组,查阅相关文献,并根据所学专业知识和实验技能,自主设计实验方案。教师在实验课堂上留出一部分时间,让各个小组汇报自己的方案,听取同学和教师的意见和建议,进一步完善实验方案。每个小组的实验设计完成以后,根据自己的实验方案进行实验,教师起指导作用,最后评比出哪一组实验方案最优。通过设计性实验的锻炼,学生查阅文献资料的能力和创新能力得到了提高,同时同学之间的团结协作精神也得到了加强。
2.2将学生实验教学与教师科研紧密结合
在新的实验教学方案中,我们根据教师不同的科研方向,增设了多个创新性实验,一般只提供实验目的与要求,方案需要学生自己制定,结果也是未知。此类型的实验与教师的科研方向相结合,把搞科研的严谨思路与方法引入到学生实验中,培养了学生的***性和创造性,也为教师提供了新的思路与方法。例如我校教师的科研项目“黄花补血草多糖的抗肿瘤机制的研究”就被分成若干小的实验,让学生自行设计方案,教师认可后再进行实验。
2.3进行开放实验,使学生进一步锻炼动手能力
生物制药学实验属于综合性实验,实验理论涉及分子生物学、细胞生物学、生物化学、基因工程、酶工程等专业知识,实验操作不仅包括一些本专业基本操作,还包括生物反应器、冻干机等大型仪器的操作。如果仅设课堂实验,学生缺少对实验操作和仪器设备使用的巩固机会,导致其动手能力和创新能力提升有限。通过教学改革尝试,我们设置了开放实验项目,学生可根据兴趣自主选择指导教师,在指导教师的带领下进入实验室进行实验。实验室对学生开放,最大限度的发挥了实验室资源,为学生提供了自主发展和实践锻炼的平台。
2.4校企联合,使学生成为创新实践性人才
联合本专业相关企业,成立实践教学基地,在学生大四时进行为期1-3个月的教学实习。在这段时间里,学生参与企业的生产、研发、检测等实际工作,跟着工作人员学习到独当一面,取得了很大的进步,从而获益良多。不少企业甚至提出愿意学生毕业后去他们那儿工作,学生也为企业献计献策。经过实地实践,不少学生脱胎换骨,不再认为这门学科枯燥难懂,真正实现了理论向实际的转化,从而培养出时代急需的创新实践性人才。
3实验教学改革的思考与建议
针对生物制药学实验教学以往存在的理论与实践联系欠紧密、实践体系不健全、没能很好地激发、调动起学生实验、实验创新的兴趣和主观能动性,加之此前制定的教学大纲规定的实验课时少,难以实现实验的系统性等弊端和生物制药学实验本身具有的周期长、难度大等特性,西北民族大学(以下简称该校)探索性地对生物制药学实验教学在该校两届学生的实验教学中进行了上述改革。
3.1实验教学改革的收获
(1)获得了学生和老师们的一致称赞和好评。
(2)同学们的专业知识和实践技能得到了锻炼,对生物制药也有了更深层次的理解。同时,学生在一系列的实验过程中,创新能力、协调能力和合作能力也得到了加强,为今后的工作、学习奠定了坚实的基础。增强了学生参与教师科研和教学实习积极性。能够把课堂上所学知识融会贯通,不会只局限于本课程的内容,而是可以多学科、全方位综合考虑问题,全面提升个人专业素养。
(3)取得了可喜的“实验教学改革”的成绩和经验。
3.2实验教学改革存在的问题
改进后的生物制药学实验教学从准备到实施,耗费的时间很长—查阅资料、制定方案、反复讨论并完善方案、最终开展实验。过程较之前辛苦且繁琐,投入的精力也比较多。
3.3实验教学改革的建议
建议有关上级和部门更加大力支持,深入实验教学改革,以获取更大更好的成绩和经验。希望学生们都积极参与,表现出优秀的创造力和实践能力。在整个实验过程中充分发挥主观能动性,主动思考,主动操作,积极寻找解决问题的方法。老师们要格外关注生命科学发展,生物制药行业新的技术、层出不穷的新产品,促使生物制药学实验教学需要不断完善与革新,并建立起相应的教师团队。要做一个合格的人民教师,除了改进教学内容与教学方法之外,本身也要随着科技的发展不断学习更新和拓展自身的知识和眼界,并且把科研与教学有机结合起来,使学生不仅学习专业知识与实验技能,更要有分析问题、解决问题的能力,培养出具备扎实的基础理论知识和熟练的实验技能的综合型创新人才。
21世纪是海洋的世纪。“海洋生物资源丰富,向海洋要药”是医药行业不断发展的重要抉择和肩负的历史重任。为了更好地推动生物技术在海洋生物制药上的应用,我院为生物技术专业开设了“海洋生物制药”专业选修课。这门课程以多学科为基础,培养复合型人才,发展潜力巨大。
但是海洋生物技术制药这个学科在我国高校开展的时间较短,开展课程积累的经验较少。如何上好这门课?我们在教学过程中不断探索完善,初步总结出一套适合我国高校本科生物技术专业学生学习海洋生物制药课程的教学模式。
一、优化教学内容,选择合适的教材
海洋生物制药是生物技术制药的一个分支,发展成为一个***学科的历史较短,教材较少。但是,随着我国经济实力和科技实力的提高,大规模发展海洋生物制药成为可能。目前海洋生物制药发展迅速,有关海洋生物制药的科研成果大量涌现,为我们选择海洋生物制药的教学内容和教材提供了空间。
根据生物技术专业的专业特点,我们首先确定了教学内容和重点。海洋生物制药的主要内容包括三部分:第一部分,海洋生物制药概述,内容包括海洋生物制药的发展和现状,海洋药用生物的类别。第二部分,海洋生物活性物质与生物技术制药,内容包括海洋生物活性物质的有效化学成分及其研究方法,海洋生物新药的生物技术及其筛选与评价。第三部分,海洋生物新药的药学评价,包括药理学、制备工艺、药物动力学、临床前安全性评价等。重点是学习和掌握海洋生物活性物质的有效化学成分及其分离结构鉴定的方法,掌握海洋生物新药的生物技术方法,海洋生物样品活性筛选方法。
由许实波主编,化学工业出版社出版的《海洋生物制药》至今已出版2版。经过对比,我们采用第2版作为教材。教学内容加入第1版海洋药用生物部分。“海洋生物活性物质的分离纯化和结构鉴定”参照李八方主编,中国海洋大学出版社2007年出版的《海洋生物活性物质》;“海洋生物制药的生物技术研究方法”和“海洋生物样品活性筛选”参考焦炳化和易杨华主编,科学出版社2005年出版的《现代海洋药物》。这样一来,重点更加突出,掌握更加牢固。
二、改革教学方法
(一)注重课堂互动式教学传统教学活动往往以教师为中心,单纯进行灌输式或说教式教学。这不利于教学活动的顺利进行。教学活动是“教”与“学”两个方面的活动,教师是教的主体,学生是学的主体。如果忽略了学生这个主体,势必会让学生感觉教学内容单调枯燥,毫无兴趣,增加学习的难度。互动式教学是“二元双向式”教学模式[1],由教师主导教学,通过师生互动促进学生知识、能力和素质的协调发展[2]—[3]。互动式教学可以活跃课堂气氛,使学生有深刻的印象,从而更牢固地掌握知识,充分调动学习的积极性,积极思考,激发创新思维。
(二)讨论式教学专题报告讨论会可以在较短时间内让参与者接触较大知识量,并针对热点问题进行探讨,完成对知识的深入了解和掌握。本课程中“海洋生物活性物质具有明显药理作用的研究进展”一章举例丰富,引起学生极大的兴趣,同时本章与科技发展密切相关,我适合以报告讨论会的形式进行教学。具体方法是:学生5—6人结成一组,针对感兴趣的药理作用方面查找文献,归纳总结,制成多媒体课件。讨论会每组派出1人报告本组的总结成果,其他同学就报告中的问题参与提问和讨论。然后由教师总结汇总,指出学生的优点和不足。该教学模式培养了学生获得相关文献的能力,知识归纳总结的能力,口头表达的能力和团体协作的精神[4]。
(三)多媒体教学多媒体教学根据教学目标和对象的特点,通过教学设计,将文字、图形、动画与影音等组合并加工制作成教学课件,通过计算机和投影机作用于学生来实现教学活动,达到最优化的教学效果[5],具有生动、直观、形象的特点。海洋药用生物的形态采用多媒体教学可以加深印象,掌握生物的特征。多媒体教学通过教师备课可以把大量信息补充进课堂,开拓学生视野。对非重点内容,通过简单列出标题,使讲课和学习思路顺畅,可以提高效率,节省时间。对“海洋生物活性物质筛选”一章,我们总结补充了大量活性筛选的方法,顺序也进行整理。学生反映较好。而对“海洋药物的质量管理与控制”一章,除了对基本的方法和参照指标进行重点讲解,其余采用小标题形式,使学生了解质量管理与控制基本过程。
三、注重学科前沿
海洋生物制药是一门快速发展的学科,每天都有大量研究成果涌现。所以不拘泥于课本,给学生最前沿的科研成果,使学生掌握本学科的研究现状和梳理产业的发展方向,对他们以后从事与之相关的工作有重要意义。通过我们的教学实践活动,学生学习本课程的兴趣大大提高,对海洋生物制药的产业发展也有了自己的看法,有些同学更是把海洋生物制药作为自己以后从事工作的方向。
四、改革考核方式
考核不是目的,考核的目的是督促学生全面复习搭建知识构架和掌握本门课程基本理论和方法,同时也是反映教师教学质量的重要方法。对学生成绩的评定,采用了百分制,总评成绩由平时成绩和期末成绩组成。平时成绩占30%,期末成绩占70%。平时成绩由回答问题、讨论报告等课堂表现组成。平时成绩是为了防止学生临考突击,通过死记硬背通过考核。期末成绩主要是笔试本门课程的主要理论和方法以及占总成绩14%的发挥提高题。
五、提高教师自身修养
教师是一个受人尊重的职业,担负着“传道、授业、解惑”的重任,起到知识传承和教书育人的作用。在教学过程中教师的言行对学生起到潜移默化的作用。一句话,或者一个动作,都可能对学生产生莫大的影响。我们在教学过程中言行一致,带有良好的情绪,努力营造轻松、活跃的课堂气氛;不断更新教学观念,树立以人为本的教学思想;多和学生沟通,倾听他们的观点,及时回答他们提出的问题,对他们提出的意见虚心接受;不断加强科研工作,关注学科的发展,不断提高自身专业知识和水平。
六、结语
我们采取上述的教学方法、手段,提高自身综合能力,海洋生物制药课程受到了学生的普遍欢迎,学校督导组的肯定,获得学校青年教师授课比赛的优胜奖。
虽然海洋生物制药课程的教学改革取得了一些成绩,但是由于开课时间较短,经验相对不足。科技水平的提高和学生的求知欲的增强对我们提出的要求也越来越高。我们要在教学中不断吸收其他课程的教学经验,不断尝试新的教学方式,继续加强课程组建设深化教改,不断发展完善,以不断提高教学水平,加快课程建设。
21世纪是医药生物技术快速发展的时期, 生物制药、化学药物、中药形成三足鼎立,有效的为人类健康服务。生物制药技术是通过生物技术方法生产药用的蛋白、多肽、酶、生长因子、疫苗和单克隆抗体等技术,具有产业化、商品化等特点。可以不夸张的说生物制药技术已成为21世纪高科技新兴产业之一,加速了医药工业新产品的开发,推动了传统医药业的发展。作为高职高专院校的学生,提高自身专业素养,培养高技能是教学大纲的基本要求,是在将来择业就业中占据优势的基本保证。因此,要在教学中不断思考、积极接受反馈,从而提高教学的质量,培养学生的实操技能。本文通过反思《生物制药技术》课程教学过程中存在的问题,提出一些建议。
一、《生物制药技术》教学实施过程中存在的问题
1.学生学习积极性不高,无论在理论教学还是实操方面都显得很被动。学生在开始了解生物制药技术的应用时显得比较活跃,教学中通过举例说明生物制药技术在医药业的运用,特别是阐述利用基因工程技术生产疫苗、发酵工程技术生产溶栓药品等生物制品时,表现出极高的兴趣。但是在后续的理论讲解包括实践操作过程中,不少同学参与度不高,呈现出应付了事的态度。
2.没能充分发挥利用校企合作的平台资源。我院在校企合作取得可喜的成绩,合作企业高达上百家,但是这些校企合作单位主要是提供实习岗位,而在日常教学中极少有直接的交流和合作。那么在学生实习之前,在相关专业知识教授的过程,不能很好做到产学融合。没法通过学生在相关行业的见习或者参观实习,加强对课程知识的感知和运用。
3.实训课时安排有待提高。实训课程是加强理论联系实际,提高学生技能,培养技术型人才的重要环节。结合教学大纲和课时安排,生物制药技术实训课挑选的实验内容一般都是比较简单。而我院在该门课程的实训课时的安排为一周4个学时,那么实训的时候很多环节就要在原有的基础上进一步简化。虽然操作步骤大同小异,但是每个步骤的时间会缩短,比如在进行细胞色素C的提取过程,就将透析的时间从30多分钟缩短到10分钟以内,这样结果必然不明显。另外由于实训场地、资源有限的问题,并不能保证每个同学都能亲自动手参加全过程,加之求快,学生的心态会发生变化,积极性不高,势必影响实操的结果。
二、针对存在的问题提出以下建议:
1.完善课程设计,突出实操。作为高职院校学生,重点应在实践能力,技能方面有所突出,這样才能在今后的就业中占据优势,才能真正实现高职院校的办学目的和体现办理理念。在课程的设置中,在理论部分可加设外出见习和参观学习的课时,只有通过实地的参观和学习,才能加深书本知识的理解,提前了解企业的需求,生产的标准,这样更能激发学生的兴趣,明确学习的目标;在实践操作方面每周一次课应有6-8学时,这样尽量保证实验的完整性,增加学生动手的时间,提高学习的主动性。通过完善课程设计,自然而然能提高该课程的教学质量,也就保证专业设置、课程设置的培养目标。
2.创建学习交流平台,营造专业氛围。高职高专院校的学生相比本科院校,在学习专业知识方面存在理论基础的欠缺,学习理论的积极性不高。但也具有本身的优势,比如思维较为活跃,有很好的竞争意识。那么尽可能的去争取创建学习交流的平台,营造浓厚的专业技能竞赛氛围,可以提高学生学习的积极性。比如指导学生参加校内外专业知识竞赛,例如一年一度的广东省大学生生物化学实验技能大赛就是一个非常难得的机会,可以以此为契机,在校内开展选拔赛,统一给予学生专业的培训指导,包括项目实施方案的撰写,实验的开展等等。
3.健全课程考核体系,以学生为本。当前高校的学生年龄入学时集中在16-19周岁,该年龄阶段的学生自我意识强烈,做事有着很强的目的性,也更加注重自己的话语权。在教学的过程中,要秉持学生为本的原则,引导学生的自主参与,才能有很好的教学成果。课程的考核要多元化,突出过程和创新评价,构建学生自评、学生互评以及授课教师考核多方位的评价体系。在实训课程中,让学生参与实验设计,预先将实验目的、原理及实验材料给到学生,学生自行组队并查阅资料和教材,撰写实验方案,实验设计纳入考核,教师给予小组评分,小组内部进行自评、互评,按比例获得教师给予的分数,小组成员的平均分不得高于小组得分。另外,可以建立高年级带低年级的帮带机制,更好的实现学生自我管理,自我教育的目的。
参考文献
[1]王晓利.生物制药技术[M].北京:科学出版社,2006:1.
[2]谭红琴.高职生物制药专业《药物检验技术》项目化课程改革出探[J].教育现代化,2017(10):42-43.
[3]董丽辉,范三微。《生物制药设备实验》项目化课程教学中学生评价方法的研究[J].科技信息,2014(5)
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