案例教学在学位硕士研究生培养中的实践

［摘 要］ 案例教学是推动专业学位研究生培养模式改革、强化专业学位研究生实践能力、促进教学与实践有机融合的重要举措。通过分析案例教学的发展背景及其对生物与医药专业学位研究生培养的重要意义，以陕西省专业学位教学案例库为例，介绍了教学案例的一般格式和要求，着重介绍了“新型药物递送系统在组织修复中的应用”教学案例实践，包括“现代药物合成与制剂技术”课程背景及案例来源、案例主要内容示例，以期为生物与医药专业学位硕士研究生教学案例库建设提供借鉴和参考。

［关键词］ 案例教学；生物与医药；专业学位硕士研究生

［基金项目］ 2023年度西北工业大学研究生培养质量提升工程项目“‘现代药物合成与制剂技术’课程建设”（23KC0135）；2023年西北工业大学教育教学改革研究项目“OBE理念下‘组织工程原理与技术’课程教学改革研究”（23GZ13239）

［作者简介］ 赵 雯（1980—），女，陕西西安人，博士，西北工业大学生命学院教授，博士生导师，主要从事生物材料和药物递送系统研究；胡金璐（1988—），女，甘肃天水人，博士，西北工业大学生命学院助理教授，硕士生导师，主要从事藻类生物化学研究；王 婧（1988—），女，陕西榆林人，博士，西北工业大学生命学院副教授，硕士生导师，主要从事生物材料研究。

［中图分类号］ G642.41 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）35-0005-04 ［收稿日期］ 2023-07-20

一、案例教学的背景和意义

近年来，教育部将研究生招生规模扩增主要集中在专业学位研究生招生数量上。据统计，2022年，专业学位硕士招生将近70万人，占比达到60%以上。专业学位研究生教育旨在为国家培养能够解决重大技术问题的实践型、应用型高端人才，使其更好地契合经济社会发展的需求。为了保障专业学位研究生教育的高水平、高质量发展，近年来教育部发布了多项文件，为深入推进专业学位研究生培养模式改革提供了指导方向和政策依据。其中，《教育部人力资源社会保障部关于深入推进专业学位研究生培养模式改革的意见》《教育部关于加强专业学位研究生案例教学和联合培养基地建设的意见》《专业学位研究生教育发展方案（2020—2025）》等均明确指出，专业学位研究生案例教学是推动专业学位研究生培养模式改革、强化专业学位研究生实践能力、促进教学与实践有机融合的重要举措［1-3］。

生物医药行业是关系国计民生的重要产业，是健康中国建设的重要基础，也是“中国制造2025”和战略性新兴产业的重点发展领域［4］。生物与医药专业学位研究生培养强调工程性、实践性和应用性，其目标是培养德智体美劳全面发展，能够适应生物与医药前沿发展，满足国家生物与医药及其相关领域经济发展需要的应用型、复合型、高层次工程技术和工程管理专业人才。因此，基于专业学位研究生教育的本质属性和培养模式特点，依托生物与医药专业的基础理论课程，对科研中积累的设计经验和工程应用方向进行加工，提炼形成以应用为背景的教学案例，旨在有效推动培养模式的改革创新，持续提高专业学位研究生课程教学的实效性。案例教学不仅能够促使学生加强对基础理论知识的理解，体会理论知识的实际应用场合和效果，而且能够全面提高学生分析问题和综合应用知识的能力［5］。

二、教学案例的要求和格式

近年来，为贯彻全国研究生教育会议精神，推动专业学位研究生高质量发展，很多省份相继开展了教学案例征集和遴选工作。统一规范的案例格式和要求十分必要，既有利于案例库的规范化管理，也便于教师进行教学案例的交流共享、学习借鉴，充分发挥教学案例的作用。下面以陕西省专业学位教学案例库为例，介绍教学案例的一般要求和格式。

1.案例名称和首页注释。案例名称应简明扼要地反映出案例的主要内容和特色，首页注释主要进行负责人简介与编制说明。

2.摘要和关键词。摘要应精练，简要概括案例的主要内容，300字左右；关键词为3～5个。

3.背景信息。主要用于说明案例主题的理论、实践和研究背景，以及案例对象的相关情况等，要求在1500字以内。

4.案例正文。篇幅应在8 000～15 000字之间，注意原创性、真实性与可读性等。

5.结语。根据需要对案例进行精辟总结。

6.案例思考题。要紧密结合案例内容，与教学目标相结合，引起讨论、启发思考，引导案例学习者运用案例中的理论和策略解决类似的工程实践问题，以增强案例的辐射性，最大化地发挥案例教学的功能。一般以3～6道题目为宜。

7.案例使用说明。案例使用说明建议采用分条的方式呈现，内容要相对精练，主要内容包括：适用范围、配套教材、教学目的、关键要点、教学建议、推荐阅读。

8.参考文献。

9.附件。附件是指对理解案例有帮助，不适合放在正文部分的资料。仅须列举文件名称，具体内容打包在其他资料中提交。附件根据需要提供，并不要求每一个案例都提供。

三、案例教学的实践

（一）课程背景及案例来源

笔者负责的西北工业大学研究生课程“现代药物合成与制剂技术”是生物与医药、药剂学、生物医学工程等专业相关研究方向的专业课程。其中，药物合成主要是在有机化学的基础上让学生了解药物制备中所应用的有机合成反应以及药物合成设计原理等；药物制剂技术是集药学、生物材料学、生物学、工程技术、质量管理等于一体的应用型综合技术，讲解时应将理论知识、实践经验、前沿研究进展等有机融合。课程内容主要包括以下几方面：药物合成概述，药物制剂概述，药物制剂的评价，液体制剂、无菌制剂、固体制剂等，制剂新技术，缓释制剂、控释制剂及靶向制剂等新剂型，新药及新型药物递送系统研究开发的前沿问题，等等。

一般的教材比较注重对基本概念、基本原理和基础理论知识的介绍，在应用方面稍显薄弱。例如，在关于药物新剂型部分内容中的“缓释制剂和控释制剂”，教材首先明确了缓释制剂、控释制剂的概念，接着阐述了缓释制剂和控释制剂的释药原理，最后介绍了缓释制剂和控释制剂的制备方法、所需原料、助剂及处方等。如果仅依据教材内容进行学习，学生对缓释制剂和控释制剂的理解往往停留在“缓慢释放的口服药物”这样粗浅的理解上。事实上，缓释制剂和控释制剂还可以应用于植入型给药剂型、经皮给药系统等。经皮给药系统能为皮肤伤口修复、一些慢性疾病治疗及预防、局部镇痛等提供方便、有效的给药方式。因此，缓释、控释制剂等药物递送系统使得药物制剂学与组织工程学、生物材料学等学科发生深度交叉融合。而笔者负责的科研课题常涉及新型药物递送系统在组织修复领域的应用研究，是提炼教学案例的基础和素材来源。“新型药物递送系统在组织修复中的应用”教学案例已入选陕西省专业学位研究生案例库，下面以其为例简要介绍主要相关内容。

（二）案例主要内容示例

1.教学内容及安排建议。本案例教学时间安排为6学时，人数不限。第一环节为缓释制剂和控释制剂、经皮给药系统等相关基础理论知识的学习，包括缓释制剂和控释制剂的概念、特点及释药原理，经皮给药系统的概念、特点和分类。课时安排为2学时，主要教学方法为课堂讲授教材内容。

其中，重点讲解缓释制剂和控释制剂的释药原理［6］，具体包括以下5类：（1）溶出原理。根据Noyes-Whitney方程，通过减小药物的溶解度、增大粒径，以降低药物溶出速度，达到长效作用。具体方法包括：制成溶解度小的盐或酯；与高分子化合物生成难溶性盐；控制粒子大小。（2）扩散原理。药物溶解后从制剂中扩散出来进入体液，释药受扩散速率的控制。具体方法包括：用肠溶材料、水不溶高分子材料等阻滞剂材料包衣；制成微囊；制成不溶性骨架；增加黏度以减少扩散速率；制成植入剂；将水溶性药物制成W/O型乳剂。（3）溶蚀与扩散、溶出结合。对于生物溶蚀型骨架系统、亲水凝胶骨架系统，不仅药物会从骨架中扩散出来，骨架本身也处于溶蚀的过程中。药物在骨架中扩散、药物溶出的过程中，骨架逐渐变小，药物进一步释放。（4）渗透压原理。利用渗透压原理制备成的控释制剂，能均匀恒速地释放药物，基本可达零级释放。（5）离子交换作用。药物结合于水不溶性交联聚合物组成的树脂上，与带有适当电荷的离子接触时，通过离子交换将药物游离释放出来。

第二环节为组织修复、皮肤组织修复等相关知识拓展，包括组织修复概念，皮肤的功能、结构及特点，皮肤修复的途径，伤口敷料的研究进展等。课时安排为2学时，主要教学方法为课堂讲授基础知识、最新科技进展总结、典型文献介绍。

其中，重点讲解皮肤的结构及特点。皮肤由表皮层、真皮层和皮下组织构成。表皮层由复层上皮构成，不透水，具有防止组织液外流、抗摩擦和防感染等功能；真皮层由致密结缔组织构成，分布有大量的毛细血管、淋巴管、神经末梢，并含有丰富的胶原纤维、弹力纤维和网状纤维，它们互相交织成网使皮肤具有较大的弹性和韧性。

第三环节为新型递药系统在组织修复中的应用专题研讨，课程安排为2学时，主要教学方法为教师介绍自己的研究思路及研究结果，学生分组展示自己的研究思路，师生全员参与研讨。

重点介绍研究思路。静电纺丝纳米纤维材料常被用作伤口敷料，将药物或生长因子负载于伤口敷料中，能够进一步有效地促进组织修复。成纤维细胞生长因子-2（FGF-2）已被证明在角质形成细胞、成纤维细胞和内皮细胞等许多不同类型的细胞中影响细胞间的通信，从而调节表皮再生、血管生成和肉芽组织形成［7］。然而FGF-2作为一种蛋白质，在化学偶联反应或静电纺丝溶液中容易受有机溶剂或环境的影响而发生变性。将FGF-2在水相中负载于缓释载体中，既能保持FGF-2的活性，又可以实现生长因子的缓慢释放。例如，将FGF-2负载于亲水凝胶骨架系统中，水溶性的FGF-2从凝胶中溶出、扩散，同时亲水凝胶骨架也逐渐发生溶蚀，药物通过“溶蚀与扩散、溶出结合”的机理实现持续释放。因此，设计并制备FGF-2@角蛋白水凝胶/纳米纤维仿生双层敷料，其中水凝胶层模拟真皮层，电纺纳米纤维材料模拟表皮层，兼具生物学和力学特性，同时实现对FGF-2的保护和缓释。

学生分组，根据所学内容，围绕“新型递药系统在组织修复中的应用”主题，自行设计课题，分别展示自己的研究思路，师生全员参与研讨，发挥案例教学探讨式、宽松式、开放式的特点及优势。

2.案例思考题。（1）根据缓释制剂“溶蚀与扩散、溶出结合”的释药原理，除了角蛋白之外，还可以选择哪些生物医用高分子作为制备水凝胶的原料？（2）经皮给药系统的优点和局限性分别是什么？（3）微球、微囊等新型递药系统如何应用于组织修复？

3.适用范围及配套教材。适用对象为生物与医药、药剂学、生物医学工程等相关专业的硕士研究生。适用课程包括“现代药物合成与制剂技术”“药物制剂技术”“生物材料”“生物医学材料”“组织工程学”等。配套教材为由化学工业出版社出版的于广华、毛小明主编的《药物制剂技术》（第三版）。

4.教学目的。结合药物制剂基本概念和基础理论，以缓释和控释制剂、经皮给药系统等新型递药系统为切入点，将药物制剂学与组织工程学、生物材料学等学科交叉融合，提出“新型递药系统在组织修复中的应用”专业学位研究生教学案例，旨在加强学生对药物制剂基础理论知识的理解，使学生体会药物制剂的实际应用场合和效果，全面提高学生分析问题和综合应用知识的能力。本案例注重教学内容与应用需求相适应，能够拓展学生的科研思维，激发学生的创新能力。

5.关键要点。相关理论：缓释制剂、控释制剂的释药原理，经皮给药系统，皮肤组织的结构及特点。关键知识点：缓释制剂“溶蚀与扩散、溶出结合”释药原理。关键能力点：基础理论掌握能力、分析问题和综合应用知识的能力、创新能力、工程实践能力。案例分析思路：从深刻理解缓释制剂、控释制剂的释药原理入手，将经皮给药系统与皮肤修复过程等相关知识融会贯通，综合运用药物制剂、组织工程、生物材料的知识，实现特定的应用目标。

6.推荐阅读。推荐学生查阅其他新型递药系统应用于组织修复的文献。例如，纳米微粒、主—客体包合物等对伤口愈合的促进作用。

四、总结与展望

在探索适应人才培养目标的教学方法中，将案例教学充分应用到生物与医药专业学位研究生教育中，已成为教学改革与创新的新模式。从教学效果来看，案例教学注重基础理论与应用需求相结合，能够提高学生的关键能力点，如基础理论掌握能力、分析问题和综合应用知识的能力、创新能力、实践能力等。此外，在案例教学中学生的参与度明显提高，课堂氛围活跃，特别是经过抛砖引玉式的研究思路分析之后，学生提出方案并进行开放式研讨，有助于拓展其科研思维，激发其创新能力。因此，案例教学能够使学生适应生物与医药前沿发展，满足国家生物与医药及其相关领域经济发展对人才提出的应用型、实践型、专业性、复合型的要求。