基于創新創業能力培養的《天然產物研究與開發》課程建設

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2112-5042-5586

摘 ?要：為培養學生的創新創業能力，基于地方特色產業和學校人才培養定位，設計《天然產物研究與開發》理論、實踐課程中的創新創業項目元素，調整教學內容、優化教學方法，構建了基于創新創業能力培養的《天然產物研究與開發》課程體系。探索課程中存在的問題，及時對課程內容、教學方法及考核方式進行修改，增加學生的實踐機會，提高了學生的創新精神及創業能力。為社會培養在天然產物及相關領域從事研發、生產、管理和技術服務等具有創新創業的高素質工程應用型人才。

關鍵詞：天然產物 ?創新思維 ?創新能力 ?課程體系

中圖分類號：G647.38文獻標識碼：A???文章編號：1672-3791（2022）04（b）-0000-00

Curriculum Construction of Natural Product Research and Development Based on the Cultivation of Innovation and Entrepreneurship Ability

CHEN?Wang

（School of Biological Science and Engineering，?Shaanxi SCI-TECH University，?Hanzhong， Shaanxi Province， 723001?China）

Abstract：?In order to cultivate students' innovation and entrepreneurship ability， based on local characteristic industries?and school talent training， the innovation and entrepreneurship project elements in the theoretical and practical courses of natural products research and development were?designed， the teaching contents were?adjusted， the teaching methods were?optimized， and the curriculum system of natural products research and development based on the cultivation of innovation and entrepreneurship ability was?constructed. Explore the problems existing in the course， modify the course content， teaching methods and assessment methods， increase students' practice opportunities?and improve students' innovative spirit and entrepreneurial ability.?Cultivate high-quality engineering application-oriented talents with innovation and entrepreneurship in natural products and related fields， such as research， production， management and technical services.

Key Words： Natural product; Innovative thinking; Innovation ability; Curriculum system

科技是國家強盛之基，創新是民族進步之魂。大學是進行創新創業教育的主陣地，加強大學生創新創業訓練與實踐是培養創新型人才和提升大學生社會適應的重要途徑。創新創業教育是地方高校跟上全國高校發展步伐的重要舉措。高校積極培養適應未來經濟發展的創新人才，是高等教育綜合改革、促進高校畢業生更高質量創業就業的重要舉措。高校肩負著培養大批高素質創新創業人才的歷史重任，創新創業課程是開展創新創業教育的主要途徑。在具有行業特色的地方高校培養大學生的創新意識和創業能力已成為一些地方高校發展的重要目標和戰略。為了全面推進素質教育，連年擴招使得大學生在校人數與日劇增，但同時也使得畢業生人數激增，使得就業壓力異常大。具統計顯示2021年全國應屆畢業生人數達到900余萬，而全國高校畢業生平均就業率卻只有70%左右。當代大學生培養和提高創新創業能力迫在眉睫。在就業形勢嚴峻、競爭激烈的大就業環境下，有創新創業意識則能讓大學生脫穎而出，在就業大軍中占有一席之地。

秦巴山區氣候溫和，天然藥物資源豐富，素有“生物基因庫”和“天然藥庫”之稱，漢中全市藥用動植物達1 600多種，被列入國家規定的365種重點中藥材漢中有280種，被《中國藥典》收集的主要中藥材品種漢中有316種，具有顯著的資源優勢和產業發展基礎，名列陜西第一。漢中市政府十分重視天然藥物資源的保護與開發;漢中建有各類GAP基地、飲片廠、中成藥廠、提取物廠約50余家，天然藥物及相關產業在漢中市國民經濟發展中占有重要的地位。這些企業均需要熟悉秦巴天然藥物資源、在產品開發和生產上有一定創新能力的人才。陜西理工大學作為秦巴山區最具影響力的高校，堅持“立足陜西，服務基層”，致力于培養“具有創新精神和實踐能力的高級應用型人才”，為區域經濟發展提供專業人才保障。陜西理工大學生物科學專業開設的天然產物相關課程有植物學、動物學、微生物學、天然藥物化學、野外綜合實習等基礎課程。因此，生物科學專業天然產物教學團隊研判天然產物的資源保護和開發利用是該領域創新發展的趨勢，基于天然產物的大健康產業相關產品的開發是未來的創業方向。作為高水平應用型大學，陜西理工大學應該為秦巴山區天然藥物資源保護及開發利用培養人才，為天然產物產業發展奠定人才基礎。

《天然產物研究與開發》課程是我校生物科學專業的一門專業選修課程，與實際產業結合最為緊密。該課程屬于物理、化學與生物的交叉學科，涉及天然藥物化學、生物化學及藥學等領域，主要研究動植物及微生物次生代謝產物中具有一定活性的天然產物有效成分的結構特征、生物活性、作用機理、提取分離方法、混合物分離結構鑒定及產品開發應用等，也涉及天然產物的生物合成、生物轉化和結構修飾改造等內容。在傳統教學過程中，《天然產物研究與開發》課程更加偏向于理論知識的傳授，而在創新創業的要求背景下更加注重實踐知識的學習。該課程的改革及實踐主要是依托《天然產物研究與開發》課程所涉及的技術為基礎，梳理生物科學專業學生在現代生物技術研究、天然產物開發兩個方向進行創業的現狀、創業競賽參與、行業創新創業特點、創業途徑、創業資源、形成新的課程教學思路與方法，以利于培養學生的創新思維及創業能力。

1課程內容構建

1.1教學目標

本課程根據當前社會發展、天然產物行業發展需求及對相關從業人員創新能力的要求，探索將創新創業思想融入到本科教學課程中，進行相關課程建設，培育符合專業特色的創新創業引導課程。對生物科學專業的《天然產物研究與開發》課程實踐過程中存在的問題及時進行修改。課程組教師到企業進行調查研究，進行崗位需求分析，由此歸納出培養對象所應具備的知識、能力、素質等要求，根據職業關鍵能力制定課程培養目標。陜西理工大學與陜西漢王藥業有限公司、城固振華生物科技有限公司、漢中天然谷生物科技有限公司、陜西天谷藥業有限公司等公司進行深度合作，建有本科生生產實習基地。企業將現階段天然藥物行業產品的種類與特點，使用的通用工藝、生產流程與質量檢測內容，以及行業所需人才的知識結構、能力模塊、綜合素質等提出具體的要求。該課程組將這些實際需求融入課程教學內容，根據天然藥物生產行業職業能力要求實時調整課程培養目標，使課程培養目標符合崗位需求。課程總體目標是了解天然藥物化學的任務、意義、發展趨勢、研究方法，掌握重要的天然藥物化學成分的分類、結構特征、理化性質、結構鑒定方法及生物活性，具備識別化合物結構及基本性質的能力;掌握代表性天然產物的提取分離方法，能正確選擇提取分離手段和方法對特定有效成分進行提取分離，具備結合實際情況初步解決生產中問題的能力;掌握天然藥物中有效成分的提取、分離基本理論和相關知識體系，具有分析、解決特定生產過程中的方法、質量、生產效率、經濟性問題的能力。通過改革后本門課程使學生了解天然產物的開發方法與利用現狀，掌握我國天然藥物資源分布狀況、品種保護、研究開發的方法，提高利用基礎理論解決實際問題的能力，培養學生創新創業思維及能力，激發學生創新創業熱情，在秦巴山區自然資源研究與開發利用、地方經濟建設貢獻力量，達到地方院校服務社會、服務地方經濟發展的目的。

1.2教師隊伍組建

該課程組通過對國內知名的相關天然藥物生產企業的調查，了解天然產物產業的現狀與發展方向以及對剛參加工作畢業生的知識、技能需求，發現該課程現行的教學內容與學生最終掌握的知識技能與企業需求之間存在一定的偏差。目前，高校創新創業課程的教師在理論教學方面講授過多，缺乏實踐操作培訓。其主要問題是課程建設缺少企業參與，學生在課堂上注重基礎理論知識的學習而對實際應用和工程化生產認知不足;另一方面課程內容未融入工程思想，無法解決生物制造與技術服務中的復雜工程問題，導致學生的職業能力與企業需求不符。選取兼具理論知識傳授、專業技能傳授和實踐能力的雙師型教師是教師隊伍組建的關鍵內容。分析《天然產物研究與開發》課程講解的科學技術、實驗方法及相關產業需求，從學院內部尋找具有創新創業大賽、互聯網+等競賽經驗、教學改革經驗、科研經驗豐富、從事天然藥物相關研究的教師;從校友企業家及與我校有“產學研”合作關系的企業中尋找創業導師，共同組成指導教師隊伍。并有計劃地安排中青年教師到企業參加實踐鍛煉，加大派出專業教師參加省級以上商務培訓的力度，形成強大的具有行業背景的師資力量，讓課程內容與時俱進。因此，選擇陜西漢王藥業有限公司、城固振華生物科技有限公司、漢中天然谷生物科技有限公司這三家省內知名制藥企業為合作方，組織具有企業背景的創業導師對《天然產物研究與開發》課程的教學目標、教學內容、教學模式以及考核模式等方面進行改革探索。定期召開教學研討會，組織教師針對生物科學專業涉及的天然產物開發、現代生物技術制藥兩個主要專業和產業方向的特點、產業現狀、創新創業孵化企業的基本特征和案例、大學生創業的政策情況、創業企業的要素構成、法律規范、社會責任體系等進行系統學習，提高教師隊伍自身教學技能及創新能力。教師輪流到其他高等院校、天然產物提取物生產企業、中藥制藥公司了解產業前沿、學習產業實際應用技術，提高自身創新能力。

1.3教學模式探索

在該院生物科學專業已經執行的2018版人才培養方案中，《天然產物研究與開發》課程在第四學期開設，之前的專業基礎課程有動物學、植物學、微生物學、野外實習等，學生已經具有一定的天然產物相關基礎知識，具備了基礎的實際操作能力。該課程采用理論結合實踐、實訓教學，增加設計性實踐和到企業生產實訓的環節，使學生用理論指導實踐，學生的動手能力和工程化思維方式大大增強，初步進行職業化技能培養。為了更好地激發學生的創新創業思維，利用地方特色資源結合產業特色進行創新性實訓鍛煉，開展針對性實訓。例如：利用當地豐富的薯蕷資源，依托學?，F有的“陜西省薯蕷皂素工程技術研究中心”，配合課程開展薯蕷皂苷元的提取、分離及純化的課程設計實訓;學生到合作企業進行天然產物相關產品開發、生產實踐等環節，模擬創業過程的產品開發、生產推廣等過程。這些具有區域特色而又貼合實際生產的實訓、實踐環節的加入極大地提高本科生動手能力和創新能力。在此基礎上，基于創新創業思想，教學方面更加側重于培養學生的協作能力、實踐能力和主觀能動性等創新創業素質。通過新的學習內容和教學手段，實現以學生為中心的課堂教學模式，讓學生主動學習，激發創新性思考與主觀能動性。

1.4教學內容構建

該課程的教學內容主要涉及天然產物資源研究、保護及開發的重要環節，側重于天然產物的研究前沿、產品開發、產業現狀及產業的發展方向。結合地方特色資源設置教學內容，分析天然藥物基礎研究、產品開發、生產流程，將課程內容與秦巴山區特色道地、大宗特色藥材的研究、利用、開發現狀相結合，構建新的課程內容體系，設計基于地方特色產業的雙創教學內和案例。秦巴山區質優、量大的天然藥物主要有：天麻、山茱萸、豬苓、杜仲、附子、銀杏、元胡、西洋參、黃連、黨參、厚樸、參葉、白芍、大黃、黃姜、川烏等，其中前八個品種為道地品種，又被稱為“漢八味”?！皾h八味”種植歷史悠久、種植規模和產量均在全國前列，產品在全國中藥材市場上具有較大影響力，一直發揮著主導作用，代表著漢中中藥材產業的文化傳承、歷史發展、種植規模等巨大變化。借助這一優勢，在課堂教學環節和實踐環節中，側重于結合秦巴山區的地方特色資源，將這些資源融入到教學內容中，形成講解的重點小類和分論。以天麻為例，《神農本草經》將天麻列為上品，記載天麻“生陳倉川谷、雍州”，漢中為道地產區;天麻的有性繁殖首先在漢中地區實驗成功從而推廣至其他地區，漢中地區天麻產量占全國總產量的40%。天麻的主要有效成分為天麻素（對羥基苯甲醇--β-D-吡喃葡萄糖苷）、對羥基苯甲醇、對羥基苯甲醛和香草醛等多種酚性成分以及由檸檬酸和天麻素類成分結合而成的酯類稱為巴利森苷類;在糖苷類化合物的課程講解內容中天麻就是一個很好的實例，能充分地說明苷類化合物的分類、結構特征及基本性質。在實踐環節給學生設計有“超聲輔助溶劑法提取天麻中酚苷類化合物”并對提取工藝的溶劑用量、溫度、時間和超聲強度等條件進行優化并最終進行放大驗證。通過實踐環節提高鍛煉學生的動手能力和解決問題的能力，對天然產物行業產品的開發和創業方向提供了思路。通過以地方特色產業為對象，設計運用天然產物實訓技術方法，構建課程內容體系、設計創新創業課程案例，可以加深學生對該門課程重點知識的掌握，同時強化專業理論知識與實際操作的結合能力，有利于激發學生的創新思維，運用專業知識進行創新活動。

2教學實踐探索

2.1優化教學內容、教學模式

《天然產物研究與開發》因其面向專業不同，現有教材較多、內容繁雜，如不加以精簡和取舍，必定會給學生學習造成一定的障礙。在教學過程中學生反映該課程部分內容與之前所學的《普通生物學》《秦巴生物資源》課程內容重復;因此，教學小組討論刪減重復內容，并參考最新科研成果、文獻資料、產業發展前沿動態，選取國家精品課程在線資源作為理論教學內容的一部分，及時更新教學內容。教學模式方面，由課組教師根據自己所長應用多種教學方式輪流教學;教師結合自身研究方向講解自己熟悉的領域，將科研成果結合創新創業需求及解決問題的思路進行詳細講解。靈活應用多種教學方法、改革考核方式，并通過學科競賽將其轉化為學生持久的創新創業動力。在課程的討論和實踐環節，通過本科生導師制、科研實訓、集中講座、參觀學習等形式對學生進行全方位的培訓輔導。在課程教學過程中組織多樣的活動，鼓勵在教學過程中形成的創意、創業項目參加互聯網+、挑戰杯等全國性競賽，通過創新創業競賽的歷練明晰創業項目的組成要素，對創新創業思維進行強化，幫助進一步落實創業項目。

教學模式方面除了以學生為中心的課堂教學，結合“創新引領，研創融合”的模式，利用學?，F有的開放實驗室資源鼓勵學生進行研究創新和創意創業。學校擁有1個省部共建類國家重點實驗室、1個國家地方聯合工程實驗室、1個省級2011協同創新中心、3個省級實驗室、1個省級院士專家工作站，擁有28個省級研究中心和服務平臺;擁有1個大學生創新創業園、1個創客空間。高質量的學科平臺和為師生共創提供了研究基礎，鼓勵學生入課題、入平臺、入基地，倡導和扶持師生共創，既推動雙創人才培養，實現“研創融合”，又加快科技成果轉化，實現校地校企協同發展。

2.2改革考核方式

考核標準對于學生學習興趣及學習效果有重要影響，課程考試成績是評判學生課程學習效果的重要指標。采用靈活的考試方式和考核標準可提高學生對學習的積極性，活躍課堂氣氛，避免考前突擊、應付考試。傳統的考核方式主要以閉卷考核學生對理論課重點和難點內容的掌握，這樣長期以來側重于學生“知”多少而忽略了學生“會”多少，側重理論考核而忽略技能考核，使得高校的人才培養與企業的人才需求有所脫節。因此，本課程改革了課程考核方式，將體現研究探索性的課程論文成績與期終筆試相結合的方式進行理論考核，將基本規范養成、職業素養、基礎能力訓練成效與創新能力成效相結合的方式進行實訓環節考核;采取將學習過程關注、知識檢查與能力考查相結合的成績評價模式，以過程考核、實踐能力考核為主，知識點考核為輔。平時成績以學生上課發言、參與討論的表現為考核點，占總成績的20%，課程論文占總成績的30%，實踐實訓過程成績占總成績的30%;最終理論考試僅占總成績的20%。專論論文的考核要求對學生的創新能力提出了較高的要求;實踐過程考核采用方案設計為主，重點考學生檢索和理解文獻的能力，實驗原理及設計實驗方案的水平、操作能力、數據處理及團隊協作能力等。這樣的考核方式在較大程度上提高學生的學習積極性，提高了教學效果，提升了學生的創新能力。

2.3課程改革成效

《天然產物研究與開發》雙創課程改革實施兩年效果顯著，課程教學質量得到較大提升，學生的創新意識和創業能有明顯的提高。2021年，該專業獲國家級及省級大學生創新創業訓練計劃項目立項10個。生物科學專業學生參與各類學科競賽（含雙創項目實踐）的覆蓋面超50%，有50多人次在國家級或省級競賽中獲獎，在第十七屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽中，獲省級二等獎1項、三等獎2項;在第七屆“互聯網+”大學生創新創業大賽中，獲得省級三等獎1項;在2021年全國大學生生命科學競賽中，獲得省級二等獎1項、三等獎1項。對雙創課程改革實施班級和改革前班級的課程學習效果數據進行對比分析，創業課程有效提升了學生就業核心競爭力，課程改革后學生的專業能力更加符合企業需求，其職業素質、就業率、就業質量及職業發展潛質普遍高于其他班級學生。同時也有效地激發了畢業生的創業熱情，已有2名畢業生選擇自主創業。該課程教學受到學生及行業企業的廣泛好評。

2.4課程體系的推廣

通過創新創業課程的構建和實施，在理論和實踐教學過程中進一步整理總結好的做法和經驗，進一步驗證，最后總結出適合于《天然產物研究與開發》創新創業課程的教學內容體系、教學方法和教學思路。為其他課程的雙創教育提供可借鑒的經驗，促進學院和學校大學生和研究生的創業活動的落實。

3結語

在“大眾創業、萬眾創新”的時代背景下，創新創業能力的培養課程教學改革與實踐勢在必行。該課程以培養學生的創新創業精神及能力為主旨，基于地方特色產業，設計《天然產物研究與開發》理論、實踐課程中的創新創業項目元素，調整教學內容，優化教學方法，對該課程進行創新創業教學改革的實踐探索，構建了《天然產物研究與開發》課程體系，在教學過程中應用多種教學方式，提高了學生的創新創業思維及能力。在我校培養“服務社會、服務地方經濟發展”的定位和導向下，優化提高《天然產物研究與開發》的創新創業教學效果，對專業建設和后續課程的跟進有著重要的作用，為我省及全國天然產物行業提供人才支撐。

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基金項目：陜西理工大學一流專業建設項目子項目（2019）。第一作者：陳旺，（1987—），男，博士，講師，研究方向為天然產物結構改造;生物工程其他學科;

基金項目：陜西理工大學一流專業建設項目子項目《天然產物研究與開發》創新創業課程建設（項目編號：2019-13）。

作者簡介：陳旺（1987—），男，博士，講師，研究方向為天然產物結構改造與活性篩選。