跨領域共授課程:114-2 藥物萃取與活性分析

國立嘉義大學高等教育深耕計畫結案成果表單

主軸名稱

A主軸】教學創新精進

補助課程類別

通識實踐課程

嘉義巡禮微學分課程

微學分課程

□AI導入課程

業師協同教學

þ跨域共授課程

國際學者協同教學

 

課程名稱

藥物萃取與活性分析

授課教師

主授謝佳雯

共授:

翁博群、陳立耿、吳進益

開課學期

114-2

聯絡電話

05-2717802

E-mail

cwhsieh@mail.ncyu.edu.tw

開課單位

微生物免疫與生物藥學系

修課人數

生理男

10

生理女

12

其他

0

結案報告公開

本人同意將結案報告書公開於高教深耕計畫相關網站。

聯合國永續發展目標(SDGs)

□1.終結貧窮

þ3.健康與福祉

□5.性別平權

□7.可負擔的潔淨能源

□9.工業化、創新及基礎建設

þ11.永續城鄉

□13.氣候行動

□15.保育陸域生態

þ17.多元夥伴關係

□2.消除飢餓

þ4.優質教育

□6.淨水及衛生

□8.合適的工作及經濟成長

□10.減少不平等

þ12.責任消費及生產

□14.保育海洋生態

□16.和平、正義及健全制度

關鍵能力

þSTEAM領域

人文關懷

þ跨領域

þ問題解決

þ自主學習

社會參與

國際化

教學活動類型

可複選

þ講授法

þ課堂實作,主要由學生自行操作、討論、完成之實作任務。 

þ課程專題實作,需於期末提出專題報告/成果發表/展演等教學活動

þ場域/產業/服務專題實作,於產業/社區等真實職場情境進行之專題實作,如實習專題或產品製作等。 

線上課程,如磨課師、開放式課程等由線上進行教學與評量之課程類型。 

數位學習科技輔助,如採用線上課程平台、線上評量、AR/VR等科技進行教學活動。

延伸教學活動,如於暑假設計場域實習課程,協助學生將課堂成果進一步發展參與競賽等。

þ其他,請說明:移地教學

課程執行場域

實體教室

實體教室+線上教學

þ實體教室+校內實習場域

þ實體教室+校外實習場域(包含業界、社區等大學課室外場域)

校外場域+線上教學

校外實習場域(包含業界、社區、與學校進行產學合作場域或合作夥伴場域)

課程目標

及內容

本課程旨在因應全球保健食品產業結合預防醫學發展的趨勢,整合微生物、生藥化學與生醫應用等跨領域知識與技術,培養學生從事創新產品研發之能力。課程透過實務導向的問題解決架構,強調:微生物(特別是冠突散囊菌與麴菌等食藥用真菌)對天然中草藥(以台灣茶葉為代表)進行生物轉換的應用;功能性成分之開發、活性評估與品質管控流程建立;建構學生成為具備食品研發、生技品管與保健應用能力的專業人才。同時,本課程亦落實本系培育「應用微生物、免疫與生醫知能」、「資料整合與表達」、「研發能力」及「團隊合作」等四大核心職能。

課程採全時跨域共授設計,由微生物、生藥化學與生醫應用等領域教師共同授課與指導實作。學生以台灣茶葉(綠茶)為發酵基材,結合米麴菌(Aspergillus oryzae)與冠突散囊菌(Eurotium cristatum)等食藥用真菌,比較固態與液態發酵路徑進行實驗性發酵與產品開發,進行以下學習規劃:1) 原料與菌種評估:針對不同菌種與發酵方式,建立指標成分(如兒茶素轉化為Teadenol A)之選擇與差異分析模式;2) 製程品質監控:透過HPLC分析發展發酵過程中之監控指標與成分變化追蹤模式;3) 產品功能評估:結合DPPHABTS抗氧化試驗與流式細胞儀(PBMCCFSE)等免疫細胞活性測試,建立生理活性功能評估平台;4) 研發整合實作:分組完成從原料設計、發酵製程、功能驗證、產品試作到技術報告與成果簡報之完整流程,並於期末舉辦產品成果發表會與試吃競賽,邀請業界評審講評,同時安排業師專題講座與生技公司實地參訪,強化學生對產業實務與市場法規面向之理解。

課程中強調「做中學」、「學中改」,所有教師參與實作與指導,並透過期中著重數據呈現、期末轉向產品與行銷之雙階段成果發表機制,協助學生即時反思與修正報告方向。透過跨域協作與跨實驗室分組實務操作,學生將實際學習研發流程設計、品質管理重點,以及符合法規的開發觀念,達到創新研發與應用能力的培養目標。

具體措施與

亮點成果

一、具體措施

因應保健食品、精準保養護理品產業朝向預防醫學發展之趨勢,各國對相關原料與生產品質之自主控管日趨重視,中草藥與微生物應用於功能性產品開發之需求亦隨之提升。本課程延續「藥物萃取與活性分析」跨域共授特色,由微生物免疫與生物藥學系翁博群、陳立耿、吳進益、謝佳雯四位教師共同規劃並全程參與18週教學,將微生物篩選與培養、天然物發酵萃取、成分分析、生物活性評估、品質管制及成果表達等內容整合為單一課程架構,使學生得以建立由素材選擇、製程處理、分析驗證至產品應用之完整學習脈絡。四位教師分屬不同專業背景,於實作課程中共同入班指導,協助原具發酵、分析或免疫背景之學生,得以跨越各自專長侷限,理解天然物萃取、生物轉換與活性評估之間的關聯。

本課程再度獲得南科嘉義園區科技人才儲訓班「精準健康」領域計畫支援,除校內跨域共授外,進一步導入產業資源:課程共邀請生展生物科技、港香蘭應用生技、台灣優瑪、生合生技等4家企業之5位業師入班授課,主題涵蓋精準發酵與乳酸菌應用、確效後產業現況與AI工具行銷應用、藥物研發與無菌製劑生產、生技產品商品化實務等面向;並安排學生赴港香蘭應用生技與金穎生技2家企業進行移地教學,實地參訪發酵廠區與觀光工廠規劃,其中金穎生技60噸發酵槽之量產設備,使學生對實驗室成果放大至工業化生產之歷程建立具體認識。

課程後半段以「創新產品開發競賽」取代傳統期末報告並獲南科產學協會提供獎金支持,要求學生以海報、電子白板技術整合展示及產品實體試吃體驗三種形式,向校內外評審呈現研發成果。本課程亦鼓勵學生於進度整理、海報設計與簡報製作過程中運用生成式AI工具,並由教師要求進行資料查證與專業判讀,兼顧效率提升與學術嚴謹度。修課學生共22人,分為4組,以台灣茶葉為發酵基材,分別結合米麴菌與冠突散囊菌進行固態、液態發酵實驗,最終完成4份成果海報與4項產品雛形,並於期末競賽中4組全數獲獎。

二、亮點成果

(一)跨域整合具體落地為可食用、可展示之產品成果
 本課程並未止於數據分析,而是要求學生將發酵茶葉之活性評估結果轉譯為具體食品應用,4組學生分別開發出茶粉沖泡飲、發酵茶控肉吐司、茶香寒天雪花酥、清爽茶湯拌麵等產品雛形,並針對Teadenol A等發酵轉化指標成分之抗氧化、代謝調節潛力進行功能訴求設計。此一由「菌種篩選發酵條件—HPLC分析細胞活性驗證產品試作」串接而成的完整流程,具體回應本系「應用微生物、免疫與生醫知能」、「研發能力」等核心職能之培育目標。

(二)產業資源深化為制度性產學合作
 透過業師持續入班與企業互動,港香蘭應用生技股份有限公司已與本校完成合作意向書(MOU)簽署,並經工商時報以「深耕南科漢方生技聚落,培育精準健康新世代人才」為題報導;台灣優瑪股份有限公司之合作意向書亦進入規劃階段。課程已由單次業師授課、企業參訪,逐步發展為具延續性之產學合作模式,展現高教深耕計畫結合南科人才培育資源之實質效益。

(三)三項學習成效評量工具交叉驗證課程效果
 
本課程同步以教務處跨域共授課程核心能力問卷(19份回覆)、教師團隊自行設計之Rubric前後測(22名學生配對資料)及課程滿意度調查(17份回覆)三種工具檢核學習成效,結果彼此呼應:核心能力問卷顯示學生於資訊科技應用、溝通表達、問題解決、團隊合作四項能力自評平均達4.64.8分(滿分5分);Rubric前後測顯示22名學生總分由71.00分(得分率72.4%)提升至91.23分(得分率93.1%),t(21)=13.34p<.001,效果量d=2.84,全體學生皆呈正向成長,其中「實務應用能力」與「口頭報告與溝通能力」等實作導向向度成長最為顯著;滿意度調查則顯示17位學生對課程視野拓展、跨域整合、學習動機、設計創新性與整體學習成果之評價全數集中於「非常同意」與「同意」,未見負面意見。三項工具結果一致指向課程對學生跨域整合與實作應用能力具有具體且可驗證之提升效果。

(四)生成式AI工具導入實作學習流程
 業師課程中特別安排學生實作利用AI工具協助保健食品行銷規劃與資料整理之演練,多組學生亦於成果製作階段運用AI輔助資料彙整、海報設計及互動式簡報呈現,教師同步要求學生對AI產出內容進行查證與專業判讀,使課程在強化數位工具應用能力之同時,兼顧學術倫理與科學判斷之訓練。

三、對聯合國永續發展目標(SDGs)之呼應

SDG 3「健康與福祉」:課程以台灣茶葉為基材,透過微生物發酵開發具抗氧化與代謝調節潛力之功能性成分(如Teadenol A),並建立HPLCDPPHABTS抗氧化試驗及流式細胞儀活性評估平台,為預防醫學取向之保健食品開發奠定科學驗證基礎。

●SDG 4「優質教育」:跨域共授、業師專題與企業移地教學相結合,並以創新產品開發競賽取代傳統書面報告,使學生於真實產業情境中整合並驗證所學,核心能力問卷與前後測結果亦具體反映學生整合能力與實作能力之提升。

●SDG 12「責任消費及生產」:課程以茶葉發酵轉化為高值化功能性原料,並透過企業移地教學使學生認識自實驗室規模至60噸發酵槽工業化量產之品質管制與製程放大歷程,呼應資源有效利用與責任生產之精神。

●SDG 17「多元夥伴關係」:課程整合校內四位跨域教師、南科人才培育計畫、4家企業5位業師,並促成港香蘭應用生技完成MOU簽署、台灣優瑪合作洽談中,建立具延續性之大學企業政府計畫多方協作網絡。

檢討與建議

檢討

本課程透過教育部高教深耕計畫跨領域共授課程及南科嘉義園區科技人才儲訓班計畫資源的支持,成功整合校內跨領域師資、產業業師及企業移地教學等多元教學資源,建立由基礎理論、實驗技術、產業實務至創新產品開發之完整學習歷程。課程執行成果顯示,學生對於跨領域知識整合、產業實務理解、創新思維及成果表達能力均有明顯提升,亦獲得參與教師及合作企業之高度肯定,顯示本課程已具備良好之教學成效與推動基礎。

本年度課程亦發現,跨領域共授的價值不僅展現在學生學習成果,更促進不同專長教師之間的教學交流與研究合作,使課程內容能持續結合最新產業發展趨勢,並透過業師參與及企業交流,即時回饋產業人才需求,提升課程內容與產業發展之連結性。課程期間所建立之產學合作關係,亦逐步延伸至合作意向書簽署及後續合作規劃,顯示課程已由單一教學活動,發展為兼具人才培育、教師合作及產學鏈結之整合平台。

此外,生成式AI工具導入課程後,學生在資料整理、成果海報設計及口頭簡報製作等方面之效率及成果品質均有所提升,惟課程亦強調資料查證、專業判讀及學術倫理的重要性,未來可持續精進AI工具於跨域課程中的應用模式,使學生兼具數位工具應用能力與專業判斷能力,以符合未來生技醫藥及精準健康產業對人才能力之需求。

綜合本年度執行成果,本課程已建立具特色之「跨域共授 × 產業鏈結 × AI輔助 × 創新產品開發」教學模式,不僅有效提升學生跨領域整合能力與產業實務能力,亦促進教師跨域合作及深化產學合作關係,具有持續推動及擴散應用之價值。建議學校未來持續支持本課程之開設,並結合高教深耕計畫及相關人才培育資源,逐步擴大跨領域師資、產業合作夥伴及企業實作場域,建立具有本校特色之精準健康跨域人才培育模式,持續培育符合生技醫藥、保健食品及精準健康產業發展需求之專業人才。

建議

未來將持續精進課程內容,強化跨域教師共同備課機制,深化企業參與課程設計及成果評量,逐步導入更多精準健康、生物製造、AI智慧應用及永續發展等新興議題,並結合企業實習、產學合作及創新創業培育,建構兼具教學、研究及產業鏈結功能之跨域人才培育平台,使本課程由特色課程逐步發展為本校跨領域教學之代表性課程,持續提升學生就業競爭力及本校人才培育特色。