制藥工程專業(yè)實驗教學層次化創(chuàng)新模式探索

葉勇

華南理工大學化學與化工學院制藥工程系，廣州510640

制藥工程專業(yè)是一個集化學、藥學、生物學和工程學交叉的學科專業(yè)，以培養(yǎng)藥品制造工程技術(shù)人才為目標。該專業(yè)側(cè)重培養(yǎng)學生運用化學、藥學、生物學、工程學、管理學及相關(guān)學科理論知識和技術(shù)手段解決藥品生產(chǎn)過程中的工程技術(shù)問題，實現(xiàn)藥品規(guī)模生產(chǎn)和規(guī)范化管理［1］。實驗教學是制藥工程專業(yè)課程體系的重要組成部分，是培養(yǎng)學生實驗技能、鞏固基礎(chǔ)理論知識、提高學生觀察能力、動手能力、分析能力的重要途徑，是實施創(chuàng)新教育、提高學生綜合素質(zhì)、增強其科研意識和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵所在［2-3］。但是，目前多數(shù)制藥工程專業(yè)課教學仍然沿用傳統(tǒng)的“三中心”教學模式(即:教師為中心+書本為中心+課堂為中心)，實驗課非常少，且偏重于驗證理論，或是配合理論教學設(shè)置實驗，采用一鍋端形式，沒有考慮到階段性、系統(tǒng)性、創(chuàng)新性［4-5］。使學生不僅難以對制藥的整個過程總體把握，而且對實驗缺乏積極性和主動性。因此，現(xiàn)有的實驗教學模式亟待改變。

為了解決現(xiàn)存問題，我們對華南理工大學的制藥工程實驗教學進行了研究和探索，提出層次化創(chuàng)新實驗教學模式。簡單地說，將制藥工程實驗劃分為四個層次:基本技能實驗、專業(yè)基礎(chǔ)實驗、綜合性實驗、創(chuàng)新性實驗。

1 層次化實驗教學模式的主要內(nèi)容

1．1 第一層次:基本技能實驗

該實驗是針對大學低年級進行基本實驗技能培養(yǎng)，占整體實驗的20%。該階段要求學生主要掌握制藥工程常規(guī)實驗技術(shù)，包括單元操作、儀器使用等。首先，由教師對實驗室的管理制度、安全規(guī)定、操作規(guī)范和注意事項進行講解，讓學生在進入實驗室前對制藥工程實驗室有全面的了解。其次，由教師對各單元操作、儀器使用等進行詳細講解和操作演示，避免學生誤操作而造成損壞。最后，就各單元操作，如提取、分離、濃縮、干燥等指導學生進行實驗。該階段實驗可以給學生提供必要的實驗基礎(chǔ)，是確保專業(yè)化實驗正確進行的必須階段。

1．2 第二層次:專業(yè)基礎(chǔ)實驗

該實驗主要以大學二三年級學生為培養(yǎng)對象，該階段占整體實驗的20%。主要目的是結(jié)合所學專業(yè)理論知識進行實驗驗證，以提高動手能力，鞏固專業(yè)知識。實驗內(nèi)容包括:簡單藥物合成實驗、制劑實驗、藥理學實驗、儀器分析實驗等。仍以教師為主講授具體的實驗方法，學生結(jié)合理論知識對實驗結(jié)果和實驗現(xiàn)象進行分析討論。

1．3 第三層次:綜合性實驗

該階段以大學三四年級為培養(yǎng)對象，占整體實驗的30%。主要目的是綜合化學、藥學、生物學和工程學知識，將其應用于一個完整藥物的生產(chǎn)過程。通過此實驗，學生可以了解藥物自實驗小試到生產(chǎn)的全過程，掌握藥物研發(fā)和生產(chǎn)的關(guān)鍵，鍛煉和提高學生的實際工作能力。實驗內(nèi)容包括兩大部分，第一部分為藥物研究內(nèi)容，指藥物自合成、分離、檢驗、制劑、評價的全過程;第二部分為藥物的生產(chǎn)設(shè)計，指藥物的小試生產(chǎn)、中試、工藝設(shè)計、設(shè)備選型與制造等。在實驗中，主要以學生為主完成整個實驗，教師對實驗進行必要的指導。

1．4 第四層次:創(chuàng)新性實驗

該實驗主要針對高年級學生開展，該階段占整體實驗的30%。主要目的是啟發(fā)學生的創(chuàng)新性思維，自主設(shè)計和進行藥品的研究和開發(fā)，充分調(diào)動學生參與的積極性。實驗內(nèi)容包括新藥的研究開發(fā)和工藝設(shè)計，學生自主選題或結(jié)合教師的科研項目開展。

以上四層次中增加第三層次和第四層次的比重，著重培養(yǎng)學生整合專業(yè)知識的能力、實際工作能力和創(chuàng)新能力，達到創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目的。

2 層次化實驗教學的目標

形成階段化和系統(tǒng)化的制藥工程專業(yè)實驗教學，提高學生綜合運用知識解決實際問題和進行創(chuàng)新藥物開發(fā)的能力。學生通過第一層次實驗后對制藥工程實驗室有了基本了解，可掌握必要的單元操作技術(shù)和儀器操作技術(shù);通過第二層次實驗后能夠鞏固所學的專業(yè)理論知識，并將專業(yè)知識與實驗方法、結(jié)果分析等相結(jié)合;通過第三層次實驗能夠?qū)⒕C合所學知識，應用于藥物的科研與生產(chǎn)，學生能夠達到進行藥物生產(chǎn)的能力;通過第四層次實驗則能夠進行新藥的研究、開發(fā)與生產(chǎn)，具備承擔新藥研發(fā)的能力。所以，四層次培養(yǎng)不僅可培養(yǎng)學生利用知識解決實際問題的能力，而且調(diào)動了學生創(chuàng)造的主動性，實現(xiàn)了創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

3 層次化實驗教學改革措施

3．1 學時分配和課程設(shè)置

目前華南理工大學本科制藥工程專業(yè)培養(yǎng)計劃，實驗課時為80學時，且集中設(shè)置，不能滿足學生實驗需要。為此，學校進行了學時分配改革，增加實驗學時數(shù)，總學時達128學時，其中基本技能實驗25學時，專業(yè)基礎(chǔ)實驗25學時，綜合實驗40學時，創(chuàng)新實驗38學時。并將各層次實驗分布于不同的學期。創(chuàng)新實驗可根據(jù)需要適度延長，或納入創(chuàng)新學分管理。實驗內(nèi)容根據(jù)教學效果及時重新規(guī)劃，但需覆蓋藥物化學、藥學、生物學和工程學專業(yè)內(nèi)容。

3．2 實驗考核

加強實驗考核，是正確評價學生實驗能力、創(chuàng)新能力的依據(jù)，也是調(diào)動學生積極性的重要舉措［6-7］。過去的考核僅以實驗報告為評判依據(jù)，主觀隨意性大。只有將考核貫穿于整個實驗中，才能確切地反映學生的實驗情況。我們將實驗考核分為五部分:實驗預習考核、實驗過程考核、實驗報告考核、操作技能考核和創(chuàng)新能力評價。

3．2．1 實驗預習考核實驗開始前要求學生對實驗內(nèi)容進行預習。在實驗前要求每個學生出示預習報告，經(jīng)提問通過后才能進行實驗。預習考核的目的是要求學生在實驗前認真閱讀實驗教材，查閱相關(guān)的理論知識，明確實驗目的和原理，熟悉實驗的操作步驟，了解有關(guān)儀器設(shè)備的使用方法，提高自主學習的能力。預習報告內(nèi)容包括實驗目的、實驗原理、主要試劑、操作步驟、注意事項和一些問題提出等。教師提問內(nèi)容主要是實驗原理、實驗步驟、注意事項等相關(guān)知識。要求學生能夠流利回答問題，只有這樣學生才能夠主動地查閱相關(guān)資料，擴大自己的知識面，增加自己的知識量。

3．2．2 實驗過程考核實驗過程考核主要包括實驗態(tài)度、組織紀律、環(huán)保意識、衛(wèi)生情況、協(xié)作精神和公物愛護等方面。其目的是考察學生的基本素質(zhì)，有沒有認真嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度、良好的記錄習慣是決定實驗能否成功的重要因素，而實驗廢物的處理、臺面和儀器的完好整潔均能反映學生的衛(wèi)生習慣。一些實驗尤其是綜合實驗和創(chuàng)新實驗，均是以小組的形式，團隊協(xié)作進行的。通過這些考核，糾正學生不良習慣，提高學生科研基本素質(zhì)。

3．2．3 實驗報告考核實驗報告的撰寫可以培養(yǎng)學生綜合思維能力［8］。它是學生對整個實驗的全面總結(jié)，是其實驗過程中的直接成果。通過實驗報告，教師可以獲得教學效果的反饋信息，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。實驗報告的考核內(nèi)容主要包括:報告的規(guī)范與整潔;實驗步驟及實驗現(xiàn)象記錄的完整性;對實驗現(xiàn)象能否做出較合理的解釋;實驗結(jié)果及處理是否恰當;實驗結(jié)果討論是否全面正確等;對出現(xiàn)的問題是否有較深入地探討等。重點要求學生對實驗中出現(xiàn)的問題能夠深入分析，查找原因，提出改進意見。

3．2．4 操作技能考核操作是否規(guī)范直接影響到實驗結(jié)果，對此方面的考核主要包括:實驗儀器的安裝和使用、基本操作熟練程度、正確的操作方法和實驗效率。不同的實驗操作過程差異很大，因此要求學生提前做好準備工作，教師則通過細化考核指標，定量衡量學生的操作能力。通過操作技能方面的考核和訓練，可以提高學生的動手能力和科研技能，為創(chuàng)新研究打下基礎(chǔ)。

3．2．5 創(chuàng)新能力評價創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是創(chuàng)新人才成功的關(guān)鍵［9-11］，由于創(chuàng)新需要建立在扎實的基礎(chǔ)知識上，所以開展實驗時，也要先開展基礎(chǔ)實驗，再進行創(chuàng)新性實驗。創(chuàng)新能力主要從選題、研究內(nèi)容、實驗方法、結(jié)果分析等方面進行評定。選題以自主選題為主，占所有實驗題目(包括自主選題和給定題目)比率不低于80%，并突出新穎性，研究內(nèi)容、方法等也要體現(xiàn)特色和創(chuàng)新性。通過創(chuàng)新性實驗和評價，使學生創(chuàng)新能力顯著提高，參與實驗的積極性也大為提高。

在制藥工程專業(yè)實驗教學中引入層次化教學模式，增加了系統(tǒng)性和創(chuàng)新性，有利于提高學生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。要使層次化實驗教學改革取得成效，必須配套進行學時和課程設(shè)置改革，并建立系統(tǒng)的考核體系。通過層次化實驗教學改革，培養(yǎng)具有扎實專業(yè)基礎(chǔ)知識、熟練的操作技能、創(chuàng)新性能力強的專業(yè)技術(shù)人才，可為今后從事藥品生產(chǎn)和科研奠定良好的基礎(chǔ)。

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