制藥工程專業(yè)開放創(chuàng)新性綜合實驗課程建設(shè)的探索與實踐*

郭偉良，陳雪芬，周永燦，王世范，胡文婷(海南大學海洋學院,?？?570228)

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制藥工程專業(yè)開放創(chuàng)新性綜合實驗課程建設(shè)的探索與實踐*

郭偉良，陳雪芬，周永燦，王世范，胡文婷△(海南大學海洋學院,海口 570228)

制藥工程專業(yè)是一門與藥學、生物技術(shù)、化學合成和工程學等專業(yè)交叉的學科。圍繞藥物研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量檢測開設(shè)課程，各課程之間存在緊密的序貫關(guān)聯(lián)性。海南大學海洋學院制藥工程系打破各實驗課程各自為營的實驗教學模式，在冬季小學期開設(shè)制藥工程專業(yè)開放創(chuàng)新性綜合實驗課程，以加強學生對制藥工程專業(yè)的系統(tǒng)性認識，加強學生對專業(yè)知識的綜合運用能力以及學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力。

制藥工程； 實驗教學； 實驗課程

藥品是預(yù)防、治療、診斷疾病的物質(zhì)，是保證人類健康的重要物質(zhì)。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對藥品要求越來越高，其效果、質(zhì)量與安全的要求越來越嚴格，從而對制藥企業(yè)的要求也越來越嚴格，進而對制藥工程人才的素質(zhì)和能力要求相對較高，各國甚至將制藥行業(yè)的發(fā)展視為國家強盛的象征[1-2]。1998年，教育部的本科專業(yè)目錄正式列出了制藥工程專業(yè)，它是藥學、生物技術(shù)、化學合成和工程學交叉學科專業(yè)，其教學目標即是培養(yǎng)滿足制藥行業(yè)需求的對專業(yè)具有系統(tǒng)性認識、具有靈活應(yīng)用各專業(yè)課程知識能力和富有創(chuàng)新意識的高素質(zhì)人才[3]。此外，制藥工程專業(yè)是具有工程性質(zhì)的學科，為應(yīng)用型學科，對學生的實踐動手能力有著較高的要求，而實驗教學是培養(yǎng)學生實踐動手能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[4]。因此，為了加強學生對制藥工程專業(yè)的系統(tǒng)性認識，提高學生綜合應(yīng)用專業(yè)知識能力、實踐動手能力和創(chuàng)新能力，提出開設(shè)開放創(chuàng)新性綜合實驗課程。

制藥工程專業(yè)圍繞藥物的研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量安全檢測，開設(shè)藥物化學、天然藥物化學、藥物合成反應(yīng)、藥理學、新藥研究與開發(fā)、生化制藥、生物技術(shù)制藥、制藥工藝學、藥劑學、藥物分析、藥事管理學、藥品質(zhì)量管理與檢驗等課程，各課程內(nèi)容之間存在緊密的序貫關(guān)聯(lián)性。傳統(tǒng)的實驗教學模式各課程各自為營、互相獨立、互相分割，忽略了各課程之間的交融性、互補性、承前啟后性、遞進性，容易出現(xiàn)內(nèi)容的重復(fù)現(xiàn)象，不利于學生對專業(yè)的系統(tǒng)性認識和專業(yè)的全局觀把握，不利于學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)[5-7]。為此，打破各課程的界限，根據(jù)藥品的研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量安全監(jiān)控一環(huán)扣一環(huán)地設(shè)計綜合課程，將專業(yè)各課程內(nèi)容之間的本質(zhì)關(guān)聯(lián)融合成一個新的體系，有利于學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。然而各課程的理論內(nèi)容較為龐大，融合時內(nèi)容的銜接、層次的劃分和課時的安排實施難度大。實驗教學作為專業(yè)知識應(yīng)用能力、實踐動手能力和創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)培養(yǎng)的關(guān)鍵，以藥品研發(fā)、生產(chǎn)和檢驗為主線，將各獨立課程循序漸進地融合成綜合實驗課程，能夠更好地發(fā)揮實驗教學環(huán)節(jié)的作用，加強學生對理論知識的理解、掌握并靈活運用。目前已有很多文獻報道建設(shè)制藥工程專業(yè)綜合實驗課程，也取得了很好的效果，然在具體實施方面，仍處于起步和探索階段。如馮書曉等[8]開設(shè)以阿司匹林研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量檢測為例的大型綜合實驗，將分散在各課程中的驗證性實驗，通過精心組織編排，合理創(chuàng)設(shè)問題情境，交叉融合這些實驗內(nèi)容、方法、手段，體現(xiàn)了學生實驗技能的系統(tǒng)性、科學性、創(chuàng)造性訓練，有效調(diào)動學生的積極性、提高學生綜合能力、動手能力、創(chuàng)新能力和培養(yǎng)學生團結(jié)協(xié)作精神。陳三寶等[9]按照藥物的有效成分提取、工藝優(yōu)化、質(zhì)量分析、藥理、藥物劑型確定、產(chǎn)品制備、質(zhì)量控制等全過程一體化思路，開設(shè)了防己中漢防己甲素注射液的一體化實驗課程，在引導、培養(yǎng)學生思維能力、想象能力、表達能力、查閱資料能力、觀察能力、動手能力等方面都起著非常重要的作用，充分提高學生的綜合素質(zhì)。然而，這些綜合性實驗課程往往局限于某個藥品的研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量檢測，在開放創(chuàng)新思維和專業(yè)知識綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)上仍存在一定局限。為此海南大學海洋學院制藥工程系依托學院公共基礎(chǔ)研究平臺、符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(GMP)要求的制藥工程綜合實驗室、教師科研實驗室三個教學平臺，建設(shè)理論、設(shè)計與實驗三個層次的開放創(chuàng)新性綜合實驗課程。該課程在2014年海南大學冬季小學期實施，取得較好的教學效果。

1 開放創(chuàng)新性綜合實驗課程建設(shè)的指導思想與原則

藥品是一種特殊的商品，其效果、質(zhì)量與安全有著特殊的要求，為此對制藥企業(yè)和醫(yī)藥研究機構(gòu)的要求更為嚴格。制藥工程專業(yè)是向藥品生產(chǎn)、研發(fā)一線崗位輸送綜合型高素質(zhì)人才，所培養(yǎng)的學生對藥品生產(chǎn)制造的全局觀念、對專業(yè)知識的靈活應(yīng)用能力、分析問題和解決問題的能力、實踐動手能力和創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)要求更高。海南大學海洋學院借鑒國內(nèi)外兄弟院校制藥工程專業(yè)教學體系和課程設(shè)置的經(jīng)驗，結(jié)合自身的實際情況，確定以“立足豐富的熱帶海洋生物資源、搭建高水平的實驗教學平臺、建設(shè)高質(zhì)量課程、培養(yǎng)高素質(zhì)人才、服務(wù)地方經(jīng)濟建設(shè)”為指導思想，“注重實踐、強調(diào)創(chuàng)新”為原則，以培養(yǎng)“寬基礎(chǔ)、強實踐、富創(chuàng)新”綜合型高層次制藥工程專業(yè)人才為目標，建設(shè)制藥工程開放創(chuàng)新性綜合實驗課程。

2 開放創(chuàng)新性綜合實驗課程的建設(shè)與實施

2.1 開放性實驗教學平臺的建設(shè)與管理 開放創(chuàng)新性綜合實驗課程的開展離不開開放性實驗教學平臺。一直以來，實驗室的開放與實驗室的安全，與管理人力資源不足是難以解決的矛盾。海南大學海洋學院建設(shè)了公共基礎(chǔ)教學研究平臺和符合GMP要求的制藥工程綜合實驗室兩個教學平臺(簡稱“公共平臺”)，以及教師科研實驗室平臺。“公共平臺”采用門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和儀器智能化管理系統(tǒng)進行統(tǒng)一智能化管理。(1)門禁系統(tǒng)：師生憑門禁系統(tǒng)的門卡進出“公共平臺”，門卡記錄了持有者的詳細個人信息和聯(lián)系方式，學生刷卡進出“公共平臺”時，系統(tǒng)會自動根據(jù)門卡信息記錄進出人員。(2)視頻監(jiān)控系統(tǒng)：在“公共平臺”實驗室關(guān)鍵位置安裝攝像頭，進行全天24 h實時錄像監(jiān)控。(3)儀器智能管理系統(tǒng)：憑儀器智能化管理系統(tǒng)的賬號和密碼開關(guān)儀器設(shè)備，學生需通過儀器設(shè)備的培訓和考核方可獲得儀器設(shè)備的賬號和密碼，使用時系統(tǒng)自動記錄使用人員的信息。通過智能化管理系統(tǒng)可在實驗室發(fā)生安全事故或儀器設(shè)備損壞時及時追查發(fā)現(xiàn)，及時采取補救措施，保障“公共平臺”的安全高效運行，同時也有效解決因開放而造成實驗室安全與管理人力不足的難題，實現(xiàn)“公共平臺”全天24 h開放，為學生開展開放創(chuàng)新性綜合實驗課程提供優(yōu)越條件。

2.2 師資隊伍組建 實驗教學隊伍是提高實驗教學質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)人才的關(guān)鍵[10]。開放創(chuàng)新性綜合實驗課程內(nèi)容由學生自主選擇，涉及課程多、內(nèi)容新穎、富有創(chuàng)新性，且制藥工程為應(yīng)用型專業(yè)，其內(nèi)容需要切合生產(chǎn)應(yīng)用，為此指導教師需具有雄厚的專業(yè)基礎(chǔ)知識、對制藥工程前沿具有敏銳觸覺、具有“企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)師”的操作技能和豐富經(jīng)驗和良好的團隊協(xié)作精神。海南大學海洋學院制藥工程系組建了開放創(chuàng)新性綜合實驗課程指導教師團隊，由16位指導教師組成，其中教授5位，研究員1位，副教授2位，高級工程師1位、高級實驗師3位，講師4位，具有博士學位12位，碩士學位3位，專業(yè)背景包括天然藥物化學、藥物化學、藥理學、藥劑學、藥物分析、藥學、動物學、微生物與生化藥物、制藥工程等專業(yè)，其中全國杰出專業(yè)技術(shù)人才1位，海南省高層次創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才1位，“挑戰(zhàn)杯”全國大學生科技作品競賽國家優(yōu)秀指導教師1位，同時還聘請知名企業(yè)研發(fā)部門主管專家作為指導教師之一。2014年，團隊獲得海南省教學成果獎一等獎1項、二等獎1項，海南大學教學成果獎一等獎2項。團隊的教師均是海南省海洋生物實踐教學團隊的成員，是一個教育與管理理念先進、知識結(jié)構(gòu)合理、富有創(chuàng)新精神、具有豐富教學經(jīng)驗和團結(jié)協(xié)作精神的指導教師團隊，為制藥工程開放創(chuàng)新性綜合實驗課程的高質(zhì)量、高效率開展提供師資保障。

2.3 實驗課程內(nèi)容設(shè)置及課時安排 按照藥品的研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量檢測的基本流程，融合藥物化學、天然藥物化學、藥物合成反應(yīng)、藥理學、藥劑學、生物技術(shù)制藥、制藥工藝學、生化制藥、藥物分析、藥事管理學、藥品質(zhì)量管理與檢驗等課程，設(shè)置制藥工程專業(yè)開放創(chuàng)新性綜合實驗課程內(nèi)容。內(nèi)容分為理論、設(shè)計和實驗三個層次。(1)理論 由于為多門課程融合的綜合實驗課程，所以不僅需要學生理解和掌握各相關(guān)專業(yè)課程主要知識，同時還需將這些知識關(guān)聯(lián)、整合和靈活應(yīng)用，形成整體觀。為此，理論部分內(nèi)容是邀請知名企業(yè)專家作關(guān)于制藥工業(yè)的現(xiàn)狀和前景，結(jié)合企業(yè)實例介紹藥品的研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量檢測一般過程的專題講座，讓學生形成制藥工程專業(yè)的整體觀，同時結(jié)合生產(chǎn)實例，讓學生獲悉所學專業(yè)知識的應(yīng)用價值，增強學生就業(yè)信心和提高學生學習興趣。(2)設(shè)計 在對制藥工程的專業(yè)知識有系統(tǒng)性和整體性認識的基礎(chǔ)上，以10位學生為1組，選其中1位學生作為組長，經(jīng)過查閱文獻，選擇自己感興趣的、或最近研究熱門的、或具有地區(qū)特色的藥物作為研究對象，設(shè)計該藥物中間體和原料藥合成或天然活性成分分離提取或生物制品的發(fā)酵培養(yǎng)、藥理學研究、藥物制劑、藥品質(zhì)量檢驗分析等實驗方案。實驗方案按照《海南大學海洋學院制藥工程專業(yè)開放創(chuàng)新性綜合實驗設(shè)計方案》格式模板進行撰寫，其基本內(nèi)容包括封面、基本信息、填報說明、項目組成員、經(jīng)費預(yù)算、立項依據(jù)、研究內(nèi)容與目標、項目方案與可行性分析、項目研究年度計劃與預(yù)期結(jié)果、指導教師評語等。(3)實驗 組織指導教師團隊對學生的實驗設(shè)計方案進行審閱，每個項目由責任指導教師，將審閱建議反饋給學生，然后對方案進行修改與完善，依托“三平臺”，結(jié)合具體的經(jīng)費、實驗條件情況，以2～3位同學為一組，開展實驗，實驗結(jié)束后每位學生需撰寫實驗總結(jié)報告。(4)課時安排 開放創(chuàng)新性綜合實驗課程涉及多課程，開課時間的安排要遵循學生對知識的認識規(guī)律，循序漸進。要提高實驗教學效果，加強學生對實驗的理解，首先必須要有理論知識的支撐。因此，綜合實驗課程的開設(shè)應(yīng)該在學生熟悉各相關(guān)課程的基本理論和研究方法，具備一定的基礎(chǔ)操作技能以后。而且開放創(chuàng)新性綜合實驗課程內(nèi)容豐富，其所需的課時也多，鑒于以上要求，開放創(chuàng)新性綜合實驗課程在大三上學期結(jié)束后的冬季小學期開設(shè)。此時，學生已經(jīng)基本完成或者是正在學習各門制藥工程專業(yè)課程，整個課程共110學時，其中“藥品研發(fā)、生產(chǎn)、檢驗分析”專題講座8學時，實驗設(shè)計47學時，實驗55學時，修滿共2學分。在大三的上學期開始，將實驗設(shè)計的任務(wù)事先通知學生，讓學生在邊學專業(yè)知識的同時，利用課余時間查閱文獻選題，而在冬季小學期之后，如果實驗未完全完成，可在大三的下學期利用課余時間繼續(xù)開展。開放創(chuàng)新性綜合實驗課程有助于學生對所學的各專業(yè)課程理論知識進行整理，認識各課程之間的內(nèi)在聯(lián)系，同時又可以為學生進入下一階段的畢業(yè)論文設(shè)計環(huán)節(jié)打下基礎(chǔ)。2014年海南大學海洋學院制藥工程系2012級學生于冬季小學期開展了開放創(chuàng)新性綜合實驗課程，參與學生86位，課程結(jié)束后共收到了“藥品的研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量檢測一般過程”的專題講座總結(jié)報告86份，金銀花馬兜鈴抗鏈球菌復(fù)方藥物、海南沼蛙皮膚分泌物中抗菌藥物、嶺南山竹子莖皮抗氧化藥物、番石榴葉揮發(fā)油、海洋吡咯生物堿類藥物、抗帕金森病的藥物等藥物的研發(fā)、生產(chǎn)與質(zhì)量檢測實驗設(shè)計方案6個，實驗總結(jié)報告86份，實驗總結(jié)中，多數(shù)學生表達出自己對制藥工程專業(yè)的有了全新認識，意識到自己所學專業(yè)知識的重要性，實驗技能得到很好的提高，建議多開類似的課程，取得良好的教學效果。

2.4 教學方法與手段 制藥工程專業(yè)開放創(chuàng)新性綜合實驗課程采用靈活多樣的實驗教學方法與手段。在理論教學部分，邀請知名企業(yè)專家以專題講座的教學方法結(jié)合企業(yè)實例講授藥品研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量檢測一般流程，講座后采用自由交流互動方式進行藥物研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量檢測等方面進行師生交流互動，氛圍更為輕松活躍，學生興趣更高。在實驗設(shè)計部分，完全以學生為中心，學生自主查閱文獻，整理筆記，撰寫實驗方案，指導教師進行評閱，反饋意見，指導修改等方式。在實驗部分，學生親自根據(jù)實驗方案，配制試劑、準備實驗材料和耗材，主動聯(lián)系管理教師或指導教師進行儀器設(shè)備和基礎(chǔ)實驗技術(shù)培訓。管理教師或指導教師可采用講授、演示等傳統(tǒng)的方式或采用示教片、虛擬仿真實驗等現(xiàn)代手段對學生進行儀器設(shè)備操作和基礎(chǔ)實驗技術(shù)培訓。學生依托“三平臺”，完全自主開展實驗，改變傳統(tǒng)一成不變、按方抓藥的實驗教學模式，給予學生自主選擇的空間，增強實驗的探索性和趣味性。依托電話、短信、微信、QQ、郵箱、網(wǎng)絡(luò)在線、離線留言等現(xiàn)代通訊和多媒體工具，學生可不受時空限制，與指導教師探討實驗問題。此外學生定期通過郵箱向指導教師進行進展匯報，對實驗結(jié)果進行相應(yīng)分析，指導教師采取啟發(fā)式、提問式和討論式與學生互動交流，引導學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。

2.5 成績評定和教學反饋 采用綜合評分方法對開放創(chuàng)新性綜合實驗課程成績評定，分為實驗設(shè)計和實驗兩大部分，分別占30%和70%。實驗部分分為實驗習慣分、實驗操作分和實驗總結(jié)報告分，各占總分的10%、30%和30%。實驗設(shè)計和實驗總結(jié)報告由指導教師團隊共同評定，指導教師團隊根據(jù)實驗設(shè)計的新穎性、科學性、內(nèi)容完整性、文獻綜述能力、文字組織能力、方案的可行性對實驗設(shè)計部分進行評分。根據(jù)實驗結(jié)果、實驗數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析和文字組織等方面對實驗總結(jié)報告進行評分。責任指導教師以扣分形式對每個學生的實驗習慣進行評分，同時，學生可通過實驗總結(jié)報告和通過網(wǎng)絡(luò)留言方式對課程的教學提出建議和反饋意見。

3 結(jié)束語

在制藥工程專業(yè)的實驗教學環(huán)節(jié)中，開設(shè)制藥工程專業(yè)開放創(chuàng)新性綜合實驗課程利于培養(yǎng)學生專業(yè)整體觀，提高學生專業(yè)知識靈活應(yīng)用能力、實踐動手能力、創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)，符合實驗教學的發(fā)展趨勢，利于教學與社會需求接軌，但是開設(shè)這樣一個跨學科的實驗課程仍存在一些有待解決的問題：(1)即使對制藥工程專業(yè)的藥學實驗課程進行統(tǒng)一調(diào)整，單獨設(shè)課，僅憑一門實驗課程在有限的時間內(nèi)也很難做到將所有零散的知識點都有機地整合到一起，因此仍需要開設(shè)基礎(chǔ)實驗作為鋪墊，與多課程的綜合實驗相結(jié)合，逐步加強課程難度，拓寬知識面。(2)開放創(chuàng)新性綜合實驗課程加強了學生的自主性，實驗項目與科研結(jié)合更加緊密，內(nèi)容更加廣泛，涉及專業(yè)的前沿知識，增加指導教師工作量與工作難度。因此需要對指導教師的工作任務(wù)進行合理安排，建立完善的激勵機制，充分調(diào)動指導教師的積極性。(3)長期以來，藥學各學科間相互獨立，實驗的安排從屬于各門課程，使用的儀器設(shè)備間缺乏連續(xù)性，不能滿足多種藥物生產(chǎn)、檢測等全過程的需要，尤其是缺少制藥工程和工藝實驗設(shè)備。因此要在充分開發(fā)利用現(xiàn)有實驗設(shè)備的基礎(chǔ)上，及時添置新儀器和設(shè)備，盡快建設(shè)制藥實踐基地，以滿足教學的需要。

制藥工程專業(yè)人才的培養(yǎng)需與制藥工業(yè)發(fā)展需求相接軌，制藥工程專業(yè)本科畢業(yè)生不僅要具有扎實的基礎(chǔ)理論知識，還需掌握藥品的生產(chǎn)、研發(fā)和質(zhì)量檢測等方面的實驗技術(shù)。因此，如何通過實驗教學提高學生的實踐動手能力、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，是制藥工程專業(yè)教學突破創(chuàng)新的關(guān)鍵點。

傳統(tǒng)的制藥工程專業(yè)主要設(shè)置藥物化學、天然藥物化學、藥物合成反應(yīng)、藥理學、新藥研究與開發(fā)、生化制藥、生物技術(shù)制藥、制藥工藝學、藥劑學、藥物分析等實驗課程，這些實驗課程多作為理論課程的延伸、補充和驗證，各課程較為獨立，互不交聯(lián)，只是隨著理論課程開設(shè)時間進行，未能按照制藥工藝基本流程安排，實驗內(nèi)容受課程界限限制，未能有機融合，不利于學生通過實驗課學習，了解并掌握藥品研發(fā)、生產(chǎn)、檢驗和使用過程的全貌。因此如何根據(jù)學生的認識規(guī)律，結(jié)合制藥工程專業(yè)特色，統(tǒng)籌安排實驗，設(shè)計并開設(shè)多課程的綜合實驗課程，使學生能夠?qū)⒏鏖T理論課程內(nèi)容進行有機的聯(lián)系，并整合地加以思考，從而完整地掌握制藥的過程和技術(shù)成為目前制藥工程專業(yè)實驗教學改革關(guān)鍵問題之一。

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10.3969/j.issn.1672-9455.2015.16.076

C

1672-9455(2015)16-2477-04

2015-02-18

2015-04-16)

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