基于多層次、大綜合的制藥工程專業(yè)實驗課程體系的探索與實踐

阮班鋒+李青山+鄧勝松

摘 要： 基于多層次、大綜合理念，以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為目的，合肥工業(yè)大學制藥工程系建立了制藥工程實驗課程體系，從課程內容、教學模式和考核方法等方面進行了探索與實踐。

關鍵詞： 多層次 大綜合 制藥工程專業(yè) 實驗課程體系

實驗教學是實踐課程教學體系的重要環(huán)節(jié)，承載著對學生科學素質、實驗能力及創(chuàng)新精神培養(yǎng)的首要責任，不僅對學生理論聯(lián)系實際、加深對理論的感性認識有非常重要的作用，而且是實現(xiàn)應用型人才培養(yǎng)目標的主要途徑。羅杰爾·培根說：“沒有實驗，便沒有科學?！睂嶒炚n堂是培養(yǎng)“厚基礎、寬口徑、重實踐、有特色”新型人才的實踐陣地[1]。制藥工程專業(yè)作為典型的工科專業(yè)，主要培養(yǎng)以化學、醫(yī)藥學和工程學為基礎，掌握制藥工程方面的基本原理和基本操作技能，能夠在醫(yī)藥、農藥、精細化工和生物化工等部門從事醫(yī)藥產品的生產、工程設計高級工程技術人才[2]?？梢姾侠淼膶嶒灲虒W內容、教學模式是實現(xiàn)制藥工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標的根本保證。2011年合肥工業(yè)大學在原有實驗教學課程的基礎上，基于多層次、大綜合的理念，本著有效培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實踐能力的原則，我們對制藥工程實驗的教學內容、教學模式、考核方法等進行了探索與實踐。

1.基于多層次、大綜合的理念，優(yōu)化和擴展實驗內容，構建適合于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的制藥工程實驗內容體。

實驗課程，尤其是專業(yè)實驗課程，進行大綜合式的教學體系研究，能夠有效針對教學知識點和技能要求，設置實驗教學內容，使教學內容全面、完整，避免無謂的簡單重復。同時，大綜合式的實驗教學體系，能夠將各主干專業(yè)課程有效聯(lián)系和整合，突出課程之間的相互關聯(lián)，更好地搭建學生知識結構體系。

專業(yè)基礎實驗包括所有專業(yè)實驗所需知識點和實驗技能，通過多次重復實驗，強化學生所需知識點的學習和實驗技能的訓練。專業(yè)提高實驗在完成專業(yè)基礎實驗的基礎上進行，主要內容以新藥創(chuàng)制過程為主線，包括疾病治療藥物分析、藥物分子設計、藥物制備與工藝、藥物結構分析、藥物效果評價、藥物制劑與成型加工，以此將現(xiàn)有各課程實驗內容整合成一個有機整體，讓學生通過這樣一個研究性大綜合實驗，更深刻地理解和認識各主干課程相關學科的聯(lián)系與分工。而在國內大多數(shù)高校，由于對實驗教學的重視程度不夠和實驗教學條件的不足，開設的實驗課課時偏少，尤其對于各專業(yè)的專業(yè)實驗課程，相當一部分基本成為理論課的附屬，無形中導致學生出現(xiàn)“重理論，輕實驗”的傾向。在制藥工程實驗內容方面，我們增加綜合性設計性實驗的比例。綜合性設計性實驗通常需要用到多門課程甚至多門學科的知識基礎，以及各種基礎實驗技能，尤其是設計性實驗，通過給定實驗的目的和要求，讓學生運用學過的實驗方法自行設計出一種新的實驗方案，并進行實驗和分析總結。通過實驗可以提高學生綜合運用各種實驗方法和實驗技能的能力，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，為后續(xù)研究作初步訓練；亦可激發(fā)學生的創(chuàng)造性和深入研究的探索精神，培養(yǎng)學生的科學實驗能力，提高學生的綜合實驗素質；還可以通過生動活潑的學習和思考，開發(fā)學生的聰明才智，培養(yǎng)學生的獨立工作能力和創(chuàng)新精神。但是，綜合性設計性實驗要求學生具有一定的實驗基礎，把所學知識運用到解決實際問題中。如果按照現(xiàn)行做法，保持實驗學時不變，提高綜合性設計性實驗的比例，勢必壓縮基礎性實驗學時，減少基礎知識和技能的學習環(huán)節(jié)，縮短學生學習過程。因此，我們變實驗課程均為隨課實驗，實驗內容僅與單一課程聯(lián)系緊密，實驗項目相互之間的聯(lián)系較少，沒有針對人才培養(yǎng)目標進行頂層設計，實驗體系系統(tǒng)性、條理性較差，教學內容和知識點的延伸性較弱。統(tǒng)籌規(guī)劃制藥工程專業(yè)實驗教學體系，依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標，遵循從通識到專業(yè)再到提高的人才培養(yǎng)規(guī)律，構建制藥工程專業(yè)三層次、大綜合實驗教學體系。即包含通識基礎實驗、專業(yè)基礎實驗、專業(yè)提高實驗三層次的實驗教學體系，研究各層次實驗教學目的和目標，并在專業(yè)基礎實驗和專業(yè)提高實驗模塊中構建涵蓋各主干課程學科必需的知識點和實驗技能。

2.改進制藥工程實驗教學模式，將科學素質、實驗能力及創(chuàng)新精神培養(yǎng)貫穿于整個教學過程。

制藥工程專業(yè)學科是一個新興的交叉學科，涉及醫(yī)學、藥學、生物、化學、工程學等多學科領域的知識內容和實驗技能，由于各種因素和條件的限制，開設的專業(yè)基礎實驗不可能覆蓋各學科實驗，因此，實驗教學中我們綜合采用多種實驗教學形式、虛實結合應尋找一種良好的解決辦法。將傳統(tǒng)的動手實驗與演示實驗、虛擬實驗、遠程實驗相結合，能夠有效地覆蓋全部知識點和實驗技能，既利用有限的時間和條件，對其中重點內容進行強化訓練，又有效規(guī)避實驗操作過程中的無謂重復，提高效率。

實驗室開放能夠充分利用現(xiàn)有實驗條件，有效提高利用效率，是學校當前政策引導的重點方向。結合實驗室開放，我們建立開放實驗系統(tǒng)，使學生擺脫實驗過程中的盲目性，合理安排實驗及其進度，充分利用課余時間，通過學習—實驗—再學習，增強實驗目的性和學習效果。同時我們結合學校實驗室的達標行動，依據(jù)專業(yè)學科特色與特點，實現(xiàn)院內資源合理分配與共享，促進實驗室開放。針對開放實驗的特點，編寫實驗大綱和實驗指導，建設開放型實驗指導教師隊伍和評價體系。實現(xiàn)實驗的時間開放、條件開放、內容開放、形式開放、指導開放，真正做到全時空開放，充分利用現(xiàn)有資源，增強教學效果。

開放性和研究性實驗屬于近年來興起的一種教學模式——基于項目的學習（Project-Based Learning，PBL），在教師的指導下實驗內容自主選擇、實驗過程自主安排、研究結果自行分析，實驗在更自由開放的環(huán)境中進行。與傳統(tǒng)教學過程以教師為中心不同，PBL是一種以學生為中心的教學過程，允許學生以自主方式在某一個問題上依托教學項目進行深入的學習，并通過報告展示學到的知識[3-4]。其核心是以一系列有應用背景的教學項目為驅動，讓學生推進項目的同時掌握知識和運用知識，鍛煉學生在實際應用中自主應用知識解決問題的能力[5]。PBL中，學生被賦予更多自由度，能夠在更大程度上按照自己的興趣學習，同時激發(fā)其對學習的責任感[5-8]。實踐表明，PBL模式是一種十分有效的教學手段，能夠充分調動學生學習積極性、提高學生對課本理論知識的理解程度，并提高學生解決實際問題的能力[9]。但是，對于這種教學手段，必須要求有完全開放的實驗室、完備的實驗條件、充足的實驗經(jīng)費、豐富的科研課題和強大的指導教師隊伍，難以做到全面適用；及時同時具備以上條件，但對規(guī)模化、固定化的教學環(huán)節(jié)來說，實施起來仍然具有較大難度。

3.改革實驗的考核方法，激發(fā)學生的創(chuàng)新欲望。

為全面反映學生的理論水平、實驗技能，培養(yǎng)學生良好的治學態(tài)度、實事求是的作風和探索當前先進技術的積極性，在實驗考核方面，我們改變過去以知識為主的考核狀況，采用重平時考核，將創(chuàng)新能力考核放在首位，弱化考試考核與知識考核[10]。重視平時考核成績，激勵學生重視實驗，認真對待每一次實驗，有利于提高學生的實驗水平。平時實驗考核涉及的評定因素多，對我們提出較高的要求，除了檢查學習紀律；實驗預習情況；能否順利地完成實驗操作；實驗結果和實驗報告外，還要考查學生遇到問題能否很好地解決，以及良好實驗室工作習慣和作風等，需要我們客觀、公正地給每個學生評好分。

4.制藥工程實驗教學改革所取得的成果。

2011年制藥工程實驗實際授課并調整，雖然實施制藥工程實驗教學改革時間并不長，但我們已經(jīng)取得顯著成效。我們加大多層次、大綜合實驗開設，提高綜合性設計性實驗的比例，實驗內容設置進一步趨于合理。

擺脫實驗課程依附理論課程的現(xiàn)狀，從最根本的專業(yè)人才培養(yǎng)目標出發(fā)，研究實驗教學體系的任務和分工，使實驗教學自成體系，并在此基礎上建立新型的實驗教學體系。將功能相似的實驗課程進行整合和重組，強化實驗項目之間的聯(lián)系，建立層次化、模塊化和綜合化的實驗教學體系及內容。

新實驗教學體系的實施，尤其在專業(yè)提高實驗部分，學生個體實驗內容與條件差異性較大，對實驗條件和實驗室建設方案等方面具有更多更廣的要求。同時，全開放大綜合式的實驗教學，對指導教師、實驗室開放、實驗課程管理等方面會有更多不同的要求。通過本項目的研究，將為實驗室的建設與開放、實驗教學實施與管理等提出合理化建議和參考。

隨著制藥工程專業(yè)多層次、大綜合實驗教學體系的建立和教學實施，必定對現(xiàn)有實驗室條件和管理狀況提出更多更高的要求，本項目的完成，亦將在學校實驗室達標行動的大環(huán)境下，圍繞新的實驗教學體系、在實驗室建設方案和實驗室開放辦法及配套政策等方面提出合理化建議。

參考文獻：

[1]呂小蘭，等.學分制開放式實驗教學模式的探討.實驗室研究與探索，2012，31（8）：121-124.

[2]合肥工業(yè)大學2011版教學計劃.

[3]Moursund D.Project-based learning in an information-technology environment[J].Learning and Leading with Technology，1998，25（8）：4.

[4]孫敏，張亞麗.PBL教學法在血液學及血液學檢驗實驗教學中的應用[J].實驗室研究與探索，2009，28（11）：167-169.

[5]張鋼，王春茹，黃永慧，何小敏，黃小波.基于項目學習的教學模式實驗環(huán)境構建，第31卷第8期2012年8月實驗室研究與探索，292-296.

[6]高勝利，趙方方.PBL教學模式與高素質創(chuàng)新人才的培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索，2007，26（5）：83-86.

[7]徐敏，馮修猛.影像實踐教學中案例式PBL教學法應用的探討[J].實驗室研究與探索，2010，29（7）：303-305.

[8]Kliebard H.Constructing a history of American curriculum[M].Handbook of Research on Curriculum，1992：157-184.

[9]Blumenfeld P C，Soloway E.Motivating project-based learning：Sustaining the doing，supporting the learning[J].Educational Psychologist，1991，26：369-398.

[10]呂獻海.以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為目標有機合成實驗課程的探索與實踐[J].考試周刊，2011，63：188-189.

基金項目：合肥工業(yè)大學校級教研項目（XJ201324）