通過實驗課程提升制藥工程專業(yè)本科生素質(zhì)教育水平

林 琎 趙春青

山東農(nóng)業(yè)大學植物保護學院 山東泰安 271018

制藥工程專業(yè)于1998年即正式出現(xiàn)在教育部的本科專業(yè)目錄中，該專業(yè)特別重視培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力[1]，以培養(yǎng)從事藥品制造，新工藝、新設備、新品種的開發(fā)、設計人才為目標。目前，山東農(nóng)業(yè)大學對制藥工程專業(yè)(農(nóng)藥方向)本科畢業(yè)生，培養(yǎng)目標是：培養(yǎng)具有系統(tǒng)的制藥工程相近學科方面的知識和技能，能夠在農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)、各級農(nóng)藥管理部門、教學與科研系統(tǒng)等領域，從事農(nóng)藥的生產(chǎn)、技術研發(fā)、質(zhì)量控制、經(jīng)營管理、教學與科研等方面工作的應用型、復合型高級專門人才。經(jīng)過4年的學習，該專業(yè)本科畢業(yè)生應能夠掌握農(nóng)藥合成、制劑加工、工藝優(yōu)化、檢驗分析、營銷推廣、企業(yè)經(jīng)營管理、農(nóng)藥管理等方面的基本知識，了解農(nóng)藥產(chǎn)品生產(chǎn)的規(guī)劃設計、科研開發(fā)及中試生產(chǎn)的基本過程，具有農(nóng)藥產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝規(guī)劃與設計、科研開發(fā)、小試及中試生產(chǎn)、化驗分析、質(zhì)量檢定、市場營銷等方面的專業(yè)知識。目前，我校制藥工程專業(yè)(農(nóng)藥方向)學習的專業(yè)核心課程有：昆蟲學、植物病理學、生物統(tǒng)計與試驗設計、制藥工藝學、物化膠化、化工工藝學、農(nóng)藥制劑學、農(nóng)藥合成、農(nóng)藥分析、農(nóng)藥生物測定、農(nóng)藥加工與應用、農(nóng)藥環(huán)境評價、農(nóng)藥營銷學、農(nóng)藥專業(yè)英語等，這些核心課程不僅有理論課的講述，還根據(jù)課程特點和需求，設置有相應的實驗課程。素質(zhì)教育是指一種以提高受教育者諸方面素質(zhì)為目標的教育模式，它重視人的思想道德素質(zhì)、能力培養(yǎng)、個性發(fā)展、身體健康和心理健康教育。本文旨在以制藥工程專業(yè)為例，討論實驗課程對本科生素質(zhì)教育的作用和意義，并為其他高校對實驗課程的設計、開展和學生習慣養(yǎng)成、實驗室平臺搭建等方面提供借鑒。

1 重視實驗課程，促進本科生素質(zhì)教育

本科生素質(zhì)教育貫穿大學始末，畢業(yè)生在知識、能力、性格等各方面能否達到培養(yǎng)目標的要求，能否滿足用人單位的要求，是評價素質(zhì)教育是否達標的根本。在諸多的教學環(huán)節(jié)中，實驗是培養(yǎng)學生綜合創(chuàng)新能力和提高綜合素質(zhì)的重要方式[2-4]，實驗課是理論知識的驗證和延伸，在實驗過程中，可將理論與實際聯(lián)系起來，大膽創(chuàng)新，一些綜合性實驗的開出，更有利于學生的創(chuàng)新思維和專業(yè)綜合知識的融合。例如，在制藥工程專業(yè)理論課上講到孢子、菌絲，只能用圖片展示其平面圖，而在實驗課堂上，我們就可以進行分生孢子的玻片制作和全方位觀察、菌的轉移和培養(yǎng)、藥劑的使用對菌圈大小的影響等，這些比較直觀的體驗，鞏固了理論知識的同時，還能激發(fā)學生的學習興趣，引導學生進行更深一層的創(chuàng)新性思考。

實驗課不僅是理論知識的驗證和延伸，也是學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)過程。實驗課前發(fā)放的實驗教材，都清晰地表達了實驗目的、實驗用品和儀器設備、實驗步驟、實驗注意事項等，通過實驗教材的預習和實驗過程的開展，可有效提高學生綜合素質(zhì)。例如，在農(nóng)藥加工實驗過程中，涉及農(nóng)藥懸浮劑的加工，在實驗過程中，可將全班分為6～8組，使用不同的乳化劑和助溶劑分別進行實驗，再進行各組不同配方的效果比較，找出規(guī)律和經(jīng)驗，這樣增強了學生的動手操作能力，也讓學生學會了互幫互助、比較總結、勤于思考，有助于學生科研思維的培養(yǎng)和科研思路的打開。

總之，實驗課程是訓練學生靈活運用所學知識解決實際問題的一種行之有效的途徑，與學生的素質(zhì)教育息息相關，必須持續(xù)加以重視。

2 實驗課程設計與本科生素質(zhì)教育的關系

在實驗課程設計過程中，首先要考慮到實驗課前理論學習的進度，最好先講理論知識，再設計同步進行相關的實驗課程，有助于學生對理論知識的理解、消化，并加深記憶。其次，應在實驗課堂多設計互動和交流環(huán)節(jié)、學生之間的分工合作環(huán)節(jié)等，不僅可有效調(diào)動學生的參與積極度，活躍課堂氛圍，還可增進老師和學生之間的課堂上的交流，在學習上、思想上和生活中都起到積極的促進作用。課后思考和總結也十分重要，因此，實驗課程應當設計相應的思考題或知識拓展題。會思考的人大多有總結歸納的習慣，在學生的素質(zhì)教育中，應當把“思考和總結”作為一種習慣，潛移默化地根植入學生的學習生活中。想要對知識有更深入的思考和理解，就要學會把看似分散的知識點在實驗課后進行總結，將知識點連成線、結成網(wǎng)，使學到的知識更加系統(tǒng)化。換句話說，思考讓理論和實踐知識融會貫通，將學到的知識不斷地“縫合”在原有的知識框架上去。

另外，在實驗課程的整體設計中，既要考慮對專業(yè)知識的覆蓋，也要考慮與科研前沿動態(tài)相結合，不能固守成規(guī)、一成不變。一本實驗教材用了若干年，沒有任何更新，這就使得實驗課程沒有吸引力，學生學到的東西與現(xiàn)實嚴重脫節(jié)。例如，在設計農(nóng)藥學概論實驗課程時，就要考慮覆蓋殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等，還要考慮所選供實驗的藥劑是比較常用或新型的農(nóng)藥，在實驗課內(nèi)容設計中應當避免采用農(nóng)業(yè)部已宣布淘汰或禁限用的農(nóng)藥。再如，上一年進行的探索性實驗中，得出的結果應當及時總結，并與這一年的結果進行比較，及時進行內(nèi)容的更新和總結，或再次設計其他探索性內(nèi)容，可以給學生提供更多的信息，有利于知識的積累和拓展。我校實驗中心專業(yè)教師隊伍在多年的實驗課程教學過程中，不斷更新實驗教材，并設計開出了一系列制藥工程專業(yè)的綜合性實驗課程，堅持將課程設計與學科前沿掛鉤，達到了良好循環(huán)。

實驗課程的設計還應當充分考慮“以學到為中心”，即不拘泥于形式，不限制地點[5]，轉變思維，將以前的“傳道、授業(yè)、解惑”的傳統(tǒng)教學方式轉變?yōu)樵谡n堂上讓學生自己去發(fā)現(xiàn)、解決問題，通過自主學習獲得知識[6]。實踐證明，運用主動學習、合作學習、探究式學習、基于問題的學習，學到的知識和能力更扎實、更全面[7]。

3 從實驗操作過程中鍛煉和提高學生技能

“百聞不如一見，百看不如一練”。 在授課過程中一定要注重學生的實驗操作技能提高[8]。由于實驗條件限制或其他原因，不能保證每個學生都動手操作，往往出現(xiàn)“一人動手操作，多人圍觀”的“放羊式”現(xiàn)象，使得有些同學對實驗操作十分陌生，且由于沒有親自動手，對課程的步驟不熟悉，也不能充分理解實驗現(xiàn)象和結果，課后分析不透徹，印象也就不夠深刻。針對這個問題，可將學生分成2～3人一組，鼓勵并監(jiān)督學生自己動手操作整個實驗，教師在實驗過程中對實驗操作進行適當?shù)闹笇?，強調(diào)實驗中的注意事項，并告知可能產(chǎn)生的現(xiàn)象或結果。學生在獨立操作的過程中，才能最大限度地理解實驗原理，熟悉實驗過程，分析每個步驟對實驗結果造成的影響，在有限的實驗課堂中掌握更多的知識，并不斷提高自身分析問題和解決問題的能力。

實驗操作對學生來說至關重要，因為有些實驗操作不當，會引起實驗室嚴重事故，如爆炸或中毒等，這不是危言聳聽。2015年，清華大學一名博士后被炸身亡，疑與高度易燃的化學藥品叔丁基鋰有關；復旦大學一學生在處理一個約100毫升的反應釜過程中，反應釜發(fā)生爆炸，導致左手大面積創(chuàng)傷。高校事故頻發(fā)的原因可能有很多，其中一個重要原因是實驗操作不當。實驗過程中經(jīng)常有易燃氣體、固體或有毒有害物質(zhì)，如在做農(nóng)藥煙劑的過程中制作引芯需要用到硝酸銨或硝酸鉀，在農(nóng)藥合成實驗過程中用到的中間產(chǎn)物是有毒的，在農(nóng)藥生物測定過程中用到各種農(nóng)藥的原藥或制劑，有的對人體也產(chǎn)生毒性，在使用過程中，要注意個人防護，帶好口罩和手套等。有時實驗過程中的部分操作對人體有強烈刺激，也應當做好相應的防護措施，如光化學降解實驗過程中，會用到汞燈，需要帶上紫外防護眼鏡進行相關操作；在做殺菌劑接菌轉菌前，無菌操作臺需要提前進行紫外燈消毒，要注意紫外燈不能直接照射人體，易造成眼鏡灼傷或掉頭發(fā)現(xiàn)象的發(fā)生。另外，學校實驗室應定期對硬件設備進行檢查與更新，如電路老化或短路、設備老化、故障或缺陷、反應失控、實驗設施不健全等，畢竟對于實驗室而言，安全是第一要務。在教學過程中，應當不放過任何一個機會，對學生進行安全實驗操作的教育，提高每一位學生的安全意識，在提高實驗技能的同時，注意做好個人防護。

4 實驗室是專業(yè)知識體系架構與融合的重要場所

制藥工程專業(yè)的學生，需要學習植物病理學、分子生物病理學、普通昆蟲學、農(nóng)業(yè)昆蟲學、植物化學保護、生物防治等各方面的專業(yè)知識，如何用這些知識搭建出學生的知識體系架構，使這些知識融會貫通，成為學生自己能夠自如運用的知識，這就需要在實驗室進行觀察、理解、操作和實踐。田間的實驗也是實驗室的一部分，通過一系列室內(nèi)、室外實驗，便于學生對知識的理解和掌握。

山東農(nóng)業(yè)大學植保學院教師在實驗課程的設計過程中，充分考慮到知識體系架構與融合，如在農(nóng)藥學概論實驗過程中， 包含了很多綜合性的實驗設計，其中表面活性劑、殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、顆粒劑制備和粉粒細度測定等實驗，將昆蟲、病理、農(nóng)藥學科知識都巧妙地囊括進來了。

5 養(yǎng)成良好的實驗習慣 促進個人素質(zhì)全面提升

在實驗室，學生一起做實驗，在教師的指導下，能逐漸養(yǎng)成良好的實驗習慣，促進操作水平的提高，學生相互幫助和配合，既能增進學生的關系，又能促進個人素質(zhì)的全面提升。除了一些常規(guī)的實驗室安全(防火防水防腐蝕等)，制藥工程專業(yè)的學生還應當注意做好自我防護，并注意一些實驗過程中的儀器操作。例如，實驗過程中會產(chǎn)生有毒有害的揮發(fā)性氣體，必須讓學生戴口罩和手套，必要時戴上眼罩。實驗中，常會用到移液器，移液時應注意輕輕吸液，以免吸到移液器里面，造成污染；移完液體后需要將移液器掛在架子上，不能平放或倒放，以免槍頭內(nèi)的液體倒流入移液器中，造成損壞；移液槍用完之后要歸到最大計量的位置，防止久而久之彈簧失去彈性。稱量時，天平需要提前調(diào)平，并注意在使用后，清理干凈，并放入干燥劑。農(nóng)藥生物測定實驗過程中，夾取試蟲需要用鈍頭鑷子，而不能用尖頭鑷子，以免夾死試蟲。試蟲的大小都要保持一致，實驗過程中的所有物品都要清洗干凈，并烘干，以免影響實驗結果。配好的試劑要標記好配制日期、名稱、濃度等，在每次實驗過程中，都要及時做好記錄。在實驗過程中，應及時處理垃圾、整理桌面等，合理安排時間，提高實驗效率；做完實驗，要注意檢查水、電安全。

6 結語

實驗室是學生學習和鍛煉各項能力的場所，也是提高學生綜合素質(zhì)的一個平臺。各高校應當重視本科生實驗課程，在實驗課中不斷提高動手能力和實踐能力，把實驗課堂當作生動的實踐課堂，在實驗過程中，培養(yǎng)自身勤于思考的習慣，提高實驗室安全意識，養(yǎng)成良好的科研意識，逐步完善自我專業(yè)知識體系架構和素質(zhì)的提高。

[1]鐘世華,曾佑林,劉亞純.制藥工程專業(yè)課程建設及學生實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].湖南師范大學自然科學學報,2011,34(10):590-591.

[2]白靖文,徐雅琴,鄒月利.化學實驗教學示范中心的建設與實踐[J].實驗室研究與探索,2016,35(4):155-157.

[3]郭中華,劉昊,陶磊.開放實驗平臺建設中增強大學生的科研訓練[J].大學物理實驗,2015,28(2):129-131.

[4]黃燕芬,袁小鳳,金波.淺談開放實驗與學生能力培養(yǎng)模式[J].教育教學論壇,2014,15(4):240.

[5]林青松.基于翻轉課堂的“現(xiàn)代教育技術”實驗課程設計[J].實驗室研究與探索,2014,33(1):194-198.

[6]劉獻君.論“以學生為中心”[J].高等教育研究,2012,33(8):1-6.

[7]潘倩,鄭翔,周雪.以學為中心的“免疫印跡”實驗課程設計[J].實驗技術與管理,2015(11):221-226.

[8]謝遠杰,莫中成,李美香.免疫組織化學實驗技術教學實踐與體會[J].基礎醫(yī)學教育,2017,19(2):123-125.