《制藥安全與環(huán)?！氛n程教學(xué)探討*

李 亮，侯佳欣，鄭 斌

(合肥師范學(xué)院，安徽 合肥 230601)

制藥的目標(biāo)是保護(hù)人類(lèi)健康，然而藥物生產(chǎn)所需的原料大多是易燃、易爆和有毒的化學(xué)品，藥品工業(yè)化生產(chǎn)工藝也很特殊，往往需要使用大量有機(jī)溶劑，并涉及高溫和高壓條件，很多反應(yīng)都是強(qiáng)放熱過(guò)程，易導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸和中毒，這些因素不僅會(huì)危及從業(yè)者和附近居民的生命健康，也與制藥的目標(biāo)背道而馳，還會(huì)擾亂社會(huì)穩(wěn)定。此外，藥品工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的“三廢”排放物成分復(fù)雜、有毒污染物多，存在對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染的風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)的制藥企業(yè)數(shù)量龐大，并以中小型居多，他們是制藥工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生就業(yè)的主要去向。近年來(lái)，我國(guó)化工與制藥安全事故和環(huán)境污染事件頻發(fā)，教育部頒布的《普通高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)類(lèi)教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》也已明確將“了解化工生產(chǎn)事故的預(yù)測(cè)、預(yù)防和緊急處理預(yù)案等”作為化工與制藥類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的基本要求。因此，開(kāi)設(shè)相關(guān)課程幫助學(xué)生熟悉并掌握制藥過(guò)程中的危險(xiǎn)種類(lèi)和防護(hù)技術(shù)、污染類(lèi)別和治理技術(shù)，使其在實(shí)際生產(chǎn)中具備對(duì)安全與環(huán)保問(wèn)題的識(shí)別、預(yù)防和處理能力，促進(jìn)我國(guó)制藥工業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，是非常重要。

《制藥安全與環(huán)保》正是基于這樣的行業(yè)特點(diǎn)和發(fā)展形勢(shì)而誕生的一門(mén)重要課程，是制藥工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的必修課。近年來(lái)，《制藥安全與環(huán)?！氛n程教學(xué)主要存在以下問(wèn)題：第一，本課程是化學(xué)、藥學(xué)、工程學(xué)和生物技術(shù)的交叉融合，涵蓋內(nèi)容多，概念抽象復(fù)雜[1]，而教學(xué)通常又被安排在大三或大四開(kāi)設(shè)，該階段學(xué)生即將面臨考研和就業(yè)，學(xué)習(xí)態(tài)度比較消極，不愿意聽(tīng)課；第二，本課程與實(shí)踐結(jié)合緊密，面對(duì)復(fù)雜的制藥安全和環(huán)保問(wèn)題，任課教師大多也缺乏這方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而被迫將教學(xué)重點(diǎn)放在理論知識(shí)上，輕視或忽略實(shí)踐教學(xué)，造成理論和實(shí)踐脫軌，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法掌握實(shí)用的制藥安全與環(huán)保防護(hù)知識(shí)；第三，根據(jù)學(xué)生入學(xué)時(shí)申請(qǐng)轉(zhuǎn)專(zhuān)業(yè)情況和調(diào)研發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)認(rèn)可度并不高，認(rèn)為制藥與化工行業(yè)類(lèi)似，危險(xiǎn)高、污染大，且近年來(lái)我國(guó)化工與制藥行業(yè)事故頻發(fā)，學(xué)生比較排斥，給課程教學(xué)增加了難度；第四，本課程在多數(shù)院校屬于剛開(kāi)設(shè)不久，課程考核往往參考其他理論課，以期末考試和過(guò)程考核相結(jié)合的方式給出，而過(guò)程考核成績(jī)只涉及考勤和平時(shí)作業(yè)情況，易導(dǎo)致最終成績(jī)成了死記硬背或抄襲所造成的虛假結(jié)果，難以真實(shí)評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)制藥安全與環(huán)保知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力。本文從組織教學(xué)內(nèi)容、探索教學(xué)方法、拓展實(shí)踐教學(xué)途徑和豐富課程考核方式等方面對(duì)課程教學(xué)提出改進(jìn)措施。

1 組織教學(xué)內(nèi)容

本課程涉及多學(xué)科的交叉融合，內(nèi)容覆蓋面廣，知識(shí)點(diǎn)間沒(méi)有很強(qiáng)的邏輯關(guān)系，并且制藥行業(yè)的發(fā)展速度很快，新技術(shù)新工藝對(duì)應(yīng)的安全與環(huán)保措施很難及時(shí)出現(xiàn)在教材里。因此，任課教師應(yīng)精心組織課程教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)突出，內(nèi)容精煉且與時(shí)俱進(jìn)。對(duì)于制藥安全生產(chǎn)部分，應(yīng)重點(diǎn)講授制藥過(guò)程中的危險(xiǎn)種類(lèi)和防護(hù)技術(shù)，包括危險(xiǎn)化學(xué)品的分類(lèi)及安全使用、常見(jiàn)事故的預(yù)防和應(yīng)對(duì)、常用設(shè)備的安全操作及保護(hù)等，并在教學(xué)過(guò)程注重從近年來(lái)的事故實(shí)例中提取相關(guān)概念、原理和防護(hù)技術(shù)措施，充分體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性和重要性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對(duì)于制藥環(huán)境保護(hù)部分，應(yīng)重點(diǎn)講授制藥過(guò)程對(duì)環(huán)境的污染途徑和相關(guān)處理技術(shù)，簡(jiǎn)化或者舍棄目前已不使用的“三廢”處理方法的介紹，注重講解當(dāng)前的主導(dǎo)處理工藝。如廢水處理使用的“序批式活性污泥法”，并引入文獻(xiàn)新報(bào)道的處理技術(shù)。對(duì)于與先導(dǎo)課程內(nèi)容相關(guān)的章節(jié)，在回顧專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，也要更注重從安全與環(huán)保的角度來(lái)拓展新知識(shí)點(diǎn)，建立課程之間的聯(lián)系，提高教學(xué)效率。例如，該階段學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了《化工原理》和《制藥設(shè)備與車(chē)間設(shè)計(jì)》課程，對(duì)常用的化工與制藥設(shè)備，如壓力反應(yīng)釜、高低溫管道、高速離心機(jī)、攪拌及換熱設(shè)備等，有一定的了解，在講授這部分內(nèi)容時(shí)，可突出車(chē)間設(shè)備及其布局在安全與環(huán)保方面的要求，引入安全泄放裝置、緊急停車(chē)裝置、聯(lián)鎖保護(hù)裝置等設(shè)備安全保護(hù)的內(nèi)容。在講授清潔生產(chǎn)部分時(shí)，可與《制藥工藝學(xué)》課程內(nèi)容關(guān)聯(lián)起來(lái)，側(cè)重從原料和工藝安全性、步驟簡(jiǎn)便性、原子經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境友好性等角度改進(jìn)目前安全隱患較大、污染嚴(yán)重的生產(chǎn)工藝過(guò)程[2]。在講授藥物合成反應(yīng)過(guò)程的安全與環(huán)保時(shí)，可與《藥物合成反應(yīng)》和《有機(jī)化學(xué)》課程聯(lián)系起來(lái)，重點(diǎn)分析制藥過(guò)程常見(jiàn)反應(yīng)類(lèi)型的安全與環(huán)保，如氫化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、硝化反應(yīng)、鹵化反應(yīng)等。此外，教學(xué)內(nèi)容可以進(jìn)一步拓展到學(xué)生即將面臨的就業(yè)和考研的需求。例如，增加注冊(cè)環(huán)評(píng)工程師、清潔生產(chǎn)審核師、注冊(cè)安評(píng)工程師等執(zhí)業(yè)資格考試涉及的內(nèi)容[3]。鼓勵(lì)學(xué)生去報(bào)考，為未來(lái)從事這些行業(yè)的工作提前謀劃。增加實(shí)驗(yàn)室安全防護(hù)內(nèi)容的講解，讓學(xué)生提前認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)室潛藏的危險(xiǎn)，引導(dǎo)學(xué)生在研究生階段做實(shí)驗(yàn)時(shí)遵守實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)章制度，注重個(gè)人安全防護(hù)。以就業(yè)和考研為導(dǎo)向的教學(xué)內(nèi)容拓展，會(huì)讓學(xué)生對(duì)本課程表現(xiàn)出極高的關(guān)注度和學(xué)習(xí)興趣。

2 探索教學(xué)方法

2.1 問(wèn)題鏈教學(xué)法

本課程涵蓋的知識(shí)點(diǎn)多，且概念抽象復(fù)雜，為了培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考而獲得新知識(shí)的思維能力，教學(xué)過(guò)程中可以靈活運(yùn)用“問(wèn)題鏈教學(xué)法”，即教師按照課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)，設(shè)計(jì)出一系列環(huán)環(huán)相扣的問(wèn)題，將知識(shí)穿插和連接在一起[4]。例如，在處理藥物合成反應(yīng)過(guò)程的安全與環(huán)保部分內(nèi)容時(shí)，我們先以問(wèn)題的方式讓學(xué)生列舉硝化反應(yīng)在藥物合成中應(yīng)用的例子，學(xué)生就會(huì)主動(dòng)去思考《藥物合成反應(yīng)》課程所學(xué)習(xí)的知識(shí)，并且很快就有學(xué)生舉出了例子：對(duì)硝基乙苯是廣譜抗生素氯霉素的重要中間體，它是由乙苯硝化制得的；緊接著，再?gòu)陌踩铜h(huán)保的角度，引導(dǎo)學(xué)生分別從反應(yīng)物性質(zhì)、反應(yīng)速率、反應(yīng)熱以及產(chǎn)物等方面分析硝化工藝危險(xiǎn)性，并從安全和環(huán)保的角度提出應(yīng)對(duì)方法。通過(guò)“問(wèn)題鏈教學(xué)法”不僅可以激發(fā)學(xué)生的求知欲，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的主動(dòng)性，還能夠培養(yǎng)學(xué)生理解復(fù)雜知識(shí)的能力。

2.2 案例教學(xué)構(gòu)建知識(shí)體系

《制藥安全與環(huán)?！肪C合性和復(fù)雜性強(qiáng)，以“案例”為中心將課本中分散的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，形成來(lái)源于實(shí)踐的知識(shí)體系，可以培養(yǎng)學(xué)生解決制藥安全與環(huán)保問(wèn)題的能力[4]。以“防火防爆安全技術(shù)”部分為例，大多教材對(duì)這部分內(nèi)容的介紹都比較分散，若依照教材順序講授，會(huì)出現(xiàn)內(nèi)容上的重復(fù)，各知識(shí)點(diǎn)間也缺少關(guān)聯(lián)，學(xué)習(xí)起來(lái)容易讓人覺(jué)得雜亂和枯燥。利用案例教學(xué)法，將知識(shí)點(diǎn)融入其中，基于事故發(fā)生的過(guò)程，將大部分的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)成一個(gè)完整的體系，使學(xué)生有更直觀的認(rèn)識(shí)，理解起來(lái)也更加容易。例如，以2015年“8·12天津?yàn)I海新區(qū)爆炸”為例，事故的起因是倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存的硝化纖維素發(fā)生自燃，可以自然而然的導(dǎo)入“自燃”和“自燃點(diǎn)”相關(guān)概念，并講解“自燃物質(zhì)”的特征。緊接著，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生了燃燒和爆炸，又能夠順理成章地引入燃燒和爆炸的分類(lèi)、特征和原理等相關(guān)知識(shí)。隨后，燃燒和爆炸規(guī)模不斷擴(kuò)大，這是由于倉(cāng)庫(kù)違規(guī)儲(chǔ)存大量危險(xiǎn)化學(xué)品，包括二氯甲烷、三氯甲烷、硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸銨、碳化鈣等易燃易爆物，進(jìn)一步再引入危險(xiǎn)化學(xué)品的分類(lèi)、安全儲(chǔ)存和燃爆性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn)。還可進(jìn)一步為該案例安排課堂討論環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生“重返事故現(xiàn)場(chǎng)”，讓學(xué)生從企業(yè)管理者的角度去分析，如何避免事故的發(fā)生，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。案例教學(xué)不僅可以整合課本中分散的知識(shí)點(diǎn)，還能夠讓學(xué)生積極參與到課堂討論中，極大的活躍課堂氛圍，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，從而最終達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

2.3 多媒體教學(xué)

多媒體教學(xué)具有豐富的表現(xiàn)力和良好的交互性，可承載的信息容量也更大[5]。將課本上抽象復(fù)雜的制藥安全與環(huán)保防護(hù)技術(shù)通過(guò)多媒體的方式呈現(xiàn)出來(lái)，由“靜”到“動(dòng)”的轉(zhuǎn)變可以給學(xué)生帶來(lái)更直觀的認(rèn)識(shí)，吸引學(xué)生注意力，改善教學(xué)效果。例如，“序批式活性污泥法”是我國(guó)大型制藥企業(yè)廢水處理的主導(dǎo)工藝，傳統(tǒng)的課本文字和圖片講解很難在學(xué)生腦海里形成一個(gè)連續(xù)性的廢水處理畫(huà)面，而通過(guò)整合文字、圖片、聲音、動(dòng)畫(huà)等信息，將“序批式活性污泥法”處理制藥廢水的過(guò)程以多媒體動(dòng)畫(huà)的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，更直觀，學(xué)生理解起來(lái)會(huì)更容易。此外，本課程教學(xué)過(guò)程會(huì)涉及大量的事故案例。傳統(tǒng)的案例呈現(xiàn)方法是教師通過(guò)文字描述或者學(xué)生自己閱讀案例的文字?jǐn)⑹鋈チ私馐鹿蔬^(guò)程，然而制藥安全與環(huán)保事故往往很復(fù)雜，學(xué)生對(duì)此普遍比較排斥。通過(guò)多媒體動(dòng)畫(huà)或者視頻的呈現(xiàn)方式，將學(xué)生從繁雜的文字描述中解脫出來(lái)，學(xué)生參與的興趣會(huì)更高，并且多媒體呈現(xiàn)事故會(huì)有極強(qiáng)的視覺(jué)沖擊力，可以讓學(xué)生深刻意識(shí)到制藥過(guò)程中安全與環(huán)保的重要性。

3 拓展實(shí)踐教學(xué)途徑

本課程工程實(shí)踐性強(qiáng)，任課教師可以通過(guò)以下途徑來(lái)拓展實(shí)踐教學(xué)途徑。例如，在講解壓力容器的安全時(shí)，我們將學(xué)生帶到化工與制藥實(shí)驗(yàn)室，對(duì)照實(shí)物講解壓縮氣體鋼瓶的儲(chǔ)存、搬運(yùn)和使用的注意事項(xiàng)，向?qū)W生演示如何規(guī)范操作及氣體泄漏后的應(yīng)急處理措施。在講解火災(zāi)和滅火部分時(shí)，對(duì)照實(shí)物介紹藥物合成實(shí)驗(yàn)室所配備的滅火器材種類(lèi)及其應(yīng)用范圍，向?qū)W生演示不同滅火器的使用方法，并制造一個(gè)小范圍的丁基鋰使用過(guò)程的著火事故，現(xiàn)場(chǎng)給學(xué)生演示如何去處理，并安排學(xué)生課后搜集常見(jiàn)易燃、易爆試劑的安全使用方法和事故應(yīng)對(duì)方法，進(jìn)行專(zhuān)題匯報(bào)。在講解制藥污染類(lèi)別及治理手段部分時(shí)，我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)室合成正溴丁烷的實(shí)驗(yàn)，講解尾氣中溴化氫氣體的環(huán)境危害，讓學(xué)生思考如何去處理。此外，本課程還可以基于學(xué)院的產(chǎn)學(xué)研合作企業(yè)，邀請(qǐng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的化工與制藥行業(yè)專(zhuān)家同堂上課或者做專(zhuān)題講座，給學(xué)生講授實(shí)用的安全和環(huán)保防范知識(shí)。還可進(jìn)一步安排學(xué)生去當(dāng)?shù)鼗づc制藥企業(yè)實(shí)地學(xué)習(xí)，并將該課程與即將到來(lái)的專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)和專(zhuān)業(yè)見(jiàn)習(xí)有效銜接起來(lái)，鼓勵(lì)學(xué)生參加制藥工程設(shè)計(jì)大賽和化工設(shè)計(jì)大賽，在工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中融入安全和環(huán)保設(shè)計(jì)，充分鍛煉他們學(xué)習(xí)知識(shí)和利用知識(shí)的能力。

4 豐富考核方式

課程考核目的在于對(duì)課程教學(xué)效果做出評(píng)價(jià)，規(guī)范而完善的課程考核方式是達(dá)到教學(xué)目的重要保障，制藥安全與環(huán)保兼顧理論和實(shí)踐，為了能更加客觀和全面的評(píng)價(jià)學(xué)生的知識(shí)掌握和運(yùn)用能力，考核方式應(yīng)靈活多樣。例如，本課程成績(jī)以期末考試和過(guò)程考核相結(jié)合的方式給出，但應(yīng)適當(dāng)提高過(guò)程考核成績(jī)的占比到60%，降低期末考試成績(jī)的占比到40%，并將過(guò)程考核方式多元化，可以包括：①課堂互動(dòng)，主要是課堂回答問(wèn)題情況；②小組案例討論，每位學(xué)生要認(rèn)真參與5次案例討論，并針對(duì)案例進(jìn)行相應(yīng)的總結(jié)，形成一份報(bào)告，包括事故直接原因、間接原因、整改措施以及從企業(yè)管理者的角度分析如何避免該事故的發(fā)生；③PPT專(zhuān)題匯報(bào)，調(diào)研目前制藥行業(yè)的安全和環(huán)?，F(xiàn)狀，做一次專(zhuān)題PPT匯報(bào)；④課程實(shí)踐表現(xiàn)，任課教師針對(duì)學(xué)生企業(yè)實(shí)踐表現(xiàn)和其他實(shí)踐途徑的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。期末考試采用閉卷方式進(jìn)行，考查學(xué)生理論知識(shí)的掌握和應(yīng)用情況，分為基礎(chǔ)題、案例分析題和拓展題(論述題)，注重考察學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析處理問(wèn)題的能力。

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)《制藥安全與環(huán)?！氛n程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，從組織教學(xué)內(nèi)容、探索教學(xué)方法、拓展實(shí)踐教學(xué)途徑和豐富課程考核方式方面對(duì)課程教學(xué)提出改進(jìn)措施，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣和積極性，使其掌握實(shí)用的制藥安全與環(huán)保防護(hù)知識(shí)，為促進(jìn)我國(guó)制藥工業(yè)安全和可持續(xù)發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)專(zhuān)業(yè)人才。