混合式教學(xué)在“制藥工藝綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)”上的探索與實(shí)踐

楊 潔 劉曉霞 唐紅楓

(武漢東湖學(xué)院 護(hù)理與健康管理學(xué)院(生命科學(xué)與化學(xué)學(xué)院)，湖北 武漢 430212)

“制藥工藝綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)”是在原獨(dú)立專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的基礎(chǔ)上，將藥物合成、天然產(chǎn)物化學(xué)、制藥工藝學(xué)、工業(yè)藥劑學(xué)、藥物分析、微生物學(xué)等多門學(xué)科知識(shí)有機(jī)結(jié)合而形成的綜合性制藥工藝實(shí)訓(xùn)課程。該課程在武漢東湖學(xué)院主要作為制藥類專業(yè)本科大三學(xué)生必修實(shí)驗(yàn)課程。課程主要依據(jù)校企合作企業(yè)對(duì)制藥生產(chǎn)崗、研發(fā)崗位所需的職業(yè)技能和科研創(chuàng)新能力要求而開設(shè)，主要分為綜合型和設(shè)計(jì)/研究型。綜合型實(shí)訓(xùn)是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，完成一些難度較大的多步驟有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)或生物藥物的制備、提取、分離、監(jiān)測、分析、劑型制備及藥品質(zhì)量評(píng)價(jià)的完整制藥工藝過程。設(shè)計(jì)或研究型是對(duì)高年級(jí)學(xué)生的更高要求的科研創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)，既強(qiáng)調(diào)對(duì)已學(xué)各科知識(shí)的綜合運(yùn)用，又鼓勵(lì)學(xué)生大膽探索，獨(dú)立開放性思考，自擬藥物制備路線。

“制藥工藝綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)”整合了“制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)”中的部分實(shí)驗(yàn)[1]，又兼顧“生物制藥工藝學(xué)”中的工藝教學(xué)理論[2]，實(shí)際上是制藥工藝大實(shí)驗(yàn)，目前尚未有該課程的教學(xué)探索案例。對(duì)于“制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)”，目前多采用虛擬仿真輔助教學(xué)法讓學(xué)生在線上熟悉整個(gè)生產(chǎn)工藝流程[3]。線下多采用頂崗實(shí)習(xí)模式，該模式只能熟悉部分崗位。目前正處于教育信息化時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)教育資源可以輔助實(shí)踐教學(xué)，提升教學(xué)質(zhì)量[4,5]。因此，作者借鑒線上線下混合教學(xué)實(shí)踐模式，并結(jié)合課程思政[6]，對(duì)“制藥工藝綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)方法進(jìn)行了探索。

1 “制藥工藝綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)”現(xiàn)狀

“制藥工藝綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)”是武漢東湖學(xué)院生物制藥、應(yīng)用化學(xué)、藥品生物技術(shù)等專業(yè)的實(shí)踐必修課程，是創(chuàng)新訓(xùn)練課程和畢業(yè)論文課題前的演練，也是培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力和應(yīng)用型人才的重要環(huán)節(jié)。我校制藥工藝實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室目前承擔(dān)著以上各專業(yè)的實(shí)訓(xùn)任務(wù)，還用于學(xué)生的課外科研創(chuàng)新訓(xùn)練及畢業(yè)論文課題的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生人數(shù)多，各專業(yè)學(xué)生的動(dòng)手能力參差不齊，實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)難度較大，操作過程復(fù)雜。盡管每次實(shí)訓(xùn)課前教師都要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)，并撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告，很多學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告也都寫得工工整整，但教師在課堂上把實(shí)訓(xùn)內(nèi)容講解完后，仍然還有好些學(xué)生不知如何動(dòng)手。有些學(xué)生喜歡問一下做一步，如投料時(shí)先加什么，后加什么，要稱多少克，升溫升到多少度等等，每步操作都要跟教師核對(duì)后才敢動(dòng)手。一堂課下來，教師身心俱疲，盡管付出了很大努力，但實(shí)訓(xùn)結(jié)果卻不盡人意。小組間目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)量參差不齊，產(chǎn)率相差巨大，如有些組的收率高達(dá)百分之七八十，而有些組只有百分之十幾，甚至個(gè)別組還沒有產(chǎn)品。因此，為提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，我們對(duì)“制藥工藝綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行了線上線下混合教學(xué)模式的探索與實(shí)踐。

2 線上線下相結(jié)合實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)主要內(nèi)容

2.1 線上線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)

“制藥工藝綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)”的線上線下教學(xué)實(shí)踐流程如圖1所示。實(shí)踐教學(xué)流程主要分為課前線上預(yù)習(xí)、課中線下實(shí)訓(xùn)、課后線下完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告、期末線上測試四部分。而體系的建設(shè)則根據(jù)課程的實(shí)踐流程、課程思政、成績?cè)u(píng)定分為四個(gè)部分，分別為課前預(yù)習(xí)法建設(shè)、課堂教學(xué)應(yīng)用建設(shè)、實(shí)訓(xùn)過程思政建設(shè)、實(shí)驗(yàn)成績?cè)u(píng)定系統(tǒng)建設(shè)。

圖1 “制藥工藝綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)”線上線下教學(xué)實(shí)踐流程

首先，通過超星泛雅將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容發(fā)布在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上，主要包括課程介紹、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容PPT、實(shí)訓(xùn)小視頻、實(shí)驗(yàn)成績?cè)u(píng)定方法、期末測試題庫等。在教學(xué)內(nèi)容建設(shè)時(shí)，綜合型實(shí)訓(xùn)著重于一個(gè)大型綜合實(shí)訓(xùn)的完整過程，包括詳細(xì)的介紹、實(shí)驗(yàn)方法比對(duì)、規(guī)范的實(shí)訓(xùn)操作視頻；設(shè)計(jì)或研究型實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)則重在介紹目標(biāo)物及其發(fā)展前景，無操作視頻，目的是鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)查閱各種資料，設(shè)計(jì)工藝路線和制備方法。在課堂教學(xué)建設(shè)過程中，同時(shí)兼顧課程思政。這種線上線下混合式教學(xué)可增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力，提高學(xué)習(xí)效果。

2.2 課前預(yù)習(xí)法建設(shè)

實(shí)訓(xùn)能否成功，課前預(yù)習(xí)是重要的一環(huán)。通過多年的觀察發(fā)現(xiàn)，課前能夠認(rèn)真預(yù)習(xí)的同學(xué)非常少，很多學(xué)生僅是為了完成教師布置的預(yù)習(xí)任務(wù)，預(yù)習(xí)報(bào)告都是你抄我的、我抄你的。盡管教師多次強(qiáng)調(diào)上課前要檢查預(yù)習(xí)報(bào)告，但收效甚微。在課堂上，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、儀器和試劑、操作步驟、注意事項(xiàng)進(jìn)行講解，并對(duì)新的實(shí)驗(yàn)儀器操作進(jìn)行演示，有時(shí)甚至對(duì)復(fù)雜裝置的搭建或反應(yīng)后處理也進(jìn)行了詳細(xì)的講解和演示，但仍有不少同學(xué)動(dòng)手操作時(shí)一臉茫然。比如在阿司匹林的合成實(shí)驗(yàn)中，有學(xué)生將冰乙酸當(dāng)醋酐加入反應(yīng)體系，結(jié)果幾乎沒有產(chǎn)品；有的反應(yīng)溫度沒有控制好；有的析晶過程中水太多，導(dǎo)致產(chǎn)物太少。針對(duì)這一系列問題，我們通過制作實(shí)驗(yàn)規(guī)范操作過程小視頻，并上傳到超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。在課前一周發(fā)放學(xué)習(xí)任務(wù)，要求課前一天完成對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的預(yù)習(xí)，根據(jù)工藝難點(diǎn)設(shè)置3～5個(gè)測試題，要求學(xué)生預(yù)習(xí)過程中完成。預(yù)習(xí)成績分值為預(yù)習(xí)任務(wù)完成率5分、閱讀次數(shù)5分和測試得分5分，總分15分。

通過學(xué)習(xí)通后臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)預(yù)習(xí)結(jié)果見表1。由表1可知，武漢東湖學(xué)院生物制藥、應(yīng)用化學(xué)、藥品生物技術(shù)等專業(yè)338人次線上預(yù)習(xí)結(jié)果：線上發(fā)布任務(wù)的完成率在96%以上。因?yàn)槠脚_(tái)所選用的教學(xué)視頻短小精煉，不需要花費(fèi)很多時(shí)間，大部分同學(xué)都能完成預(yù)習(xí)。對(duì)教學(xué)內(nèi)容的閱讀次數(shù)一般都在30次左右，有些學(xué)生閱讀次數(shù)甚至高達(dá)55次。閱讀次數(shù)可直接反映學(xué)生課前、課中、課后對(duì)任務(wù)內(nèi)容的利用率。從預(yù)習(xí)測試題的得分看，綜合型實(shí)驗(yàn)得分較高，因?yàn)槠湓囶}答案基本上能從教材或視頻中找到，設(shè)計(jì)/研究型實(shí)驗(yàn)有個(gè)別題需要查找文獻(xiàn)資料，所以分?jǐn)?shù)稍低。總之，通過在線方式預(yù)習(xí)可以大大提高學(xué)生的積極性，完成情況有了很大改善。

表1 學(xué)生預(yù)習(xí)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2.3 課堂教學(xué)應(yīng)用建設(shè)

經(jīng)過充分的課前預(yù)習(xí)后，上課時(shí)再經(jīng)過教師的講解和示范，同學(xué)們能夠迅速開展實(shí)驗(yàn)，操作比較規(guī)范，一般都能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。在實(shí)訓(xùn)過程中，即使教師對(duì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和方法稍作調(diào)整，大多數(shù)同學(xué)也都能應(yīng)對(duì)自如。學(xué)生在實(shí)訓(xùn)操作過程中遇到某些有疑問或不清楚的地方，也大多會(huì)通過學(xué)習(xí)通APP手機(jī)端進(jìn)行重復(fù)觀看、仔細(xì)比對(duì)，保證了實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌剡M(jìn)行，減少了教師的反復(fù)指導(dǎo)示范，也讓教師有更多時(shí)間去思索實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)工藝改進(jìn)方面的問題。對(duì)于設(shè)計(jì)/研究型實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)，教師會(huì)提前一周要求學(xué)生在線上預(yù)習(xí)的同時(shí)，檢索相關(guān)文獻(xiàn)資料，擬定實(shí)驗(yàn)方案。接下來教師會(huì)對(duì)每組的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行審查并提出修改建議，方案通過后才可以在線下開展實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后教師會(huì)根據(jù)各個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)操作表現(xiàn)、目標(biāo)物收率及質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫進(jìn)行打分，總分55分。

通過學(xué)習(xí)通后臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，綜合型實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)在課中線上觀看視頻操作的時(shí)間占比達(dá)57.85%。設(shè)計(jì)/研究型盡管沒有對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)視頻，但是平臺(tái)上也提供了藥物及目標(biāo)物的性質(zhì)特點(diǎn)、應(yīng)用前景及當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)的背景材料等資料，為同學(xué)們提供了有效的實(shí)據(jù)材料，所以線上內(nèi)容閱讀的占比也比較大，達(dá)45.90%。由此可知，學(xué)生自主學(xué)習(xí)明顯加強(qiáng)。對(duì)改進(jìn)方法前后的效果對(duì)比(見圖2)顯示，在課堂上，由于學(xué)生可以隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)操作逐漸趨于規(guī)范，相比于傳統(tǒng)教學(xué)，70%以上操作合乎規(guī)范。這種教學(xué)方式，激發(fā)了學(xué)生上“制藥工藝綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)”課的興趣，實(shí)驗(yàn)成功率也有了明顯提高。以前上課經(jīng)常會(huì)因?yàn)閷W(xué)生未提前預(yù)習(xí)，出現(xiàn)這樣或那樣的紕漏，結(jié)果導(dǎo)致拖堂現(xiàn)象頻繁。采用線上線下混合型教學(xué)后，學(xué)生可以提前估算一下做某步反應(yīng)所需要的時(shí)間，拖堂現(xiàn)象也越來越少。

圖2 課堂教學(xué)改進(jìn)前后的效果對(duì)比

此外，由于“制藥工藝綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)”大多是大型綜合型實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程復(fù)雜，產(chǎn)物的檢測指標(biāo)多，制備工藝按照常規(guī)生產(chǎn)車間規(guī)范要求。同學(xué)們親手從初始原料經(jīng)多道工序獲得最終產(chǎn)品，在實(shí)訓(xùn)過程中體會(huì)到了樂趣和實(shí)驗(yàn)本身具有的無窮魅力，感覺到自己所學(xué)非常有意義。

2.4 實(shí)訓(xùn)過程思政建設(shè)

“制藥工藝綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)”除了開設(shè)多個(gè)綜合型實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)，還開設(shè)了設(shè)計(jì)/研究型創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。課程鼓勵(lì)同學(xué)們大膽探索，獨(dú)立開放性思考問題，積極培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。鼓勵(lì)同學(xué)們積極參與教師的科研項(xiàng)目，學(xué)習(xí)制藥專業(yè)前沿知識(shí)，加強(qiáng)創(chuàng)新型科研訓(xùn)練，培養(yǎng)同學(xué)們的科研創(chuàng)新精神。“制藥工藝綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)”作為以就業(yè)為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)課程，在新的教學(xué)模式的探索過程中，實(shí)驗(yàn)設(shè)置與職業(yè)崗位需求緊密對(duì)接。在傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式基礎(chǔ)上，充分利用新技術(shù)和新媒體，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)手段和方法，不斷創(chuàng)新探索和實(shí)踐。例如：板藍(lán)根顆粒劑及膠囊劑的制備工藝實(shí)訓(xùn)中，讓同學(xué)們用鋼鍋煎藥，濃縮過程更貼近生活中的中藥煎藥過程，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，引導(dǎo)學(xué)生盡量選擇危險(xiǎn)性小、毒性低、低能耗的工藝路線，最大限度地做到實(shí)驗(yàn)安全可靠、綠色環(huán)保。

2.5 實(shí)驗(yàn)成績?cè)u(píng)定系統(tǒng)建設(shè)

實(shí)驗(yàn)成績分為：線上課前預(yù)習(xí)占15分，主要考查學(xué)生在學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上預(yù)習(xí)任務(wù)完成率、觀看次數(shù)和測試得分，由平臺(tái)在線統(tǒng)計(jì)；線下實(shí)驗(yàn)過程占55分，主要包括實(shí)驗(yàn)操作表現(xiàn)、產(chǎn)物的收率和產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫、考勤，由教師線下批改；線上期末考試占30分，題型采用簡答題和論述題的形式，主要考查實(shí)驗(yàn)中工藝參數(shù)的設(shè)置、規(guī)范操作方法、反應(yīng)過程后處理等。

3 改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

為了準(zhǔn)確評(píng)估改進(jìn)后“制藥工藝綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)效果，在課程結(jié)束后就“線上線下混合式教學(xué)相比傳統(tǒng)教學(xué)是否更有利”進(jìn)行了問卷調(diào)查，回收問卷338份(結(jié)果見表2)。結(jié)果顯示，80.52%的學(xué)生認(rèn)為新方式有利于課前預(yù)習(xí)，72.36%的學(xué)生認(rèn)為新方式有利于實(shí)驗(yàn)原理的理解，全部學(xué)生均認(rèn)為新方式有利于規(guī)范化的實(shí)驗(yàn)操作，89.17%的學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果有了很大改觀，首先是產(chǎn)品收率得到了明顯提高，產(chǎn)品質(zhì)量也得到了很大改善，如產(chǎn)品的純度高、色澤好。65.35%的學(xué)生認(rèn)為新方式在實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫上能提供幫助，所有同學(xué)都認(rèn)為對(duì)科研創(chuàng)新訓(xùn)練有幫助。線上線下混合式實(shí)踐教學(xué)兩年來，受到絕大多數(shù)同學(xué)的歡迎，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革取得了明顯的效果。

表2 問卷調(diào)查結(jié)果

4 結(jié)束語

“制藥工藝綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)”課程在預(yù)習(xí)中采用觀看視頻和答題相結(jié)合的方式讓同學(xué)們熟悉實(shí)訓(xùn)過程，可以有效利用學(xué)生的課余時(shí)間；課堂教學(xué)中采用線上線下相結(jié)合的模式，為學(xué)生的自學(xué)創(chuàng)造條件，并將思政理念貫穿于每個(gè)實(shí)驗(yàn)之中；課前或課后再借助QQ或微信等線上平臺(tái)增加師生交流互動(dòng)，可有效提升教學(xué)效果。在未來的發(fā)展道路上，我們既要堅(jiān)持以就業(yè)為導(dǎo)向，實(shí)驗(yàn)設(shè)置與職業(yè)崗位需求緊密對(duì)接，又要探索新的教學(xué)模式，讓學(xué)生能學(xué)以致用。只有通過長期不懈地探索與實(shí)踐，課程才能日趨完善。