工程認證和素質(zhì)教育背景下有機結(jié)構(gòu)波譜解析教學(xué)改革

＊程青芳 馬衛(wèi)興 史大華 張迪

（江蘇海洋大學(xué)藥學(xué)院 江蘇 222005）

1.引言

工程教育專業(yè)認證是指專業(yè)認證機構(gòu)針對高等教育機構(gòu)開設(shè)的工程類專業(yè)教育實施的專門性認證，由專門職業(yè)或行業(yè)協(xié)會（聯(lián)合會）、專業(yè)學(xué)會會同該領(lǐng)域的教育專家和相關(guān)行業(yè)企業(yè)專家一起進行，旨在為相關(guān)工程技術(shù)人才進入工業(yè)界從業(yè)提供預(yù)備教育質(zhì)量保證；是國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，也是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎(chǔ)。工程教育專業(yè)認證是一種以培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求為導(dǎo)向的合格性評價，其核心是要確認畢業(yè)生達到行業(yè)認可的既定質(zhì)量標準要求。面對工程教育專業(yè)認證，我校制藥工程專業(yè)的培養(yǎng)目標依托區(qū)域醫(yī)藥和海洋優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，培養(yǎng)適應(yīng)“健康中國2030”促進醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略需要，德智體美勞全面發(fā)展，具備化學(xué)、藥學(xué)、工程等基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識，獲得工程師基本訓(xùn)練，能夠從事醫(yī)藥相關(guān)工作的工程技術(shù)與藥學(xué)復(fù)合應(yīng)用型人才。

素質(zhì)教育，是以全面提高人的基本素質(zhì)為根本目的，尊重人的主體性和主動精神，以人的性格為基礎(chǔ)，注重開發(fā)人的智慧潛能，注重形成人的健全個性為根本特征的教育。素質(zhì)教育，是社會發(fā)展的實際需要，要達到讓人正確面臨和處理自身所處社會環(huán)境的一切事物和現(xiàn)象的目的。在新的時代，中華民族的偉大復(fù)興和中國夢的實現(xiàn)都取決于勞動者素質(zhì)的高低，取決于各類人才的質(zhì)量和數(shù)量，而教育就承擔(dān)著培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重任。素質(zhì)教育包括創(chuàng)造性能力的培養(yǎng)，世界觀教育和人生觀教育，社會公德教育，自學(xué)能力的培養(yǎng)等。

有機結(jié)構(gòu)波譜解析是制藥和化工等專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，包括紫外、紅外、核磁共振、質(zhì)譜等波譜學(xué)知識，在藥物等有機物的結(jié)構(gòu)解析過程中廣泛使用。因此，學(xué)好本門課程，對其它相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和掌握有較好的幫助，在藥學(xué)和化工等專業(yè)的人才培養(yǎng)體系中占有重要地位。因此，面對工程教育專業(yè)認證和課程思政建設(shè)要求，為達成制藥工程和化學(xué)工程專業(yè)“目標導(dǎo)向”的培養(yǎng)目標，有機結(jié)構(gòu)波譜解析課程急需進行全面深化的教學(xué)改革，不斷滲透“課程思政”元素，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。筆者對如何在工程教育專業(yè)認證背景下，實現(xiàn)有機結(jié)構(gòu)波譜解析課程課堂教學(xué)的轉(zhuǎn)變，以提高學(xué)生能力為目的，實現(xiàn)從重視知識向重視能力、從封閉式課堂向開放式課堂、從輸灌課堂向互動課堂等的轉(zhuǎn)變，以及在課堂教學(xué)中開展素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生的探索與創(chuàng)新精神、辯證思維、責(zé)任意識、道德感和使命感等以及實現(xiàn)知識傳授和價值引領(lǐng)的合理融合和滲透，進行了一些相關(guān)探討和實踐。

2.有機化合物波譜解析課程現(xiàn)狀

(1)學(xué)習(xí)該課程的學(xué)生情況

有機結(jié)構(gòu)波譜解析課程開設(shè)在大學(xué)三年級第一學(xué)期，雖然學(xué)生已經(jīng)是大學(xué)三年級學(xué)生，但幾乎一直在校園中成長，思想還比較單純。又由于有機結(jié)構(gòu)波譜解析知識點繁多，各種波譜學(xué)特征復(fù)雜，課程內(nèi)容抽象、學(xué)習(xí)過程較為枯燥，部分學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)目標模糊；通過書籍、電視和網(wǎng)絡(luò)等渠道接觸到外界各種思想和文化，大學(xué)生的人生觀、世界觀和價值觀也很容易受到影響；再加上他們大多為獨生子女，自我意識較強，缺乏團隊協(xié)作意識和社會責(zé)任感。

(2)承擔(dān)該課程的教師教學(xué)現(xiàn)狀

對工程認證的專業(yè)而言，其任務(wù)是將知識轉(zhuǎn)化為學(xué)生的技術(shù)能力和應(yīng)用能力。但近年來各個高校都比較注重博士以上學(xué)歷的拔尖人才的引進，而忽略了具有工程背景的人才的引進。這一做法雖然提升了院校的科研能力和綜合排名，但卻導(dǎo)致了工科院校具有工程實踐經(jīng)驗的人才的缺乏。我校承擔(dān)有機結(jié)構(gòu)波譜解析課程的教師大都為年輕的博士，多數(shù)缺乏工程背景，沒有實際從事過生產(chǎn)過程的工作。另外，部分承擔(dān)該門課程的老師對于知識傳授和價值引領(lǐng)的關(guān)系理解得不夠透徹，認為專業(yè)課教學(xué)知識傳授專業(yè)知識，而思想政治教育是輔導(dǎo)員和思想政治課教師的事情，與傳授專業(yè)知識不沾邊，使得該門課程理論教育和思想教育不能有機結(jié)合，甚至有的教師在專業(yè)課程中只能教書，不能育人。還有，年輕教師缺乏教學(xué)經(jīng)驗，教學(xué)方法單一，主要以教師講解示范為主，導(dǎo)致學(xué)生主動性較差。

3.在有機化合物波譜解析課程中開展教學(xué)改革的實踐和探索

(1)提升教師工程背景，促進課堂教學(xué)改革

大學(xué)課堂一直以學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識為主，而忽視實踐知識的學(xué)習(xí)，部分教師缺乏實踐知識，只懂得“紙上談兵”，而工程教育專業(yè)認證秉持的是以學(xué)生為中心，以目標為導(dǎo)向，不斷改進創(chuàng)新的理念，這就需要建設(shè)一支高水平、數(shù)量充足、結(jié)構(gòu)合理的工科教師隊伍。針對承擔(dān)有機結(jié)構(gòu)波譜解析課程的具備工程背景的教師比例偏低的問題，采取多種措施提升任課教師的工程背景，具體如下：

①加大具備工程背景的高級人才的引進和培養(yǎng)，切實提高“雙師型”教師比例。近3年，制藥工程專業(yè)和化工專業(yè)從國內(nèi)著名制藥和化工企業(yè)引進了4名具有高級工程師職稱的博士承擔(dān)該門課程的教學(xué)；②鼓勵校內(nèi)沒有工程經(jīng)歷的青年教師參加工程實踐鍛煉和培訓(xùn)。近年來藥學(xué)院和環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院每個月都聘請相關(guān)企業(yè)的知名工程師和專家到學(xué)校做專題報告或講座，分享相關(guān)行業(yè)工程項目的實踐成果和經(jīng)驗，使教師不斷認識工程實踐；鼓勵教師積極參加相關(guān)企業(yè)工程和實踐方面的培訓(xùn)，與相關(guān)行業(yè)工程師保持聯(lián)系和交流，實現(xiàn)理論與實踐的有機結(jié)合；任課教師還根據(jù)自身科研特色，到相關(guān)企業(yè)進行實習(xí)和實踐，促進理論和實踐的深度融合。任課教師再將實踐知識和經(jīng)歷帶到課堂，在課堂上將理論知識與實踐再度融合，讓課堂教學(xué)內(nèi)容變得充實、生動；③積極引導(dǎo)教師和企業(yè)共同承擔(dān)技術(shù)攻關(guān)等課題，近3年，承擔(dān)該門課程的教師承接了相關(guān)企業(yè)10余項技術(shù)攻關(guān)課題，理論和實踐的融合得到進一步加強；④與相關(guān)企業(yè)共同組建特色的教師隊伍，近年來我校制藥工程專業(yè)與4家制藥企業(yè)共同組建了一支工程實力雄厚的教師隊伍，一方面將青年教師送到企業(yè)實踐，另一方面，聘請企業(yè)技術(shù)專家到課堂上課。經(jīng)過3年多的建設(shè)，承擔(dān)有機結(jié)構(gòu)波譜解析課程的教師100%具有工程背景。

(2)改進教學(xué)模式及方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

有機結(jié)構(gòu)波譜解析課程知識點繁多，結(jié)構(gòu)和譜學(xué)特征復(fù)雜，導(dǎo)致課程內(nèi)容較為抽象、教學(xué)難點多、知識點記憶難，以傳統(tǒng)的教師講解為主的教學(xué)方式，學(xué)生主動性不高，教學(xué)效果不理想。因此，為了符合工程認證要求和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，在部分章節(jié)采用了小規(guī)模限制性在線課程翻轉(zhuǎn)課程教學(xué)模式。小規(guī)模限制性在線課程簡稱SPOC，為后慕課時期的新興教育模式，旨在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和實體兩個課堂的有機結(jié)合。在該門課程的教學(xué)中，我們選取了第三章核磁共振譜作為SPOC的教學(xué)內(nèi)容體系。該章教學(xué)分為兩部分：即在線教學(xué)和課堂教學(xué)。授課教師根據(jù)教學(xué)大綱將授課過程劃分為若干學(xué)習(xí)單元，每個單元制作成10min左右的教學(xué)視頻，視頻內(nèi)容包括這章的主要內(nèi)容、重點和難點。如這章教學(xué)內(nèi)容我們將其劃成了6個學(xué)習(xí)單元，制作了6個微視頻，在每個視頻中還提出了學(xué)習(xí)要求和嵌入了思考題。然后將PPT、習(xí)題連同6個微視頻一起發(fā)布到校網(wǎng)絡(luò)課教平臺上，供學(xué)生在線學(xué)習(xí)和與教師的互動交流；同時還建立了班級的有機結(jié)構(gòu)波譜解析學(xué)習(xí)微信群，通過該微信群，提前發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)和發(fā)放學(xué)習(xí)任務(wù)卡。每8-10名學(xué)生自由組成1個學(xué)習(xí)小組，每組設(shè)1名組長，負責(zé)該小組的學(xué)習(xí)與討論。各小組通過網(wǎng)絡(luò)課教平臺觀看微視頻，完成基本知識的學(xué)習(xí)、討論、回答問題和習(xí)題。各組記錄小組學(xué)習(xí)、討論中遇到的主要問題并發(fā)到微信學(xué)習(xí)群中。另外，還會不定期通過課教平臺發(fā)布一定數(shù)量的題目，要求每組選擇一個題目，制成5-10min的PPT，PPT的制作及準備過程中的分工情況需要記錄到學(xué)習(xí)任務(wù)卡中，然后每組選派1名代表進行課堂匯報。匯報題目通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)布，題目的選擇采取“先選先得”的方式以充分調(diào)動學(xué)生的積極性，每個小組選中題目后即可發(fā)布在微信群中，其他小組只能從剩下的題目中選擇。通過這些教學(xué)改革，不僅充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和成績得到了大幅提高，制藥工程2017級1班和2班的有機化合物波譜解析的不及格率已由原來的平均30%左右降到不到5%。

(3)在教學(xué)中開展特色素質(zhì)教育

江蘇海洋大學(xué)地處以醫(yī)藥和化工為支柱產(chǎn)業(yè)的蘇北，為了更好地服務(wù)于地方區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展，為企業(yè)人才市場輸送合格的工程類專業(yè)人才，也為了適應(yīng)新時代對素質(zhì)教育的要求，對于有機結(jié)構(gòu)波譜解析課程的教學(xué)，除了傳授專業(yè)知識外，授課教師在教學(xué)中還要深入梳理和挖掘本課程中的素質(zhì)教育資源，在教學(xué)中不斷對學(xué)生進行創(chuàng)造性能力的培養(yǎng)；世界觀教育和人生觀教育，社會公德教育，自學(xué)能力的培養(yǎng)等素質(zhì)教育，實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)與價值引領(lǐng)的有機統(tǒng)一。以下是具體實施特色素質(zhì)教育的一些做法：

①提高授課教師的育人意識和育人能力。作為課堂主導(dǎo)者的授課教師應(yīng)具有專業(yè)的育人能力和明晰的育人意識，明確在教學(xué)中對學(xué)生進行世界觀教育和人生觀教育以及社會公德教育對于學(xué)生全面發(fā)展的重要意義；要積極參加素質(zhì)教育的相關(guān)培訓(xùn)，將素質(zhì)教育合理融合到專業(yè)課的課堂教學(xué)中，提高授課教師的育人能力；還需要不斷學(xué)習(xí)相關(guān)素質(zhì)教育理論著作，提升自身的人文素養(yǎng)和專業(yè)素質(zhì)，及時補充和更新教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)內(nèi)容的時效性。只有當(dāng)育人意識和育人能力提高后，才能真正實現(xiàn)素質(zhì)教育。

②深入挖掘本課程中蘊含的素質(zhì)教育資源。有機結(jié)構(gòu)波譜解析課程是一門綜合應(yīng)用課程，其包含的譜學(xué)解析方法的發(fā)展史就是一部人類不斷進步和超越的歷史，課程內(nèi)容蘊含了大量的素質(zhì)教育資源，因此，在教學(xué)中要不斷深入挖掘這些素質(zhì)教育資源，并將這些資源滲透到課堂教學(xué)中。如在介紹分離提純波譜分析用樣品的教學(xué)中，以由于中國分離提取技術(shù)落后，導(dǎo)致出口的中成藥大都來自日本為例，說明分離提取和波譜解析技術(shù)的重要性，并告誡學(xué)生落后就要吃虧，從而培養(yǎng)學(xué)生的探索與創(chuàng)新精神，樹立為中華民族偉大復(fù)興而努力奮斗的決心。在分析可的松和甲地孕酮的紫外光譜時，介紹這兩個化合物的發(fā)明人——黃鳴龍先生如何投身祖國建設(shè)，永攀科學(xué)高峰的事跡，并布置課后作業(yè)查閱并掌握黃鳴龍反應(yīng)，激勵學(xué)生要發(fā)揚老一輩科學(xué)家不斷探索的科學(xué)精神和深厚的家國情懷，激發(fā)學(xué)生的科研興趣和對專業(yè)的熱愛。在分析芳香族化合物基本結(jié)構(gòu)苯環(huán)的紅外光譜特征的教學(xué)中，介紹苯環(huán)凱庫勒結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程，培養(yǎng)學(xué)生多角度分析問題的科學(xué)方法以及科學(xué)的探索與創(chuàng)新精神。在分析青蒿素的紅外光譜特征教學(xué)中，介紹青蒿素的發(fā)明人，諾貝爾獎獲得者——屠呦呦的事跡，讓學(xué)生堅定“靈感”出自堅持，寂寞道路終璀璨的理念，從而樹立不畏寂寞，不懼困難，不斷磨礪，樹立勇做擔(dān)當(dāng)民族復(fù)興大任的弄潮兒的目標。

在解析核磁共振氫譜的教學(xué)中，以兩個含乙?；挠袡C物阿司匹林和海洛因為例，介紹醫(yī)學(xué)史上的三大經(jīng)典藥物：青霉素、阿司匹林和安定，世界史上的三大傳統(tǒng)毒品：鴉片、嗎啡和海洛因，但匪夷所思的是：經(jīng)典藥物之一阿司匹林和傳統(tǒng)毒品之一海洛因都是通過菲尼克斯·霍夫曼在分子結(jié)構(gòu)中引入了乙酰基得到的，但卻得到了到處可見的家庭常備藥和惡貫滿盈的毒品，并布置課后作業(yè)查閱并熟悉菲尼克斯·霍夫曼，讓學(xué)生明白科學(xué)發(fā)現(xiàn)是“雙刃劍”，幫助學(xué)生明辨是非，形成正確的世界觀、人生觀和價值觀，將來更好地服務(wù)社會。在綜合解析有“惡魔毒品”稱號和作為強力精神類藥物的麥角素二乙基酰胺的光譜時，讓學(xué)生明白波譜解析的有機化合物很多都具有多面性，從而培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)和社會責(zé)任感，養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。在質(zhì)譜解析的教學(xué)中，結(jié)合授課教師的科研，運用質(zhì)譜來分析，發(fā)現(xiàn)撲爾息痛生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的劇毒雜質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生主動探索科學(xué)問題的興趣，以及看到“觀察—發(fā)現(xiàn)—分析—研究—驗證”在科學(xué)研究中的重要性，激發(fā)學(xué)生對專業(yè)的熱愛；同時，還向?qū)W生介紹連云港康樂藥業(yè)深耕撲爾息痛這一老的原料藥，擁有全球70%以上撲爾息痛原料藥的市場的事例，從而培養(yǎng)學(xué)生精益求精的精神，并在認知實習(xí)中帶領(lǐng)學(xué)生去該企業(yè)實地參觀學(xué)習(xí)，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的作風(fēng)。在四譜解析的教學(xué)中，綜合解析電影“我不是藥神”中的“天價藥”——格列衛(wèi)的各種光譜，告訴學(xué)生，通過國產(chǎn)化，這個“天價藥”如今已變成“親民藥”，激勵學(xué)生要學(xué)會學(xué)有所用，從而激發(fā)學(xué)生熱愛專業(yè)、熱愛祖國，投身祖國建設(shè)的情懷，同時建立外國人能做到的我們更能做到的自信。

③開展特色素質(zhì)教育示范課堂教學(xué)。在開設(shè)有機化合物波譜解析的多個班級課堂教學(xué)中實施包含素質(zhì)教育元素的課堂教學(xué)，每個授課教師錄制10節(jié)課左右典型的素質(zhì)教育教學(xué)視頻。學(xué)期結(jié)束后課題組教師一起討論評價每個授課教師錄制的視頻，形成這門課程起到示范作用的素質(zhì)教育教學(xué)視頻，課程組還要每年撰寫不少于3000字的素質(zhì)教育實施總結(jié)報告，總結(jié)有機結(jié)構(gòu)波譜解析素質(zhì)教育教學(xué)改革典型經(jīng)驗和特色做法，形成可推廣可復(fù)制的教學(xué)改革經(jīng)驗。

4.結(jié)語

有機結(jié)構(gòu)物波譜解析是制藥和化工等專業(yè)的一門重要的專業(yè)課程，在工程認證和素質(zhì)教育背景下，將有機結(jié)構(gòu)波譜解析的理論知識的教學(xué)與工程認證和思想政治教育有機結(jié)合，通過提升教師工程背景，采用SPOC翻轉(zhuǎn)課程教學(xué)模式來改進教學(xué)模式及方法，以及通過提高授課教師的育人意識和育人能力，深入挖掘本課程中蘊含的素質(zhì)教育資源，以素質(zhì)教育示范課堂教學(xué)等方式開展特色素質(zhì)教育，做到既育智，又育心，促進學(xué)生全面發(fā)展。