基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的藥物分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

劉 瑞,裴 科,景 玲,史靜超,常銀霞

(山西中醫(yī)藥大學(xué)中藥與食品工程學(xué)院基礎(chǔ)學(xué)部, 晉中 030619)

隨著全球醫(yī)藥學(xué)教育的發(fā)展,學(xué)科間交叉融合力度加大,醫(yī)藥學(xué)人才教育模式也隨之發(fā)生變革。以學(xué)科為中心的傳統(tǒng)模式存在相關(guān)專業(yè)課程教學(xué)分離[1,2]、知識點(diǎn)交叉重復(fù)、知識體系不連貫等弊端,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)加重,同時(shí)出現(xiàn)專業(yè)視野狹窄、知識的融會(huì)貫通能力欠缺、實(shí)踐能力不足等問題。

鑒于此,越來越多的學(xué)者提出了整合藥學(xué)的概念、改革思路和設(shè)計(jì)。很多高校關(guān)于課程整合的理論與實(shí)踐研究也在如火如荼地進(jìn)行[3,4]。整合課程體系打破了學(xué)科界限[5,6],有助于學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)、完整的知識框架,注重知識的融會(huì)貫通和綜合運(yùn)用,采用主動(dòng)、探究、合作的學(xué)習(xí)方式,有利于發(fā)揮學(xué)生的主體性和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,強(qiáng)化學(xué)生的核心素養(yǎng),提升實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

我院制藥工程專業(yè)在2019年修訂人才培養(yǎng)方案時(shí),選擇將藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)與藥物分析實(shí)驗(yàn)整合,首先由學(xué)生按照藥物合成工藝流程合成目標(biāo)原料藥,然后通過性狀、鑒別、檢查和含量測定等各種檢驗(yàn)項(xiàng)目對合成的藥物進(jìn)行較全面的質(zhì)量研究。該課程模式不僅可有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,而且有助于學(xué)生對藥物質(zhì)量原因進(jìn)行溯源分析,將所學(xué)藥物化學(xué)和藥物分析知識融會(huì)貫通,有效地提升綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力。

課程整合改革后,藥物分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中分析對象為學(xué)生自行合成的樣品,樣品純度未知,雜質(zhì)不明,含量不可控,分析難度加大,同時(shí)各組學(xué)生的樣品不盡相同。因此,實(shí)驗(yàn)改革后課程整體難度加大,對參與藥物分析實(shí)驗(yàn)的教師和學(xué)生都提出了更高的要求?；诖?我們開展了基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的藥物分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究與實(shí)踐。

1 藥物分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革的背景和必要性

藥物分析課程是制藥工程專業(yè)一門非常重要的專業(yè)核心課,實(shí)踐性很強(qiáng)。藥物分析實(shí)驗(yàn)是藥物分析課程理論教學(xué)的重要補(bǔ)充。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,分析對象為市售的中西藥原料藥及其制劑,產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)要求,質(zhì)量穩(wěn)定均一,雜質(zhì)限量可控,且樣品數(shù)量有保證,分析難度較小。教學(xué)模式為教師組織安排,學(xué)生課前預(yù)習(xí),教師逐一講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,解釋實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并對可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一些注意事項(xiàng)進(jìn)行重點(diǎn)講解和強(qiáng)調(diào),學(xué)生只需按照實(shí)驗(yàn)講義“按方抓藥”,或者根據(jù)教師寫好的步驟“照葫蘆畫瓢”進(jìn)行實(shí)驗(yàn),獲取數(shù)據(jù),驗(yàn)證規(guī)律。這種驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,可初步培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力,但由于學(xué)生的分析對象均一樣,難免會(huì)有學(xué)生消極怠工,渾水摸魚。同時(shí)以教師為主的教學(xué)模式使學(xué)生缺乏主動(dòng)性,缺少獨(dú)立解決問題的意識,不利于學(xué)生分析問題、解決問題能力的提高,更談不上激發(fā)學(xué)生的興趣和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

課程整合改革后,藥物分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中分析對象變?yōu)閷W(xué)生自行合成的原料藥。鑒于學(xué)生首次接觸藥物合成,認(rèn)知有限,所以合成的樣品會(huì)存在純度低,雜質(zhì)含量高,均一性差,且樣品數(shù)量有限等問題,因此實(shí)驗(yàn)改革后整體實(shí)驗(yàn)難度加大,參與藥物分析實(shí)驗(yàn)的教師和學(xué)生也都將面臨諸多新的問題和挑戰(zhàn)。教師要做好充分的教學(xué)設(shè)計(jì),預(yù)判學(xué)生自行合成的樣品分析檢驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的問題,引導(dǎo)學(xué)生分析問題、解決問題;同時(shí)實(shí)驗(yàn)過程中涉及分析化學(xué)、儀器分析等多個(gè)學(xué)科的相關(guān)知識,對學(xué)生前期的知識積累和基本操作技能要求較高。因此,如何統(tǒng)籌安排實(shí)驗(yàn),做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì),既能使學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn),又能使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中理論聯(lián)系實(shí)際,將各學(xué)科知識融會(huì)貫通,提升專業(yè)能力和創(chuàng)新能力,成為思考和探索的課題。

2 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法的內(nèi)涵

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)是建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)之上的一種教學(xué)方法[7],以實(shí)際項(xiàng)目的構(gòu)建過程為線索,教師把相關(guān)的知識點(diǎn)巧妙地融入項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)中,引導(dǎo)學(xué)生對項(xiàng)目進(jìn)行分析、討論,通過師生的互動(dòng)和學(xué)生間的相互協(xié)作,設(shè)計(jì)方案并合作完成一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行教學(xué)的教學(xué)模式。在整個(gè)教學(xué)過程中[8],教師僅作為項(xiàng)目的組織者和指導(dǎo)者,學(xué)生則是項(xiàng)目完成的主體和中心,參與項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)施的全過程。在教師的引導(dǎo)下,隨著項(xiàng)目的不斷推進(jìn)和層層深入,學(xué)生通過不斷探索和自主解決問題,自然而然地進(jìn)行知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)和綜合應(yīng)用,既調(diào)動(dòng)了自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性,又培養(yǎng)和鍛煉了分析問題、解決問題的能力。

近年來,項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、地理等各專業(yè)課程的教學(xué)中都得到了廣泛的應(yīng)用[9,10],被認(rèn)為是一種行之有效的教學(xué)方法,可用于高效地組織和開展課程教學(xué)。

3 課程整合后藥物分析實(shí)驗(yàn)課程改革和實(shí)踐

3.1 重構(gòu)和整合開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容

課程整合改革后,實(shí)踐教學(xué)中分析對象改為學(xué)生自行合成的樣品,樣品純度未知,含量不可控。為降低分析難度,保證教學(xué)效果,教師確定選取藥典品種為合成對象,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件,確定了實(shí)驗(yàn)開設(shè)項(xiàng)目;進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)時(shí),既要考慮到各個(gè)藥物自身的質(zhì)量控制特點(diǎn)和要求,又需考慮課程本身教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性、完整性以及教學(xué)學(xué)時(shí)的有限性。因此,將實(shí)驗(yàn)過程涉及的藥物化學(xué)-分析化學(xué)-藥物分析等多學(xué)科相關(guān)的知識點(diǎn)通過項(xiàng)目的分解和模塊化進(jìn)行重組整合,既使學(xué)生能完成對各個(gè)藥物的分析,又使每次實(shí)驗(yàn)課重點(diǎn)不同,在完成教學(xué)任務(wù)的同時(shí),通過與其他學(xué)科的交叉融合,提高對知識的深入理解和綜合應(yīng)用能力。

3.2 優(yōu)化教學(xué)方法,提升學(xué)生專業(yè)能力

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我們以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo),實(shí)施項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。以藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生自行合成藥物的質(zhì)量分析為實(shí)際項(xiàng)目,學(xué)生4-5人一組,根據(jù)藥典標(biāo)準(zhǔn)課前擬訂實(shí)驗(yàn)方案,制定較為詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟。教師根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)提醒學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中一般或者可能會(huì)遇到什么問題,引導(dǎo)學(xué)生思考以及尋找解決問題的方法,做好預(yù)案。學(xué)生在課中實(shí)施方案,并根據(jù)具體情況調(diào)整方案;課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié),反思實(shí)驗(yàn)方案制定的不足之處,綜合評價(jià)藥品的質(zhì)量,并與藥物化學(xué)中藥物合成路線、純化過程等相關(guān)聯(lián),分析藥品質(zhì)量優(yōu)劣的原因。為了順利完成項(xiàng)目,學(xué)生需不斷地根據(jù)“項(xiàng)目”的需求來學(xué)習(xí),變被動(dòng)地接受知識為主動(dòng)地尋求知識,潛移默化中改變了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)觀,由“學(xué)了、學(xué)過”到“會(huì)學(xué)、會(huì)用”,并把各學(xué)科知識加以引伸拓展,實(shí)現(xiàn)了專業(yè)知識的融會(huì)貫通和觸類旁通。在完成“項(xiàng)目”的過程中,小組內(nèi)每個(gè)人或者小組間的思路、想法不盡相同,教師可引導(dǎo)他們進(jìn)行討論和交流,并適當(dāng)?shù)亟o予點(diǎn)評和鼓勵(lì),使他們相互取長補(bǔ)短,既調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性,又培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新精神和合作意識。

3.3 優(yōu)化和細(xì)化課程教學(xué)設(shè)計(jì)

在學(xué)生擬定方案和實(shí)施方案的過程中,教師通過拋出問題,引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目各子模塊的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)進(jìn)行細(xì)化和分析,使學(xué)生在實(shí)踐中進(jìn)一步理解和驗(yàn)證理論知識,加深對專業(yè)知識的理解和運(yùn)用能力。如在硝苯地平質(zhì)量分析的實(shí)驗(yàn)中,按照藥典標(biāo)準(zhǔn),鑒別項(xiàng)下要求取樣品適量,加三氯甲烷2 ml使溶解,加無水乙醇制成每1 ml約含15 μg的溶液。那15 μg·ml-1的樣品溶液,應(yīng)當(dāng)如何配置呢?適量,應(yīng)稱取樣品多少,應(yīng)該選用什么精度的天平;要用何溶劑溶解,溶劑的種類和純度如何確定;如果樣品不溶解,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行怎樣的前處理,以滿足測定紫外吸收光譜的要求。配置好樣品后,學(xué)生應(yīng)思考紫外分光光度計(jì)應(yīng)該怎么用,如何進(jìn)行校正和檢定,儀器的狀態(tài)對檢測結(jié)果有何影響,什么是溶劑的截止波長,溶劑的純度是否影響測定結(jié)果等問題。教學(xué)中教師通過選人提問和課堂指導(dǎo)等多種方式引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的剖析,啟發(fā)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中理論聯(lián)系實(shí)際,將各學(xué)科知識融會(huì)貫通,提升專業(yè)能力和創(chuàng)新能力。

課程改革后,學(xué)生雖然目的合成樣品一致,但由于認(rèn)知不一,實(shí)驗(yàn)操作水平不一,實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)不同,導(dǎo)致各組學(xué)生樣品都不一樣,甚至出現(xiàn)合成過程中沒有得到產(chǎn)物的情況。因此,教師需做好充分的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),預(yù)判學(xué)生自行合成的樣品分析檢驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的問題,引導(dǎo)學(xué)生分析問題、解決問題。例如在進(jìn)行硝苯地平原料藥的分析過程中,部分學(xué)生由于藥物合成制備過程中樣品純化不夠,導(dǎo)致藥品純度不夠,雜質(zhì)較多。在采用鈰量法進(jìn)行含量測定時(shí),滴定過程中溶液顏色變化不明顯,滴定終點(diǎn)難以確定,實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行。故在實(shí)驗(yàn)中教師安排學(xué)生分析備用的市售硝苯地平原料藥,使實(shí)驗(yàn)得以順利進(jìn)行。備用藥品的儲(chǔ)備,一方面使學(xué)生得以完成實(shí)驗(yàn),不至于因缺少樣品或者樣品純度等問題影響實(shí)驗(yàn);另一方面通過與市售樣品的比較,更使學(xué)生意識到自身學(xué)識的不足和差距,激發(fā)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和內(nèi)在動(dòng)力。

3.4 線上資源建設(shè),有效輔助線下教學(xué)

為幫助學(xué)生課前設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、課中順利實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案,同時(shí)為避免部分學(xué)生由于基礎(chǔ)不扎實(shí),儀器不熟悉,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無法順利進(jìn)行,自信心受挫和產(chǎn)生畏難情緒等,教師依托學(xué)習(xí)通平臺(tái),以現(xiàn)有的藥物分析課程線上資源為基礎(chǔ),進(jìn)一步完善線上課程資源,同時(shí)有效整合和充分利用藥物化學(xué)和儀器分析等其他課程的教學(xué)資源,方便學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí),提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效果。目前,學(xué)習(xí)通平臺(tái)中上傳了如天平使用、精密稱定、移液管和刻度吸管使用、重結(jié)晶等基礎(chǔ)操作視頻;紫外分光光度計(jì)、紅外分光光度計(jì)、氣相色譜儀、高效液相色譜儀、液相六通閥原理等分析儀器使用視頻,以及質(zhì)量研究中涉及到的雜質(zhì)限量檢查、制劑通則檢查、含量測定計(jì)算等教學(xué)視頻等,為學(xué)生學(xué)習(xí)提供多元化幫助。同時(shí)依托平臺(tái),教師進(jìn)行在線答疑,增強(qiáng)了師生互動(dòng),提高了學(xué)生參與課程的積極性和主動(dòng)性。

3.5 注重課程思政

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師不僅注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和專業(yè)能力,更注意在教學(xué)過程中通過設(shè)計(jì)小組協(xié)作、難題解決和師生互動(dòng)等環(huán)節(jié),潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是和細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神,獨(dú)立思考和勇于探索的創(chuàng)新精神,集智攻關(guān)和團(tuán)結(jié)合作的協(xié)同精神等,加強(qiáng)課程思政建設(shè),增強(qiáng)課堂育人功能。

3.6 評價(jià)方法及時(shí)化,考核方法多元化

課程考核方式為過程性評價(jià)(40%)和終結(jié)性評價(jià)(60%)相結(jié)合。過程性評價(jià)包括出勤(5%)+課堂提問(10%)+課堂表現(xiàn)(15%)+實(shí)驗(yàn)報(bào)告(10%)四部分組成。教師首先通過上課時(shí)抽查、點(diǎn)評實(shí)驗(yàn)方案以及依托學(xué)習(xí)通平臺(tái)隨機(jī)選人提問等方式,了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的制定情況,及時(shí)診斷學(xué)情,給予必要的指導(dǎo)和矯正,確保學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成;其次,通過課堂巡視、指導(dǎo)、觀察,將學(xué)生態(tài)度是否端正、實(shí)驗(yàn)方案是否熟悉、基本操作是否規(guī)范、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否認(rèn)真分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否按要求處理并登記等多項(xiàng)指標(biāo)納入考核指標(biāo);最后考核學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫是否規(guī)范,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是否完整,是否對合成藥物進(jìn)行質(zhì)量評價(jià)及原因分析。通過對學(xué)生全過程多元化監(jiān)督管理和評價(jià),注重學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和整體表現(xiàn),有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高學(xué)生的綜合能力。

課程整合有助于學(xué)生專業(yè)知識體系的系統(tǒng)構(gòu)建以及對專業(yè)知識的融會(huì)貫通和綜合應(yīng)用能力、學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),進(jìn)而有效發(fā)展和提升大學(xué)生的核心素養(yǎng),推動(dòng)我國高等教育高質(zhì)量發(fā)展。

經(jīng)過兩年的教學(xué)實(shí)踐,我院藥物化學(xué)及藥物分析實(shí)驗(yàn)的整合課程已經(jīng)取得了初步成效,得到學(xué)生的認(rèn)可和好評。但在實(shí)施過程中,我們也發(fā)現(xiàn)一些問題,比如實(shí)驗(yàn)資源的多元化還需進(jìn)一步完善、實(shí)驗(yàn)后的教學(xué)反思如何更及時(shí)和深入等。未來,我們應(yīng)積極總結(jié)經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)和解決存在的問題和不足,從而獲得更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。