制藥工程專業實驗教學層次化創新模式探索

葉勇

華南理工大學化學與化工學院制藥工程系，廣州510640

制藥工程專業是一個集化學、藥學、生物學和工程學交叉的學科專業，以培養藥品制造工程技術人才為目標。該專業側重培養學生運用化學、藥學、生物學、工程學、管理學及相關學科理論知識和技術手段解決藥品生產過程中的工程技術問題，實現藥品規模生產和規范化管理［1］。實驗教學是制藥工程專業課程體系的重要組成部分，是培養學生實驗技能、鞏固基礎理論知識、提高學生觀察能力、動手能力、分析能力的重要途徑，是實施創新教育、提高學生綜合素質、增強其科研意識和創新能力的關鍵所在［2-3］。但是，目前多數制藥工程專業課教學仍然沿用傳統的“三中心”教學模式(即:教師為中心+書本為中心+課堂為中心)，實驗課非常少，且偏重于驗證理論，或是配合理論教學設置實驗，采用一鍋端形式，沒有考慮到階段性、系統性、創新性［4-5］。使學生不僅難以對制藥的整個過程總體把握，而且對實驗缺乏積極性和主動性。因此，現有的實驗教學模式亟待改變。

為了解決現存問題，我們對華南理工大學的制藥工程實驗教學進行了研究和探索，提出層次化創新實驗教學模式。簡單地說，將制藥工程實驗劃分為四個層次:基本技能實驗、專業基礎實驗、綜合性實驗、創新性實驗。

1 層次化實驗教學模式的主要內容

1．1 第一層次:基本技能實驗

該實驗是針對大學低年級進行基本實驗技能培養，占整體實驗的20%。該階段要求學生主要掌握制藥工程常規實驗技術，包括單元操作、儀器使用等。首先，由教師對實驗室的管理制度、安全規定、操作規范和注意事項進行講解，讓學生在進入實驗室前對制藥工程實驗室有全面的了解。其次，由教師對各單元操作、儀器使用等進行詳細講解和操作演示，避免學生誤操作而造成損壞。最后，就各單元操作，如提取、分離、濃縮、干燥等指導學生進行實驗。該階段實驗可以給學生提供必要的實驗基礎，是確保專業化實驗正確進行的必須階段。

1．2 第二層次:專業基礎實驗

該實驗主要以大學二三年級學生為培養對象，該階段占整體實驗的20%。主要目的是結合所學專業理論知識進行實驗驗證，以提高動手能力，鞏固專業知識。實驗內容包括:簡單藥物合成實驗、制劑實驗、藥理學實驗、儀器分析實驗等。仍以教師為主講授具體的實驗方法，學生結合理論知識對實驗結果和實驗現象進行分析討論。

1．3 第三層次:綜合性實驗

該階段以大學三四年級為培養對象，占整體實驗的30%。主要目的是綜合化學、藥學、生物學和工程學知識，將其應用于一個完整藥物的生產過程。通過此實驗，學生可以了解藥物自實驗小試到生產的全過程，掌握藥物研發和生產的關鍵，鍛煉和提高學生的實際工作能力。實驗內容包括兩大部分，第一部分為藥物研究內容，指藥物自合成、分離、檢驗、制劑、評價的全過程;第二部分為藥物的生產設計，指藥物的小試生產、中試、工藝設計、設備選型與制造等。在實驗中，主要以學生為主完成整個實驗，教師對實驗進行必要的指導。

1．4 第四層次:創新性實驗

該實驗主要針對高年級學生開展，該階段占整體實驗的30%。主要目的是啟發學生的創新性思維，自主設計和進行藥品的研究和開發，充分調動學生參與的積極性。實驗內容包括新藥的研究開發和工藝設計，學生自主選題或結合教師的科研項目開展。

以上四層次中增加第三層次和第四層次的比重，著重培養學生整合專業知識的能力、實際工作能力和創新能力，達到創新型人才培養的目的。

2 層次化實驗教學的目標

形成階段化和系統化的制藥工程專業實驗教學，提高學生綜合運用知識解決實際問題和進行創新藥物開發的能力。學生通過第一層次實驗后對制藥工程實驗室有了基本了解，可掌握必要的單元操作技術和儀器操作技術;通過第二層次實驗后能夠鞏固所學的專業理論知識，并將專業知識與實驗方法、結果分析等相結合;通過第三層次實驗能夠將綜合所學知識，應用于藥物的科研與生產，學生能夠達到進行藥物生產的能力;通過第四層次實驗則能夠進行新藥的研究、開發與生產，具備承擔新藥研發的能力。所以，四層次培養不僅可培養學生利用知識解決實際問題的能力，而且調動了學生創造的主動性，實現了創新型人才的培養。

3 層次化實驗教學改革措施

3．1 學時分配和課程設置

目前華南理工大學本科制藥工程專業培養計劃，實驗課時為80學時，且集中設置，不能滿足學生實驗需要。為此，學校進行了學時分配改革，增加實驗學時數，總學時達128學時，其中基本技能實驗25學時，專業基礎實驗25學時，綜合實驗40學時，創新實驗38學時。并將各層次實驗分布于不同的學期。創新實驗可根據需要適度延長，或納入創新學分管理。實驗內容根據教學效果及時重新規劃，但需覆蓋藥物化學、藥學、生物學和工程學專業內容。

3．2 實驗考核

加強實驗考核，是正確評價學生實驗能力、創新能力的依據，也是調動學生積極性的重要舉措［6-7］。過去的考核僅以實驗報告為評判依據，主觀隨意性大。只有將考核貫穿于整個實驗中，才能確切地反映學生的實驗情況。我們將實驗考核分為五部分:實驗預習考核、實驗過程考核、實驗報告考核、操作技能考核和創新能力評價。

3．2．1 實驗預習考核實驗開始前要求學生對實驗內容進行預習。在實驗前要求每個學生出示預習報告，經提問通過后才能進行實驗。預習考核的目的是要求學生在實驗前認真閱讀實驗教材，查閱相關的理論知識，明確實驗目的和原理，熟悉實驗的操作步驟，了解有關儀器設備的使用方法，提高自主學習的能力。預習報告內容包括實驗目的、實驗原理、主要試劑、操作步驟、注意事項和一些問題提出等。教師提問內容主要是實驗原理、實驗步驟、注意事項等相關知識。要求學生能夠流利回答問題，只有這樣學生才能夠主動地查閱相關資料，擴大自己的知識面，增加自己的知識量。

3．2．2 實驗過程考核實驗過程考核主要包括實驗態度、組織紀律、環保意識、衛生情況、協作精神和公物愛護等方面。其目的是考察學生的基本素質，有沒有認真嚴謹的實驗態度、良好的記錄習慣是決定實驗能否成功的重要因素，而實驗廢物的處理、臺面和儀器的完好整潔均能反映學生的衛生習慣。一些實驗尤其是綜合實驗和創新實驗，均是以小組的形式，團隊協作進行的。通過這些考核，糾正學生不良習慣，提高學生科研基本素質。

3．2．3 實驗報告考核實驗報告的撰寫可以培養學生綜合思維能力［8］。它是學生對整個實驗的全面總結，是其實驗過程中的直接成果。通過實驗報告，教師可以獲得教學效果的反饋信息，發現問題及時解決。實驗報告的考核內容主要包括:報告的規范與整潔;實驗步驟及實驗現象記錄的完整性;對實驗現象能否做出較合理的解釋;實驗結果及處理是否恰當;實驗結果討論是否全面正確等;對出現的問題是否有較深入地探討等。重點要求學生對實驗中出現的問題能夠深入分析，查找原因，提出改進意見。

3．2．4 操作技能考核操作是否規范直接影響到實驗結果，對此方面的考核主要包括:實驗儀器的安裝和使用、基本操作熟練程度、正確的操作方法和實驗效率。不同的實驗操作過程差異很大，因此要求學生提前做好準備工作，教師則通過細化考核指標，定量衡量學生的操作能力。通過操作技能方面的考核和訓練，可以提高學生的動手能力和科研技能，為創新研究打下基礎。

3．2．5 創新能力評價創新能力的培養是創新人才成功的關鍵［9-11］，由于創新需要建立在扎實的基礎知識上，所以開展實驗時，也要先開展基礎實驗，再進行創新性實驗。創新能力主要從選題、研究內容、實驗方法、結果分析等方面進行評定。選題以自主選題為主，占所有實驗題目(包括自主選題和給定題目)比率不低于80%，并突出新穎性，研究內容、方法等也要體現特色和創新性。通過創新性實驗和評價，使學生創新能力顯著提高，參與實驗的積極性也大為提高。

在制藥工程專業實驗教學中引入層次化教學模式，增加了系統性和創新性，有利于提高學生的綜合素質，培養創新型人才。要使層次化實驗教學改革取得成效，必須配套進行學時和課程設置改革，并建立系統的考核體系。通過層次化實驗教學改革，培養具有扎實專業基礎知識、熟練的操作技能、創新性能力強的專業技術人才，可為今后從事藥品生產和科研奠定良好的基礎。

［1］許明麗，趙廣榮，白鵬，等．國外高校制藥工程專業教育［J］．化工高等教育，2004，(1):12-14

［2］鄒祥，石虹．制藥工程專業實驗室建設及管理初探［J］．實驗科學與教育，2006，4(2):96-98

［3］蔣建蘭，元英進，白鵬，等．制藥工程專業實驗室建設研究［J］．藥學教育，2004，20(2):22-23

［4］楊晉，朱桂花，李力．對制藥工程專業實驗教學的思考與探索［J］．衛生職業教育，2010，28(3):94

［5］姚健，馬君義，孔維寶，等．制藥工程專業實驗教學改革與創新教育探討［J］．衛生職業教育，2009，27(3):105-106

［6］周娟，蘇瓊．制藥工程專業實驗考核體系的探討［J］．西北民族大學學報:自然科學版，2007，28(66):85-88

［7］李玉賢，王憲齡．加強實驗教學考核，培養制藥工程專業學生的綜合能力［J］．中國中醫藥現代遠程教育，2010，(7):58-59

［8］楊素吟．談談學生實驗能力的培養［J］．中等職業教育，2005，(18):32-33

［9］李華，梁政勇，胡國勤．創新人才培養模式，培育制藥工程技術人才［J］．黑龍江教育:高教研究與評估，2011，(2):42-43

［10］步山岳，嚴云洋，章慧．構建創新人才培養模式，培養大學生創新能力［J］．中國科教創新導刊，2009，(8):26

［11］趙玉華，王紅．實驗室在創新人才培養中的作用［J］．實驗科學與技術，2010，8(2):181-183