基于任務驅動的制藥工程專業綜合實驗教學模式

宗智慧，劉明星，陶兆林

(蚌埠醫學院公共課程部，安徽蚌埠233030)

制藥工程是一個化學、藥學和工程學交叉的工科類專業，以培養從事藥品制造及新工藝、新設備、新品種開發、放大和設計的人才為目標[1]。實踐能力和創新能力對制藥工程專業學生來說至關重要，實驗教學是制藥工程專業教學的重要組成部分。制藥工程專業所學習的藥物化學、藥物合成反應、制藥工藝學、制藥工程學等課程均開設實驗課，但每門課程的實驗課課時均不多，實驗內容多為現象較明顯的經典實驗，與企業研發和生產實際嚴重脫節，而且局限于本門課程的內容，不能相互聯系、相互補充而形成一個完整的實驗課程體系，甚至幾門相關實驗課的內容出現重復，對學生綜合能力的培養十分不利。目前實驗課多采用傳統的教學方法，即先由教師介紹實驗的目的、原理、操作步驟及注意事項等，然后進行演示;按照教師的講授按部就班地操作，實驗主動性差、參與度低，不利于培養學生獨立思考和解決問題的能力以及創新思維[2]。

針對上述問題，近年來許多高校都在探索制藥工程專業實驗改革的方法與思路，其中開設綜合實驗的方法可以較好地解決各門實驗課程的局限性問題。所謂綜合性實驗，即將相關實驗學科的內容進行分解和整合，然后將各學科的內容有效銜接成一個完整的、與藥品研發和生產實際情況接近的完整實驗體系。學生通過完成該體系的各個實驗環節，熟練掌握相關的實驗技能，加強對各學科理論知識的理解，并將各相關學科的知識融會貫通，形成全局意識，從而達到提高綜合素質的目的。在綜合實驗內容的選取上，盡量選擇與企業研發和生產實際相近的，適合在實驗室開展的實驗項目，以避免學校教育與社會需求脫節。

1 任務驅動教學法

任務驅動教學法是建構主義學習理論中的一種教學模式，具體是指任課教師根據課程內容和學生的實際情況將學習內容設計成一個個任務模塊，讓學生在強烈的完成任務動機的驅動下，利用現有的知識和學習資源反復進行分析、討論和實踐，最終探索出解決問題的方法。在解決問題的過程中，不斷獲得的成就感可以更大地激發學生的求知欲望，促使學生更加努力地去完成下一個任務，從而逐步形成一個良性循環。相對于傳統的教學方法，任務驅動教學法有以下優點:有利于提高學生學習的主動性和參與度;有利于培養學生獨立分析問題、解決問題的能力，以及獨立探索、勇于開拓的自學能力;有利于培養學生的創新能力和全局意識;有利于教師與學生更有效地溝通[3]。

2 基于任務驅動的實驗教學模式

為提高各層次學生學習的積極性、主動性和參與度，培養學生獨立思考、解決問題的能力和動手能力，讓每個學生對所學習過的理論知識有更深層次的認識，并學會應用理論知識解決實際問題，可在制藥工程綜合實驗中引入任務驅動教學法。具體來說就是教師在廣泛調研的基礎上確定實驗項目，然后根據課程內容和教學目的設置具體實驗任務;學生在完成任務的過程中邊學邊練，通過不斷地研究和探索，最終自主完成實驗。

2.1 廣泛調研后選定實驗項目

高校實驗課內容多是一些實驗現象明顯的經典實驗，這些實驗雖然可以使學生加深對理論課程所學知識的理解，練習和鞏固實驗基本操作，但因制藥行業發展速度較快，有些實驗內容難免因過時而與企業研發和生產實際嚴重脫節。所以需要在選定綜合實驗項目之前走訪一些制藥企業和研究機構，調研其正在應用的技術較先進的、與藥物研發和生產實際緊密結合的、適合在實驗室開展的實驗項目，然后對調研結果和實驗室實際情況綜合考慮，確定綜合實驗項目。這樣不但可以解決學校教育與社會需求脫軌的問題，而且可以讓學生了解行業的新動態，掌握較先進的實驗方法和實驗技術。

2.2 精心設計實驗任務

任務驅動教學法的關鍵是任務的科學性。教師要以學生為中心，根據教學目的和學生的具體情況精心設計出具有高度科學性、合理性、開放性和可行性的任務，讓學生在完成任務這一動機的驅動下，由被動學習轉變為主動學習。根據制藥工程專業綜合實驗的培養目標，教師將實驗內容合理地拆分為一個個相互聯系的任務模塊，每個模塊的入口和出口由教師把關。以化學制藥綜合實驗為例，其任務模塊設置如圖1所示。

圖1 任務驅動的化學制藥綜合實驗實施路線圖

從圖1可看出，以上實驗任務幾乎涵蓋了化學制藥相關理論課程的全部知識。如原料藥合成路線的設計和選擇模塊，學生通過查閱文獻可實踐文獻檢索課程所學知識，在設計和選擇路線的過程中可加深對藥物化學、藥物合成反應等課程所學知識的理解;在工藝優化模塊，學生可以實踐制藥工藝學、制藥設備設計和三廢處理等課程所學習的內容;在制劑制備模塊，學生可復習藥劑學所學習的各個劑型的特點、處方組成及相關知識;在質量分析模塊，學生又可以復習和實踐藥物分析相關的學習內容。如果條件允許，還可進一步進行藥理、藥效、毒理相關的實驗，以加深學生對藥理學等課程內容的理解。

2.3 分小組完成任務

任務驅動教學模式是以學生為中心的教學模式。在實驗開始前，教師根據任務的難易程度及學生的基本情況，將學生分成若干實驗小組，力求小組成員在實驗過程中可以優勢互補、相互學習。在完成任務的過程中，每個小組根據已掌握的知識和所查閱的文獻資料自主制定實驗方案，并在執行的過程中不斷調整和完善實驗方案。在實驗過程中，教師主要起引導作用，只在每個任務模塊的入口和出口檢查學生的實驗方案是否可行、實驗結果是否合格。在學生遇到問題時，不是直接給出解決問題的方法，而是與學生一起討論，引導學生利用學過的知識和現有學習資源自主解決問題。這樣可以讓學生親自體驗實驗研究的過程，而不是簡單地“照葫蘆畫瓢”，有利于培養學生運用知識能力、獨立思考能力、邏輯思維能力和創新能力。學生在成功完成每個任務后，享受實驗成果的同時還會獲得成就感，這有助于激發學生的求知欲，提高學生學習的積極性和主動性，進而更努力地完成其他任務，從而形成良性循環。此外，在完成任務的過程中，小組組員之間必定要相互配合，一起討論、學習和實踐，并力爭比其他小組做得更完美，這有助于培養學生的溝通能力、人際交往能力和團隊合作精神。

2.4 組織學生展示交流

目前，很多大學生在表達能力方面存在一定欠缺，甚至有些學生在不熟悉的同學面前講話會害羞、語無倫次。為改善這一情況，在學生完成各個實驗任務之后，讓其將文獻綜述、實驗方案設計、實驗過程、實驗結果與討論等寫成小論文，并制作成PPT，然后在全班范圍內以答辯的形式進行展示與交流。這不僅有助于提高學生的表達能力，增強其心理素質，還可以讓學生在相互學習和交流的過程中，取長補短，提高綜合能力和素質。

2.5 綜合評定實驗成績

實驗成績的評定不僅僅是對學生過去實驗表現的評價，更是督促和鼓勵學生認真學習，提高學生實驗積極性的有效手段。傳統實驗教學一般根據學生的實驗操作和實驗報告書寫情況進行成績評定，不能全面客觀地反映學生的實驗表現。為全面、客觀、公正地評價學生的實驗成績，體現對學生素質與技能的要求，必須建立一套客觀合理的成績評價體系。基于任務驅動的制藥工程綜合實驗教學模式在進行學生成績評定時，可按如下比重確定學生成績:前期文獻查閱及實驗方案設計(文獻查閱是否準確、全面，實驗方案是否合理可行并根據實驗實際情況及時修正等)占總成績的30%，中期完成每個任務模塊時的實驗表現(實驗態度是否端正、實驗操作是否規范、實驗結果是否理想等)占40%，后期的實驗總結、論文撰寫及答辯表現(實驗總結及論文撰寫是否規范、答辯PPT是否合理美觀、答辯語言表達是否流暢等)占20%，其他(小組成員分工是否明確合理、溝通是否順暢及團隊合作情況等)占10%。總之，要全面考查學生從前期文獻查閱一直到最后論文撰寫及答辯的各個環節，綜合評定學生的實驗成績，力求做到公平、公正、全面評價。

3 結語

隨著我國制藥行業的不斷發展，國家和企業對制藥專業人才的創新能力和綜合素質都有了更高的要求。采用基于任務驅動的制藥工程綜合實驗教學模式，可以有效解決傳統實驗教學模式中各學科實驗課內容局限于本學科而不能相互聯系成為一個完整的、接近生產實際的藥物制備體系的問題、學生實驗課參與度低的問題以及學校教學內容與社會需求脫節的問題。這種教學模式對于培養學生的創新能力、邏輯思維能力、實驗操作技能、處理實驗結果的統計分析能力及論文寫作能力等均有較大幫助，有利于潛移默化地培養學生的科研意識、全局意識和團隊合作意識，從而培養出符合社會需要的綜合素質較高的制藥工程專業創新型人才。

[1]元英進，尤啟冬，于奕峰，等.制藥工程本科專業建設研究[J].化工高等教育，2006，23(1):12－15.

[2]李磊，孟艷秋，劉丹，等.制藥工程專業實驗課程教學體系改革的探索與實踐[J].化工高等教育，2015(1):33－36.

[3]張洪光.任務驅動型研究性學習教學模式的探討[J].赤峰學院學報:自然科學版，2015，31(1):219－221.