王 娜,李 峰,張師愚,鄭 琳,那大成,寇曉娣,尹 飛,趙 駿
(1 天津中醫藥大學中藥制藥工程學院,天津 300193;2 天津市聯合環保工程設計有限公司,天津 300191;3 天津中醫藥大學中藥學院, 天津 300193)
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中醫藥院校《化工原理》課程教學的若干思考
王娜1,李峰2,張師愚3,鄭琳1,那大成3,寇曉娣3,尹飛3,趙駿3
(1 天津中醫藥大學中藥制藥工程學院,天津300193;2 天津市聯合環保工程設計有限公司,天津300191;3 天津中醫藥大學中藥學院, 天津300193)
《化工原理》是中醫藥院校制藥工程、藥物制劑和中藥制藥專業的專業基礎課,是聯系理論與實踐的重要課程,起到承前啟后的作用。具有中醫藥特色《化工原理》的教學要結合中藥制藥生產過程,從炮制、提取、制劑等環節出發,緊密聯系各單元操作的基本知識,并以具體的中藥制藥生產過程為例對設備的操作和選型進行講解。通過教材內容的選擇、教學方法的更新、實驗內容的改進等方面的教學改革,培養兼具工程思維和中醫藥思維的人才。
化工原理;中醫藥院校;教學;體會
《化工原理》是化工類及相近專業的一門主干課程。它是連接理論知識和生產實踐之間的橋梁,起到承前啟后、由理及工的作用[1]。我校中藥制藥、制藥工程和藥物制劑三個專業學習《化工原理》課程。這三個專業的共同特點是培養具備中藥生產工程等方面的基本理論、基本知識和基本實驗技能,能夠從事中藥生產、制備和質量控制等方面的人才。《化工原理》課程既滿足學生對中藥生產過程中基本理論的需求,又實現對學生工程思維和動手能力的培養,是完成培養目標的必修課程。
但是,中醫藥類院校《化工原理》課程不僅要體現其在自然科學的基礎課向工程科學的專業課過渡過程中的銜接作用,使得學生具備解決實際工程問題的能力,比如設備的選型、工藝過程的計算等;更要體現其在中藥提取、分離、加工和劑型等方面的應用特點,使得學生有針對性地了解和認識中藥加工過程中涉及到的化工設備和工藝流程。中醫藥類院校《化工原理》的授課不僅要以工科院校《化工原理》課程為基礎,體現其基本理論和知識;還要具有中醫藥院校自身的特色,實現基本理論與中藥生產過程和設備應用的結合。在教學的實踐過程中,筆者總結了以下幾點體會。
工程思維[2]就是在工程的設計和研究中形成的思維,是一種籌劃性的思維,是運用各種知識解決工程實踐問題的核心。工程思維要具有科學性、邏輯性、嚴謹性、集成性等特點,并立足于市場,具有統籌性和全局性。中醫藥思維[3]的基礎是中國古代的“天人合一,天人同構”的思想,其特點就是把人體視為一個整體,把人與社會、人與自然視為一個整體。
我校學生在中醫、中藥相關課程以及校園濃厚的中醫藥氛圍中已經逐步形成并建立了較為完善的中醫藥思維,而在前修課程中并沒有涉及到工程方面的內容,因此《化工原理》課程肩負著對學生進行工程思維培養的重任。但是,對于中醫藥院校學生工程思維的培養又要與工科院校對學生的培養進行區別,不能從化工生產的角度進行《化工原理》的授課。這是因為首先中藥制藥過程的流程較短、設備較為簡單,與化工過程不盡相同,從而使得教學目標以及教學的重點和難點均比工科院校的低一些;其次,學生的工程基礎較為薄弱,如果直接從化工的角度進行授課,可能會影響學生的理解與接受,降低學習興趣。中醫藥類院校《化工原理》的授課既要體現《化工原理》課程本身的特點,又要結合中醫藥院校自身的優勢和中藥制藥過程的特點,對中藥制藥過程中的化工原理問題進行講解和闡述,密切聯系中藥制藥的生產過程以及學生已修的中醫藥相關課程,使得學生易于接受和理解,讓同學理解工程放大在中藥生產過程的作用,引導學生主動思考工程問題,激發學習的興趣和積極性,更能靈活地將知識運用到藥廠實踐中。從而在幫助同學建立工程思維的同時進一步鞏固和深化學生的中醫藥思維,實現工程思維的建立與中醫藥思維培養之間的緊密結合。
教材是供教學用的資料,在教學活動中起到載體的作用,是教學理論與教學實踐相結合、提高教學質量的關鍵因素[4]。在課堂上,我校《化工原理》課程選擇化學工業出版社出版的《制藥化工原理》為教材。該教材全面的涵蓋了制藥過程所涉及的單元操作,并將這些單元操作的基本原理和設備的講解與具體的制藥生產過程相聯系,生動、形象、深入淺出地介紹了制藥過程中所涉及的化工原理知識,是一本適宜中醫藥院校學生學習的教材。在課堂之外,推薦給學生一些與化工過程更加密切的教材,比如天津大學出版社出版的《化工原理》等教材,給學有余力的同學提供更多拓展思維和視野的參考書。這些教材比課堂上所采用的教材內容更加豐富,深度也較深,可以鍛煉學生的自學能力。
工科院校《化工原理》課程全面地介紹了動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞的基本原理,以及根據這些基本原理衍生出來的化工單元操作,比如流體流動、沉降與過濾、傳熱、精餾、吸收、干燥、蒸發、萃取;主要講授典型設備的構造、操作原理、設備的選型及計算等內容。而中藥制藥生產過程與化工生產過程存在較大的差距,其中涉及的單元操作也不同。中藥制藥生產過程主要包括中藥材的前處理(洗藥、潤藥、切割、炒制等)、干燥、粉碎、篩分、蒸發和制劑成型等步驟。其涉及到的單元操作主要有干燥、傳熱、沉降與過濾、吸收、蒸發。因此,中醫藥類院校《化工原理》課程的教學內容在以工科院校《化工原理》授課內容為基礎的前提下,應密切結合中藥制藥生產過程的特點和需求,具備中醫藥的特色。一是授課重點要更緊密地與中藥的生產過程相結合,體現具體理論在中藥制藥方面的應用,比如中藥材的干燥過程和中藥制藥中的過濾過程等,便于學生形成更加直觀的認識。二是課程內容與中藥特色課程相互交織,比如在講解化工原理設備時,可以與炮制課程相結合,闡述說明在中藥炮制過程所使用的設備是如何體現化工原理單元操作的知識。三是單元操作所涉及的設備均是制藥生產過程中實際使用到的,而非化工生產過程中的設備。
《化工原理》這門課程概念多、知識點分布廣、公式繁多、應用性強、各單元操作過程相互獨立、設備類型多種多樣,且結構復雜。在中醫藥類院校中,如何突破其傳統的教學模式,運用現代化教學手段和教學方法,從理論到實踐多方位入手,將難點和重點變得更直觀,更通俗易懂,逐步建立具有中醫藥特色的《化工原理》課程是今后教學的主要問題和主要目標。
在中醫藥類院校《化工原理》的課堂上所采用的教學方法和手段主要有:提問式教學、啟發式教學[5]、討論式教學[6,7]、參與式教學[8]等方法。在授課過程中經常提問“為什么”可以吸引同學的注意力,激發大家學習的熱情和興趣,啟發學生的思考,引導同學的思路,從而起到回憶已學知識,掌握現有知識,培養縝密、富有邏輯性的工程思維的作用。在化工原理授課過程中,啟發式教學主要體現在化工單元操作理論公式的講解上,通過基本的物料衡算一步一步啟發同學如何分析和思考,進而得到最終的理論公式。提問式教學和啟發式教學往往結合使用。當采用討論式教學方法對某一單元操作進行講解時,可以先舉出一個生產過程中遇到的實際問題,讓學生自己通過閱讀、觀察、思考、討論等途徑去思考該問題出現的原因以及解決問題的方法,自行發現該單元操作的作用以及應用方法,以培養學生的獨立思考能力和創新精神。參與式教學是在“以學生為中心,以活動為主,共同參與”的理念指導下,強調在教學中體現學生的主體地位的教學組織形式和教學方式。在課堂上,組織討論內容,讓學生分成小組,共同討論一個問題;或者請學生到講臺上講解自己對某一化工單元操作的理解,這些參與式教學都可以增加學生學習的積極主動性,進而加深和鞏固學習效果。
在運用多種方法進行授課的過程中,任課教師一定要密切關注學生的反應。對于較難理解的重點和難點部分,學生會出現聽不懂和無法理解的現象,這個時候一定要減慢授課速度,增強與學生間的互動,細致地劃分所設置的問題,通過逐步解釋這些小問題而漸漸引導學生的思路,讓學生體會分析問題、探索問題、解決問題的過程,進而增強學生的邏輯思維能力,培養工程思維。
此外,中醫藥類院校《化工原理》課程還可以通過互聯網進行建設和發展。學生通過網絡等平臺直接接觸到優秀的教學課件、教學視頻和教材等,進而了解、熟悉和掌握《化工原理》課程的基本理論和基礎知識。師生和生生間也可以通過網絡平臺進行在線的互動、交流和討論。
對于在中藥制藥領域很少用到的化工單元操作,其對應的實驗內容可予以適當的刪減,比如精餾和萃取兩個單元操作的實驗。對于在中藥制藥過程中經常用到的單元操作,可相應的增加其在實驗課程中的內容,比如干燥、過濾、沉降等分離過程。在對實驗內容進行調整的同時,更重要的是使《化工原理》實驗課程帶有中醫藥特色,即對已有的《化工原理》實驗內容進行修改,使其中具體的實驗過程更加接近實際的中藥制藥過程。比如,在工科院校中的干燥實驗是干燥一塊帆布,在中醫藥院校中該實驗可以改進為干燥具有特定劑型的藥物制劑或者原料藥材。這樣,學生能夠直觀的體會到《化工原理》課程與中藥制藥間的聯系。
此外,對實驗內容可以進行整合,將多個單元操作組合到一起,形成綜合實驗。實驗課程的編排要與中藥廠使用的設備相呼應,即學生操作的設備和儀器與中藥廠實際應用的設備相一致,進一步加深學生對理論知識認識和理解的同時,讓同學身臨其境地體會中藥制藥廠生產的過程。并結合針對性的實驗課程培養學生設計規劃實驗方案以及分析處理實驗數據的能力,進而加深對課堂理論知識的認識與理解。
中醫藥類院校《化工原理》課程是建立在工科院校《化工原理》的基礎之上,體現其基本理論和知識,吸取其精華與經驗,并與中藥制藥過程進行了緊密地聯系與結合,形成了具有中醫藥特色的《化工原理》課程。無論是在理論課的授課過程中,還是在實驗課的操作過程中,課程內容均體現了具體的制藥過程所涉及的單元操作和設備,幫助學生更直觀地了解所學知識的具體應用,進而增進對課程的學習興趣,提高學生實踐操作的能力,培養兼具工程思維和中醫藥思維的優秀人才。
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[3]陳春.中醫藥類高職學生中醫藥思維方式建立探討[J].中醫教育,2011(2): 75-77.
[4]黃德春,史益強,王志祥.制藥化工過程及設備教材的內容選材[J].藥學教育,2010, 26(4): 36-37.
[5]潘鶴林,張輝,齊鳴齋.化工原理(少學時)課程啟發式教學方法探索[J].化工高等教育, 2015(1):47-53.
[6]姚山季,錢存華.高校探究式教學改革: 實施障礙與超越路徑[J].江蘇高教, 2015(1):79-81.
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Some Thoughts about the Teaching of Principles of Chemical EngineeringinCollegeofTraditionalChineseMedicine
WANG Na1, LI Feng2, ZHANG Shi-yu3, ZHENG Lin1, NA Da-cheng3, KOU Xiao-di3, YIN Fei3, ZHAO Jun3
(1 College of Pharmaceutical Engineering of Traditional Chinese Medicine, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193; 2 Tianjin United Environmental Engineering Design Co., Ltd., Tianjin 300191; 3 College of Traditional Chinese Medicine,Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193, China)
Principles of Chemical Engineeringisabasiccourseinpharmaceuticalengineering,pharmaceuticalpreparationsandtraditionalChinesemedicinepharmacyprofessionalintraditionalChinesemedicine(TCM)colleges,whichisanimportantcoursethatlinkthetheoryandpractice,playingaroleinthepast.TheteachingofPrinciples of Chemical EngineeringwiththecharacteristicsoftraditionalChinesemedicineshouldcombinewiththeChinesepharmaceuticalproductionprocess,andcloselylinkbasicknowledgeofeachunitoperationfromconcoct,extraction,preparationtootheraspects.TheparticularChinesepharmaceuticalproductionprocesswaschosenforanexampletoexplaintheoperationandequipmentselection.PersonwithbothengineeringthinkingandtraditionalChinesemedicinethinkingwasdevelopedbytheselectionofteachingmaterials,thereformofteachingmethods,theimprovementofexperimentalcontentandotheraspectsofteachingreform.
Principles of Chemical Engineering;collegeoftraditionalChinesemedicine;teaching;experience
王娜(1983-),女,講師,主要從事中藥廢棄物的資源化利用。
李峰(1983-),男,工程師,主要從事化工工藝設計。
G451
A
1001-9677(2016)013-0220-03