基于多層次、大綜合的制藥工程專業(yè)實驗課程體系的探索與實踐

阮班鋒+李青山+鄧勝松

摘 要： 基于多層次、大綜合理念，以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為目的，合肥工業(yè)大學(xué)制藥工程系建立了制藥工程實驗課程體系，從課程內(nèi)容、教學(xué)模式和考核方法等方面進行了探索與實踐。

關(guān)鍵詞： 多層次 大綜合 制藥工程專業(yè) 實驗課程體系

實驗教學(xué)是實踐課程教學(xué)體系的重要環(huán)節(jié)，承載著對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、實驗?zāi)芰皠?chuàng)新精神培養(yǎng)的首要責(zé)任，不僅對學(xué)生理論聯(lián)系實際、加深對理論的感性認(rèn)識有非常重要的作用，而且是實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的主要途徑。羅杰爾·培根說：“沒有實驗，便沒有科學(xué)。”實驗課堂是培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重實踐、有特色”新型人才的實踐陣地[1]。制藥工程專業(yè)作為典型的工科專業(yè)，主要培養(yǎng)以化學(xué)、醫(yī)藥學(xué)和工程學(xué)為基礎(chǔ)，掌握制藥工程方面的基本原理和基本操作技能，能夠在醫(yī)藥、農(nóng)藥、精細化工和生物化工等部門從事醫(yī)藥產(chǎn)品的生產(chǎn)、工程設(shè)計高級工程技術(shù)人才[2]。可見合理的實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式是實現(xiàn)制藥工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的根本保證。2011年合肥工業(yè)大學(xué)在原有實驗教學(xué)課程的基礎(chǔ)上，基于多層次、大綜合的理念，本著有效培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實踐能力的原則，我們對制藥工程實驗的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方法等進行了探索與實踐。

1.基于多層次、大綜合的理念，優(yōu)化和擴展實驗內(nèi)容，構(gòu)建適合于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的制藥工程實驗內(nèi)容體。

實驗課程，尤其是專業(yè)實驗課程，進行大綜合式的教學(xué)體系研究，能夠有效針對教學(xué)知識點和技能要求，設(shè)置實驗教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容全面、完整，避免無謂的簡單重復(fù)。同時，大綜合式的實驗教學(xué)體系，能夠?qū)⒏髦鞲蓪I(yè)課程有效聯(lián)系和整合，突出課程之間的相互關(guān)聯(lián)，更好地搭建學(xué)生知識結(jié)構(gòu)體系。

專業(yè)基礎(chǔ)實驗包括所有專業(yè)實驗所需知識點和實驗技能，通過多次重復(fù)實驗，強化學(xué)生所需知識點的學(xué)習(xí)和實驗技能的訓(xùn)練。專業(yè)提高實驗在完成專業(yè)基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)上進行，主要內(nèi)容以新藥創(chuàng)制過程為主線，包括疾病治療藥物分析、藥物分子設(shè)計、藥物制備與工藝、藥物結(jié)構(gòu)分析、藥物效果評價、藥物制劑與成型加工，以此將現(xiàn)有各課程實驗內(nèi)容整合成一個有機整體，讓學(xué)生通過這樣一個研究性大綜合實驗，更深刻地理解和認(rèn)識各主干課程相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系與分工。而在國內(nèi)大多數(shù)高校，由于對實驗教學(xué)的重視程度不夠和實驗教學(xué)條件的不足，開設(shè)的實驗課課時偏少，尤其對于各專業(yè)的專業(yè)實驗課程，相當(dāng)一部分基本成為理論課的附屬，無形中導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)“重理論，輕實驗”的傾向。在制藥工程實驗內(nèi)容方面，我們增加綜合性設(shè)計性實驗的比例。綜合性設(shè)計性實驗通常需要用到多門課程甚至多門學(xué)科的知識基礎(chǔ)，以及各種基礎(chǔ)實驗技能，尤其是設(shè)計性實驗，通過給定實驗的目的和要求，讓學(xué)生運用學(xué)過的實驗方法自行設(shè)計出一種新的實驗方案，并進行實驗和分析總結(jié)。通過實驗可以提高學(xué)生綜合運用各種實驗方法和實驗技能的能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，為后續(xù)研究作初步訓(xùn)練；亦可激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性和深入研究的探索精神，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實驗?zāi)芰Γ岣邔W(xué)生的綜合實驗素質(zhì)；還可以通過生動活潑的學(xué)習(xí)和思考，開發(fā)學(xué)生的聰明才智，培養(yǎng)學(xué)生的獨立工作能力和創(chuàng)新精神。但是，綜合性設(shè)計性實驗要求學(xué)生具有一定的實驗基礎(chǔ)，把所學(xué)知識運用到解決實際問題中。如果按照現(xiàn)行做法，保持實驗學(xué)時不變，提高綜合性設(shè)計性實驗的比例，勢必壓縮基礎(chǔ)性實驗學(xué)時，減少基礎(chǔ)知識和技能的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，縮短學(xué)生學(xué)習(xí)過程。因此，我們變實驗課程均為隨課實驗，實驗內(nèi)容僅與單一課程聯(lián)系緊密，實驗項目相互之間的聯(lián)系較少，沒有針對人才培養(yǎng)目標(biāo)進行頂層設(shè)計，實驗體系系統(tǒng)性、條理性較差，教學(xué)內(nèi)容和知識點的延伸性較弱。統(tǒng)籌規(guī)劃制藥工程專業(yè)實驗教學(xué)體系，依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，遵循從通識到專業(yè)再到提高的人才培養(yǎng)規(guī)律，構(gòu)建制藥工程專業(yè)三層次、大綜合實驗教學(xué)體系。即包含通識基礎(chǔ)實驗、專業(yè)基礎(chǔ)實驗、專業(yè)提高實驗三層次的實驗教學(xué)體系，研究各層次實驗教學(xué)目的和目標(biāo)，并在專業(yè)基礎(chǔ)實驗和專業(yè)提高實驗?zāi)K中構(gòu)建涵蓋各主干課程學(xué)科必需的知識點和實驗技能。

2.改進制藥工程實驗教學(xué)模式，將科學(xué)素質(zhì)、實驗?zāi)芰皠?chuàng)新精神培養(yǎng)貫穿于整個教學(xué)過程。

制藥工程專業(yè)學(xué)科是一個新興的交叉學(xué)科，涉及醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、生物、化學(xué)、工程學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域的知識內(nèi)容和實驗技能，由于各種因素和條件的限制，開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)實驗不可能覆蓋各學(xué)科實驗，因此，實驗教學(xué)中我們綜合采用多種實驗教學(xué)形式、虛實結(jié)合應(yīng)尋找一種良好的解決辦法。將傳統(tǒng)的動手實驗與演示實驗、虛擬實驗、遠程實驗相結(jié)合，能夠有效地覆蓋全部知識點和實驗技能，既利用有限的時間和條件，對其中重點內(nèi)容進行強化訓(xùn)練，又有效規(guī)避實驗操作過程中的無謂重復(fù)，提高效率。

實驗室開放能夠充分利用現(xiàn)有實驗條件，有效提高利用效率，是學(xué)校當(dāng)前政策引導(dǎo)的重點方向。結(jié)合實驗室開放，我們建立開放實驗系統(tǒng)，使學(xué)生擺脫實驗過程中的盲目性，合理安排實驗及其進度，充分利用課余時間，通過學(xué)習(xí)—實驗—再學(xué)習(xí)，增強實驗?zāi)康男院蛯W(xué)習(xí)效果。同時我們結(jié)合學(xué)校實驗室的達標(biāo)行動，依據(jù)專業(yè)學(xué)科特色與特點，實現(xiàn)院內(nèi)資源合理分配與共享，促進實驗室開放。針對開放實驗的特點，編寫實驗大綱和實驗指導(dǎo)，建設(shè)開放型實驗指導(dǎo)教師隊伍和評價體系。實現(xiàn)實驗的時間開放、條件開放、內(nèi)容開放、形式開放、指導(dǎo)開放，真正做到全時空開放，充分利用現(xiàn)有資源，增強教學(xué)效果。

開放性和研究性實驗屬于近年來興起的一種教學(xué)模式——基于項目的學(xué)習(xí)（Project-Based Learning，PBL），在教師的指導(dǎo)下實驗內(nèi)容自主選擇、實驗過程自主安排、研究結(jié)果自行分析，實驗在更自由開放的環(huán)境中進行。與傳統(tǒng)教學(xué)過程以教師為中心不同，PBL是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)過程，允許學(xué)生以自主方式在某一個問題上依托教學(xué)項目進行深入的學(xué)習(xí)，并通過報告展示學(xué)到的知識[3-4]。其核心是以一系列有應(yīng)用背景的教學(xué)項目為驅(qū)動，讓學(xué)生推進項目的同時掌握知識和運用知識，鍛煉學(xué)生在實際應(yīng)用中自主應(yīng)用知識解決問題的能力[5]。PBL中，學(xué)生被賦予更多自由度，能夠在更大程度上按照自己的興趣學(xué)習(xí)，同時激發(fā)其對學(xué)習(xí)的責(zé)任感[5-8]。實踐表明，PBL模式是一種十分有效的教學(xué)手段，能夠充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、提高學(xué)生對課本理論知識的理解程度，并提高學(xué)生解決實際問題的能力[9]。但是，對于這種教學(xué)手段，必須要求有完全開放的實驗室、完備的實驗條件、充足的實驗經(jīng)費、豐富的科研課題和強大的指導(dǎo)教師隊伍，難以做到全面適用；及時同時具備以上條件，但對規(guī)模化、固定化的教學(xué)環(huán)節(jié)來說，實施起來仍然具有較大難度。

3.改革實驗的考核方法，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望。

為全面反映學(xué)生的理論水平、實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生良好的治學(xué)態(tài)度、實事求是的作風(fēng)和探索當(dāng)前先進技術(shù)的積極性，在實驗考核方面，我們改變過去以知識為主的考核狀況，采用重平時考核，將創(chuàng)新能力考核放在首位，弱化考試考核與知識考核[10]。重視平時考核成績，激勵學(xué)生重視實驗，認(rèn)真對待每一次實驗，有利于提高學(xué)生的實驗水平。平時實驗考核涉及的評定因素多，對我們提出較高的要求，除了檢查學(xué)習(xí)紀(jì)律；實驗預(yù)習(xí)情況；能否順利地完成實驗操作；實驗結(jié)果和實驗報告外，還要考查學(xué)生遇到問題能否很好地解決，以及良好實驗室工作習(xí)慣和作風(fēng)等，需要我們客觀、公正地給每個學(xué)生評好分。

4.制藥工程實驗教學(xué)改革所取得的成果。

2011年制藥工程實驗實際授課并調(diào)整，雖然實施制藥工程實驗教學(xué)改革時間并不長，但我們已經(jīng)取得顯著成效。我們加大多層次、大綜合實驗開設(shè)，提高綜合性設(shè)計性實驗的比例，實驗內(nèi)容設(shè)置進一步趨于合理。

擺脫實驗課程依附理論課程的現(xiàn)狀，從最根本的專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，研究實驗教學(xué)體系的任務(wù)和分工，使實驗教學(xué)自成體系，并在此基礎(chǔ)上建立新型的實驗教學(xué)體系。將功能相似的實驗課程進行整合和重組，強化實驗項目之間的聯(lián)系，建立層次化、模塊化和綜合化的實驗教學(xué)體系及內(nèi)容。

新實驗教學(xué)體系的實施，尤其在專業(yè)提高實驗部分，學(xué)生個體實驗內(nèi)容與條件差異性較大，對實驗條件和實驗室建設(shè)方案等方面具有更多更廣的要求。同時，全開放大綜合式的實驗教學(xué)，對指導(dǎo)教師、實驗室開放、實驗課程管理等方面會有更多不同的要求。通過本項目的研究，將為實驗室的建設(shè)與開放、實驗教學(xué)實施與管理等提出合理化建議和參考。

隨著制藥工程專業(yè)多層次、大綜合實驗教學(xué)體系的建立和教學(xué)實施，必定對現(xiàn)有實驗室條件和管理狀況提出更多更高的要求，本項目的完成，亦將在學(xué)校實驗室達標(biāo)行動的大環(huán)境下，圍繞新的實驗教學(xué)體系、在實驗室建設(shè)方案和實驗室開放辦法及配套政策等方面提出合理化建議。

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基金項目：合肥工業(yè)大學(xué)校級教研項目（XJ201324）