課堂實驗銜接大創項目延伸式教學模式的探索

方偉光，方磊，陳欣宇，漆文靜

（合肥師范學院化學與化學工程學院，安徽合肥230601）

近年來，企業對于應用型人才的需求不斷增加，不但要求學生掌握基礎的專業知識和實驗技能，還需要學生具備良好的創新能力和嚴謹的專業素養，要求畢業生能很快適應企業需求，能主動持續學習，在實際工作中主動解決問題。本科教育階段，理工科專業傳統的實驗課程的實驗項目多以重復性的單元操作練習為主，且內容陳舊，脫離實際，難以契合企業對應用型人才的要求，實驗課程改革迫在眉睫。但客觀上，學時、場地和教學管理的限制，使得實驗的課堂教學改革余地很小，即便增設少量的設計性、綜合性實驗，更多也是通過多單元操作的串聯，鞏固所學基本技能，綜合應用性不足。在這種條件下，如何在實驗中鍛煉學生的創新能力和知識技能綜合應用能力成為現實難題。

國家大學生創新訓練計劃是教育部從“十二五”期間開始在全國實施的一項高等教育教學改革舉措，各省市也隨后推動實施了省市級大學生創新訓練計劃。作為提高高校教學質量工程的一部分，大創科研訓練計劃鼓勵學生組織創新科研團隊，在指導教師的指導下，自主設計選題，撰寫項目申請書，組織項目申請和執行，撰寫項目成果報告，完成項目結題。這種以學生為主體的創新訓練方式，讓學生在項目實施中發現和解決問題，激發創新思維，很好地彌補了課堂實驗教學的不足。

因此，將課堂基礎實驗和大創科研訓練項目相融合，構建二者相銜接的新型實驗教學模式，能很好地兼顧基本實驗技能和創新能力的培養。筆者以合師院17級制藥工程專業“藥劑學實驗”和國家級大創項目“以花粉作為骨架材料用于藥物緩釋研究”為例，介紹藥劑學實驗課程銜接大創項目延伸式教學模式的構建。

1 教學模式的構建

“藥劑學實驗”是藥物制劑、制藥工程等藥學類專業重要的一門必修專業課程，主要培養學生將原料藥制備成各種藥物劑型中涉及的藥劑學理論應用、處方設計、制備工藝、質量控制等應用技術，具有一定的工藝性質。因此，在藥劑學教學中應突出藥劑學理論知識的應用與實際動手能力的培養，強調實用性和應用性。藥劑學實驗銜接大創訓練項目的新型實驗教學模式包括兩大部分，即課堂教學部分和大創訓練部分。下面從課程組織形式和考核方式對這一教學模式進行介紹。

1.1 課程組織形式

1.1.1 課堂教學部分

“藥劑學實驗”的課堂教學部分主要側重于鍛煉學生的基本實驗技術和初步理論應用于實踐的方法。17級制藥工程專業藥劑學實驗為32學時，1次課1個實驗項目4個學時，共含8個實驗項目。按照常見的液體制劑、半固體制劑和固體制劑分類，8個實驗項目包括“溶液劑及膠體制劑的制備”“乳劑及混懸劑的制備”“軟膏劑的制備”“栓劑的制備”“顆粒劑的制備”“膠囊劑的制備”“片劑的制備”和“0.5 g布洛芬緩釋片劑的制備與溶出實驗”。前7個實驗項目為驗證性實驗，每個實驗項目包括：實驗目的、處方與工藝介紹、實驗操作、質量檢查和數據分析5個部分。學生按照標準實驗步驟進行實驗，實驗前需要對處方中原輔料的作用進行分析，應用和鞏固所學藥劑學理論知識。實驗中需要按照標準操作規程（SOP）規范地完成實驗操作，記錄實驗現象和數據，培養嚴謹的專業素養。實驗后總結實驗數據，并與理論數據進行比較驗證，分析實驗操作過程中存在的錯誤和不足，總結實驗注意事項，完成思考題，撰寫實驗報告。最后1個實驗項目“0.5 g布洛芬緩釋片劑的制備與溶出實驗”為綜合性實驗，教師只提出主藥規格和溶出曲線的要求，實驗處方、輔料選擇、制劑工藝等均需要學生獨立設計，在課前撰寫實驗方案，完成實驗，并通過溶出實驗進行驗證，培養學生應用所學制劑技術完成實驗課題的能力，為大創訓練項目作銜接。

1.1.2 大創訓練部分

在課堂教學部分完成后，學生組織了多個團隊，參與到大創科研訓練項目的準備與申報。以項目“以花粉作為骨架材料用于藥物緩釋研究”為例，申報團隊以所學多孔載體材料應用于緩釋給藥系統的知識為背景，充分發揮想象力，選擇以油菜花花粉作為載體材料制備雙氯滅痛緩釋片。油菜花花粉外殼具備天然的多孔結構，且無毒、易降解，非常適合作為骨架載體制備緩釋片劑。在完成項目立意后，學生們通過討論和文獻閱讀，完成了大創項目的選題和研究思路的設計，分工合作撰寫了項目申報計劃書，申報國家大創項目并順利獲批。

項目實施前，學生團隊對項目核心實驗部分劃分為載體前處理、處方設計、制備工藝三部分。在載體前處理過程中，團隊發現盡管電鏡圖顯示花粉外殼具備多孔結構，然而其內核的存在降低了其比表面積和藥物吸附能力。查閱文獻了解花粉內核的成分后，團隊根據相似相溶原理找到了合適溶劑，對花粉載體進行了溶核處理，保留花粉外壁，形成了空心結構。但是，在濕法制粒時，發現這一結構又易坍塌。為了固定載體形貌，學生團隊通過多次實驗，探索出使用甲醛溶液塑形和濃硫酸脫水的固定載體結構方法。最終，形成了“溶核-變性塑形-脫水碳化”花粉前處理工藝，制得了具備剛性結構的多孔花粉骨架載體材料。在處方設計階段，學生團隊以一種商用雙氯滅痛緩釋片處方為基礎，以花粉載體的加入量為變化因素，設計多組對比處方，完成實驗制片后，通過溶出實驗驗證，最終形成了符合項目目標規定的藥物緩釋曲線要求的新處方。在制劑工藝論證階段，學生團隊以藥劑學實驗所學基本制劑技術為基礎，形成了“混合-濕法制粒-整粒-壓片”的工藝路線，細化實驗步驟，反復驗證，最終形成了規范的花粉基雙氯滅痛緩釋片的實驗室制備工藝，并精煉為標準實驗規程。項目完成后，學生團隊撰寫完成了項目結題報告，并以發表論文1篇、獲校級優秀畢業論文1篇的優秀成果完成了項目的結題。

1.2 課程考核方式

構建課程考核方式，也是教學模式改革中的重要一步。不同于一般課堂教學形式，大創訓練項目是一種課外科研形式，如何進行考核？各類大創項目有限額要求，申請成功的項目有限，很多學生必然不能最終完成大創項目的執行，如何區分考核？針對這些問題，在筆者的教改試驗中，將課程大綱進行了修訂，將課程考核分為基礎分和拓展分兩部分。基礎分占比60%，以課堂實驗的考核為主，包括實驗出勤率（10%）、實驗表現（30%）和實驗報告（20%），對學生基本實驗技能進行評價。拓展分占比40%，主要考核學生大創參與情況，考慮到由于大創項目立項數的限額要求，很多學生團隊難以獲得立項，將大創參與分分配為申報參與分（20%）和項目執行分（20%），前者包括項目立意分和申報書分，后者包括立項分和項目成果分，分別對學生的創新能力和知識技能綜合應用能力進行評價。這種基礎分+拓展分的考核方式一方面強調了基本實驗能力的基礎性考核要求，另一方面也對學生的創新能力和知識技能綜合應用能力提出了進階性考核要求。

2 教學模式分析

在課堂教學部分，首先，將每次實驗時長控制在4學時，一般在半天完成，便于排課和教學管理；其次，這8個實驗項目由易到難涉及到各種常見劑型，相互關聯，前面所學實驗技能在下一個實驗中得以利用，如顆粒劑的制備工藝就可以用于膠囊劑的制備，有利于加強學生實驗技能的練習；最后，這種“7+1”實驗項目設計，前面7個驗證性實驗項目側重鍛煉學生基本實驗技術和實驗操作規范，最后1個綜合性實驗項目，學生獨立完成，在一定程度上鍛煉了主動學習能力、實驗設計能力和理論知識與實驗技術綜合應用能力，為銜接大創訓練作準備。

課堂教學后，在大創項目“以花粉作為骨架材料用于藥物緩釋研究”的立意階段，學生沒有使用廣泛應用的藥用高分子緩釋材料，而新穎性地使用自身具備多孔結構的天然花粉為載體制備緩釋片劑，得到了很好的創新思維鍛煉；在項目申報階段，學生團隊獨立完成選題、研究內容設計、申報書撰寫和課題申報，得到了規范的科研項目申報鍛煉；在項目啟動階段，學生團隊對項目工作進行合理劃分，得到了科研協作能力的鍛煉；在項目研究階段，面對花粉前處理和制劑工藝中發現的難題，學生們以所學化學、藥用高分子材料學、藥劑學理論知識和實驗技術為基礎，發揮創新思維，逐個解決，鍛煉學生綜合應用知識技能解決實際問題的能力。最終，學生團隊在藥劑學實驗課和大創訓練中均取得了優秀的成績。

總結上述藥劑學實驗銜接大創項目“以花粉作為骨架材料用于藥物緩釋研究”延伸式教學模式的特點，在藥劑學實驗課堂教學中，以教師為主體，科學設計實驗項目，指導學生通過驗證性實驗練習完成課程教學，有利于培養學生扎實的基本實驗操作技術和規范；在大創訓練項目申報和執行中，則以學生為主體，學生獨立申報和完成科研課題，既鞏固了所學藥劑學實驗技能，又進一步接觸到科研、創新訓練，有利于學生形成優秀的創新思維和解決實際問題的能力。這種教學模式更有利于應用型本科生的培養，縮短了學校理論學習與職業實踐的距離，畢業生進入企業能更快上手，更有競爭力。

3 結論

隨著社會對應用型本科人才的需求增加，高校理工科實驗教學中，不但要培養學生扎實的基本實驗技能，對學生創新能力和專業素養的培養也提出了新的要求。傳統實驗課堂教學中，由于學時、教學管理等所限，以驗證性實驗為主，側重鍛煉學生的基本實驗技能，難以培養學生的創新能力。為此，本文構建了一種課堂實驗銜接大創項目訓練延伸式教學模式，并以藥劑學實驗與大創項目“以花粉作為骨架材料用于藥物緩釋研究”融合的試驗教學為例，介紹了這一教學模式的組織形式，初步提出了相應的考核方式，并對這種教學模式進行了分析。在這一教學模式中，課堂實驗延續傳統教學模式，加強了學生基本實驗技能的培養。大創科研項目的申報和研究訓練，進一步激發了學生的創新思維，鍛煉了學生綜合應用知識技能解決實際問題的能力。這為在現實背景下，應用型專業實驗教學的改革提供了參考思路。