新工科背景下“線上線下混合式教學(xué)”在制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐探索*

趙一陽，柳文敏，于林濤，高文超

(南陽師范學(xué)院 化學(xué)與制藥工程學(xué)院，河南 南陽 473061)

引言

新工科建設(shè)是符合中國特色的高等工程教育改革方案，新工科背景下的制藥工程專業(yè)育人模式應(yīng)將創(chuàng)新能力的培養(yǎng)貫穿育人的全過程[1]。制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)是制藥工程專業(yè)的一門重要實(shí)踐課程。該課程綜合性強(qiáng)，與前授課程聯(lián)系緊密，不僅可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，也能夠培養(yǎng)學(xué)生作為“制藥人”的基本專業(yè)素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的核心課程之一[2]。在“新工科”背景下，如何上好這門課，培養(yǎng)符合工程實(shí)踐需求的人才，是從事制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師關(guān)注的重點(diǎn)。

南陽師范學(xué)院制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在著學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性不高、師生互動(dòng)性不強(qiáng)、考核方式單一、缺少過程性考核等問題，且傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也與工業(yè)化的單元操作相距甚遠(yuǎn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生的工程能力培養(yǎng)體現(xiàn)不足。為解決以上問題，我們秉承工程教育認(rèn)證理念，堅(jiān)持學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)，開展制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程改革。選擇超星學(xué)習(xí)通作為線上課程平臺(tái)，將線上線下混合式教學(xué)[3-6]應(yīng)用于制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，近兩年的教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明，該模式能夠進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果，提升學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和工程能力，有望在制藥工程專業(yè)其他實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課中推廣應(yīng)用。

1 線上線下混合式教學(xué)實(shí)施前的準(zhǔn)備工作

1.1 修訂教學(xué)大綱，科學(xué)設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

對(duì)標(biāo)“新工科”建設(shè)對(duì)制藥工程專業(yè)人才培養(yǎng)提出的新要求，課程團(tuán)隊(duì)多次組織調(diào)研和教研活動(dòng)，討論并修訂了制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)做好頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)。調(diào)整后的教學(xué)大綱在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)目標(biāo)等方面做了較大的改動(dòng)。

我校制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)開設(shè)在第5學(xué)期，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置上做到三突出。一是突出專業(yè)實(shí)驗(yàn)的綜合性，制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)包括藥物合成、藥物分析、天然產(chǎn)物提取和藥物制劑四大部分，將原教學(xué)大綱中的一些重復(fù)性內(nèi)容剔除，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅瑥?qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的整體性和系統(tǒng)性。例如將顆粒劑、硬膠囊劑及片劑的實(shí)驗(yàn)整合為一個(gè)大實(shí)驗(yàn)，將制粒-膠囊填充及制粒-壓片有效結(jié)合起來，充分利用好實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，不做無用功。二是突出工程教育特點(diǎn)，重視實(shí)驗(yàn)與藥廠實(shí)際生產(chǎn)過程的聯(lián)系。例如將制藥企業(yè)中藥物常見的片劑、注射劑、軟膏劑、膠囊劑等劑型的質(zhì)量檢查方法融入藥物制劑實(shí)驗(yàn)中，藥物分析部分開設(shè)的均為典型藥物的成分檢測及鑒定。三是突出專業(yè)人才培養(yǎng)特色，南陽是豫西南中醫(yī)藥基地，我院制藥工程專業(yè)人才培養(yǎng)側(cè)重于化學(xué)制藥和生物制藥方向，因此專業(yè)實(shí)驗(yàn)中對(duì)這兩部分的比重會(huì)有所傾斜，學(xué)時(shí)占比均達(dá)到了30%左右。

根據(jù)布魯姆教學(xué)目標(biāo)分類法將每一實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知目標(biāo)、情感目標(biāo)和技能目標(biāo)進(jìn)一步細(xì)化，不再使用“熟悉”“掌握”“了解”等不規(guī)范的表述，教師的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)能夠“有的放矢”。如《混懸型液體制劑的制備》實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)修訂為以下三個(gè)方面：①能夠解釋混懸型液體制劑的一般制備方法，能夠根據(jù)原料藥物性選擇正確的混懸劑制備方法;②能夠獨(dú)立進(jìn)行混懸劑的質(zhì)量評(píng)價(jià)，可以歸納總結(jié)混懸型液體制劑的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，并能與其他液體制劑的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法進(jìn)行對(duì)比;③進(jìn)一步樹立藥品質(zhì)量安全和用藥安全理念，強(qiáng)化認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)、工作態(tài)度。

1.2 豐富線上資源，滿足個(gè)性化需求

線上線下混合式教學(xué)的開展離不開線上資源的支持。教師在課前制作授課ppt、理論部分講解視頻，并錄制重點(diǎn)操作的演示視頻。依靠學(xué)習(xí)通課程平臺(tái)建立課程網(wǎng)站，將授課ppt、演示視頻、思考題、練習(xí)題和作業(yè)題等教學(xué)資源上傳至課程平臺(tái)，豐富線上教學(xué)資源。涉及到課前預(yù)習(xí)的教學(xué)資源充分考慮到學(xué)生的個(gè)性化需求和不同學(xué)生接受、理解知識(shí)的能力差異，提供多種形式的資源，如授課講義、教學(xué)ppt、教師講解視頻、操作視頻、關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)微課視頻等。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前觀看線上相關(guān)資源，可對(duì)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容進(jìn)行行之有效的預(yù)習(xí)，并對(duì)預(yù)習(xí)中存在的問題進(jìn)行梳理，通過與教師的溝通答疑，有效提高實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果。

考慮到企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況與實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的差異，為加強(qiáng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)踐的聯(lián)系，突出對(duì)學(xué)生工程能力、意識(shí)的培養(yǎng)，課程組還與制藥企業(yè)開展合作，采集企業(yè)生產(chǎn)過程中單元操作的視頻，一并上傳至課程平臺(tái)，建立工程實(shí)踐案例庫，供學(xué)生了解相關(guān)實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的企業(yè)生產(chǎn)情況。

制藥行業(yè)關(guān)系國計(jì)民生，我們的學(xué)生大多數(shù)都是未來的制藥行業(yè)從業(yè)者，專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程也必須加強(qiáng)對(duì)學(xué)生家國情懷、科學(xué)素養(yǎng)及職業(yè)道德的培養(yǎng)。因此，線上教學(xué)平臺(tái)建立了課程思政案例庫，涵蓋家國情懷方面的中醫(yī)藥發(fā)展、新冠疫情期間制藥人貢獻(xiàn)案例，科學(xué)素養(yǎng)方面的典型新藥開發(fā)案例，以及職業(yè)道德方面的藥企生產(chǎn)事故案例等。

1.3 提升教學(xué)能力，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)

雖然線上線下教學(xué)混合式教學(xué)模式是以學(xué)生為中心，但是教學(xué)環(huán)節(jié)能不能開展好，教師才是掌舵人。授課前，課程組組織任課教師參加線上線下混合式教學(xué)技能培訓(xùn)，熟悉課程平臺(tái)的使用方法和技巧，提升教師在新的教學(xué)形態(tài)背景下的教學(xué)能力。結(jié)合新型的教學(xué)模式對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)過程進(jìn)行優(yōu)化，打造適合混合式教學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)。例如，在《硬膠囊劑和片劑的制備》實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中，將教學(xué)結(jié)構(gòu)拆分為課前、課中、課后三個(gè)部分。課前階段通過學(xué)習(xí)通發(fā)布任務(wù)，要求學(xué)生觀看顆粒劑、硬膠囊劑、片劑制備的視頻，通過預(yù)習(xí)習(xí)題回顧顆粒劑、硬膠囊劑和片劑三種劑型的常用制備方法和特殊質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)制備過程中的注意事項(xiàng)。課中階段包括觀看重點(diǎn)操作視頻，教師重難點(diǎn)講解，組織小組實(shí)驗(yàn)，教師從旁指導(dǎo)操作等。課后階段，學(xué)生在線上可與教師通過答疑交流完成思考與總結(jié)，并觀看工業(yè)生產(chǎn)中制劑生產(chǎn)的視頻，探討實(shí)驗(yàn)室操作和工業(yè)化生產(chǎn)之間的差異，線下出具實(shí)驗(yàn)報(bào)告，最終實(shí)現(xiàn)掌握三種制劑的生產(chǎn)特點(diǎn)的教學(xué)目的。

教學(xué)設(shè)計(jì)中尤為重視課堂思政的有機(jī)融入。教師充分利用線上平臺(tái)的課程思政案例庫和不同類型實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容自然將思政內(nèi)容融入到教學(xué)過程中，起到潛移默化的效果。例如在《槐花米中蘆丁的提取、分離和鑒定》實(shí)驗(yàn)中，結(jié)合中藥活性成分的提取這一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教學(xué)設(shè)計(jì)中將蓮花清瘟等傳統(tǒng)中藥在新冠疫情中的突出作用作為案例，引導(dǎo)學(xué)生樹立民族自信心和制藥行業(yè)從業(yè)者的職業(yè)使命;在《美沙拉嗪的制備》實(shí)驗(yàn)中，結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程中容易出現(xiàn)的噴料等注意事項(xiàng)，提醒務(wù)必關(guān)注學(xué)生藥品生產(chǎn)過程中的安全問題。

2 線上線下混合式教學(xué)的實(shí)施

根據(jù)修訂后的教學(xué)大綱和我校制藥工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，秉持“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，利用超星“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)，我校在2018、2019級(jí)制藥工程專業(yè)學(xué)生的制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程中實(shí)施線上線下混合式教學(xué)，具體的實(shí)施過程如下。

2.1 課前預(yù)習(xí)

以往教學(xué)過程中，雖要求學(xué)生撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告，但是通過課前提問和測試反饋來看，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)不夠深入，流于表面，預(yù)習(xí)達(dá)不到較好的效果，對(duì)課程教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)無法起到推動(dòng)作用。采用混合式教學(xué)模式，教師提前制作小而精的教學(xué)視頻，并將課前預(yù)習(xí)布置成更為具體的任務(wù)(例如將必看的視頻設(shè)置為任務(wù)點(diǎn)，布置預(yù)習(xí)習(xí)題、測試等)。一方面結(jié)合學(xué)生愛玩手機(jī)愛看視頻的特點(diǎn)充分調(diào)動(dòng)其積極性，另一方面可在平臺(tái)實(shí)時(shí)獲得學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，便于教師及時(shí)了解學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，對(duì)學(xué)生加以督促。課程平臺(tái)還設(shè)置有討論板塊，師生可以進(jìn)行線上互動(dòng)，及時(shí)答疑。這種模式的實(shí)施收到了非常積極的反饋，學(xué)生們紛紛表示相對(duì)于原來的照搬照抄教材，預(yù)習(xí)過程的收獲更多了，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及重難點(diǎn)在課前已經(jīng)做到了心中有數(shù)。

2.2 課堂教學(xué)

在充分的課前預(yù)習(xí)基礎(chǔ)上，課堂教學(xué)實(shí)施過程中教師實(shí)現(xiàn)了角色的轉(zhuǎn)變，不再是講臺(tái)上的講述者，更多的是課堂活動(dòng)的組織者和指導(dǎo)者。實(shí)驗(yàn)操作前，組織學(xué)生分組講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟，檢驗(yàn)學(xué)生預(yù)習(xí)的效果，過程中其他組的學(xué)生可以進(jìn)行補(bǔ)充甚至是質(zhì)疑，由教師引導(dǎo)并組織討論，最終獲得一致意見。實(shí)驗(yàn)操作過程中，要求同組的學(xué)生互相監(jiān)督操作的規(guī)范性，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立解決問題，遇到難以解決的問題，組織全體學(xué)生進(jìn)行討論，讓學(xué)生真正作為課堂的主角，在鞏固學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)操作能力的同時(shí)著重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。教師還將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄也設(shè)置為任務(wù)點(diǎn)，要求學(xué)生下課前必須在線上提交，以此形式對(duì)學(xué)生進(jìn)行督促，幫助學(xué)生養(yǎng)成隨時(shí)記錄的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。對(duì)個(gè)別突出的案例，教師在課上及時(shí)收集實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等信息，課后制作成視頻、實(shí)驗(yàn)案例等，及時(shí)補(bǔ)充線上資源。

2.3 課后鞏固

實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，學(xué)生整理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分組討論，線下提交書面實(shí)驗(yàn)報(bào)告，線上完成課后作業(yè)。教師在審閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告和作業(yè)后，針對(duì)突出的問題組織學(xué)生進(jìn)行線上討論互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生建立實(shí)驗(yàn)反思的思維習(xí)慣，夯實(shí)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，鞏固掌握相關(guān)的原理和基本操作。通過線上的師生互動(dòng)交流，進(jìn)一步將教學(xué)延伸到實(shí)驗(yàn)室之外，真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)。課后還會(huì)在線上設(shè)置觀看企業(yè)生產(chǎn)視頻的任務(wù)點(diǎn)，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作已對(duì)單元操作有了充分的認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程會(huì)有更加清晰的認(rèn)識(shí)，并能找到實(shí)驗(yàn)室小試和工業(yè)生產(chǎn)之間的聯(lián)系與區(qū)別。

2.4 實(shí)驗(yàn)考核

混合式教學(xué)模式還有助于建立全方位系統(tǒng)化的考核機(jī)制。本課程以往的成績評(píng)定采用平時(shí)成績+實(shí)驗(yàn)考核成績+實(shí)驗(yàn)考試卷面成績的方法，考核形式單一，覆蓋面窄，未能對(duì)學(xué)生起到有效的引導(dǎo)作用。尤其是平時(shí)成績中教師的主觀因素很強(qiáng)，難以做到全面、客觀的對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。混合式教學(xué)將平時(shí)成績采用線上成績+線下成績相結(jié)合的形式，強(qiáng)調(diào)過程性評(píng)價(jià)。通過學(xué)習(xí)通app，設(shè)置個(gè)性化考核任務(wù)點(diǎn)，任務(wù)點(diǎn)廣泛分布于課前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理、課后鞏固等多個(gè)方面，例如實(shí)驗(yàn)課的簽到和簽出、視頻觀看時(shí)長、課堂討論、小組合作探究、課前預(yù)習(xí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及課后作業(yè)成績等。而線下的平時(shí)成績則主要關(guān)注學(xué)生的動(dòng)手實(shí)操能力和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫。這種考核機(jī)制將過程評(píng)價(jià)與結(jié)果評(píng)價(jià)相結(jié)合，不僅督促學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的每個(gè)環(huán)節(jié)給與足夠的重視，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，而且最終的成績給出也更加的客觀和有理有據(jù)。

3 線上線下混合式教學(xué)的實(shí)施中存在的問題

線上線下混合式教學(xué)模式在我校制藥工程專業(yè)的制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程中實(shí)施不過兩年，在實(shí)施過程中還存在一定的問題。例如教學(xué)資源還需進(jìn)一步豐富，最新藥物研發(fā)成果在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的體現(xiàn)不夠突出，課程App端需做進(jìn)一步的個(gè)性化設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中用手機(jī)進(jìn)行課堂互動(dòng)存在一定的安全隱患，考核任務(wù)點(diǎn)的設(shè)置還需更科學(xué)化等。但是，從對(duì)學(xué)生的調(diào)查問卷反饋結(jié)果來看，87.8%的學(xué)生認(rèn)為本課程的學(xué)習(xí)效果優(yōu)于其他實(shí)驗(yàn)課，94.7%的學(xué)生認(rèn)為上實(shí)驗(yàn)課的積極性更高了。可見線上線下混合式教學(xué)模式已經(jīng)取得了一定的積極成果，提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視，將學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高了學(xué)習(xí)興趣和積極性，加深了學(xué)生對(duì)相關(guān)基礎(chǔ)課程的認(rèn)識(shí)和理解，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。我們將繼續(xù)加大制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式改革力度，為本專業(yè)其他實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的改進(jìn)提供借鑒。