基于OBE理念的“五位一體”教學法在制藥工程專業《藥物分析》課程中的應用

王京龍,鄭丹丹，程燦玲,王劍,王冬冬,王飛,王占一

(棗莊學院食品科學與制藥工程學院，山東棗莊 277160)

Outcome-Based Education（OBE），又稱為基于產出導向的教育模式，是以學生預期學習結果為中心組織、實施和評價教育的一種教育理念，其核心體現在學生對課程的預期學習結果[1]。該理念的貫徹對專業實現工程教育認證具有重要意義。OBE模式的理念與工程教育人才培養的要求相一致，在當前工程教育領域越來越受到關注[2]。近年來，我國經過不斷努力，有多個工科專業實現了工程教育認證。制藥工程專業肩負著培養合格藥品生產、檢測、研發等人才的使命，合肥工業大學、華東理工大學等學校的制藥工程專業通過了工程教育認證，在制藥專業人才培養方面，走在了全國前列。

落實OBE理念，就必須解決三大核心問題：一是要學生學習什么和掌握什么？二是如何幫助學生取得這些學習結果？三是如何有效知道學生取得了這些學習結果。作為地方高校的制藥工程專業，探索符合專業人才培養定位的應用型高素質制藥工程人才是關鍵。《藥物分析》是制藥工程專業核心課程，可為學生從事質檢工作打下基礎。該課程的學習緊跟國家藥品標準以及檢測技術前沿，涉及12大類化學藥品、中藥、生物藥多種類型藥品的鑒別、檢查、含量測定等內容。在教學中容易出現學時不夠、重點講解不清、方法原理講解不透、操作技能訓練不足等問題。基于OBE理念，將課程目標與畢業要求一一對應，探索了理論講授—實驗指導-虛擬仿真操作—單元操作實訓—創新設計“五位一體”教學模式[3]在《藥物分析》教學中的應用情況，取得了較好的教學效果。

一、《藥物分析》教學現狀與問題

（一）授課內容和目標偏離人才培養要求

按照工程教育專業認證要求，課程目標的設置應與專業人才培養方案中12個畢業要求對應，體現該課程的貢獻度。課程內容設置，應圍繞課程目標來設置，而不是按照教材或者課件。《藥物分析》在藥學專業、制藥工程等相關專業均屬于核心課程，不同學科門類對該課程的授課要求不同，目前授課時存在唯教材、唯課件的問題，導致授課目標和內容的設置偏離培養方案，不能體現工科教育的培養特色。尤其是當前制藥工業正在大踏步進入4.0階段[4]，智能化制造正在引領行業發展，在線監測、信息系統的使用都在進入現代制藥產業，這對《藥物分析》課程教學提出了更高的要求。

（二）教學重理論、輕實踐，不注重技能培養

《藥物分析》課程授課時存在理論學時占比過大、實驗學時占比小的問題。許多大型分析儀器由于種種原因存在缺乏或機位數不足的問題，使得學生只能死記硬背應付考試，缺少實際使用、實際操作環節，達不到教學效果。也有高校因實驗室管理的原因，在人才培養過程中，大型儀器設備很少讓本科生實際操作，不注重典型實驗方法、大型儀器檢測操作方面的現場實戰化教學，導致學生在步入制藥企業后，短時間內無法適應質量檢測的工作。

（三）重知識傳授，輕設計創新能力培養

按照工程教育認證標準，要培養學生解決復雜工程問題的能力。藥物分析在制藥行業起到眼睛的作用，功能主要有三個方面：一是對接QC部門，進行藥品的質量檢測，起到質量把關的作用；二是對接QA部門，通過質量檢測，間接反映生產過程存在的工藝流程、車間設計等各個環節可能存在的問題；三是對接研發部門，通過藥物分析，為企業的新藥、仿制藥開發提供方法支持。目前，《藥物分析》課程中，實驗比例偏低，占1/4～1/3居多。實驗中，驗證性實驗偏多，綜合型、設計型實驗偏少。而且，由于學時比例偏少，如何在有限時間內，充分培養學生的創新能力，也是一個難題。

（四）考評方式過于單一，缺乏層次

考核方式多采取傳統模式，以平時成績、實驗成績、期末考試成績綜合評價。期末考試多以背誦記憶題目為主，平時成績以考勤和作業進行考核、實驗成績以實驗報告成績考核。這種考核模式，多屬于“低層次理解”范疇內的考核，缺乏“高層次理解”和“能力、素質”方面的考核。這種考核模式，不能真正體現OBE理念，考核成績也不能真實反映學生的“學習成果”。

二、改革與探索

（一）根據OBE理念，凝練教學目標與教學內容

根據OBE理念和工程教育認證要求，將《藥物分析》課程置于制藥工程專業人才培養課程體系中，梳理《藥物分析》課程對應的畢業要求矩陣。課程教學目標可分解為五大目標，與畢業要求中“工程知識”“問題分析”“研究”“使用現代工具”“工程與社會”相對應。與矩陣中的畢業要求一一對應（表1）[5]。

表1 課程目標與畢業要求的對應矩陣關系

教學目標①：掌握化學、光譜、色譜等分析方法對常見原料藥、中藥、生物藥品及制劑進行鑒別、檢查和含量測定的常用方法，能夠運用通過藥品質量綜合分析，判斷復雜制藥過程可能存在的問題及環節。（畢業要求1“工程知識”、畢業要求2“問題分析”的分解指標點）

教學目標②：掌握藥物分析的規范流程，掌握藥物分析方法學研究的方法，能夠判斷該方法是否適合該藥物的分析。（畢業要求3“研究”的分解指標點）

教學目標③：能夠根據鑒別、檢查、含量測定的具體實驗結果，對照標準，給出藥物質量是否符合要求的有效結論。（畢業要求3“研究”的分解指標點）

教學目標④：掌握常見藥物分析儀器的標準操作規程（SOP），能夠獨立開展藥品檢測實驗，并初步具備制定質量標準的能力。（畢業要求4“使用現代工具”的分解指標點）

教學目標⑤：將藥物分析與藥品質量安全監管結合，提高學生藥品的質量監管意識和藥品安全社會責任感。（畢業要求5“工程與社會”的分解指標點）

（二）根據OBE理念，改革教學模式

根據人才培養方案對課程的要求，結合專業資源配置優勢，我們嘗試在《藥物分析》課程教學中采用理論講授—實驗指導—虛擬仿真—實踐實訓—創新設計“五位一體”教學模式，進行教學方法改革。

1.理論講授

理論講授講究“有教材，不唯教材，重在構建知識體系”。我們將《藥物分析》課程按照藥物分析檢驗流程這條主線，結合企業QC質量控制模式，將知識結構分為：藥典與制藥過程質量控制體系、供試品制備、鑒別、檢查、含量測定五大模塊，將常見化學分析、光譜分析、色譜分析方法貫穿其中，以12類化學藥物、中藥、抗生素類典型藥物作案例分析，并補充當前制藥過程自動化控制與在線質量監測和藥物分析信息系統等前沿知識，為學生進入制藥企業從事藥物分析工作打好知識基礎。

2.實驗指導

《藥物分析》是一門實踐性較強的課程，為了能讓畢業學生適應醫藥企業的質檢工作，因此實驗教學既要重基礎技能，又要適應醫藥企業的需求[6]。《藥物分析》實驗共開設6個實驗，其中鑒別實驗1個、雜質檢查實驗2個、含量測定實驗3個，涉及藥物分析的鑒別、檢查、含量測定3大核心內容。分析儀器涉及紅外、紫外、液相、氣相、原子吸收等，符合當前制藥行業的檢測水平。6個實驗中有3個驗證型實驗、2個“綜合型、設計型”實驗、1個創新設計實驗。通過以上三個層次的實驗，既可保證學生的動手能力得到鍛煉，又能有效提升學生的創新設計能力。

3.虛擬仿真

虛擬仿真實驗通過高度仿真的實驗環境和操作對象，使實驗者能夠在電腦上完成各種預定的實驗項目，尤其適用于高危實驗、高成本、高消耗的大型實驗項目[7]。為增加學生對大型儀器設備的認知和實操能力，我們將虛擬仿真軟件引入藥物分析教學中。本院建有虛擬仿真實驗室1個，與高效液相色譜、原子吸收測定相關的軟件4個；同時，借助實驗空間——國家虛擬仿真實驗教學項目共享服務平臺、歐倍爾、東方仿真等在線學習平臺，在課余時間讓學生能更多學習常見藥物分析方法與儀器操作流程。

4.實踐實訓

為踐行教育部倡導的“以學生為中心，應用型人才培養目標”落實的教學理念，學院專門建設了固體制劑GMP實訓車間、液體制劑GMP實訓車間和藥品專用儀器實驗實訓室。通過項目實訓，既可以提升學生的實踐動手能力，又能培養學生項目管理能力，對提升學生的整體素質和應用能力有較大的推動作用。本課程在實驗課后，協調安排學生針對高效液相色譜分析（HPLC）、氣相色譜分析（GC）、原子吸收光譜分析（AAS）、紫外-可見光譜分析（UV-vis）、紅外光譜分析（IR），進行標準操作規程（SOP）實訓，并進行實驗技能測試考核。通過該方式，使學生的大型儀器實操能力顯著提升，大部分學生達到了與企業質檢部門無縫接軌的效果。

5.創新設計

隨著藥物分析技術的不斷更新，對藥品質檢、質控人才的能力要求也越來越高。這就需要學生在掌握課程知識體系的基礎上，能夠靈活地設計新藥的質量檢測方案，或者利用新的實驗技術提高藥物檢測水平。本課程以小組為單位，布置開放性課程設計“×××原料藥/制劑的質量標準及起草說明”，將理論與實踐密切結合，指導學生通過查閱數據庫、文獻、結合實驗室現有條件設計分析方案，形成質量標準草案。該環節可以鍛煉學生對藥物分析知識的綜合運用能力，提升學生的創新設計能力，達到學以致用的教學效果。

(三)根據OBE理念，創新考核評價方式

課程考核是教學的關鍵環節，根據OBE理念，課程考核要以課程目標達成度為評價標準，檢驗學生的學習成果。所以，考核既要注重考試成績，注重理論知識層面的考核，又要注重過程考核，注重能力考核。《藥物分析》課程以OBE理念為指導，對其考核評價方式作如下改革：總評成績=期末測試成績（40%）+實驗成績（30%）+平時成績（10%）+實訓考核（10%）+創新設計成績（10%）。平時成績由作業、課堂表現和虛擬仿真軟件學習情況為主要考核因素；實驗成績由預習成績、操作成績和實驗報告成績組成。

同時，通過課程目標達成度計算評價，對達成度偏低的指標，制訂相關措施，反思教學方法、模式，精準教育，持續改進。在新的考核評價方式引導下，學生學習主動性大大提升，學生的理論知識水平、操作技能、創新能力均得到了有效提升。

三、結束語

2018年11月24日，在第十一屆“中國大學教學論壇”上，教育部高等教育司司長吳巖作了題為“建設中國金課”的報告，明確提出了金課建設標準“兩性一度”，即高階性、創新性、挑戰度[8]。所謂“高階性”，就是知識能力素質的有機融合，培養學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維。所謂“創新性”，是課程內容反映前沿性和時代性，教學形式呈現先進性和互動性，學習結果具有探究性和個性化。所謂“挑戰度”，是指課程有一定難度，需要跳一跳才能夠得著，對老師備課和學生課下學習有較高要求[9]。打造金課，淘汰水課是高校教師面臨的新的重要任務和使命。

《藥物分析》是制藥工程專業的核心課程，為了打造金課，我們將該課程進行了大膽的改革創新。以工程教育專業認證為標準，堅持“學生中心、成果導向、持續改進”的教學理念，教學團隊從教學目標、教學內容、教學模式、考核評價等多角度探索，構建了理論講授—實驗指導—虛擬仿真操作—實踐實訓—創新設計“五位一體”教學模式。實踐表明，基于OBE教育理念進行的“五位一體”的教學改革，可提高學生的學習熱情和學習效率，并在一定程度上激發學生的發散思維，提高其創新能力，為制藥行業培養高質量的應用型人才。