制藥專業“儀器分析”課程改革探索與實踐

董 玲,凌 波,丁愛民,衛艷新

(合肥師范學院 化學與制藥工程學院,安徽 合肥 230601)

快速發展的互聯網和大數據技術給高等教育帶來了新的機遇和挑戰。2022年4月,習近平總書記在中國人民大學考察時強調:“‘為誰培養人、培養什么人、怎樣培養人’始終是教育的根本問題。要堅持黨的領導,堅持馬克思主義指導地位,堅持為黨和人民事業服務,落實立德樹人根本任務?！盵1]教師是立德樹人的“主力軍”,各門課程是具體載體,課程建設則是“主戰場”,因此必須堅定不移地進行各類課程的改革。

應用型本科院校制藥專業的目標是培養能夠在制藥及相關領域從事藥品研發、生產、新工藝的開發及醫藥經營管理等工作,具備創新、創業意識和分析、解決復雜制藥工程問題的高素質綜合型人才?！皟x器分析”是制藥工程專業的基礎課,課程主要目標是培養學生具有藥物的檢測、分離和分析能力,其內容涉及化學、物理學、計算機、數學等多種學科,并且越來越多地呈現出多學科交叉融合的態勢[2]。

“儀器分析”的方法、原理比較抽象,難以理解,內容涵蓋范圍廣,每種儀器都有相對獨立的工作原理和結構[3],且新方法、新技術、新儀器層出不窮,也是一門知識與生活、生產和科研前沿緊密聯系的課程[4]。傳統“儀器分析”教學存在注重知識的傳授、教學內容繁雜、教學模式單一、考核評價標準“一考定成績”的現象。鑒于以上現狀,本文在借鑒優秀的教學成果的基礎上結合自身的教學實踐,從融入課程思政、優化教學內容、采取混合式教學模式、豐富課程考核評價指標等方面對“儀器分析”課程的教學進行了以下幾點探索。

1 將“課程思政”元素融入教學過程

習近平總書記在2016年全國高校思想政治工作會議上強調:“要堅持把立德樹人作為中心環節,把思想政治工作貫穿教育教學全過程,實現全程育人、全方位育人,努力開創我國高等教育事業發展新局面。”[5]將思想政治教育滲透到各門課程的教育教學過程中,實現知識傳授、能力培養和價值塑造有機統一,以達到立德樹人潤物無聲的教學效果[6]。教師與時俱進地提升自身的教學水平、增強“課程思政”的設計能力,發揮教師的主導作用,激發學生的學習興趣,促使學生從“要我學”轉變為“我要學、我會學”,提高自主學習意識,開拓創新性思維,增強勇擔民族復興重任的使命感。

1.1 結合“儀器分析”發展史,融入思政元素

儀器是進行科學研究和科技創新的“基石”和“利器”,縱觀百年來的諾貝爾科學獎,科技的創新與先進科學儀器的研發密不可分。儀器分析法的發展史就是一部眾多科學家積極投身科學研究的奮斗史。在講授一種儀器分析法時,精心設計為儀器分析技術發展做出重要貢獻的科學家案例并巧妙地滲透到知識傳授中,培養學生不畏挫折、勇于探究、敢于創新的科學精神。在講授“電分析”時,可以介紹我國電分析化學家汪爾康院士的事跡,他以國家需求和科學發展為導向來定位自己的科研目標,學成歸來后全身心地投入所熱愛的電分析化學領域,為我國電分析化學達到世界領先水平奠定了堅實的基礎。

1.2 結合制藥專業文化,融入課程思政

儀器分析是藥物研究領域不可缺少的工具,我國醫藥在幾千年的發展歷程中孕育了豐富的、具有民族特色的文化內涵。《中國藥典》約每五年更新一次,收載品種和數量穩步增加,藥典標準日益規范化、系統化,藥物檢測方法日趨規范統一。儀器分析的快速發展為藥品質量的控制和創新藥的研發保駕護航,通過專業知識的學習,增強學生的文化自信和民族自豪感。

2 優化教學內容

“儀器分析”課程是為醫藥產業培養知其然、且知其所以然的藥學技術型人才不可替代的一門重要基礎專業課,是對藥品質量全面控制,確保藥品安全、有效的重要手段。教學內容既要為后續的藥物化學、藥物分析、制劑學和畢業設計提供重要知識和基本技能,又要反映該課程的前沿研究成果[7]?！皟x器分析”內容主要有光分析法、電分析法、色譜分析法、質譜分析法等,由于教學內容多而雜、課時少等問題,需要根據專業特色結合實際應用整合、優化教學內容。在藥物研究開發過程中常涉及各種儀器分析法,如藥物的鑒別和含量測定常用紫外-可見分光光度法、紅外吸收光譜分析法、氣相色譜法和高效液相色譜法等,藥物中重金屬雜質的檢查多采用原子吸收分光光度法,而電分析法在藥物相關分析檢測中應用不多。因此,在有限的學時中,重點講解光譜分析法和色譜分析法。隨著我國對藥品質量的日益重視和自主研發創新藥的迫切需求,色譜分析和光譜分析已經成為藥物研究中最重要的分析方法。由于分析技術和分析方法的快速更新,教學過程中引導學生查閱有關藥物研究的近年文獻和最新版藥典,進一步理解各種分析法的基本原理、多種技術聯用的原理和方法,從而根據不同分析對象選擇合適的分析方法,培養學生的科研思維和創新能力。

3 采取混合式教學模式——以紫外-可見吸收光譜法為例

儀器分析的混合式教學模式分為線上課前預習、線下課堂教學、線上課后輔導答疑三個階段。

3.1 線上課前預習,知曉方法原理

線上教學不受時間、地點的限制,課程的內容可多次回放,能夠為學生提供多時空學習的機會。教師以虛擬仿真和儀器實際操作相結合為原則,制作儀器操作步驟和基本原理的短視頻,上傳到智慧教學平臺或向學生推送精準的MOOC和精品課程線上資源。例如,將紫外-可見吸收光譜法的教學內容分解細化成7個知識模塊,錄制成7個10分鐘以內的短視頻:有機化合物的電子躍遷類型、生色團的共軛作用、溶劑對吸收光譜的影響、紫外-可見分光光度計的基本部件、分光光度計構造原理、紫外-可見分光光度法的定性分析、定量分析。學生可以隨時在線上學習該分析法的原理和儀器操作方法,教師可以在平臺上查看學生的學習進度,設置課前學習任務(表1),并把線上學習情況和課前學習任務的完成情況計入平時成績。教師可以推送紫外-可見分光光度法發展歷史以及在醫藥領域應用的視頻案例,通過感性認知不僅能夠加深學生對所學方法原理的理解和記憶,還可以增強線上學習的趣味性。

表1 紫外-可見吸收光譜法課前學習任務

實踐證明線上預習有利于學生養成課前預習的習慣,提高線下課堂學習的效率;也有利于教師提前了解學生對將要學習的內容的掌握情況并有針對性地調整教學內容,以提高教學效果。僅僅采用線上教學模式不利于學生進行系統的知識學習,教師無法實時地掌握學生的學習效果,不利于增進師生之間的交流[8]。因此,將線上、線下兩種教學模式有機融合的混合教學模式成了近年教學改革研究的熱點[9]?；旌鲜浇虒W模式有效地實現了線上教學與線下教學模式的優勢互補,減輕了線下課堂教學的負擔,提高了教學效率。

3.2 線下課堂精講,解決學習難點

教師根據學生課前學習任務的完成情況及時調整課堂教學內容,易于理解的簡單教學內容以翻轉課堂教學模式完成,教師有更多的時間對重、難點內容進行詳細講解,促使學生盡快完成知識體系的系統構建和重、難點知識的內化。例如,紫外-可見吸收光譜法中,吸光物質最佳吸收波長的選擇是學習的難點,在課堂教學中,結合課前查閱的文獻中實驗條件的選擇,分組討論得出后續實驗課將要開設的紫外-可見吸收光譜法實驗項目中藥物的最佳吸收波長。再如,芳酸類非甾體抗炎藥物中具有苯環和特征取代基,此類藥物的紫外吸收特征波長基于苯環特征吸收的基礎上考慮取代基的影響,并結合“吸收最大干擾最小”的原則,確定最佳吸收波長。這一學習過程既加強了儀器分析方法的學習,又培養了學生查閱文獻的能力,為后續藥物分析課程的學習奠定了基礎。

3.3 課后線上答疑,促進知識內化

課后學習是完成知識系統化的重要階段。由于學生的學習能力有差異,對于學習能力一般的學生,要求他們掌握紫外-可見吸收光譜法的基本理論和定量分析方法,了解紫外-分光光度計的基本部件。對于已經掌握基本知識的學生,引導他們自主查閱最新的《中國藥典》,進一步理解紫外-可見吸收光譜法的檢測原理和檢測條件的選擇,并以文字的形式分享學習心得,培養學生的科技論文撰寫能力。為了加強教師和學生之間的交流,建立課程微信或QQ群,進行實時的線上互動,及時答疑解惑,了解學生的學習情況,幫助學生調整學習方法、端正學習態度,增強學生自主學習的能力。教學相長,通過問題的反饋,教師及時調整教學內容,從而形成教學質量持續性改進的良性機制。

4 重視過程性評價,完善課程考核評價指標

“儀器分析”是一門實踐性很強的課程,應突出對學生學習效果和教師教學效果的過程性評價[10]。強化過程性評價,改進“唯分數”的單一傾向化考核,既要強調學生對知識、技能、素養的習得性學習過程的評價,又要兼顧對教師教學過程的評價。教師要關注每一位學生的學習情況,更好地因生施教,讓學生真正成為學習的主體,引導學生主動把精力投入平時的學習過程,培養學生的自主學習能力,提高學生的綜合素質。本課程采用的是過程性考核和期末卷面考核相結合的方式,過程性評價體現的是知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個維度(表2)。提高過程性成績的比例促進了這三個維度的整合,提升了教學效果,增強了學生學習的主動性,也能夠更全面客觀地評價學生的學習情況,受到學生的普遍認可。

表2 “儀器分析”課程考核評價指標

5 結語

“儀器分析”是一門多學科交叉的、具有很強實踐性和應用性的課程。教師在傳授專業知識的同時,應以儀器分析法的發展史和專業知識的學習為切入點,在教學全過程深入挖掘其中所蘊含的思想政治教育元素,有針對性地調整教學內容,采用多種教學模式相結合的方式增強教學效果,豐富課程考核評價指標,增強學生自主學習的能力,激發學生學習儀器分析的興趣,促進教學質量不斷提升,培養社會需要的高素質制藥工程專業技術人才。隨著新技術、新方法和新儀器的不斷涌現,“儀器分析”課程建設的內涵也必將不斷地豐富和完善,以滿足社會對高素質專業人才的需求。因此,課程建設將是高校教育工作者一項長期的常態化探索。