制药工程专业实验教学层次化创新模式探索

叶勇

华南理工大学化学与化工学院制药工程系，广州510640

制药工程专业是一个集化学、药学、生物学和工程学交叉的学科专业，以培养药品制造工程技术人才为目标。该专业侧重培养学生运用化学、药学、生物学、工程学、管理学及相关学科理论知识和技术手段解决药品生产过程中的工程技术问题，实现药品规模生产和规范化管理［1］。实验教学是制药工程专业课程体系的重要组成部分，是培养学生实验技能、巩固基础理论知识、提高学生观察能力、动手能力、分析能力的重要途径，是实施创新教育、提高学生综合素质、增强其科研意识和创新能力的关键所在［2-3］。但是，目前多数制药工程专业课教学仍然沿用传统的“三中心”教学模式(即:教师为中心+书本为中心+课堂为中心)，实验课非常少，且偏重于验证理论，或是配合理论教学设置实验，采用一锅端形式，没有考虑到阶段性、系统性、创新性［4-5］。使学生不仅难以对制药的整个过程总体把握，而且对实验缺乏积极性和主动性。因此，现有的实验教学模式亟待改变。

为了解决现存问题，我们对华南理工大学的制药工程实验教学进行了研究和探索，提出层次化创新实验教学模式。简单地说，将制药工程实验划分为四个层次:基本技能实验、专业基础实验、综合性实验、创新性实验。

1 层次化实验教学模式的主要内容

1．1 第一层次:基本技能实验

该实验是针对大学低年级进行基本实验技能培养，占整体实验的20%。该阶段要求学生主要掌握制药工程常规实验技术，包括单元操作、仪器使用等。首先，由教师对实验室的管理制度、安全规定、操作规范和注意事项进行讲解，让学生在进入实验室前对制药工程实验室有全面的了解。其次，由教师对各单元操作、仪器使用等进行详细讲解和操作演示，避免学生误操作而造成损坏。最后，就各单元操作，如提取、分离、浓缩、干燥等指导学生进行实验。该阶段实验可以给学生提供必要的实验基础，是确保专业化实验正确进行的必须阶段。

1．2 第二层次:专业基础实验

该实验主要以大学二三年级学生为培养对象，该阶段占整体实验的20%。主要目的是结合所学专业理论知识进行实验验证，以提高动手能力，巩固专业知识。实验内容包括:简单药物合成实验、制剂实验、药理学实验、仪器分析实验等。仍以教师为主讲授具体的实验方法，学生结合理论知识对实验结果和实验现象进行分析讨论。

1．3 第三层次:综合性实验

该阶段以大学三四年级为培养对象，占整体实验的30%。主要目的是综合化学、药学、生物学和工程学知识，将其应用于一个完整药物的生产过程。通过此实验，学生可以了解药物自实验小试到生产的全过程，掌握药物研发和生产的关键，锻炼和提高学生的实际工作能力。实验内容包括两大部分，第一部分为药物研究内容，指药物自合成、分离、检验、制剂、评价的全过程;第二部分为药物的生产设计，指药物的小试生产、中试、工艺设计、设备选型与制造等。在实验中，主要以学生为主完成整个实验，教师对实验进行必要的指导。

1．4 第四层次:创新性实验

该实验主要针对高年级学生开展，该阶段占整体实验的30%。主要目的是启发学生的创新性思维，自主设计和进行药品的研究和开发，充分调动学生参与的积极性。实验内容包括新药的研究开发和工艺设计，学生自主选题或结合教师的科研项目开展。

以上四层次中增加第三层次和第四层次的比重，着重培养学生整合专业知识的能力、实际工作能力和创新能力，达到创新型人才培养的目的。

2 层次化实验教学的目标

形成阶段化和系统化的制药工程专业实验教学，提高学生综合运用知识解决实际问题和进行创新药物开发的能力。学生通过第一层次实验后对制药工程实验室有了基本了解，可掌握必要的单元操作技术和仪器操作技术;通过第二层次实验后能够巩固所学的专业理论知识，并将专业知识与实验方法、结果分析等相结合;通过第三层次实验能够将综合所学知识，应用于药物的科研与生产，学生能够达到进行药物生产的能力;通过第四层次实验则能够进行新药的研究、开发与生产，具备承担新药研发的能力。所以，四层次培养不仅可培养学生利用知识解决实际问题的能力，而且调动了学生创造的主动性，实现了创新型人才的培养。

3 层次化实验教学改革措施

3．1 学时分配和课程设置

目前华南理工大学本科制药工程专业培养计划，实验课时为80学时，且集中设置，不能满足学生实验需要。为此，学校进行了学时分配改革，增加实验学时数，总学时达128学时，其中基本技能实验25学时，专业基础实验25学时，综合实验40学时，创新实验38学时。并将各层次实验分布于不同的学期。创新实验可根据需要适度延长，或纳入创新学分管理。实验内容根据教学效果及时重新规划，但需覆盖药物化学、药学、生物学和工程学专业内容。

3．2 实验考核

加强实验考核，是正确评价学生实验能力、创新能力的依据，也是调动学生积极性的重要举措［6-7］。过去的考核仅以实验报告为评判依据，主观随意性大。只有将考核贯穿于整个实验中，才能确切地反映学生的实验情况。我们将实验考核分为五部分:实验预习考核、实验过程考核、实验报告考核、操作技能考核和创新能力评价。

3．2．1 实验预习考核实验开始前要求学生对实验内容进行预习。在实验前要求每个学生出示预习报告，经提问通过后才能进行实验。预习考核的目的是要求学生在实验前认真阅读实验教材，查阅相关的理论知识，明确实验目的和原理，熟悉实验的操作步骤，了解有关仪器设备的使用方法，提高自主学习的能力。预习报告内容包括实验目的、实验原理、主要试剂、操作步骤、注意事项和一些问题提出等。教师提问内容主要是实验原理、实验步骤、注意事项等相关知识。要求学生能够流利回答问题，只有这样学生才能够主动地查阅相关资料，扩大自己的知识面，增加自己的知识量。

3．2．2 实验过程考核实验过程考核主要包括实验态度、组织纪律、环保意识、卫生情况、协作精神和公物爱护等方面。其目的是考察学生的基本素质，有没有认真严谨的实验态度、良好的记录习惯是决定实验能否成功的重要因素，而实验废物的处理、台面和仪器的完好整洁均能反映学生的卫生习惯。一些实验尤其是综合实验和创新实验，均是以小组的形式，团队协作进行的。通过这些考核，纠正学生不良习惯，提高学生科研基本素质。

3．2．3 实验报告考核实验报告的撰写可以培养学生综合思维能力［8］。它是学生对整个实验的全面总结，是其实验过程中的直接成果。通过实验报告，教师可以获得教学效果的反馈信息，发现问题及时解决。实验报告的考核内容主要包括:报告的规范与整洁;实验步骤及实验现象记录的完整性;对实验现象能否做出较合理的解释;实验结果及处理是否恰当;实验结果讨论是否全面正确等;对出现的问题是否有较深入地探讨等。重点要求学生对实验中出现的问题能够深入分析，查找原因，提出改进意见。

3．2．4 操作技能考核操作是否规范直接影响到实验结果，对此方面的考核主要包括:实验仪器的安装和使用、基本操作熟练程度、正确的操作方法和实验效率。不同的实验操作过程差异很大，因此要求学生提前做好准备工作，教师则通过细化考核指标，定量衡量学生的操作能力。通过操作技能方面的考核和训练，可以提高学生的动手能力和科研技能，为创新研究打下基础。

3．2．5 创新能力评价创新能力的培养是创新人才成功的关键［9-11］，由于创新需要建立在扎实的基础知识上，所以开展实验时，也要先开展基础实验，再进行创新性实验。创新能力主要从选题、研究内容、实验方法、结果分析等方面进行评定。选题以自主选题为主，占所有实验题目(包括自主选题和给定题目)比率不低于80%，并突出新颖性，研究内容、方法等也要体现特色和创新性。通过创新性实验和评价，使学生创新能力显著提高，参与实验的积极性也大为提高。

在制药工程专业实验教学中引入层次化教学模式，增加了系统性和创新性，有利于提高学生的综合素质，培养创新型人才。要使层次化实验教学改革取得成效，必须配套进行学时和课程设置改革，并建立系统的考核体系。通过层次化实验教学改革，培养具有扎实专业基础知识、熟练的操作技能、创新性能力强的专业技术人才，可为今后从事药品生产和科研奠定良好的基础。

［1］许明丽，赵广荣，白鹏，等．国外高校制药工程专业教育［J］．化工高等教育，2004，(1):12-14

［2］邹祥，石虹．制药工程专业实验室建设及管理初探［J］．实验科学与教育，2006，4(2):96-98

［3］蒋建兰，元英进，白鹏，等．制药工程专业实验室建设研究［J］．药学教育，2004，20(2):22-23

［4］杨晋，朱桂花，李力．对制药工程专业实验教学的思考与探索［J］．卫生职业教育，2010，28(3):94

［5］姚健，马君义，孔维宝，等．制药工程专业实验教学改革与创新教育探讨［J］．卫生职业教育，2009，27(3):105-106

［6］周娟，苏琼．制药工程专业实验考核体系的探讨［J］．西北民族大学学报:自然科学版，2007，28(66):85-88

［7］李玉贤，王宪龄．加强实验教学考核，培养制药工程专业学生的综合能力［J］．中国中医药现代远程教育，2010，(7):58-59

［8］杨素吟．谈谈学生实验能力的培养［J］．中等职业教育，2005，(18):32-33

［9］李华，梁政勇，胡国勤．创新人才培养模式，培育制药工程技术人才［J］．黑龙江教育:高教研究与评估，2011，(2):42-43

［10］步山岳，严云洋，章慧．构建创新人才培养模式，培养大学生创新能力［J］．中国科教创新导刊，2009，(8):26

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