化工与制药类专业综合实验教学改革与实践

孟江平，张 进，唐 英，徐 强，郑士远，胡承波，吴飞跃

化工与制药专业综合实验是本校率先给化学工程与工艺(化工与制药方向)专业学生在学习完有机化学实验、药物化学实验、药物分析实验、药物合成实验以及药理学实验等实践课程的基础上，开设的一门专业综合实验课程.该课程是进一步提升学生实验技能、巩固基础理论知识的重要环节;是进一步提高学生观察能力、动手能力、分析和解决问题能力的重要途径;是培养应用型化工与制药人才、实施创新教育的关键所在.在长期以来的教学过程中，作者不断探索应用型、创新型人才培养的思路、方法及路径，并取得了一些重要成果［1-3］.众所周知，实验教学是培养学生创新精神的直接途径，而作为一门新开设的专业综合性实验课程，如何更有效地进行实践教学?如何培养适应经济社会发展需要的化工与制药应用型人才?这是摆在教师面前的棘手问题和亟待解决的难题.为了更好培养学生的专业综合实践能力，作者对该课程教学进行改革，提出了适合本校应用型化工与制药人才培养的实验教学方法.

1 更新传统观念，培养绿色化学实验思想

实验教学中所用试剂大多数会对人体健康和环境造成危害和污染，甚至有的是剧毒物质.如何既保证实验课程的正常开设，又要将其危害和污染降低到最低限度，是摆在广大化学实验教学工作者面前长期而又艰巨的任务.传统的实验教学往往采用常规方法进行，如使用大量的药品和溶剂，学生在实验中不懂得节约药品，容易造成资源浪费和环境污染等.

众所周知，“环境问题”和“资源短缺”已成为威胁人类生存的严重问题.绿色化学是当代化学的一个重要前沿，21世纪是绿色化学时代［4］.如何培养学生热爱环境、节约资源显得尤为重要.作者在实验教学中更新传统观念，始终将“绿色化学”与“环境友好”以及“节约型”思想贯穿于整个实验教学体系中，通过微量化学实验教学和绿色化学实验教学，培养学生的绿色化学实验素养［5］.

在绿色化学实验教学思想下，通过溶剂回收再使用、废弃资源再利用等措施，培养学生热爱环境、热爱自然、节约资源的绿色化学思想，进而培养学生在学习、生活和工作中的环保思想.

2 任务驱动下的自主学习

“任务驱动法”是建构主义教学理论基础上的教学法.具体来说是以学生为中心、以任务为驱动的方式，教师把教学内容设计成一个或多个具体的任务，让学生通过完成一个个具体的任务来达到教学目标的一种课堂实践教学方法［6］.在传统的教学模式下，大多数学生只是被动接受知识，而采用任务驱动教学后，任务一经下发，学生根据下发任务情况，进行分组探讨，主动思考如何解决问题，然后教师再去积极引导.这样，学生的自主学习能力得到了极大提高，同时，学生的创新能力也得到了进一步的锻炼.

作者在专业综合实验教学中，以学生为主体，课前下发任务.学生通过自主学习与小组合作等方式，利用网络资源和数据库，查阅相关文献资料，对药物的临床作用、合成方法、质量控制进行总结归纳，设计出实验方案.然后通过指导教师的引导，学生进行课堂实验研究，完成任务.课后对任务进行反思，写出任务总结，并设计药物生产工艺，评价工艺设计的合理性(图1).

图1 任务驱动下自主学习模式

通过任务驱动教学方式，教学效果取得了明显改善:(1)学生的学习主动性得到提高;(2)学生的创新能力得到了进一步提升;(3)学生的团队合作精神得到了增强;(4)学生的学习目的更加明确.

3 改革传统教学方式，使教学方式多样化

传统的实验教学方式多采用“老师讲，学生照方抓药”这样一种不利于培养学生动手能力和创新能力的陈旧模式.如何使化工与制药专业综合实验教学更好为培养应用型人才服务?作者在化工与制药专业综合实验教学中，采用了如下教学方式:

(1)“模型嵌入式”教学模式.在模型嵌入式教学模式中，学生通过课后设计药物生产工艺、制作药物生产工艺模型等举措，进一步培养学生理论联系实际的能力，促使课堂教学向工业生产过渡，促使“理学意识”向“工学意识”的转变，进而培养学生的工学意识.

(2)采用案例教学方式.案例教学方式能够鼓励学生独立思考，注重学生实验能力的培养.

(3)采用探究式教学方式.探究性实验教学方式重过程、重应用、重体验、重全员参与，它把学生置于一个动态、开放、主动、多元的实验环境中，给学生提供了更多获取知识的方法和渠道.

(4)采用分层次教学方式.根据实验教学大纲、人才培养方案以及应用型人才培养等要求，实验教学采用分层次教学.即根据具体实验内容及其特点，将学生分为合成改进组、药理组和质量控制组等.学生在课前通过分组学习，课堂中相互协作，使实验内容更加丰富，应用型更加明确，实验教学效果更加显著，学生受益匪浅.

(5)理论联系实际，课堂进入生产企业的教学方式.采用该种方法进行实验教学，有利于学生理论联系实际，将所学知识与生产实践相结合，进一步培养学生对专业的认知和喜爱.

4 改革传统教学内容，使其体现应用性

传统的实验项目内容陈旧，无法体现学科发展和社会需求，对培养学生的创新能力和应用能力作用不大［7］.因此，作者对传统实验项目进行改革，使实验项目更具应用型，充分体现学科发展优势.如传统实验项目“阿司匹林的合成”，老师讲完后，学生“照方抓药”，合成出产品即可，不能很好地培养学生的创新和实际运用能力［8-9］.实验教学的目的是让学生从课堂走向工业生产，因此将该实验项目进行综合改革，增加生产工艺设计等内容，改革后，实验项目为“阿司匹林的合成及其工艺研究”.实验项目改革情况见表1.

表1 实验项目改革前后对比情况

5 采用全过程考核理念，使成绩评定更加合理

考核评价采取全过程考核评价方式，使学生成绩评定更加合理.考核方式采用实验操作考核和平时考核相结合，实验操作考核采用“一对一考核方式”.平时考核主要包括:平时实验操作、任务驱动下自主学习情况、实验报告书写、科技文献检索、工艺设计、模型制作等成绩.通过实验考核改革，将考核形式以末端考试转变为教学全过程考核，将知识考核转变为能力考核，充分体现了以学生能力考核为中心的先进考核理念，使得学生成绩评定更加合理和公平.

6 优化教师结构，打造知识结构合理、工程能力较强的教师队伍

目前，本校化学工程与工艺(化工与制药方向)专业综合实验教师队伍存在知识结构、年龄结构等不合理现象，对培养应用型化学专业人才带来了一定的限制.因此，通过人才引进、委托培养攻读博士学位、联合培养、出国访问、转岗培训和聘请企业工程师担任实践课程指导教师等多种途径，优化教师队伍结构，打造知识结构合理、工程能力较强、应用型突出的教师队伍.

7 结语

化工与制药类专业综合实验是培养化工与制药应用型人才的重要实践环节，是培养创新型化工与制药类人才的最有效途径.在多年的教学改革研究中，基于培养应用型化工与制药人才，结合本校建设“区域性、多科性的特色应用型大学”目标.通过教学模式、教学方法、教学内容和考核方式等方面的改革与探索，初步形成了适合本校应用型化工与制药人才培养的专业综合实验教学模式.

［1］涂铭旌，唐英，孟江平.创造发明的思路与方法［J］. 西南科技大学学报，2012，27(2)：1-4.

［2］涂铭旌，唐英，张进，等.创新型人才培养的思路、方法及路径(一)［J］.西华大学学报：自然科学版，2012，31(4)：1-4.

［3］涂铭旌，唐英，张进，等.创新型人才培养的思路、方法及路径(二)［J］.西华大学学报：自然科学版，2012，31(6)：1-3.

［4］赵英福，吴兆华，李春彦.在药学专业化学实验课中渗透绿色化学新理念［J］.解放军药学学报，2008，24(1)：90-91.

［5］徐强，孟江平，宋仲容，等.应用型本科院校化学专业实验课程体系改革与实践研究［J］.重庆文理学院学报：自然科学版，2010，30(2)：90-93.

［6］徐琼.“任务驱动法”在课内实验课的实践［J］.教育与职业，2011(3)：167-168.

［7］张照昱，李彦威，常宏宏，等.加强制药工程专业实验教学的改革［J］.太原理工大学学报：社会科学版，2010，28(3)：83-85.

［8］钱超，何永刚，金伟光，等.阿司匹林实训生产线的设计与医药化工实验教学研究［J］.实验技术与管理，2011，28(8)：148-150.

［9］于奕峰，刘方方，赵莹.化工制药类专业创新实践平台建设的探索与实践［J］.化工高等教育，2007(3)：35-37.