中医药院校《化工原理》课程教学的若干思考
2016-03-12张师愚那大成寇晓娣
王 娜,李 峰,张师愚,郑 琳,那大成,寇晓娣,尹 飞,赵 骏
(1 天津中医药大学中药制药工程学院,天津 300193;2 天津市联合环保工程设计有限公司,天津 300191;3 天津中医药大学中药学院, 天津 300193)
中医药院校《化工原理》课程教学的若干思考
王娜1,李峰2,张师愚3,郑琳1,那大成3,寇晓娣3,尹飞3,赵骏3
(1 天津中医药大学中药制药工程学院,天津300193;2 天津市联合环保工程设计有限公司,天津300191;3 天津中医药大学中药学院, 天津300193)
《化工原理》是中医药院校制药工程、药物制剂和中药制药专业的专业基础课,是联系理论与实践的重要课程,起到承前启后的作用。具有中医药特色《化工原理》的教学要结合中药制药生产过程,从炮制、提取、制剂等环节出发,紧密联系各单元操作的基本知识,并以具体的中药制药生产过程为例对设备的操作和选型进行讲解。通过教材内容的选择、教学方法的更新、实验内容的改进等方面的教学改革,培养兼具工程思维和中医药思维的人才。
化工原理;中医药院校;教学;体会
《化工原理》是化工类及相近专业的一门主干课程。它是连接理论知识和生产实践之间的桥梁,起到承前启后、由理及工的作用[1]。我校中药制药、制药工程和药物制剂三个专业学习《化工原理》课程。这三个专业的共同特点是培养具备中药生产工程等方面的基本理论、基本知识和基本实验技能,能够从事中药生产、制备和质量控制等方面的人才。《化工原理》课程既满足学生对中药生产过程中基本理论的需求,又实现对学生工程思维和动手能力的培养,是完成培养目标的必修课程。
但是,中医药类院校《化工原理》课程不仅要体现其在自然科学的基础课向工程科学的专业课过渡过程中的衔接作用,使得学生具备解决实际工程问题的能力,比如设备的选型、工艺过程的计算等;更要体现其在中药提取、分离、加工和剂型等方面的应用特点,使得学生有针对性地了解和认识中药加工过程中涉及到的化工设备和工艺流程。中医药类院校《化工原理》的授课不仅要以工科院校《化工原理》课程为基础,体现其基本理论和知识;还要具有中医药院校自身的特色,实现基本理论与中药生产过程和设备应用的结合。在教学的实践过程中,笔者总结了以下几点体会。
1 工程思维的建立与中医药思维培养之间的结合
工程思维[2]就是在工程的设计和研究中形成的思维,是一种筹划性的思维,是运用各种知识解决工程实践问题的核心。工程思维要具有科学性、逻辑性、严谨性、集成性等特点,并立足于市场,具有统筹性和全局性。中医药思维[3]的基础是中国古代的“天人合一,天人同构”的思想,其特点就是把人体视为一个整体,把人与社会、人与自然视为一个整体。
我校学生在中医、中药相关课程以及校园浓厚的中医药氛围中已经逐步形成并建立了较为完善的中医药思维,而在前修课程中并没有涉及到工程方面的内容,因此《化工原理》课程肩负着对学生进行工程思维培养的重任。但是,对于中医药院校学生工程思维的培养又要与工科院校对学生的培养进行区别,不能从化工生产的角度进行《化工原理》的授课。这是因为首先中药制药过程的流程较短、设备较为简单,与化工过程不尽相同,从而使得教学目标以及教学的重点和难点均比工科院校的低一些;其次,学生的工程基础较为薄弱,如果直接从化工的角度进行授课,可能会影响学生的理解与接受,降低学习兴趣。中医药类院校《化工原理》的授课既要体现《化工原理》课程本身的特点,又要结合中医药院校自身的优势和中药制药过程的特点,对中药制药过程中的化工原理问题进行讲解和阐述,密切联系中药制药的生产过程以及学生已修的中医药相关课程,使得学生易于接受和理解,让同学理解工程放大在中药生产过程的作用,引导学生主动思考工程问题,激发学习的兴趣和积极性,更能灵活地将知识运用到药厂实践中。从而在帮助同学建立工程思维的同时进一步巩固和深化学生的中医药思维,实现工程思维的建立与中医药思维培养之间的紧密结合。
2 教材的选择要重点突出,覆盖范围广
教材是供教学用的资料,在教学活动中起到载体的作用,是教学理论与教学实践相结合、提高教学质量的关键因素[4]。在课堂上,我校《化工原理》课程选择化学工业出版社出版的《制药化工原理》为教材。该教材全面的涵盖了制药过程所涉及的单元操作,并将这些单元操作的基本原理和设备的讲解与具体的制药生产过程相联系,生动、形象、深入浅出地介绍了制药过程中所涉及的化工原理知识,是一本适宜中医药院校学生学习的教材。在课堂之外,推荐给学生一些与化工过程更加密切的教材,比如天津大学出版社出版的《化工原理》等教材,给学有余力的同学提供更多拓展思维和视野的参考书。这些教材比课堂上所采用的教材内容更加丰富,深度也较深,可以锻炼学生的自学能力。
3 教学内容要紧密联系中药制药生产过程
工科院校《化工原理》课程全面地介绍了动量传递、热量传递和质量传递的基本原理,以及根据这些基本原理衍生出来的化工单元操作,比如流体流动、沉降与过滤、传热、精馏、吸收、干燥、蒸发、萃取;主要讲授典型设备的构造、操作原理、设备的选型及计算等内容。而中药制药生产过程与化工生产过程存在较大的差距,其中涉及的单元操作也不同。中药制药生产过程主要包括中药材的前处理(洗药、润药、切割、炒制等)、干燥、粉碎、筛分、蒸发和制剂成型等步骤。其涉及到的单元操作主要有干燥、传热、沉降与过滤、吸收、蒸发。因此,中医药类院校《化工原理》课程的教学内容在以工科院校《化工原理》授课内容为基础的前提下,应密切结合中药制药生产过程的特点和需求,具备中医药的特色。一是授课重点要更紧密地与中药的生产过程相结合,体现具体理论在中药制药方面的应用,比如中药材的干燥过程和中药制药中的过滤过程等,便于学生形成更加直观的认识。二是课程内容与中药特色课程相互交织,比如在讲解化工原理设备时,可以与炮制课程相结合,阐述说明在中药炮制过程所使用的设备是如何体现化工原理单元操作的知识。三是单元操作所涉及的设备均是制药生产过程中实际使用到的,而非化工生产过程中的设备。
4 教学方法和教学手段要多种多样
《化工原理》这门课程概念多、知识点分布广、公式繁多、应用性强、各单元操作过程相互独立、设备类型多种多样,且结构复杂。在中医药类院校中,如何突破其传统的教学模式,运用现代化教学手段和教学方法,从理论到实践多方位入手,将难点和重点变得更直观,更通俗易懂,逐步建立具有中医药特色的《化工原理》课程是今后教学的主要问题和主要目标。
在中医药类院校《化工原理》的课堂上所采用的教学方法和手段主要有:提问式教学、启发式教学[5]、讨论式教学[6,7]、参与式教学[8]等方法。在授课过程中经常提问“为什么”可以吸引同学的注意力,激发大家学习的热情和兴趣,启发学生的思考,引导同学的思路,从而起到回忆已学知识,掌握现有知识,培养缜密、富有逻辑性的工程思维的作用。在化工原理授课过程中,启发式教学主要体现在化工单元操作理论公式的讲解上,通过基本的物料衡算一步一步启发同学如何分析和思考,进而得到最终的理论公式。提问式教学和启发式教学往往结合使用。当采用讨论式教学方法对某一单元操作进行讲解时,可以先举出一个生产过程中遇到的实际问题,让学生自己通过阅读、观察、思考、讨论等途径去思考该问题出现的原因以及解决问题的方法,自行发现该单元操作的作用以及应用方法,以培养学生的独立思考能力和创新精神。参与式教学是在“以学生为中心,以活动为主,共同参与”的理念指导下,强调在教学中体现学生的主体地位的教学组织形式和教学方式。在课堂上,组织讨论内容,让学生分成小组,共同讨论一个问题;或者请学生到讲台上讲解自己对某一化工单元操作的理解,这些参与式教学都可以增加学生学习的积极主动性,进而加深和巩固学习效果。
在运用多种方法进行授课的过程中,任课教师一定要密切关注学生的反应。对于较难理解的重点和难点部分,学生会出现听不懂和无法理解的现象,这个时候一定要减慢授课速度,增强与学生间的互动,细致地划分所设置的问题,通过逐步解释这些小问题而渐渐引导学生的思路,让学生体会分析问题、探索问题、解决问题的过程,进而增强学生的逻辑思维能力,培养工程思维。
此外,中医药类院校《化工原理》课程还可以通过互联网进行建设和发展。学生通过网络等平台直接接触到优秀的教学课件、教学视频和教材等,进而了解、熟悉和掌握《化工原理》课程的基本理论和基础知识。师生和生生间也可以通过网络平台进行在线的互动、交流和讨论。
5 实验内容的改进与更新
对于在中药制药领域很少用到的化工单元操作,其对应的实验内容可予以适当的删减,比如精馏和萃取两个单元操作的实验。对于在中药制药过程中经常用到的单元操作,可相应的增加其在实验课程中的内容,比如干燥、过滤、沉降等分离过程。在对实验内容进行调整的同时,更重要的是使《化工原理》实验课程带有中医药特色,即对已有的《化工原理》实验内容进行修改,使其中具体的实验过程更加接近实际的中药制药过程。比如,在工科院校中的干燥实验是干燥一块帆布,在中医药院校中该实验可以改进为干燥具有特定剂型的药物制剂或者原料药材。这样,学生能够直观的体会到《化工原理》课程与中药制药间的联系。
此外,对实验内容可以进行整合,将多个单元操作组合到一起,形成综合实验。实验课程的编排要与中药厂使用的设备相呼应,即学生操作的设备和仪器与中药厂实际应用的设备相一致,进一步加深学生对理论知识认识和理解的同时,让同学身临其境地体会中药制药厂生产的过程。并结合针对性的实验课程培养学生设计规划实验方案以及分析处理实验数据的能力,进而加深对课堂理论知识的认识与理解。
6 结 语
中医药类院校《化工原理》课程是建立在工科院校《化工原理》的基础之上,体现其基本理论和知识,吸取其精华与经验,并与中药制药过程进行了紧密地联系与结合,形成了具有中医药特色的《化工原理》课程。无论是在理论课的授课过程中,还是在实验课的操作过程中,课程内容均体现了具体的制药过程所涉及的单元操作和设备,帮助学生更直观地了解所学知识的具体应用,进而增进对课程的学习兴趣,提高学生实践操作的能力,培养兼具工程思维和中医药思维的优秀人才。
[1]王韵芳,李双志,樊彩梅,等.化工原理教学中的几点体会[J].化工高等教育,2012(1):66-70.
[2]张艳秋,江树勇,唐明,等.卓越工程师工程思维的基本特征及培养模式研究[J].中国现代教育装备,2014(13): 86-99.
[3]陈春.中医药类高职学生中医药思维方式建立探讨[J].中医教育,2011(2): 75-77.
[4]黄德春,史益强,王志祥.制药化工过程及设备教材的内容选材[J].药学教育,2010, 26(4): 36-37.
[5]潘鹤林,张辉,齐鸣斋.化工原理(少学时)课程启发式教学方法探索[J].化工高等教育, 2015(1):47-53.
[6]姚山季,钱存华.高校探究式教学改革: 实施障碍与超越路径[J].江苏高教, 2015(1):79-81.
[7]王大凯,郭欣.讨论式教学的几点认识[J].教育科学研究,2001(3): 3-45.
[8]姚建光.参与式教学:理论建构与实证样本[J].中国教学学刊,2011(1):54-56.
Some Thoughts about the Teaching of Principles of Chemical EngineeringinCollegeofTraditionalChineseMedicine
WANG Na1, LI Feng2, ZHANG Shi-yu3, ZHENG Lin1, NA Da-cheng3, KOU Xiao-di3, YIN Fei3, ZHAO Jun3
(1 College of Pharmaceutical Engineering of Traditional Chinese Medicine, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193; 2 Tianjin United Environmental Engineering Design Co., Ltd., Tianjin 300191; 3 College of Traditional Chinese Medicine,Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193, China)
Principles of Chemical Engineeringisabasiccourseinpharmaceuticalengineering,pharmaceuticalpreparationsandtraditionalChinesemedicinepharmacyprofessionalintraditionalChinesemedicine(TCM)colleges,whichisanimportantcoursethatlinkthetheoryandpractice,playingaroleinthepast.TheteachingofPrinciples of Chemical EngineeringwiththecharacteristicsoftraditionalChinesemedicineshouldcombinewiththeChinesepharmaceuticalproductionprocess,andcloselylinkbasicknowledgeofeachunitoperationfromconcoct,extraction,preparationtootheraspects.TheparticularChinesepharmaceuticalproductionprocesswaschosenforanexampletoexplaintheoperationandequipmentselection.PersonwithbothengineeringthinkingandtraditionalChinesemedicinethinkingwasdevelopedbytheselectionofteachingmaterials,thereformofteachingmethods,theimprovementofexperimentalcontentandotheraspectsofteachingreform.
Principles of Chemical Engineering;collegeoftraditionalChinesemedicine;teaching;experience
王娜(1983-),女,讲师,主要从事中药废弃物的资源化利用。
李峰(1983-),男,工程师,主要从事化工工艺设计。
G451
A
1001-9677(2016)013-0220-03