基于多层次、大综合的制药工程专业实验课程体系的探索与实践

阮班锋+李青山+邓胜松

摘 要： 基于多层次、大综合理念，以培养创新人才为目的，合肥工业大学制药工程系建立了制药工程实验课程体系，从课程内容、教学模式和考核方法等方面进行了探索与实践。

关键词： 多层次 大综合 制药工程专业 实验课程体系

实验教学是实践课程教学体系的重要环节，承载着对学生科学素质、实验能力及创新精神培养的首要责任，不仅对学生理论联系实际、加深对理论的感性认识有非常重要的作用，而且是实现应用型人才培养目标的主要途径。罗杰尔·培根说：“没有实验，便没有科学。”实验课堂是培养“厚基础、宽口径、重实践、有特色”新型人才的实践阵地[1]。制药工程专业作为典型的工科专业，主要培养以化学、医药学和工程学为基础，掌握制药工程方面的基本原理和基本操作技能，能够在医药、农药、精细化工和生物化工等部门从事医药产品的生产、工程设计高级工程技术人才[2]。可见合理的实验教学内容、教学模式是实现制药工程专业人才培养目标的根本保证。2011年合肥工业大学在原有实验教学课程的基础上，基于多层次、大综合的理念，本着有效培养学生创新思维和创新实践能力的原则，我们对制药工程实验的教学内容、教学模式、考核方法等进行了探索与实践。

1.基于多层次、大综合的理念，优化和扩展实验内容，构建适合于创新型人才培养的制药工程实验内容体。

实验课程，尤其是专业实验课程，进行大综合式的教学体系研究，能够有效针对教学知识点和技能要求，设置实验教学内容，使教学内容全面、完整，避免无谓的简单重复。同时，大综合式的实验教学体系，能够将各主干专业课程有效联系和整合，突出课程之间的相互关联，更好地搭建学生知识结构体系。

专业基础实验包括所有专业实验所需知识点和实验技能，通过多次重复实验，强化学生所需知识点的学习和实验技能的训练。专业提高实验在完成专业基础实验的基础上进行，主要内容以新药创制过程为主线，包括疾病治疗药物分析、药物分子设计、药物制备与工艺、药物结构分析、药物效果评价、药物制剂与成型加工，以此将现有各课程实验内容整合成一个有机整体，让学生通过这样一个研究性大综合实验，更深刻地理解和认识各主干课程相关学科的联系与分工。而在国内大多数高校，由于对实验教学的重视程度不够和实验教学条件的不足，开设的实验课课时偏少，尤其对于各专业的专业实验课程，相当一部分基本成为理论课的附属，无形中导致学生出现“重理论，轻实验”的倾向。在制药工程实验内容方面，我们增加综合性设计性实验的比例。综合性设计性实验通常需要用到多门课程甚至多门学科的知识基础，以及各种基础实验技能，尤其是设计性实验，通过给定实验的目的和要求，让学生运用学过的实验方法自行设计出一种新的实验方案，并进行实验和分析总结。通过实验可以提高学生综合运用各种实验方法和实验技能的能力，培养学生分析问题、解决问题的能力，为后续研究作初步训练；亦可激发学生的创造性和深入研究的探索精神，培养学生的科学实验能力，提高学生的综合实验素质；还可以通过生动活泼的学习和思考，开发学生的聪明才智，培养学生的独立工作能力和创新精神。但是，综合性设计性实验要求学生具有一定的实验基础，把所学知识运用到解决实际问题中。如果按照现行做法，保持实验学时不变，提高综合性设计性实验的比例，势必压缩基础性实验学时，减少基础知识和技能的学习环节，缩短学生学习过程。因此，我们变实验课程均为随课实验，实验内容仅与单一课程联系紧密，实验项目相互之间的联系较少，没有针对人才培养目标进行顶层设计，实验体系系统性、条理性较差，教学内容和知识点的延伸性较弱。统筹规划制药工程专业实验教学体系，依据专业人才培养目标，遵循从通识到专业再到提高的人才培养规律，构建制药工程专业三层次、大综合实验教学体系。即包含通识基础实验、专业基础实验、专业提高实验三层次的实验教学体系，研究各层次实验教学目的和目标，并在专业基础实验和专业提高实验模块中构建涵盖各主干课程学科必需的知识点和实验技能。

2.改进制药工程实验教学模式，将科学素质、实验能力及创新精神培养贯穿于整个教学过程。

制药工程专业学科是一个新兴的交叉学科，涉及医学、药学、生物、化学、工程学等多学科领域的知识内容和实验技能，由于各种因素和条件的限制，开设的专业基础实验不可能覆盖各学科实验，因此，实验教学中我们综合采用多种实验教学形式、虚实结合应寻找一种良好的解决办法。将传统的动手实验与演示实验、虚拟实验、远程实验相结合，能够有效地覆盖全部知识点和实验技能，既利用有限的时间和条件，对其中重点内容进行强化训练，又有效规避实验操作过程中的无谓重复，提高效率。

实验室开放能够充分利用现有实验条件，有效提高利用效率，是学校当前政策引导的重点方向。结合实验室开放，我们建立开放实验系统，使学生摆脱实验过程中的盲目性，合理安排实验及其进度，充分利用课余时间，通过学习—实验—再学习，增强实验目的性和学习效果。同时我们结合学校实验室的达标行动，依据专业学科特色与特点，实现院内资源合理分配与共享，促进实验室开放。针对开放实验的特点，编写实验大纲和实验指导，建设开放型实验指导教师队伍和评价体系。实现实验的时间开放、条件开放、内容开放、形式开放、指导开放，真正做到全时空开放，充分利用现有资源，增强教学效果。

开放性和研究性实验属于近年来兴起的一种教学模式——基于项目的学习（Project-Based Learning，PBL），在教师的指导下实验内容自主选择、实验过程自主安排、研究结果自行分析，实验在更自由开放的环境中进行。与传统教学过程以教师为中心不同，PBL是一种以学生为中心的教学过程，允许学生以自主方式在某一个问题上依托教学项目进行深入的学习，并通过报告展示学到的知识[3-4]。其核心是以一系列有应用背景的教学项目为驱动，让学生推进项目的同时掌握知识和运用知识，锻炼学生在实际应用中自主应用知识解决问题的能力[5]。PBL中，学生被赋予更多自由度，能够在更大程度上按照自己的兴趣学习，同时激发其对学习的责任感[5-8]。实践表明，PBL模式是一种十分有效的教学手段，能够充分调动学生学习积极性、提高学生对课本理论知识的理解程度，并提高学生解决实际问题的能力[9]。但是，对于这种教学手段，必须要求有完全开放的实验室、完备的实验条件、充足的实验经费、丰富的科研课题和强大的指导教师队伍，难以做到全面适用；及时同时具备以上条件，但对规模化、固定化的教学环节来说，实施起来仍然具有较大难度。

3.改革实验的考核方法，激发学生的创新欲望。

为全面反映学生的理论水平、实验技能，培养学生良好的治学态度、实事求是的作风和探索当前先进技术的积极性，在实验考核方面，我们改变过去以知识为主的考核状况，采用重平时考核，将创新能力考核放在首位，弱化考试考核与知识考核[10]。重视平时考核成绩，激励学生重视实验，认真对待每一次实验，有利于提高学生的实验水平。平时实验考核涉及的评定因素多，对我们提出较高的要求，除了检查学习纪律；实验预习情况；能否顺利地完成实验操作；实验结果和实验报告外，还要考查学生遇到问题能否很好地解决，以及良好实验室工作习惯和作风等，需要我们客观、公正地给每个学生评好分。

4.制药工程实验教学改革所取得的成果。

2011年制药工程实验实际授课并调整，虽然实施制药工程实验教学改革时间并不长，但我们已经取得显著成效。我们加大多层次、大综合实验开设，提高综合性设计性实验的比例，实验内容设置进一步趋于合理。

摆脱实验课程依附理论课程的现状，从最根本的专业人才培养目标出发，研究实验教学体系的任务和分工，使实验教学自成体系，并在此基础上建立新型的实验教学体系。将功能相似的实验课程进行整合和重组，强化实验项目之间的联系，建立层次化、模块化和综合化的实验教学体系及内容。

新实验教学体系的实施，尤其在专业提高实验部分，学生个体实验内容与条件差异性较大，对实验条件和实验室建设方案等方面具有更多更广的要求。同时，全开放大综合式的实验教学，对指导教师、实验室开放、实验课程管理等方面会有更多不同的要求。通过本项目的研究，将为实验室的建设与开放、实验教学实施与管理等提出合理化建议和参考。

随着制药工程专业多层次、大综合实验教学体系的建立和教学实施，必定对现有实验室条件和管理状况提出更多更高的要求，本项目的完成，亦将在学校实验室达标行动的大环境下，围绕新的实验教学体系、在实验室建设方案和实验室开放办法及配套政策等方面提出合理化建议。

参考文献：

[1]吕小兰，等.学分制开放式实验教学模式的探讨.实验室研究与探索，2012，31（8）：121-124.

[2]合肥工业大学2011版教学计划.

[3]Moursund D.Project-based learning in an information-technology environment[J].Learning and Leading with Technology，1998，25（8）：4.

[4]孙敏，张亚丽.PBL教学法在血液学及血液学检验实验教学中的应用[J].实验室研究与探索，2009，28（11）：167-169.

[5]张钢，王春茹，黄永慧，何小敏，黄小波.基于项目学习的教学模式实验环境构建，第31卷第8期2012年8月实验室研究与探索，292-296.

[6]高胜利，赵方方.PBL教学模式与高素质创新人才的培养[J].实验室研究与探索，2007，26（5）：83-86.

[7]徐敏，冯修猛.影像实践教学中案例式PBL教学法应用的探讨[J].实验室研究与探索，2010，29（7）：303-305.

[8]Kliebard H.Constructing a history of American curriculum[M].Handbook of Research on Curriculum，1992：157-184.

[9]Blumenfeld P C，Soloway E.Motivating project-based learning：Sustaining the doing，supporting the learning[J].Educational Psychologist，1991，26：369-398.

[10]吕献海.以培养创新人才为目标有机合成实验课程的探索与实践[J].考试周刊，2011，63：188-189.

基金项目：合肥工业大学校级教研项目（XJ201324）