课堂实验衔接大创项目延伸式教学模式的探索

方伟光，方磊，陈欣宇，漆文静

（合肥师范学院化学与化学工程学院，安徽合肥230601）

近年来，企业对于应用型人才的需求不断增加，不但要求学生掌握基础的专业知识和实验技能，还需要学生具备良好的创新能力和严谨的专业素养，要求毕业生能很快适应企业需求，能主动持续学习，在实际工作中主动解决问题。本科教育阶段，理工科专业传统的实验课程的实验项目多以重复性的单元操作练习为主，且内容陈旧，脱离实际，难以契合企业对应用型人才的要求，实验课程改革迫在眉睫。但客观上，学时、场地和教学管理的限制，使得实验的课堂教学改革余地很小，即便增设少量的设计性、综合性实验，更多也是通过多单元操作的串联，巩固所学基本技能，综合应用性不足。在这种条件下，如何在实验中锻炼学生的创新能力和知识技能综合应用能力成为现实难题。

国家大学生创新训练计划是教育部从“十二五”期间开始在全国实施的一项高等教育教学改革举措，各省市也随后推动实施了省市级大学生创新训练计划。作为提高高校教学质量工程的一部分，大创科研训练计划鼓励学生组织创新科研团队，在指导教师的指导下，自主设计选题，撰写项目申请书，组织项目申请和执行，撰写项目成果报告，完成项目结题。这种以学生为主体的创新训练方式，让学生在项目实施中发现和解决问题，激发创新思维，很好地弥补了课堂实验教学的不足。

因此，将课堂基础实验和大创科研训练项目相融合，构建二者相衔接的新型实验教学模式，能很好地兼顾基本实验技能和创新能力的培养。笔者以合师院17级制药工程专业“药剂学实验”和国家级大创项目“以花粉作为骨架材料用于药物缓释研究”为例，介绍药剂学实验课程衔接大创项目延伸式教学模式的构建。

1 教学模式的构建

“药剂学实验”是药物制剂、制药工程等药学类专业重要的一门必修专业课程，主要培养学生将原料药制备成各种药物剂型中涉及的药剂学理论应用、处方设计、制备工艺、质量控制等应用技术，具有一定的工艺性质。因此，在药剂学教学中应突出药剂学理论知识的应用与实际动手能力的培养，强调实用性和应用性。药剂学实验衔接大创训练项目的新型实验教学模式包括两大部分，即课堂教学部分和大创训练部分。下面从课程组织形式和考核方式对这一教学模式进行介绍。

1.1 课程组织形式

1.1.1 课堂教学部分

“药剂学实验”的课堂教学部分主要侧重于锻炼学生的基本实验技术和初步理论应用于实践的方法。17级制药工程专业药剂学实验为32学时，1次课1个实验项目4个学时，共含8个实验项目。按照常见的液体制剂、半固体制剂和固体制剂分类，8个实验项目包括“溶液剂及胶体制剂的制备”“乳剂及混悬剂的制备”“软膏剂的制备”“栓剂的制备”“颗粒剂的制备”“胶囊剂的制备”“片剂的制备”和“0.5 g布洛芬缓释片剂的制备与溶出实验”。前7个实验项目为验证性实验，每个实验项目包括：实验目的、处方与工艺介绍、实验操作、质量检查和数据分析5个部分。学生按照标准实验步骤进行实验，实验前需要对处方中原辅料的作用进行分析，应用和巩固所学药剂学理论知识。实验中需要按照标准操作规程（SOP）规范地完成实验操作，记录实验现象和数据，培养严谨的专业素养。实验后总结实验数据，并与理论数据进行比较验证，分析实验操作过程中存在的错误和不足，总结实验注意事项，完成思考题，撰写实验报告。最后1个实验项目“0.5 g布洛芬缓释片剂的制备与溶出实验”为综合性实验，教师只提出主药规格和溶出曲线的要求，实验处方、辅料选择、制剂工艺等均需要学生独立设计，在课前撰写实验方案，完成实验，并通过溶出实验进行验证，培养学生应用所学制剂技术完成实验课题的能力，为大创训练项目作衔接。

1.1.2 大创训练部分

在课堂教学部分完成后，学生组织了多个团队，参与到大创科研训练项目的准备与申报。以项目“以花粉作为骨架材料用于药物缓释研究”为例，申报团队以所学多孔载体材料应用于缓释给药系统的知识为背景，充分发挥想象力，选择以油菜花花粉作为载体材料制备双氯灭痛缓释片。油菜花花粉外壳具备天然的多孔结构，且无毒、易降解，非常适合作为骨架载体制备缓释片剂。在完成项目立意后，学生们通过讨论和文献阅读，完成了大创项目的选题和研究思路的设计，分工合作撰写了项目申报计划书，申报国家大创项目并顺利获批。

项目实施前，学生团队对项目核心实验部分划分为载体前处理、处方设计、制备工艺三部分。在载体前处理过程中，团队发现尽管电镜图显示花粉外壳具备多孔结构，然而其内核的存在降低了其比表面积和药物吸附能力。查阅文献了解花粉内核的成分后，团队根据相似相溶原理找到了合适溶剂，对花粉载体进行了溶核处理，保留花粉外壁，形成了空心结构。但是，在湿法制粒时，发现这一结构又易坍塌。为了固定载体形貌，学生团队通过多次实验，探索出使用甲醛溶液塑形和浓硫酸脱水的固定载体结构方法。最终，形成了“溶核-变性塑形-脱水碳化”花粉前处理工艺，制得了具备刚性结构的多孔花粉骨架载体材料。在处方设计阶段，学生团队以一种商用双氯灭痛缓释片处方为基础，以花粉载体的加入量为变化因素，设计多组对比处方，完成实验制片后，通过溶出实验验证，最终形成了符合项目目标规定的药物缓释曲线要求的新处方。在制剂工艺论证阶段，学生团队以药剂学实验所学基本制剂技术为基础，形成了“混合-湿法制粒-整粒-压片”的工艺路线，细化实验步骤，反复验证，最终形成了规范的花粉基双氯灭痛缓释片的实验室制备工艺，并精炼为标准实验规程。项目完成后，学生团队撰写完成了项目结题报告，并以发表论文1篇、获校级优秀毕业论文1篇的优秀成果完成了项目的结题。

1.2 课程考核方式

构建课程考核方式，也是教学模式改革中的重要一步。不同于一般课堂教学形式，大创训练项目是一种课外科研形式，如何进行考核？各类大创项目有限额要求，申请成功的项目有限，很多学生必然不能最终完成大创项目的执行，如何区分考核？针对这些问题，在笔者的教改试验中，将课程大纲进行了修订，将课程考核分为基础分和拓展分两部分。基础分占比60%，以课堂实验的考核为主，包括实验出勤率（10%）、实验表现（30%）和实验报告（20%），对学生基本实验技能进行评价。拓展分占比40%，主要考核学生大创参与情况，考虑到由于大创项目立项数的限额要求，很多学生团队难以获得立项，将大创参与分分配为申报参与分（20%）和项目执行分（20%），前者包括项目立意分和申报书分，后者包括立项分和项目成果分，分别对学生的创新能力和知识技能综合应用能力进行评价。这种基础分+拓展分的考核方式一方面强调了基本实验能力的基础性考核要求，另一方面也对学生的创新能力和知识技能综合应用能力提出了进阶性考核要求。

2 教学模式分析

在课堂教学部分，首先，将每次实验时长控制在4学时，一般在半天完成，便于排课和教学管理；其次，这8个实验项目由易到难涉及到各种常见剂型，相互关联，前面所学实验技能在下一个实验中得以利用，如颗粒剂的制备工艺就可以用于胶囊剂的制备，有利于加强学生实验技能的练习；最后，这种“7+1”实验项目设计，前面7个验证性实验项目侧重锻炼学生基本实验技术和实验操作规范，最后1个综合性实验项目，学生独立完成，在一定程度上锻炼了主动学习能力、实验设计能力和理论知识与实验技术综合应用能力，为衔接大创训练作准备。

课堂教学后，在大创项目“以花粉作为骨架材料用于药物缓释研究”的立意阶段，学生没有使用广泛应用的药用高分子缓释材料，而新颖性地使用自身具备多孔结构的天然花粉为载体制备缓释片剂，得到了很好的创新思维锻炼；在项目申报阶段，学生团队独立完成选题、研究内容设计、申报书撰写和课题申报，得到了规范的科研项目申报锻炼；在项目启动阶段，学生团队对项目工作进行合理划分，得到了科研协作能力的锻炼；在项目研究阶段，面对花粉前处理和制剂工艺中发现的难题，学生们以所学化学、药用高分子材料学、药剂学理论知识和实验技术为基础，发挥创新思维，逐个解决，锻炼学生综合应用知识技能解决实际问题的能力。最终，学生团队在药剂学实验课和大创训练中均取得了优秀的成绩。

总结上述药剂学实验衔接大创项目“以花粉作为骨架材料用于药物缓释研究”延伸式教学模式的特点，在药剂学实验课堂教学中，以教师为主体，科学设计实验项目，指导学生通过验证性实验练习完成课程教学，有利于培养学生扎实的基本实验操作技术和规范；在大创训练项目申报和执行中，则以学生为主体，学生独立申报和完成科研课题，既巩固了所学药剂学实验技能，又进一步接触到科研、创新训练，有利于学生形成优秀的创新思维和解决实际问题的能力。这种教学模式更有利于应用型本科生的培养，缩短了学校理论学习与职业实践的距离，毕业生进入企业能更快上手，更有竞争力。

3 结论

随着社会对应用型本科人才的需求增加，高校理工科实验教学中，不但要培养学生扎实的基本实验技能，对学生创新能力和专业素养的培养也提出了新的要求。传统实验课堂教学中，由于学时、教学管理等所限，以验证性实验为主，侧重锻炼学生的基本实验技能，难以培养学生的创新能力。为此，本文构建了一种课堂实验衔接大创项目训练延伸式教学模式，并以药剂学实验与大创项目“以花粉作为骨架材料用于药物缓释研究”融合的试验教学为例，介绍了这一教学模式的组织形式，初步提出了相应的考核方式，并对这种教学模式进行了分析。在这一教学模式中，课堂实验延续传统教学模式，加强了学生基本实验技能的培养。大创科研项目的申报和研究训练，进一步激发了学生的创新思维，锻炼了学生综合应用知识技能解决实际问题的能力。这为在现实背景下，应用型专业实验教学的改革提供了参考思路。