新工科背景下“线上线下混合式教学”在制药工程专业实验教学中的实践探索*

赵一阳，柳文敏，于林涛，高文超

(南阳师范学院 化学与制药工程学院，河南 南阳 473061)

引言

新工科建设是符合中国特色的高等工程教育改革方案，新工科背景下的制药工程专业育人模式应将创新能力的培养贯穿育人的全过程[1]。制药工程专业实验是制药工程专业的一门重要实践课程。该课程综合性强，与前授课程联系紧密，不仅可以锻炼学生的动手能力，也能够培养学生作为“制药人”的基本专业素质和职业素养，提升学生的创新能力，是实现人才培养目标的核心课程之一[2]。在“新工科”背景下，如何上好这门课，培养符合工程实践需求的人才，是从事制药工程专业实验教学的教师关注的重点。

南阳师范学院制药工程专业实验教学中存在着学生主动学习积极性不高、师生互动性不强、考核方式单一、缺少过程性考核等问题，且传统的实验室内的专业实验教学也与工业化的单元操作相距甚远，实验教学对学生的工程能力培养体现不足。为解决以上问题，我们秉承工程教育认证理念，坚持学生中心、成果导向、持续改进，开展制药工程专业实验课程改革。选择超星学习通作为线上课程平台，将线上线下混合式教学[3-6]应用于制药工程专业实验的教学中，近两年的教学实践结果表明，该模式能够进一步提高学生的学习兴趣和学习效果，提升学生的创新意识和工程能力，有望在制药工程专业其他实验实训课中推广应用。

1 线上线下混合式教学实施前的准备工作

1.1 修订教学大纲，科学设置实验内容

对标“新工科”建设对制药工程专业人才培养提出的新要求，课程团队多次组织调研和教研活动，讨论并修订了制药工程专业实验教学大纲，为实验教学做好顶层规划设计。调整后的教学大纲在实验内容设置、教学目标等方面做了较大的改动。

我校制药工程专业实验开设在第5学期，在实验内容设置上做到三突出。一是突出专业实验的综合性，制药工程专业实验包括药物合成、药物分析、天然产物提取和药物制剂四大部分，将原教学大纲中的一些重复性内容剔除，明确实验目的和要求，强调实验的整体性和系统性。例如将颗粒剂、硬胶囊剂及片剂的实验整合为一个大实验，将制粒-胶囊填充及制粒-压片有效结合起来，充分利用好实验学时，不做无用功。二是突出工程教育特点，重视实验与药厂实际生产过程的联系。例如将制药企业中药物常见的片剂、注射剂、软膏剂、胶囊剂等剂型的质量检查方法融入药物制剂实验中，药物分析部分开设的均为典型药物的成分检测及鉴定。三是突出专业人才培养特色，南阳是豫西南中医药基地，我院制药工程专业人才培养侧重于化学制药和生物制药方向，因此专业实验中对这两部分的比重会有所倾斜，学时占比均达到了30%左右。

根据布鲁姆教学目标分类法将每一实验的认知目标、情感目标和技能目标进一步细化，不再使用“熟悉”“掌握”“了解”等不规范的表述，教师的实验课教学能够“有的放矢”。如《混悬型液体制剂的制备》实验的教学目标修订为以下三个方面：①能够解释混悬型液体制剂的一般制备方法，能够根据原料药物性选择正确的混悬剂制备方法;②能够独立进行混悬剂的质量评价，可以归纳总结混悬型液体制剂的质量评价方法，并能与其他液体制剂的质量评价方法进行对比;③进一步树立药品质量安全和用药安全理念，强化认真的实验、工作态度。

1.2 丰富线上资源，满足个性化需求

线上线下混合式教学的开展离不开线上资源的支持。教师在课前制作授课ppt、理论部分讲解视频，并录制重点操作的演示视频。依靠学习通课程平台建立课程网站，将授课ppt、演示视频、思考题、练习题和作业题等教学资源上传至课程平台，丰富线上教学资源。涉及到课前预习的教学资源充分考虑到学生的个性化需求和不同学生接受、理解知识的能力差异，提供多种形式的资源，如授课讲义、教学ppt、教师讲解视频、操作视频、关键知识点微课视频等。学生在实验前观看线上相关资源，可对实验课内容进行行之有效的预习，并对预习中存在的问题进行梳理，通过与教师的沟通答疑，有效提高实验课程的教学效果。

考虑到企业生产实际情况与实验室环境的差异，为加强专业实验与工程实践的联系，突出对学生工程能力、意识的培养，课程组还与制药企业开展合作，采集企业生产过程中单元操作的视频，一并上传至课程平台，建立工程实践案例库，供学生了解相关实验对应的企业生产情况。

制药行业关系国计民生，我们的学生大多数都是未来的制药行业从业者，专业实验的教学过程也必须加强对学生家国情怀、科学素养及职业道德的培养。因此，线上教学平台建立了课程思政案例库，涵盖家国情怀方面的中医药发展、新冠疫情期间制药人贡献案例，科学素养方面的典型新药开发案例，以及职业道德方面的药企生产事故案例等。

1.3 提升教学能力，优化教学设计

虽然线上线下教学混合式教学模式是以学生为中心，但是教学环节能不能开展好，教师才是掌舵人。授课前，课程组组织任课教师参加线上线下混合式教学技能培训，熟悉课程平台的使用方法和技巧，提升教师在新的教学形态背景下的教学能力。结合新型的教学模式对传统的教学过程进行优化，打造适合混合式教学的教学设计。例如，在《硬胶囊剂和片剂的制备》实验的教学过程中，将教学结构拆分为课前、课中、课后三个部分。课前阶段通过学习通发布任务，要求学生观看颗粒剂、硬胶囊剂、片剂制备的视频，通过预习习题回顾颗粒剂、硬胶囊剂和片剂三种剂型的常用制备方法和特殊质量评价方法，进而引导学生归纳总结制备过程中的注意事项。课中阶段包括观看重点操作视频，教师重难点讲解，组织小组实验，教师从旁指导操作等。课后阶段，学生在线上可与教师通过答疑交流完成思考与总结，并观看工业生产中制剂生产的视频，探讨实验室操作和工业化生产之间的差异，线下出具实验报告，最终实现掌握三种制剂的生产特点的教学目的。

教学设计中尤为重视课堂思政的有机融入。教师充分利用线上平台的课程思政案例库和不同类型实验的特点，结合具体的教学内容自然将思政内容融入到教学过程中，起到潜移默化的效果。例如在《槐花米中芦丁的提取、分离和鉴定》实验中，结合中药活性成分的提取这一实验内容，教学设计中将莲花清瘟等传统中药在新冠疫情中的突出作用作为案例，引导学生树立民族自信心和制药行业从业者的职业使命;在《美沙拉嗪的制备》实验中，结合实验过程中容易出现的喷料等注意事项，提醒务必关注学生药品生产过程中的安全问题。

2 线上线下混合式教学的实施

根据修订后的教学大纲和我校制药工程专业的人才培养方案，秉持“以学生为中心”的教学理念，利用超星“学习通”平台，我校在2018、2019级制药工程专业学生的制药工程专业实验课程中实施线上线下混合式教学，具体的实施过程如下。

2.1 课前预习

以往教学过程中，虽要求学生撰写预习报告，但是通过课前提问和测试反馈来看，学生的实验预习不够深入，流于表面，预习达不到较好的效果，对课程教学目标的实现无法起到推动作用。采用混合式教学模式，教师提前制作小而精的教学视频，并将课前预习布置成更为具体的任务(例如将必看的视频设置为任务点，布置预习习题、测试等)。一方面结合学生爱玩手机爱看视频的特点充分调动其积极性，另一方面可在平台实时获得学生的学习数据，便于教师及时了解学生的预习进度，对学生加以督促。课程平台还设置有讨论板块，师生可以进行线上互动，及时答疑。这种模式的实施收到了非常积极的反馈，学生们纷纷表示相对于原来的照搬照抄教材，预习过程的收获更多了，对实验内容及重难点在课前已经做到了心中有数。

2.2 课堂教学

在充分的课前预习基础上，课堂教学实施过程中教师实现了角色的转变，不再是讲台上的讲述者，更多的是课堂活动的组织者和指导者。实验操作前，组织学生分组讲解实验目的、实验原理和实验步骤，检验学生预习的效果，过程中其他组的学生可以进行补充甚至是质疑，由教师引导并组织讨论，最终获得一致意见。实验操作过程中，要求同组的学生互相监督操作的规范性，鼓励学生独立解决问题，遇到难以解决的问题，组织全体学生进行讨论，让学生真正作为课堂的主角，在巩固学生基本实验操作能力的同时着重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。教师还将实验现象、实验数据的记录也设置为任务点，要求学生下课前必须在线上提交，以此形式对学生进行督促，帮助学生养成随时记录的实验习惯。对个别突出的案例，教师在课上及时收集实验现象等信息，课后制作成视频、实验案例等，及时补充线上资源。

2.3 课后巩固

实验课结束后，学生整理实验现象和实验数据，分组讨论，线下提交书面实验报告，线上完成课后作业。教师在审阅实验报告和作业后，针对突出的问题组织学生进行线上讨论互动，引导学生建立实验反思的思维习惯，夯实学生对知识点的理解，巩固掌握相关的原理和基本操作。通过线上的师生互动交流，进一步将教学延伸到实验室之外，真正实现随时随地的学习。课后还会在线上设置观看企业生产视频的任务点，学生通过实验操作已对单元操作有了充分的认识，在此基础上对工业生产过程会有更加清晰的认识，并能找到实验室小试和工业生产之间的联系与区别。

2.4 实验考核

混合式教学模式还有助于建立全方位系统化的考核机制。本课程以往的成绩评定采用平时成绩+实验考核成绩+实验考试卷面成绩的方法，考核形式单一，覆盖面窄，未能对学生起到有效的引导作用。尤其是平时成绩中教师的主观因素很强，难以做到全面、客观的对学生学习效果进行评价。混合式教学将平时成绩采用线上成绩+线下成绩相结合的形式，强调过程性评价。通过学习通app，设置个性化考核任务点，任务点广泛分布于课前预习、实验操作、数据处理、课后巩固等多个方面，例如实验课的签到和签出、视频观看时长、课堂讨论、小组合作探究、课前预习作业、实验数据记录及课后作业成绩等。而线下的平时成绩则主要关注学生的动手实操能力和实验报告的撰写。这种考核机制将过程评价与结果评价相结合，不仅督促学生对实验的每个环节给与足够的重视，激发学生的学习兴趣和求知欲，而且最终的成绩给出也更加的客观和有理有据。

3 线上线下混合式教学的实施中存在的问题

线上线下混合式教学模式在我校制药工程专业的制药工程专业实验课程中实施不过两年，在实施过程中还存在一定的问题。例如教学资源还需进一步丰富，最新药物研发成果在实验教学中的体现不够突出，课程App端需做进一步的个性化设计，实验室环境中用手机进行课堂互动存在一定的安全隐患，考核任务点的设置还需更科学化等。但是，从对学生的调查问卷反馈结果来看，87.8%的学生认为本课程的学习效果优于其他实验课，94.7%的学生认为上实验课的积极性更高了。可见线上线下混合式教学模式已经取得了一定的积极成果，提高了学生对实验课的重视，将学生由被动学习转化为主动学习，提高了学习兴趣和积极性，加深了学生对相关基础课程的认识和理解，培养了学生分析问题、解决问题的能力。我们将继续加大制药工程专业实验课程教学模式改革力度，为本专业其他实验课教学的改进提供借鉴。