综合实验教学改革初探
——以制药工程为例*
2023-02-15郭洋洋蔡杰慧张海全
郭洋洋,蔡杰慧,张海全,刘 英
(广西民族师范学院 化学与生物工程学院,广西 崇左 523300)
广西民族师范学院化学与生物工程学院制药工程专业,经过十余年的发展,至今已为广西区内外医药行业培养了大量优秀人才,为边疆民族地区医药资源开发利用提供了技术支持和人才支撑[1]。学院制药工程专业致力于培养系统掌握制药专业相关理论和实践技能,能够将理论与实际相结合,解决制药复杂工程问题的应用型专业人才。而制药专业综合实验是培养高水平、应用型制药专业技术人才的的关键实践课程。基于学院的实践教学条件结合制药行业的实际人才需求,我们在传统教学模式的基础上,对制药工程综合实践教学项目与教学模式进行改革探索。
1 现状
目前,制药工程综合实验课程已经融入了制药虚拟仿真[2]等内容,但实验仍以验证性项目为主,教学过程沿用传统的教学模式与理念,实验教师多以理论型为主,缺少生产经验,而应用型本科人才培养的目标要求需要注重学生解决实际问题能力的培养与提升。经过课堂实验实践教学总结、深入走访调研合作的生产型药企,总结得出制药综合实验教学过程中存在以下几个问题:
实验实训项目过于单一,学生做完实验仅仅掌握了某一方面的技能,无法和企业具体的生产实际进行联系。单独的几步实验,无法全面锻炼学生系统分析问题的能力,因而在未来的工作中,不能系统地分析、解决实际生产中存在的问题。实验项目与制药生产脱节[3],未能根据生产实际中技术的改革变更而跟进。
课程考核方式以传统的实验报告形式为主,导致学生对综合实验课程的教学不够重视,部分存在应付了事的情况,考核过程差异化不明显,考核结果不能最大程度地体现学生的实践能力,这在一定程度上影响了综合实验的教学质量。
课程指导教师以理论型为主,制药综合实验课程的教学由教研室多位老师共同承担,综合实验项目主要参考权威实训教材并结合指导教师的研究方向展开。实验项目主要以验证性为主,在此基础上,加入了部分探究性问题,实验中仪器设备的使用、管理与生产实践中的情况也有一定的差异。
课时安排不能满足一些耗时较长项目的开展,实验教学平台、资源也限制了项目的选取与进行。
2 改革思路
针对教学过程中存在的问题,提出以下改进思路:
1)关注制药行业发展,深入走访调研合作的制药企业,结合具体的生产实际,联系制药链的多个环节和过程,将实验项目分为化学原料药制备、中成药提取。根据药物生产过程的不同工序,开展相应的实验室水平的小试项目,并充分利用我校的制药工程实训车间设备资源,切实培养提高学生的专业综合素质。
2)改进传统的考核方式,在实验结果书面考核材料的基础上,增加实验操作考核成绩占总成绩的比例。考核过程采取随机抽取实验,一对一考核的方式开展,突出学生动手能力、解决问题能力的培养。
3)依托校企合作[4],鼓励学校教师参与企业项目,提高自身能力,聘请行业专家、企业工程师作为兼职教师,参与专业人才培养方案的编写与实践教学过程。
4)按照所选择的实验项目,结合实验的难易程度,考虑具体实验过程耗时,集中安排实践教学课时。
3 主要举措
3.1 实验项目选取
1)实验项目结合生产实际相结合
为了选取制定更加切合实践的综合实验项目,制药工程教研室组织教师对校企合作的企业(如南宁培力药业、南宁海王药业、广西昌弘制药等)进行了走访调研。走进生产一线,深入了解、学习了相关企业目前的药物品种、生产工艺过程、质量检测方法、生产过程所面临的主要问题、人才需求等内容。根据具体的调研情况,组织任课教师总结讨论,并结合实际条件与人才培养计划的要求,制定制药工程综合实验项目。此外,教师根据实际的实验教学条件,与合作单位共同开发学生的实践课程教学大纲。在涵盖专业基础理论的前题条件下,结合具体的生产实践,并以培养学生的实践技能为主,增加探究性问题,让学生在实验开展过程中有更多的自主性,在提高兴趣与主动性的同时掌握制药专业的研究思路和方法。
双师型教师[5]作为应用型本科人才培养的重要师资力量,可以将制药企业的生产实验项目引入到学校课堂的综合实验教学中,把实际的生产工艺流程转换成实验教学的课程,让学生在实验教学过程中深刻地理解、实践企业实际的生产过程,并对实验实施过程中新出现的问题提出解决方案。此外,学生也可以通过综合实验的实施过程发现的问题,自行设计拓展型实验,通过这一过程,进一步激发学生学习热情,培养学生的实践创新能力。
2)实验项目和实习实训相结合
高效利用制药工程实训室仪器设备,改变传统的单个实验项目技能训练的模式,开展含有制药链整个环节的综合实验项目。例如,中成药颗粒剂的制备实验实训项目,从中药材的预处理,粉碎、过筛,到提取,浓缩,最后到制粒,包装等。再如,化学合成药物制备项目,从原料药的合成、精制、质量检验,最后通过不同的工艺流程,制成各种不同的剂型,在整个实验过程中对学生进行相关仪器、设备的使用训练,然后再以分组的形式,在指导教师的监督指导下,完成整个实验过程。通过此实践过程来训练学生的动手能力和解决实际问题的能力。传统的制药综合实验项目,主要依附于制药工程课程理论,大多为验证性实验,且随着新技术的发展与应用,出现了综合实验项目滞后于生产实际的情况,在实验开展过程中难免会缺乏创新、与生产脱离。因此,在制药综合实验改革探索的过程中,指导教师可以对制药实际生产人才的需求进行分析研判。在此基础上,改革制药工程综合实验项目的设置,改进单一的验证性实验,紧跟生产实际,开展基于创新的综合性实验,并与相关生产合作单位进行深度合作,高效利用校内实训室仪器设备资源,根据需要为学生提供更多的创新实践平台。
3)实验项目和大学生创新创业相结合
将大学生创新创业项目融合到制药综合实验项目中,训练并提高学生的实验技能、实践动手能力,以及科研创新能力。学生以团队的形式开展创新项目,通过查阅文献或者调研制药企业,在提出问题、设计实验、实践、最后得到结论的过程中,可以接触学科研究前沿以及产业、行业生产第一线。综合实验项目结合学生创新实践过程,可以有力地激发学生的科研兴趣,培养团队协作精神,提高学生的自主学习能力与动手能力。
3.2 考核方式改进
将考核方式改进为实验报告与实际操作结合的模式,两者各占50分。进行实际操作考试时,指导教师将考试项目的内容进行编号,准备好所有的实验原材料。考试前,学生现场抽取一组试题进行考核,其中每组题目包括操作题(30分)和现场问答题(20分)。例如,操作题“藜芦酸的制备及反应过程监控”的考核中,教师对学生的薄层色谱监控反应的操作技术要领的掌握情况进行打分,反应的终点的判断,反应后处理等操作环节进行考核,然后按照操作要点进行评分。现场问答题,根据提前准备的题目进行现场回答,按照答案要点打分。考核形式的改变,使得学生应付考试的态度发生了明显的改善,这种考核方式加深了学生对实验操作过程的印象,强化了理论结合实践的过程。
3.3 教师指导能力提升
应用型制药专业人才的培养的关键是专业理论知识与生产实践相结合[6],这就对指导教师有了比较高的要求。综合实验课程教师不仅仅要传授给学生专业的基础理论知识,更重要的是具备一定的生产实践经验,能够将理论与生产技术相结合是对制药工程指导教师的基本要求。基于此,学院着重加强对教师指导能力的发展培养,不定期举行教师基础能力的培训,鼓励并创造机会促使制药工程专业教师参与企业生产实践,培养“双师型”教师。此外,聘请制药企业骨干作为兼职教师,参与教学过程与人才培养方案的修订,鼓励校内教师与企业兼职教师组建团队,充分利用校内外资源,共同开发制药综合实践项目,吸引感兴趣的同学加入,在项目的实施过程中,培养学生的实践能力。目前已经建立起了一专业理论扎实、实践经验丰富的教学团队。
3.4 教学资源利用与课时安排
根据所选取具体的综合实验项目,充分利用校内实训资源,如小型反应釜,制粒机,压片机等等。根据相应实验项目的每一步的操作难度和总用时,集中安排实验课程。例如,一些反应时间较长的原料药制备实验过程,可以安排在时间比较集中的周末,并在反应实施过程中,灵活调整。在满足教学要求的前提下,保质保量完成实验,培养学生的实践能力。
4 结语
提高制药工程专业人才的综合素质是适应我国制药行业可持续发展、提升国际竞争力的必然要求,也是各个制药工程专业人才培养单位的工作目标。通过改革、优化制药综合实验教学过程,不断创新教学内容、培养方式,高效合理地利用教育资源,正确把握企业、行业的用人需求,多方位提高教学质量,才能培养出高质量的应用型人才。