“药物分离纯化技术”多样化教学研究与实践

华莉娟，薛洪宝，梁丽娜，刘长青

药物是用于预防、治疗、诊断人的疾病，有目的地调节人的生理机能的物质.用于临床的药品达到一定的纯度是质量检测的基本要求.通常药物成分或存在于化学反应产生的混合物中，或存在于植物、中药材或生物体内等复杂体系中，而分离纯化技术就是将某种或某类物质从复杂的混合物中分离出来，以相对纯的形式存在，进而达到临床应用要求.企业药品生产过程中，分离过程的装备和能量消耗占主要地位，从原料到下游产品，直到后续的过程都必须有分离纯化技术作保证，而且直接影响着生产成本.

“药物分离纯化技术”是一门应用性很强的课程，无论是化学药物合成、分析，还是中药成分提取，都依赖于分离纯化技术的发展［1］.因此，制药工程专业无论是培养应用型人才，还是科研型人才，或者是复合型人才，都需要培养学生掌握扎实的药物分离纯化技术的理论知识和应用能力.

目前信息技术正在席卷全球，信息化逐步上升为推动世界经济发展的关键因素，对社会政治、经济、科技、教育等领域产生巨大而深远的影响.从政府企业、学校机关到每个家庭，人类社会的交流方式发生着重大变化.2015 年，联合国教科文组织和中国教育部在青岛联合举办了首届国际教育信息化大会，以“信息技术与未来教育变革”为主题，共同探索教育与信息技术深度融合的有效途径，促进信息技术在教育领域更加广泛与深入地应用.2015 年的“互联网+”计划让“互联网+”成为热点词汇，教育行业与“互联网+”的深度融合是教育行业的重要议题.在此背景下，多种新的教学模式应运而生，深化教学改革势在必行.各国高校教师、教育管理者、企业和个人依托信息技术在教育领域不断进行尝试，慕课（MOOC）、混合式教学（SPOC）和翻转课堂（Flipped Classroom）等迅速发展［2-8］. 从2020 年开始，网络教学平台、QQ、钉钉、超星等成为重要的教学平台，承载了线上教育教学工作.但是，当任何一种单一的教学形式过了刚开始的新鲜期，学生就会感到乏味，配合相关教学开展的积极性就会减弱.因此，开展多样化教学研究与实践对于提高“药物分离纯化技术”的教学效果和培养学生的相关专业技能具有重要意义.

1 “药物分离纯化技术”课程的特点和教学现状

药物分离纯化技术是制药工程专业一门重要的学科，是高等院校制药工程专业中实践性和应用性较强的课程，是制药工程专业学生必须掌握的专业技能.“药物分离纯化技术”知识点的掌握和融会贯通直接关系到制药工程专业学生的专业水平和能力.药物分离纯化技术是以广泛的物质为对象，依据不同的原理而进行分离的技术，根据不同的规模、不同目的，分离技术的实施也有所区别［1］.因此，要把涉及这种大范围的问题进行归纳分类是极其困难的，知识点繁多、零碎，如果教学过程中，教学方法选择不当，学生就会采用机械记忆的方法学习，他们会觉得枯燥，不感兴趣，实际应用更变为空谈.

传统的教学以教师讲授知识为主，虽然教学过程中有设计提问、讨论等环节，但只能惠及小部分学生，大部分学生都缺乏与授课教师互动交流的动力和机会，造成学生学习兴趣不高.以考试为目的的学习，课程掌握度不高，部分学生考试成绩差，并且随着这门课的结束，学生很快就忘记所学的知识，在将来的科研工作中运用相关知识更为困难.“药物分离纯化技术”课程在我校开设不久，在过去五年的教学中，我们积累了一些教学资源和经验，也发现了一些问题，如教学资源不足，可利用的教学平台有限等.“药物分离纯化技术”课程部分内容与仪器分析课程有重复、交叉部分，但是其侧重点完全不同，学生常常忽视.

实验教学作为教学实践的拓展和补充，也是“药物分离纯化技术”课程不可缺少的一部分.目前，“药物分离纯化技术”的实验教学，主要采取学生预习，教师讲解，学生实验，提交实验报告的传统形式.实验是在教师的精心安排下进行的，学生机械地按照实验步骤操作，过程单一，缺乏思考.高校各学科都开设了一定量的实验课来培养学生的实践能力.因此，学生对实验课缺乏新鲜感，在传统实验教学的各个阶段显示出一定的应付态度，学生对实验课重视度不高，主动性低.药物分离纯化技术很多实验依赖大型仪器，师资和仪器设备的缺乏使得学生动手机会少，动手实验的深度受限，实验能力弱.目前，实验教学改革呈现出加强研究创新型实验、提高实验结果准确性、推进开放式实验教学、尝试主动型实验教学、提倡绿色实验教学等趋势［8-10］.总之，通过实验教学培养学生的创新和实践能力是实验教学研究的依据.

基于以上现状，文章分析了“药物分离纯化技术”课程在制药工程专业学生培养中的重要作用.针对实际教学工作过程中存在的问题，通过多样化教学的应用对“药物分离纯化技术”理论和实验教学提出了改进，进而提高教学质量，培养学生技能.

2 多样化教学研究与实践

2.1 加强师资队伍建设，保障多样化教学研究与实践

教师是教学的主体，师资队伍建设是多样化教学研究与实践的重要环节.一支高素质、强能力的师资队伍是开展多样化教学研究与实践的保障.相关教师不仅要掌握基础理论知识、懂工艺、懂教学，还要具有较强的学习能力，成为适应发展变化的复合型人才.本研究主要从以下四方面加强师资队伍建设.

第一，相关教师要吃透教材，分清教学内容的重难点，制定适合制药工程专业学生的教学大纲，按照教学大纲设计教学活动，并大胆创新.

第二，“药物分离与纯化技术”是一门技术含量较高的学科，制药行业的迅速发展，教师要不断更新现有知识结构体系，鼓励教师在职进修和进行课程培训，参加相关教学研讨会.要求教师多阅读药物分离与纯化技术方面最新的文献报道，了解国际最新的技术动态.

第三，教师要不断学习教学相关技能，如计算机、网络平台使用技能等，开展各类教学活动，如观摩教学、公开教学，青年教师基本功大赛，以此促进教学技能的不断提高，培养任课教师具有开展多样化教学的能力.教师要积极参与各类教学研究项目，学习其他老师优秀的教学方法，积累教学研究与实践的经验.

第四，注意产学研相结合，选派相关教师作为科技特派员进驻企业，药物分离与纯化技术包括实验室规模技术和工业规模技术，一般学校难以提供工业规模的设备供教师和学生学习观摩.蚌埠医科大学从事本课程教学的教师作为科技特派员先后到丰原涂山药业，宏业药业挂职锻炼.学习企业药物分离纯化生产管理方面的经验，了解药物分离纯化生产规模仪器设备，以丰富课堂教学内容，并以理论知识为基础，为制药企业解决生产过程中的技术难题，成为学校和企业进行产学研合作的纽带和桥梁.这一经历为药物分离与纯化技术教学过程中理论联系实际提供了重要的依据.

2.2 理论课程多样化教学研究与实践

由于“药物分离与纯化技术”这门课具有较强的工科特点，制药工程专业的学生需在以后的实践和工作过程中具备较强的研究能力和创新能力，在本科学习阶段培养研究性思维、实践能力、创新能力对以后进一步的学习和工作具有重要意义.理论教学中多样化教学方式的应用是为了让学生更好地掌握专业知识和专业技能.本研究主要从以下四个方面开展理论课程多样化教学研究与实践.

第一，开展多样化教学研究与实践，首先要深入研究药物分离与纯化技术各章节内容，根据教学大纲和知识特点，选择哪些章节采用传统教学方式，哪些章节的教学采用MOOC、SPOC 和翻转课堂形式，或者是传统教学的哪些环节引入MOOC、SPOC 和翻转课堂.MOOC、PBL 和翻转课堂等教学形式要求学生课下投入大量的时间和精力，并不适合在药物分离与纯化技术的所有章节中应用.因为制药工程专业课程较多，如果每门课、每个章节都采用这些方式，显然也不现实.而且学生过了一开始的新鲜感，也不能长期认真配合相关教学活动.这就要求教师要认真分析教材各章节知识体系，精心设计教学内容与方法，选择部分章节采用PBL、MOOC 和翻转课堂等形式，充分调动学生的学习积极性，帮助学生更好地掌握相关知识点，提升教学效果.其他章节仍然采取传统的教学形式，但是要对传统教学形式进行改革创新，发挥传统教学的优势，克服传统教学的缺点.

第二，教学中根据各章节各种分离纯化技术特点及授课内容适当引入以问题为导向的研究性教学，让学生针对某些问题以科研小组的形式深入讨论，并查阅相关科研资料，将某些零散的知识点联系起来扩展成一个知识面，进而形成一个知识体系.学生们通过整理以往积累的专业知识及调查的相关科研资料来获得素材，在发现问题、解决问题的过程中培养研究性思维.教师在课堂上对提出的问题做系统解读，并对同学们准备好的资料加以补充、筛选、整理，对问题的答案进行深度解析，使学生获得深入的综合性知识体系，并形成研究性思维.例如，制备色谱分离技术这一章，仪器分析课学习过分析色谱，学生对色谱的基本理论有一定的理论基础，因此，可以在这一部分内容的教学中充分发挥学生的主观能动性，让学生成为整个教学活动的主体，教师作为引导者和组织者.在蚌埠医科大学2021—2022 学年第1 学期的药物分离与纯化技术教学中，提前给学生发送中国大学MOOC 网页链接，引导学生课前观看制药分离工程课程中色谱分离这一章，通过MOOC 让学生自学相关课程内容，将学生分4 组，每组分配一个问题.第1 组的问题是色谱分离有哪些特点，色谱中常用参数及其意义.第2 组的问题是凝胶色谱的分离原理及分离步骤，查文献说明凝胶色谱的应用实例.第3 组的问题是高速逆流色谱的原理和特点.第4 组的问题是制备薄层色谱的分离原理，吸附剂的种类及特点，制备薄层包括哪些操作步骤.学生通过MOOC 学习，查找资料，小组合作，讨论，制作PPT，小组代表课堂上针对问题进行总结汇报，教师和其他同学提问讨论.最后，教师总结补充，并指出分析色谱和制备色谱在实际应用中的区别与联系.每个小组成员将自己在这次小组任务中的贡献整理成文字报告，作为考核依据.最终通过MOOC、PBL、翻转课堂相结合的方式，使学生对相关知识点能够熟练掌握，印象深刻，达到更好的教学效果.

第三，传统教学在多样化教学研究与实践中的应用.传统教学是教师在课堂上讲授知识，学生被动接受知识，虽然教师精心准备、重点突出、层次分明地讲解理论知识，但是学生通常专注力不够，不能跟紧教师的节奏认真学习.这就要求教师能够在传统教学中加入创新元素，激发学生的学习兴趣.例如，教学内容结合实际应用，教学过程中设计一些课堂讨论题，现学现用，讨论课堂所学知识，并加以应用.课堂上，教师、同学通过随堂交流讨论，更进一步加深对知识体系的认识及研究性思维的形成，还可以在课堂教学中以介绍企业中某种药物的分离纯化工艺作为例子，通过在企业的实地学习，制作成视频，播放给学生观看，辅助课堂理论教学，提高学生学习兴趣，也从一定程度上了解社会需要什么样的人才.

第四，线上线下混合式教学探索，过去三年的疫情让线上教学在中国的教育中发挥了巨大作用.在肯定线上教学优势的同时，也要认清其存在的问题.首先，学校方面，线上教学管理机制不够完善，线上教学技术水平有限，线上教学方式方法有待创新，教学质量监控与保障仍需探讨，线上教学对学校的配套支持要求较高，现阶段以线上教学为主还不现实.其次，学生方面，通过网络上课，没有家长监督，学生上课，作业无法保障.长期的线上教学也会丧失新鲜感，产生疲劳，线上学习的过程中也会受到线上其他娱乐信息的影响.因此，药物分离与纯化技术教学多样化探索和实践过程中，可汲取线上教学的优点，作为线下传统教学的补充，丰富教学形式，提高学生的兴趣.例如，在线下传统教学过程中的课堂练习，学生可以通过线上即时提交答案.课堂提问，一方面让单个学生在课堂上展现自己，另一方面其他同学同时在线提交答案，了解所有学生的掌握情况，两种方式同时进行，全面了解学生的知识掌握度.每个学生性格不同，有的性格开朗，乐于表现自己，课堂上积极提问，积极回答问题参与课堂活动，有的学生个性内向，不善于表达，线上平台就为他们提供了另外一种与教师交流互动的渠道.

多样化教学研究与实践，不仅使老师的能力得到了全方位提升，更重要的是教会学生怎样学习这门课，掌握各种分离纯化技术的区别与联系，对学生的研究性思维及创新性思维的形成起到关键的推进作用，为制药工程专业的学生在毕业之后的深造及工作岗位的快速适应筑牢基石.

2.3 实验课多样化教学研究与实践

“药物分离与纯化技术”整体课时有限，既要完成理论课教学，让学生掌握扎实的理论知识，又要培养学生的动手操作能力.药物分离与纯化的过程是一个复杂的综合过程，实际应用中牵涉多种分离方法的配合应用.因此，“药物分离与纯化技术”的实验课教学研究与实践主要从四个方面入手.

第一，实验课题设计研究，药物分离与纯化技术这门课一共32 学时，其中实验课12 学时，不可能一次实验课只训练一种分离纯化技术，所以实验课题设计要充分考虑药物分离与纯化技术应用的综合性，多样化实验教学首先要在实验课题设计上体现出综合性，一次实验课的教学内容涉及多种分离方法的应用.例如：红霉素软膏中的红霉素萃取实验，整个过程包括液固浸取、液液萃取、反萃取、减压蒸馏等理论知识.

第二，尝试主动型实验教学，可以给出实验课题，让学生参与到实验课题的设计阶段，自行设计实验过程，撰写实验方案，包括实验原理、仪器和操作步骤作为实验预习报告，经过这种过程，真正达到预习效果.教师根据学生的设计方案，进行修正，综合考虑，给出最终方案，准备实验器材.实验课上，对学生的实验方案进行点评，总结.对最终的实验方案进行讲解，尽可能地让多数学生的设计方案得到实施.通过近几年在实验教学中主动型教学的尝试，学生实验能力有所提高，取得较好的教学效果.例如，红霉素软膏中的红霉素萃取实验，让学生根据相关章节的学习和网上资料的收集，课下自行进行实验设计，多数学生能够在设计报告中对红霉素的化学结构进行分析，指出其化学性质，分析其萃取分离的基本原理，并对实验步骤进行设计.因此，学生能够在实验操作阶段对整个实验过程有非常清晰的概念，更好地完成了相关实验操作，避免了传统实验教学中，学生仅仅是机械操作，并不理解每一步为什么这么做，甚至分不清萃取之后保留水层还是有机层的问题.

第三，对于实验过程中的一些基本操作，可让学生通过MOOC 自行学习，老师上课提示重点与注意事项，节省实验时间.

第四，校企合作模式，由于药物分离纯化技术所涉及的大型仪器缺乏，一方面可以通过在企业交流过程中拍摄视频介绍，另一方面可以组织学生去企业观摩，充分利用合作企业的资源.

2.4 考核方式的多样化，建立全面的评价体系

教学的多样化，必然要求考核方式的多样化，通过丰富的教学活动，建立全面的评价体系，促进学生各方面能力全面发展.传统的考核方式，考试成绩占70%，实验成绩占30%.考核过于单一，难以反映学生的课程掌握真实状况.在多样化教学研究与实践中，这种考核方式对学生的评价显得尤为片面.因此，应将多样化教学过程各个环节中学生的表现纳入考核范围，如在翻转课堂中，学生在小组任务中的贡献，课堂汇报情况，线上线下课堂讨论中的表现，都以一定分值纳入考核范围.另外还可以将学生分组，每组分配不同的药物分离纯化技术课题，撰写综述报告，教师批阅，相关成绩作为最终成绩的一部分.实验成绩不能单纯地看实验报告，主动型实验设计方案、实验操作能力、实验报告各在成绩中占一定比例.可以采用考试成绩占60%，实验成绩20%，综述报告10%，各种教学活动参与表现成绩10%（包括线上线下课堂讨论、翻转课堂资源准备、课堂口头报告、作业等），并在教学过程中根据每个环节的效果摸索合适的比例，通过这种相对全面的评价体系，促进多样化教学的发展，最终提高教学质量，培养学生各方面的能力，适应专业和社会需要.

3 结语

本文充分利用PBL、MOOC、翻转课堂、传统教学、线上线下混合式教学等教学方式的优势，并将各种教学方式在药物分离纯化技术理论与实验教学中加以揉和，针对不同的教学内容特点，选择不同的教学方式，形成系统化的教学.多样化教学研究是充分考虑学生接受程度，教师的可操作度，教学质量等综合因素的教学研究.通过药物分离纯化技术多样化教学研究与实践，改善教学质量，提高学生学习兴趣和专业能力.