民族地区高校制药工程专业实验教学改革的研究与实践
王广成+欧阳玉祝+彭知云+肖竹平
[摘 要]制药工程是一个多学科交叉、实践性很强的新兴专业。围绕制药工程专业的人才培养目标，针对学校实际情况，通过优化整合实验教学科目、层次化实验教学内容、开放实验室鼓励科学研究、科学化实验考核方法等措施对制药工程专业实验教学进行改革，旨在培养学生的操作能力、应用能力和创新能力，以提高民族地区制药工程专业实验教学水平。
[关键词]制药工程；实验教学；实验教学改革
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）08-0139-03
制药工程专业是建立在药学、化学、生物学和工程学基础上形成的新兴交叉工科类应用型专业，主要应用药学、化学、工程学等相关学科的理论和技术方法，解决药品生产过程中的实际问题，要求学生具备坚实的理论基础和解决复杂问题的实际工作能力。[1] [2] [3]制药工程专业是实践性、操作性较强的应用型专业，实验教学是该专业教学内容的重要组成部分，是培养学生应用能力和综合工作能力的重要环节。只有建立了完善而合理的实验教学体系，才能够顺利达到制药工程专业的培养目标，使学生具有较高的操作能力、应用能力和创新能力。[4] [5]
湘西土家族苗族自治州地处具有“华中药库”之誉的武陵山区，具有十分丰富的药用植物资源，并且该地区是我国少数民族聚集地之一，拥有以“土家族医药”和“苗族医药”为代表的特色民族药物，适宜作为创新药物研发与生产的基地。然而，该地区地理位置较为偏僻，愿意到此地工作的制药人才较少。由于制药企业人才的严重缺乏导致了湘西土家族苗族自治州及其周边地区的制药产业发展相对较为缓慢。因此，为进一步贯彻高等教育为地方经济建设服务的战略方针，推动区域经济发展，吉首大学化学化工学院从2012年开始招收制药工程专业学生，为武陵山区制药产业培养更多的创新应用型人才。要实现这一目标，除了加强学生的基础理论知识的学习之外，更要注重他们的实验动手操作能力的培养，使学生既掌握制药工程的基本理论，又具有制药行业的基本操作技能。因此，对制药工程专业实验教学进行改革，优化整合实验教学内容，精选实验项目，提高实验教学质量，对于培养创新应用型制药工程专业人才是十分必要的。本文主要对吉首大学制药工程专业实验教学改革思路及措施做介绍。
一、优化整合实验教学科目，科学串联教学模块
在传统的实验教学培养方案中，各专业科目都开设了对应的实验课程。由于制药工程专业实验课程门数较多，导致每门实验课程的学时有限，局限了各个实验科目内容的深入拓展，验证性实验开设较多，而综合性和设计性实验开设较少。同时各门实验课程之间有许多实验内容重复开设，造成实验学时的严重浪费。导致实验教学效果较差，学生既不能深刻了解实验科目的精髓，也不能将各个实验科目内容有机结合，不能形成良好的实践应用能力和创新能力。[6] [7]
由于本校制药工程专业是2012年新办专业，教学基础、教学经验都相对薄弱，为了最大限度的发挥现有的实验教学条件，提高实验教学效果，培养学生的动手实验能力和应用创新能力，实现本校制药工程专业培养创新应用型人才的目标，我们取消单科实验课程的设置，将制药工程专业的各实验科目课程进行优化整合。整合后的实验教学内容和知识点都不再局限于单一科目，而是关注于药物制备的整个流程，即从中药提取分离纯化、药物合成、制剂成型、质量评价到药物分析的整个过程，培养学生将所学各主干课程的知识点融会贯通、有机结合的综合能力，并进一步提高学生的实践能力、科研素质及创新能力。
例如，我们将阿司匹林的相关实验内容进行整合：1.整合《药物化学实验》的“阿司匹林的合成”实验内容，让学生通过化学合成制备出阿司匹林原料药；2.整合《制药设备和车间工艺》的“压片机的原理与构造”实验内容，让学生了解药剂设备压片机的原理和构造；3.整合《药剂学实验》的“阿司匹林片剂的制备”实验内容，让学生利用自制的阿司匹林原料药与学习过的压片机，制备出阿司匹林片剂；4.整合《药物分析实验》的“阿司匹林片剂的质量检查”实验内容，检验自制的阿司匹林是否符合药典要求以及与购买的阿司匹林片剂的差别；5.整合《药理学实验》的“阿司匹林解热镇痛实验”内容，观察阿司匹林的解热镇痛作用（图1）。通过这样一系列的优化整合，使学生们充分了解一个药物从原料药制备、制剂研究、药理作用及质量分析的全部流程，将之前学习的各科专业知识整合成一个有机整体，真正提高了学生的综合能力。
二、层次化实验教学内容，培养学生应用能力
传统的制药工程专业实验课程往往开设的都是一些验证性实验，实验时学生们只要严格按照实验教材上的实验步骤进行操作，最后就能够得到预期的实验结果。这样的验证性实验虽然能够锻炼学生标准的操作规范，但是会使学生普遍缺乏主动性，积极性不高，只是依葫芦画瓢，在实验时根本很少去考虑“每步操作蕴含的实验原理是什么”、“为什么这么做”、“是否有别的方法代替”。并且，大量的验证性实验会使学生形成一种实验非常简单、只要照着书本做就能成功的错误思维，实验教学效果一般都不高，难以培养学生的创新应用能力。[8] [9]
为了改变现有的这种状况，我校制药工程专业实验内容参考了天津大学等主编的《制药工程专业实验指导》[10]、宋航主编的《制药工程专业实验》[11]、郭孟萍主编的《制药工程与药学专业实验》[12]和其他院校的实验教材，并依据我校实际情况，对实验教学内容进行分析整理、优化整合。同时根据顶层设计的思想，将实验内容按照由浅入深的顺序进行安排，分成验证性实验、综合性实验、设计性实验三个层次（见图2）。在实验内容的安排上，首先开设验证性实验，锻炼、培养学生最基本的操作技能和实验意识。其次开设综合性实验，在这些实验中涉及的操作内容、实验方法和知识相对较多，能够提升学生将基础操作技能应用于实际复杂的工作情况的能力。最后开设设计性实验，教师给定题目或范围，提出实验的基本要求，学生独立设计实验方案并完成实验研究。根据教学情况，将班级内同学分成多个小组，要求学生自行查阅资料，设计实验路线，利用实验室的资源进行实验，并通过对照实验确定最佳实验方案。实验结束后，教师可根据实验结果，组织学生对实验方案的优劣进行评价，分析其中的原因。设计型实验不仅能极大地激发学生的兴趣，提高学生的主动性和积极性，增强成就感，而且能使学生初步了解药物研发的基本过程与方法，培养他们的实验设计能力、操作能力和应用能力。
三、开放实验室鼓励科学研究，培养学生创新能力
现有各个高校的实验教学内容和教学计划都是针对全体学生的普通素质教育，学生通过完成教学计划的规定教学内容，可以获得基础的实验能力和应用能力。然而，现有的实验教学普遍存在教学体系不合理、内容陈旧、形式单一等缺点，严重制约了实验教学的效果，不利于培养高素质的综合应用型人才。[13]本校制药工程专业开设于2012年，基础较为薄弱，仪器设备相对匮乏，为了解决这一现状，我们将制药工程教研室的仪器设备进行汇总整理、统一管理使用，按学科实验需求分别布置于相应的实验室，形成了“药物化学实验室”、“药剂学实验室”、“药理学实验室”、“天然药物化学实验室”、“药物分析实验室”（见表1）。鼓励不同年级的学生，在完成教学计划内的实验内容后，可以根据其自身的兴趣和爱好，申请校级科研项目、大学生创新研究计划项目或者参与教师的科学研究项目进行创新药物研究。学生在实验过程中，在教师的指导下查阅文献，收集资料，指定实验方案，实施实验，分析实验结果，发表科学研究论文，进行创新药物的开发研究。通过这一训练，学生可以较快的熟悉科研的一般过程，掌握科学研究的基本规律和科学的思维方法，提升学生的创新应用型能力。
四、科学化实验考核方法，培养学生综合能力
实验考核是实验教学的重要组成部分，是评价实验教学效果的重要手段，要想搞好实验教学，必须进行实验考核。通过实验考核结果，可以对实验教学起到反馈的作用，能够进一步促进教学内容、教学方法、教学手段的改进和提高。通过科学的实验考核方法，可以全面的考查学生对实验的掌握程度，促进学生实验操作能力、设计能力、应用能力和综合创新能力的提高，还可以培养学生在实验中的严谨的科学态度和钻研精神。[14] [15]
通过问卷调查和借鉴本校其他专业的教学经验，我们将实验考核分为预习报告考核、实验过程考核、实验报告考核、理论笔试考核、操作技能考核五大部分进行考核（见表2）。①通过预习报告考核，能够促使学生在实验前对实验内容进行针对性的预习，了解实验的原理、方法和操作过程，在实验时能够做到心中有数，减少实验中的盲目性，提高实验效果。②通过实验过程考核，能够促使学生在平时实验过程中，端正实验态度，认真对待实验，养成良好的实验习惯。③通过实验报告考核，促使学生深入了解本实验中涉及的实验目的、实验原理、实验装置、主要试剂、实验步骤、数据记录与处理、结果与讨论等各个环节，加强学生对整个实验的理解和掌握。④通过学期末理论笔试考核，加强学生对本学期所学实验内容的基本原理、基本知识的理解，提高学生的理论基础。⑤通过学期末操作技能考核，检验学生实际动手操作能力，促使学生掌握基本操作、仪器的使用，提高学生的实际动手操作应用能力。
五、结语
通过优化整合实验教学科目、层次化实验教学内容、开放实验室鼓励科学研究、科学化实验考核方法等措施对制药工程专业综合实验教学进行改革，旨在提高实验教学质量，促进制药工程专业学生的创新能力和应用能力的培养，激发学生的学习兴趣和求知欲，提高学生学习的自觉性和积极性，实现我校培养高素质应用型制药工程人才的培养目标。
[ 注 释 ]
[1] 王海梅.制药工程专业药理学教学改革探索[J].教育教学论坛，2014（28）：44-45.
[2] 邱俊，王亚红，钟芳丽，等.制药工程专业实验教学改革的探索与实践[J].广东化工，2011（1）：245-246.
[3] 蒋建兰，刘明言，白鹏，等.我国高等院校制药工程本科专业调研[J].化工高等教育，2003（1）：15-18.
[4] 冯修猛，王俊林，刘春凤，等.制药工程专业实践教学的改革与探索[J].实验室研究与探索，2010（7）：283-295.
[5] 王东升，刘传祥，姚跃良，等.制药工程专业实验教学改革研究与探讨[J].广州化工，2012（19）：125-126.
[6] 李海涛，苏琼.制药工程专业实验一体化的初步探讨[J].西北民族大学学报（自然科学版），2008（2）：67-70.
[7] 陈三宝，朱智勇.制药工程专业实验一体化教学改革的探索[J].齐鲁药事，2010（3）：185-187.
[8] 叶勇.制药工程专业实验教学层次化创新模式探索[J].中国医学教育技术，2012（1）：102-104.
[9] 杨艺虹，张珩，王存文.制药工程专业实验课程教学的改革与实践[J].武汉工程大学学报，2010（4）：101-104.
[10] 天津大学.制药工程专业实验指导[M].北京：化学工业出版社，2005.
[11] 宋航.制药工程专业实验（第2版）[M].北京：化学工业出版社，2010.
[12] 郭孟萍.制药工程与药学专业实验[M].北京：北京理工大学出版社，2011.
[13] 田春林，王珍.梧州学院制药工程应用型人才培养模式探讨[J].梧州学院学报，2013（1）：57-61.
[14] 程金林，吴斌，靳晓枝.高校实验教学考核模式的改革与实践[J].实验室研究与探索，2005（4）：76-78.
[15] 周娟，苏琼.制药工程专业专业实验考核体系的探讨[J].西北民族大学学报（自然科学版），2007（2）：84-88.
[责任编辑：钟 岚]
[摘 要]制药工程是一个多学科交叉、实践性很强的新兴专业。围绕制药工程专业的人才培养目标，针对学校实际情况，通过优化整合实验教学科目、层次化实验教学内容、开放实验室鼓励科学研究、科学化实验考核方法等措施对制药工程专业实验教学进行改革，旨在培养学生的操作能力、应用能力和创新能力，以提高民族地区制药工程专业实验教学水平。
[关键词]制药工程；实验教学；实验教学改革
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）08-0139-03
制药工程专业是建立在药学、化学、生物学和工程学基础上形成的新兴交叉工科类应用型专业，主要应用药学、化学、工程学等相关学科的理论和技术方法，解决药品生产过程中的实际问题，要求学生具备坚实的理论基础和解决复杂问题的实际工作能力。[1] [2] [3]制药工程专业是实践性、操作性较强的应用型专业，实验教学是该专业教学内容的重要组成部分，是培养学生应用能力和综合工作能力的重要环节。只有建立了完善而合理的实验教学体系，才能够顺利达到制药工程专业的培养目标，使学生具有较高的操作能力、应用能力和创新能力。[4] [5]
湘西土家族苗族自治州地处具有“华中药库”之誉的武陵山区，具有十分丰富的药用植物资源，并且该地区是我国少数民族聚集地之一，拥有以“土家族医药”和“苗族医药”为代表的特色民族药物，适宜作为创新药物研发与生产的基地。然而，该地区地理位置较为偏僻，愿意到此地工作的制药人才较少。由于制药企业人才的严重缺乏导致了湘西土家族苗族自治州及其周边地区的制药产业发展相对较为缓慢。因此，为进一步贯彻高等教育为地方经济建设服务的战略方针，推动区域经济发展，吉首大学化学化工学院从2012年开始招收制药工程专业学生，为武陵山区制药产业培养更多的创新应用型人才。要实现这一目标，除了加强学生的基础理论知识的学习之外，更要注重他们的实验动手操作能力的培养，使学生既掌握制药工程的基本理论，又具有制药行业的基本操作技能。因此，对制药工程专业实验教学进行改革，优化整合实验教学内容，精选实验项目，提高实验教学质量，对于培养创新应用型制药工程专业人才是十分必要的。本文主要对吉首大学制药工程专业实验教学改革思路及措施做介绍。
一、优化整合实验教学科目，科学串联教学模块
在传统的实验教学培养方案中，各专业科目都开设了对应的实验课程。由于制药工程专业实验课程门数较多，导致每门实验课程的学时有限，局限了各个实验科目内容的深入拓展，验证性实验开设较多，而综合性和设计性实验开设较少。同时各门实验课程之间有许多实验内容重复开设，造成实验学时的严重浪费。导致实验教学效果较差，学生既不能深刻了解实验科目的精髓，也不能将各个实验科目内容有机结合，不能形成良好的实践应用能力和创新能力。[6] [7]
由于本校制药工程专业是2012年新办专业，教学基础、教学经验都相对薄弱，为了最大限度的发挥现有的实验教学条件，提高实验教学效果，培养学生的动手实验能力和应用创新能力，实现本校制药工程专业培养创新应用型人才的目标，我们取消单科实验课程的设置，将制药工程专业的各实验科目课程进行优化整合。整合后的实验教学内容和知识点都不再局限于单一科目，而是关注于药物制备的整个流程，即从中药提取分离纯化、药物合成、制剂成型、质量评价到药物分析的整个过程，培养学生将所学各主干课程的知识点融会贯通、有机结合的综合能力，并进一步提高学生的实践能力、科研素质及创新能力。
例如，我们将阿司匹林的相关实验内容进行整合：1.整合《药物化学实验》的“阿司匹林的合成”实验内容，让学生通过化学合成制备出阿司匹林原料药；2.整合《制药设备和车间工艺》的“压片机的原理与构造”实验内容，让学生了解药剂设备压片机的原理和构造；3.整合《药剂学实验》的“阿司匹林片剂的制备”实验内容，让学生利用自制的阿司匹林原料药与学习过的压片机，制备出阿司匹林片剂；4.整合《药物分析实验》的“阿司匹林片剂的质量检查”实验内容，检验自制的阿司匹林是否符合药典要求以及与购买的阿司匹林片剂的差别；5.整合《药理学实验》的“阿司匹林解热镇痛实验”内容，观察阿司匹林的解热镇痛作用（图1）。通过这样一系列的优化整合，使学生们充分了解一个药物从原料药制备、制剂研究、药理作用及质量分析的全部流程，将之前学习的各科专业知识整合成一个有机整体，真正提高了学生的综合能力。
二、层次化实验教学内容，培养学生应用能力
传统的制药工程专业实验课程往往开设的都是一些验证性实验，实验时学生们只要严格按照实验教材上的实验步骤进行操作，最后就能够得到预期的实验结果。这样的验证性实验虽然能够锻炼学生标准的操作规范，但是会使学生普遍缺乏主动性，积极性不高，只是依葫芦画瓢，在实验时根本很少去考虑“每步操作蕴含的实验原理是什么”、“为什么这么做”、“是否有别的方法代替”。并且，大量的验证性实验会使学生形成一种实验非常简单、只要照着书本做就能成功的错误思维，实验教学效果一般都不高，难以培养学生的创新应用能力。[8] [9]
为了改变现有的这种状况，我校制药工程专业实验内容参考了天津大学等主编的《制药工程专业实验指导》[10]、宋航主编的《制药工程专业实验》[11]、郭孟萍主编的《制药工程与药学专业实验》[12]和其他院校的实验教材，并依据我校实际情况，对实验教学内容进行分析整理、优化整合。同时根据顶层设计的思想，将实验内容按照由浅入深的顺序进行安排，分成验证性实验、综合性实验、设计性实验三个层次（见图2）。在实验内容的安排上，首先开设验证性实验，锻炼、培养学生最基本的操作技能和实验意识。其次开设综合性实验，在这些实验中涉及的操作内容、实验方法和知识相对较多，能够提升学生将基础操作技能应用于实际复杂的工作情况的能力。最后开设设计性实验，教师给定题目或范围，提出实验的基本要求，学生独立设计实验方案并完成实验研究。根据教学情况，将班级内同学分成多个小组，要求学生自行查阅资料，设计实验路线，利用实验室的资源进行实验，并通过对照实验确定最佳实验方案。实验结束后，教师可根据实验结果，组织学生对实验方案的优劣进行评价，分析其中的原因。设计型实验不仅能极大地激发学生的兴趣，提高学生的主动性和积极性，增强成就感，而且能使学生初步了解药物研发的基本过程与方法，培养他们的实验设计能力、操作能力和应用能力。
三、开放实验室鼓励科学研究，培养学生创新能力
现有各个高校的实验教学内容和教学计划都是针对全体学生的普通素质教育，学生通过完成教学计划的规定教学内容，可以获得基础的实验能力和应用能力。然而，现有的实验教学普遍存在教学体系不合理、内容陈旧、形式单一等缺点，严重制约了实验教学的效果，不利于培养高素质的综合应用型人才。[13]本校制药工程专业开设于2012年，基础较为薄弱，仪器设备相对匮乏，为了解决这一现状，我们将制药工程教研室的仪器设备进行汇总整理、统一管理使用，按学科实验需求分别布置于相应的实验室，形成了“药物化学实验室”、“药剂学实验室”、“药理学实验室”、“天然药物化学实验室”、“药物分析实验室”（见表1）。鼓励不同年级的学生，在完成教学计划内的实验内容后，可以根据其自身的兴趣和爱好，申请校级科研项目、大学生创新研究计划项目或者参与教师的科学研究项目进行创新药物研究。学生在实验过程中，在教师的指导下查阅文献，收集资料，指定实验方案，实施实验，分析实验结果，发表科学研究论文，进行创新药物的开发研究。通过这一训练，学生可以较快的熟悉科研的一般过程，掌握科学研究的基本规律和科学的思维方法，提升学生的创新应用型能力。
四、科学化实验考核方法，培养学生综合能力
实验考核是实验教学的重要组成部分，是评价实验教学效果的重要手段，要想搞好实验教学，必须进行实验考核。通过实验考核结果，可以对实验教学起到反馈的作用，能够进一步促进教学内容、教学方法、教学手段的改进和提高。通过科学的实验考核方法，可以全面的考查学生对实验的掌握程度，促进学生实验操作能力、设计能力、应用能力和综合创新能力的提高，还可以培养学生在实验中的严谨的科学态度和钻研精神。[14] [15]
通过问卷调查和借鉴本校其他专业的教学经验，我们将实验考核分为预习报告考核、实验过程考核、实验报告考核、理论笔试考核、操作技能考核五大部分进行考核（见表2）。①通过预习报告考核，能够促使学生在实验前对实验内容进行针对性的预习，了解实验的原理、方法和操作过程，在实验时能够做到心中有数，减少实验中的盲目性，提高实验效果。②通过实验过程考核，能够促使学生在平时实验过程中，端正实验态度，认真对待实验，养成良好的实验习惯。③通过实验报告考核，促使学生深入了解本实验中涉及的实验目的、实验原理、实验装置、主要试剂、实验步骤、数据记录与处理、结果与讨论等各个环节，加强学生对整个实验的理解和掌握。④通过学期末理论笔试考核，加强学生对本学期所学实验内容的基本原理、基本知识的理解，提高学生的理论基础。⑤通过学期末操作技能考核，检验学生实际动手操作能力，促使学生掌握基本操作、仪器的使用，提高学生的实际动手操作应用能力。
五、结语
通过优化整合实验教学科目、层次化实验教学内容、开放实验室鼓励科学研究、科学化实验考核方法等措施对制药工程专业综合实验教学进行改革，旨在提高实验教学质量，促进制药工程专业学生的创新能力和应用能力的培养，激发学生的学习兴趣和求知欲，提高学生学习的自觉性和积极性，实现我校培养高素质应用型制药工程人才的培养目标。
[ 注 释 ]
[1] 王海梅.制药工程专业药理学教学改革探索[J].教育教学论坛，2014（28）：44-45.
[2] 邱俊，王亚红，钟芳丽，等.制药工程专业实验教学改革的探索与实践[J].广东化工，2011（1）：245-246.
[3] 蒋建兰，刘明言，白鹏，等.我国高等院校制药工程本科专业调研[J].化工高等教育，2003（1）：15-18.
[4] 冯修猛，王俊林，刘春凤，等.制药工程专业实践教学的改革与探索[J].实验室研究与探索，2010（7）：283-295.
[5] 王东升，刘传祥，姚跃良，等.制药工程专业实验教学改革研究与探讨[J].广州化工，2012（19）：125-126.
[6] 李海涛，苏琼.制药工程专业实验一体化的初步探讨[J].西北民族大学学报（自然科学版），2008（2）：67-70.
[7] 陈三宝，朱智勇.制药工程专业实验一体化教学改革的探索[J].齐鲁药事，2010（3）：185-187.
[8] 叶勇.制药工程专业实验教学层次化创新模式探索[J].中国医学教育技术，2012（1）：102-104.
[9] 杨艺虹，张珩，王存文.制药工程专业实验课程教学的改革与实践[J].武汉工程大学学报，2010（4）：101-104.
[10] 天津大学.制药工程专业实验指导[M].北京：化学工业出版社，2005.
[11] 宋航.制药工程专业实验（第2版）[M].北京：化学工业出版社，2010.
[12] 郭孟萍.制药工程与药学专业实验[M].北京：北京理工大学出版社，2011.
[13] 田春林，王珍.梧州学院制药工程应用型人才培养模式探讨[J].梧州学院学报，2013（1）：57-61.
[14] 程金林，吴斌，靳晓枝.高校实验教学考核模式的改革与实践[J].实验室研究与探索，2005（4）：76-78.
[15] 周娟，苏琼.制药工程专业专业实验考核体系的探讨[J].西北民族大学学报（自然科学版），2007（2）：84-88.
[责任编辑：钟 岚]
