新工科背景下“藥物分析”教學(xué)改革研究

楊星星,方 雪,王 偉

(合肥師范學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院,安徽 合肥 230601)

新工科是在新科技革命、新產(chǎn)業(yè)革命、新經(jīng)濟(jì)背景下工程教育改革的重大戰(zhàn)略選擇。2017年,教育部發(fā)布《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》,提出“以立德樹人為引領(lǐng),以應(yīng)對(duì)變化、塑造未來為建設(shè)理念,以繼承創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑,培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才”。相較于老工科來說,新工科更加強(qiáng)調(diào)知識(shí)的實(shí)用性、交叉性和綜合性,同時(shí)也更加注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合能力的培養(yǎng)[1]。近些年,隨著醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,我國目前亟須技能型與復(fù)合型生物制藥人才。本科階段的生物制藥專業(yè)主要以培養(yǎng)理論基礎(chǔ)夯實(shí)、技術(shù)操作過硬,能夠熟練掌握現(xiàn)代生物實(shí)驗(yàn)室常用技術(shù)及操作流程,并能從事生物藥品的生產(chǎn)、研發(fā)、管理和分析的綜合型和應(yīng)用型人才為目標(biāo)?！八幬锓治觥闭n程作為生物制藥本科專業(yè)的核心課程,是分析化學(xué)、藥物化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和生物化學(xué)等學(xué)科知識(shí)的交叉融合,主要利用生物和化學(xué)的方法來探究和檢測(cè)藥物及藥品制劑的質(zhì)量分析與控制的學(xué)科。該學(xué)科以社會(huì)需求為導(dǎo)向,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于藥品質(zhì)量控制的基本技能,使他們能夠勝任藥品的研究、生產(chǎn)、流通和使用過程中的藥物分析相關(guān)工作[2]。藥物分析工作貫穿在藥物的研發(fā),藥品的生產(chǎn)、經(jīng)營、流通和使用等過程中,因此,在生物制藥專業(yè)的藥物分析教學(xué)中,需要結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),以社會(huì)需求和產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向,以創(chuàng)新為原則,形成獨(dú)特的教學(xué)體系和方法,努力適應(yīng)并滿足生物制藥專業(yè)性人才的市場(chǎng)需求,從而使學(xué)生學(xué)習(xí)完“藥物分析”課程后,在日常生活或企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中可以結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用,學(xué)以致用,幫助相關(guān)企業(yè)解決實(shí)際問題。本文首先結(jié)合目前大多數(shù)高校的現(xiàn)狀,分析生物制藥專業(yè)或藥學(xué)專業(yè)“藥物分析”課程以及教學(xué)中存在的主要問題,并結(jié)合當(dāng)下社會(huì)和企業(yè)的主要需求,對(duì)“藥物分析”課程教學(xué)改革進(jìn)行大膽探索。

1 當(dāng)前“藥物分析”課程中存在的主要問題

1.1 學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)薄弱

藥物分析中所運(yùn)用的知識(shí)主要依賴于其他基礎(chǔ)性學(xué)科,例如基于微生物知識(shí)的無菌檢查、基于藥物化學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)鑒別、基于分析化學(xué)知識(shí)的含量測(cè)定和基于生物化學(xué)知識(shí)的藥品效價(jià)測(cè)定等。這些基礎(chǔ)性課程大部分高校都是在本科一年級(jí)開設(shè),而“藥物分析”這一專業(yè)核心課程多在本科三年級(jí)開設(shè)。由于大學(xué)生對(duì)前期所學(xué)知識(shí)的記憶較為短暫,增加了他們對(duì)“藥物分析”課堂中涉及的相關(guān)原理的理解難度,也降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性[3]。

1.2 課堂上存在“低頭族”現(xiàn)象

大學(xué)生手機(jī)不離手,課堂上“低頭族”現(xiàn)象嚴(yán)重。雖然很多高校明文規(guī)定學(xué)生上課期間不允許玩手機(jī),教師也強(qiáng)調(diào)上課期間除特殊情況外不要使用手機(jī),但還是有學(xué)生在課堂上我行我素地打著游戲、刷著抖音和微博,不論老師在講臺(tái)上如何激情澎湃,循循善誘,甚至出現(xiàn)老師站在學(xué)生面前、學(xué)生還沉浸在游戲里的現(xiàn)象。這種狀況一方面會(huì)影響班級(jí)整體授課進(jìn)度,另一方面會(huì)打斷老師的授課思路,此外,還會(huì)打斷那些認(rèn)真聽課的學(xué)生的學(xué)習(xí)思路。最后,如果課堂上持續(xù)不斷地出現(xiàn)或存在“低頭族”現(xiàn)象,并需要授課老師不斷提醒和糾正,也會(huì)影響授課老師的課堂情緒和授課激情,導(dǎo)致事倍功半[4]。

1.3 實(shí)操時(shí)間與能力待提高

目前藥物分析實(shí)驗(yàn)的教學(xué)多是圍繞教學(xué)大綱或者實(shí)驗(yàn)講義展開的,教師將講義上的內(nèi)容搬到黑板上,學(xué)生再抄黑板,并且對(duì)照著黑板上的實(shí)驗(yàn)步驟一步一步進(jìn)行操作。在實(shí)驗(yàn)與操作的過程中,學(xué)生也主要是聽從老師的安排,而不會(huì)主動(dòng)去思考每一步為什么要這么做、是否還有其他的替代方案等問題。這種教學(xué)方式一定程度上忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自主性,不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的提高,影響教學(xué)效果和學(xué)生的長遠(yuǎn)發(fā)展。同時(shí),由于藥物分析實(shí)驗(yàn)課的資源有限,上課時(shí)往往都是兩人或三人一組,這種分配方式雖然可以促進(jìn)學(xué)生之間的合作,增強(qiáng)他們的合作意識(shí),但同時(shí)也不可避免地存在渾水摸魚的現(xiàn)象,很難讓每一位學(xué)生都參與實(shí)驗(yàn)、自己動(dòng)手操作。最后,由于課時(shí)有限,實(shí)驗(yàn)過程中無法做到每個(gè)學(xué)生都獨(dú)立操作一遍,例如僅針對(duì)“藥物分析”課程中藥物含量測(cè)定這一檢測(cè)項(xiàng)目,學(xué)生本應(yīng)根據(jù)藥物的理化性質(zhì)選擇容量分析法、紅外光譜法、紫外光譜法、薄層色譜法、高效液相色譜或氣相色譜法等分析方法。但是,由于儀器分析法(光譜法和色譜法)涉及儀器種類較多,操作也較為復(fù)雜,尤其是高效液相色譜和氣相色譜法,不僅操作流程復(fù)雜,而且儀器設(shè)備和耗材價(jià)格昂貴,因此,學(xué)生大多不敢嘗試動(dòng)手操作,只能在旁邊看著教師操作。同時(shí),由于高效液相色譜每跑一次樣品所消耗的時(shí)間較長,無法讓每個(gè)學(xué)生都獨(dú)立進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn),這也極大地影響了對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

1.4 課程考核形式單一

目前“藥物分析”理論課程的考核形式為平時(shí)成績(jī)(30%～50%)+期末考試卷面成績(jī)(50%～70%),其中平時(shí)成績(jī)由學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、課堂上討論的積極性和參與度、平時(shí)作業(yè)、上課出勤率和隨堂檢測(cè)等部分組成。在這種考核模式下,老師無法檢驗(yàn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的應(yīng)變能力和整體綜合能力。與“藥物分析”理論課程不同,“藥物分析”實(shí)驗(yàn)課程是一門考查課,其成績(jī)主要由實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)(50%)以及實(shí)踐操作考核(50%)兩部分組成。首先,目前的考核方式存在一定的弊端,會(huì)讓學(xué)生誤以為只要平時(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫得詳細(xì)、整潔就會(huì)取得一個(gè)好成績(jī)。另外,在大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中,“結(jié)果與分析”部分只能看到結(jié)果,卻看不到學(xué)生對(duì)這一結(jié)果的具體分析,說明學(xué)生并沒有主動(dòng)去思考或者并不清楚實(shí)驗(yàn)過程中的哪些步驟或者操作會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響,這也有違實(shí)驗(yàn)課開設(shè)的初衷。其次,對(duì)于操作考核部分,很多學(xué)生平時(shí)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候渾水摸魚,等到考核前臨陣磨槍,現(xiàn)場(chǎng)去“百度”裝置的搭建與操作流程,只是簡(jiǎn)單地死記硬背,并不知道每一步的具體原理與目的,這顯然違背了考核的初衷,也使“藥物分析”實(shí)驗(yàn)課開設(shè)的意義蕩然無存[5-6]。

1.5 理論教學(xué)與實(shí)踐應(yīng)用相分離

首先,學(xué)生在大學(xué)前三年的學(xué)習(xí)階段很少有機(jī)會(huì)去藥品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和藥企進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí),導(dǎo)致理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐無法很好地結(jié)合。生物制藥專業(yè)的實(shí)習(xí)大部分安排在四年級(jí)下學(xué)期,此時(shí)距“藥物分析”理論課程學(xué)習(xí)已有較長時(shí)間,因此,學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中普遍存在對(duì)藥物分析在藥品檢驗(yàn)、生產(chǎn)以及質(zhì)量控制中的實(shí)際運(yùn)用不夠理解,不能很好地將在企業(yè)生產(chǎn)相應(yīng)流程中的所見與之前課堂所學(xué)內(nèi)容對(duì)應(yīng)結(jié)合起來的情況。其次,進(jìn)入大四階段后,學(xué)生大多開始為自己做后期準(zhǔn)備和規(guī)劃,忙著考研究生工作,這些都消耗著學(xué)生的精力與時(shí)間,因而很多學(xué)生的實(shí)習(xí)僅僅是為了獲得一份實(shí)習(xí)報(bào)告或是實(shí)習(xí)證明,忽略了實(shí)習(xí)對(duì)個(gè)人能力的提升,這對(duì)綜合技能型人才的培養(yǎng)也極為不利。

2 “藥物分析”課程改革新方案

2.1 優(yōu)化課程安排,強(qiáng)化基礎(chǔ)

交叉與融合是工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的著力點(diǎn),“藥物分析”是一門融合了多學(xué)科知識(shí)的核心課程,尤其是分析化學(xué)及藥物化學(xué)的學(xué)科交叉融合,因此,可將“藥物分析”課程調(diào)整至與“分析化學(xué)”和“藥物分析”課程相鄰的學(xué)期進(jìn)行,便于學(xué)生理解記憶。此外,增加“藥物分析”課程學(xué)時(shí),由最初的40學(xué)時(shí)調(diào)整為60學(xué)時(shí),這樣教師在授課時(shí)可以放慢教學(xué)進(jìn)度,對(duì)于具有共性的化合物類進(jìn)行分類總結(jié),從而便于學(xué)生記憶,提高學(xué)習(xí)效率。課時(shí)充裕以后,教師對(duì)于課程中存在的難點(diǎn)和重點(diǎn)內(nèi)容可以講解得更加詳細(xì),從而降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度,提高學(xué)習(xí)效率。

2.2 開設(shè)虛擬仿真教學(xué)

在傳統(tǒng)的“藥物分析”課程中,學(xué)生僅能通過理論課與實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)來獲取相關(guān)的知識(shí)與技能,授課的形式過于單一。受資源與課時(shí)限制,課堂上學(xué)生能獲得的知識(shí)有限,并且沒有認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)這些知識(shí)的意義,從而對(duì)學(xué)習(xí)提不起興趣,導(dǎo)致后期不能學(xué)以致用。新工科高度重視人才培養(yǎng)的質(zhì)量,并且要求制定適應(yīng)學(xué)生終身發(fā)展和社會(huì)需求的相關(guān)體系?？紤]到學(xué)生以后的職業(yè)規(guī)劃和社會(huì)對(duì)于藥物分析人才的需求,教師應(yīng)積極申請(qǐng)開展“藥物分析”理論課程的虛擬仿真教學(xué)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件可以在近似真實(shí)的環(huán)境下給學(xué)生展示藥物分析在某種“新藥物的GMF認(rèn)證”、新藥物的合成、藥品的生產(chǎn)、藥品質(zhì)量的分析、藥品的流通及使用等整個(gè)流程中所起的作用,為學(xué)生后期進(jìn)入企業(yè)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。有了視覺上的直觀刺激,學(xué)生的課堂參與度與積極性也較傳統(tǒng)教學(xué)明顯提高,從而減少了“低頭族”現(xiàn)象。因?yàn)橛刑摂M仿真實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),學(xué)生在后續(xù)實(shí)驗(yàn)課中操作起來更加得心應(yīng)手[7-8],理解與印象也更加深刻。

2.3 開展翻轉(zhuǎn)課堂

新工科背景下要求“以學(xué)生為中心”提高學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量,但之前的填鴨式和傳統(tǒng)的“傳道授業(yè)解惑”的教學(xué)模式很難激起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與激情。隨著互聯(lián)網(wǎng)的逐漸發(fā)展,誕生了很多網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)App,例如學(xué)習(xí)通、雨課堂和慕課等。教師可以將自己錄制的微課小視頻或者藥物分析視頻上傳至學(xué)習(xí)通或者雨課堂,讓學(xué)生課下自行學(xué)習(xí),再在課堂上以討論或者翻轉(zhuǎn)課堂等以學(xué)生為主導(dǎo)的學(xué)習(xí)形式來檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。這一方面可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)信息的傳遞,另一方面也可以增加學(xué)生對(duì)于“藥物分析”課程的興趣。同時(shí),還可以針對(duì)以往出現(xiàn)的一些假冒偽劣藥事件在課堂上組織學(xué)生進(jìn)行分組討論,學(xué)生可以各抒己見,既活躍了課堂氣氛、提升了學(xué)生的課堂積極性,也能夠檢驗(yàn)學(xué)生的課下學(xué)習(xí)效果,掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)。此外,學(xué)生在進(jìn)行討論、辯論時(shí)也會(huì)進(jìn)一步了解藥物分析在藥物鑒別、質(zhì)量控制以及監(jiān)督過程中的重要作用。最后,在討論交流中說服對(duì)方接受自己的觀點(diǎn),也會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生成就感,從而促進(jìn)他們對(duì)于藥物分析知識(shí)的消化吸收[9]。

2.4 增設(shè)綜合實(shí)訓(xùn)考核

新工科要求強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,強(qiáng)化教學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)實(shí)踐和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)。之前“藥物分析”中開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課大多僅針對(duì)某種方法或某種特殊結(jié)構(gòu)的藥物,例如硫酸鈰滴定法。此外,實(shí)驗(yàn)過程中所用的試劑、溶液以及相關(guān)設(shè)備都是由相關(guān)老師提前準(zhǔn)備好,學(xué)生只是對(duì)照實(shí)驗(yàn)講義進(jìn)行簡(jiǎn)單的滴定、觀察,并沒有參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。因此,為了強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力并提高其綜合能力,同時(shí)檢驗(yàn)“藥物分析”課程的學(xué)習(xí)效果,新開設(shè)的“生物藥物檢測(cè)綜合實(shí)訓(xùn)”課程可以引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與今后的工作崗位相結(jié)合。例如開展“注射用重組人生長激素質(zhì)量檢驗(yàn)”等實(shí)驗(yàn)課程,教師僅僅告訴學(xué)生需要做的實(shí)驗(yàn)名稱,但是整個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、試劑的準(zhǔn)備、操作和結(jié)果分析等均由學(xué)生自己獨(dú)立完成,激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和創(chuàng)新能力,提高學(xué)生的動(dòng)手能力和整體綜合能力,也為他們后期的企業(yè)實(shí)習(xí)工作奠定一定的基礎(chǔ)。

2.5 采用現(xiàn)代學(xué)徒制培養(yǎng)模式

在之前的培養(yǎng)模式中,學(xué)生很少有機(jī)會(huì)到企業(yè)進(jìn)行見習(xí)或?qū)嵙?xí),無法將所學(xué)的知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來。新工科作為一種高等教育改革行動(dòng),高校需要注意與行業(yè)融合,按照新工科的規(guī)律和特點(diǎn)進(jìn)行教育改革?！八幬锓治觥弊鳛樯镏扑帉I(yè)一門技術(shù)性及應(yīng)用性很強(qiáng)的核心課程,需要革新人才培養(yǎng)模式。在現(xiàn)代學(xué)徒制背景下,生物制藥專業(yè)也需要學(xué)校和企業(yè)共同制定培養(yǎng)計(jì)劃,學(xué)生需要分別在學(xué)校與企業(yè)參加相應(yīng)的學(xué)習(xí)與實(shí)習(xí),而不是簡(jiǎn)單地在大四階段進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)幾個(gè)月。藥物分析是專業(yè)知識(shí)與動(dòng)手能力的綜合體現(xiàn),在傳授理論知識(shí)的同時(shí),更要注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作技能,只有這樣,才能培養(yǎng)出社會(huì)亟須的藥物分析專業(yè)人才。但是,大多數(shù)高校教師的企業(yè)經(jīng)歷相對(duì)較少,很難根據(jù)企業(yè)具體需求與流程對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。因此,學(xué)校應(yīng)注重加強(qiáng)教師的實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學(xué)能力,鼓勵(lì)并選派任課教師利用寒暑假等課余時(shí)間去相關(guān)企業(yè)培訓(xùn)學(xué)習(xí),這樣教師在授課時(shí)可以更加有針對(duì)性地突出重難點(diǎn),還可以結(jié)合自己在企業(yè)的所見所學(xué)進(jìn)行案例講解,既豐富了課堂內(nèi)容,又能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

目前,大學(xué)一個(gè)班級(jí)多達(dá)幾十人,而一位教師很難對(duì)所有學(xué)生進(jìn)行一一指導(dǎo),因此可以推行“雙導(dǎo)師”模式。學(xué)生可以在校內(nèi)的藥物分析專業(yè)教師中選取一名教師作為自己的校內(nèi)導(dǎo)師,校內(nèi)導(dǎo)師主要負(fù)責(zé)對(duì)學(xué)生課后理論知識(shí)的輔導(dǎo)和校內(nèi)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的操作指導(dǎo)等;還可以在校企合作的企業(yè)中選取一名企業(yè)導(dǎo)師,企業(yè)導(dǎo)師主要負(fù)責(zé)學(xué)生在企業(yè)內(nèi)的實(shí)訓(xùn)及實(shí)習(xí)期間的教學(xué)任務(wù)。當(dāng)然,企業(yè)導(dǎo)師必須限帶一定數(shù)量的學(xué)生,才可以保證學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。同時(shí),也有研究表明采用企業(yè)實(shí)踐等方法的新教學(xué)模式更加受學(xué)生的青睞,學(xué)生的實(shí)踐操作技能和對(duì)于理論知識(shí)的掌握程度都有明顯的提高[10]。

3 結(jié)論

教學(xué)改革的主要目的是使學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)課程知識(shí),而不是被動(dòng)地接受教師所傳授的內(nèi)容。大學(xué)教學(xué)應(yīng)該區(qū)別于中小學(xué),教師更應(yīng)該注重對(duì)學(xué)生獨(dú)立思考的能力以及發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題能力的培養(yǎng)。學(xué)生的綜合能力得到提高,走上工作崗位后才能更加胸有成竹?！八幬锓治觥闭n程作為生物制藥專業(yè)的核心課程,在新工科的背景下,傳統(tǒng)的藥物分析教學(xué)方式已經(jīng)無法滿足和適應(yīng)社會(huì)以及生物制藥領(lǐng)域?qū)τ谒帉W(xué)專業(yè)人才的需求,需要結(jié)合本學(xué)科自身優(yōu)勢(shì),緊跟時(shí)代發(fā)展需求,充分激發(fā)學(xué)生的時(shí)代主人翁感,培養(yǎng)學(xué)生的整體綜合能力。