疫情期間《制藥工程原理與設備》在線教學實踐與探索*

李 燦，郭磊磊，陳 瓊，楊俊杰

(信陽農林學院生物與制藥工程學院，河南 信陽 464000)

新型冠狀病毒為目前發現的第7種可感染人類的冠狀病毒[1]，因其傳染性強、傳播途徑隱蔽、發病率和死亡率高[2]，在我國乃至全世界造成了新冠肺炎疫情的爆發。新冠肺炎疫情，也是新中國成立以來發生的傳播速度最快、感染范圍最廣、防控難度最大的一次重大突發公共衛生事件[3]。在新型冠狀病毒迅速傳播，新冠肺炎疫情尚未充分控制之時，為阻斷疫情向校園蔓延，確保師生生命安全和身體健康，教育部下發通知，要求2020年春季學期延期開學[4]，學生在家不外出、不聚會、不舉辦和參加集中性活動。各培訓機構也按要求取消各類線下課程。

《制藥工程原理與設備》主要研究制藥工程原理、藥物制劑加工過程及生產設備，主要解決藥品生產過程中的工藝、工程問題和實施“藥品生產質量管理規范”(GMP)，是我校制藥工程專業的一門專業核心課程。為了使學生在居家隔離期間也具有充分的學習機會，貫穿“停課不停學，停課不停教”的理念，我們開展了《制藥工程原理與設備》線上教學，為學生搭建云課堂，實現防疫上課兩不誤。然而，線上教學不是簡單的教學材料網絡化、線下課堂的線上化，而是將傳統的以教為中心，轉變為以學中心，需要將課程內容、課程設計、授課方式等進行全方位的調整。《制藥工程原理與設備》課程是制藥工程專業的主干課，主要研究制藥生產過程的原理以及生產過程中涉及的設備[5]，我校《制藥工程原理與設備》是2019年河南省教育廳批準建設的河南省“線下一流課程”。面對特殊情況，如何將線下的優質資源和教學經驗轉移到線上，發揮“金課”的引領示范作用，是擺在課程組面前的首要問題。

1 本課程在線教學的設計與實施

本課程線上教學期間始終堅持新工科理念，并從：新理念——以學生為中心；新體系——以產業需求優化教學內容；新方法——通過在線教學平臺實時掌握學生對知識理解情況并及時調整教育教學，三個方面來達到新工科要求，并做了如下教學改革：

1.1 提高思想認識，激發內在能動性

在線教學由于缺乏線下教學的監督措施，對學生學習自主性依賴較高，然而由于家庭學習氛圍等因素，學生在在線教學過程中難免存在惰性。在每次上課前與學生交流國際、國內新冠肺炎疫情最新動態，分享疫情期間網絡及身邊的好人好事，使學生了解國家、政府及各行業一線抗疫人員為抗疫所做工作，認識到在線教學機會的來之不易，激發其內在能動性，積極配合線上教學并主動克服線上教學過程出現的困難與不便。

1.2 選擇合適的線上授課平臺

在傳統的線下課堂中，教師可以即時地觀察臺下學生的表現，對注意力不夠集中的學生進行提醒；也可以根據學生給出的反饋，了解學生對于正在教授的內容的理解和掌握程度，從而靈活地調整教學節奏。線上課不具備以往課堂上老師和同學們面對面互動交流的條件，缺乏即時反饋，很大程度上影響了教師對于教學節奏的把握。因此，如何選擇合適的線上授課平臺與學生進行有效互動，調動學生學習積極性，并能得到學生對所學知識理解和掌握的及時反饋，成為線上教學需要重點考慮的問題。

“雨課堂”是清華大學在線教育辦公室和學堂在線共同推出的新型智慧教學工具，利用信息推送、實時互動等移動互聯網手段，將師生和教學內容的距離拉得更近，互動更加人性、便捷、準確，并能夠對完整教學過程進行跟蹤監測和實時評估[6]。通過彈幕、投稿功能可實現學生與老師之間的實時互動，學生發送彈幕，教師邊授課邊留意彈幕內容，對于某一時間段出現頻次高的問題做即時的解答。彈幕功能拉近了師生間、同學間的距離，增加了課堂活躍氛圍，提升了學生的學習興趣，有效地優化了教學效果。“雨課堂”還可進行快捷的課上測驗，隨時講，隨時測，能有效保持學生上課時的注意力，并實時掌握學生的學習成效。

由于各地網絡基礎條件不同，集中直播授課可能出現網絡擁堵，直播卡頓等問題，影響在線教學的效果。因此，本課程在線教學期間啟用錄課功能，對于網絡條件不好的同學，可以通過直播回放功能延時觀看學習，使每位同學都擁有平等的學習機會。

1.3 對線上授課內容進行重新設計

根據我校應用型本科高校定位，以產業化需求不斷優化教學內容，強化培養學生的實踐技能和創新應用能力，課程組把教學課件進行重新的整理和優化，并將授課內容分為課前與課中內容。

將概念性知識的含義、分類、特點等內容作為課前預習內容，在上課前24小時通過在線教學平臺推送給學生，并在預習課的最后對預習效果進行測評。教師通過在線教學平臺掌握學生預習完成情況，通過小測評可以了解學生對預習內容的理解程度，課中只對學生在預習內容中不理解的部分進行答疑，不再講授課前掌握的基礎知識。如在介紹攪拌時，將概念性的內容：攪拌器分類、及特點作為課前預習內容，課中對預習內容進行答疑，再介紹攪拌混合原理、攪拌操作的不正常現象及其強化措施。

1.4 基于深度學習的翻轉課堂

在掌握預習內容的基礎上提出衍生性問題，通過小組討論的方式得出結論，并進行組間交流展示學習成果，將傳統的以教為中心，轉變為以學為中心，讓學生真正成為課堂的主體。

制藥工程中所使用的設備為本課程的一項重點及難點，在進行設備介紹時，以其中一個設備為例，結合設備結構圖介紹其優缺點，剩下的設備讓學生根據結構圖分析其所具有的優缺點，并引導學生思考如何針對缺點進行改進設計。對衍生性問題的討論要求學生對課前所學知識進行深度加工，使學生達到應用、分析，甚至創造水平。例如在介紹傳熱器時，根據傳熱器的結構分析其管外及管內是否易于清洗、是否能夠耐受較大溫差應力，從而判斷其能否用于易結晶、易結垢的流體，以及能否用于溫差較大的場合，并引導學生針對其缺點設計改進措施。在介紹攪拌器時，對于影響攪拌器攪拌效果的因素打旋現象，以及徑向流攪拌器軸向攪拌效果不佳的問題，引導學生根據打旋現象發生條件、攪拌器工作原理及結構，設計強化措施來提高攪拌效果。

1.5 建立習題庫，即時檢測，有效反饋

建好線上試題庫，以多種形式的題型構建每個學習任務的作業練習，課前預習檢測；課上互動，即時反饋；課后評價教學效果，鞏固、提升和拓展知識。設計好試題完成時間，及時批閱，并將作業的問題作為下次上課的主要內容。使課前、課中、課后學習過程形成閉環，對各環節學習效果進行即時檢測，有效反饋。評價貫穿在線教學的始終。

1.6 多元化、持續性、個性化的過程評價

傳統的線下課程注重強調采用期末試卷考核學生對知識的掌握程度，屬于終結性考核。而基于線上授課模式的特點和教學內容的重新設計，線上課程的考核，降低了期末考試所占比重，實現多元化考核相結合的方式進行實施。從教學平臺中的學習記錄、問題討論與習題檢測等多環節，對課前、課中、課后進行持續性的過程評價。除客觀的有唯一答案的問題外，更關注學生的理解水平及創造性成果，強調多元化的評價。

1.7 充分利用居家條件創新創造實驗

實踐教學是鞏固理論知識和加深對理論認知的重要手段，我校投資建設了完整的藥物制劑生產線，然而由于疫情原因不能返校，學生不能深入藥物制劑生產線進行實踐操作。居家期間沒有條件就創造條件進行實驗，找出居家條件與課程內容結合點，進行創新創造實驗設計。如流體與管路測量實驗：取水銀溫度計，置五個不同環境中，測定出干球溫度和濕球溫度，通過穆迪圖，查出濕空氣的各項參數；用軟尺、細線或直尺測量并記錄水龍頭管道的規格，通過標有刻度的容器來測量自來水流量；已知水的質量流量，以當前水流速度，選擇最佳規格的進水管道等。

1.8 充分利用線上教學資源多樣性的優勢

本課程涉及多種制藥機械設備，通過傳統平面圖難以闡述其工作原理，在線教學期間充分發揮線上教學資源多樣性的優勢，通過流媒體、網頁、動畫等多種方式生動、直觀展現制藥設備的工作原理及工作過程。

2 該課程線上教學的不足

該課程線上教學的難點在于需要對教學內容、教學設計、教學方法進行全方位的調整，因此，在實施過程中教師需要投入比傳統教學更多的時間和精力[7]。在線教學強調過程評價，設置的習題考核及課前預習內容，需要占用學生較多時間，學生需改變被動學習為主動學習，才能達到理學的教學效果。網絡接入條件是開展在線教學、進行在線互動的基本要求，而一些經濟欠發達及邊遠貧困地區的網絡環境較差，無法有效支持在線教學實施，硬件條件有待進一步優化[8]。

3 結 語

疫情給傳統的教學模式帶來了巨大的挑戰，而在線教學不受時間與地點的限制，在疫情防控部署中具有巨大的優勢。本課程在線教學期間將傳統教學進行合理調整，并結合上智慧教學手段，建立翻轉課堂，強化過程評價，充分發揮線上教學的優勢，教學效果得到了普遍認可。