工程教育認證背景下制藥工程專業實驗改革初探*

劉紅霞，祁 剛，戴 勇，葛成艷,吳 靜，顏秀花，蔡照勝

(鹽城工學院，江蘇 鹽城 220451)

工程教育認證秉持三大理念：以學生為中心(Student Centered, SC)、以成果為導向(Outcome Based Education,OBE)、以質 量 持 續 改 進 為目標 (Continuous Quality Improvement,CQI)[1]。通過工程教育專業認證，學生就能夠按照相關的國家或地區的職業工程要求，取得工程師執業資格，為工程類學生走向世界提供“通行證”[2]。因此開展工程教育專業認證不僅能提升我國工程教育的國際競爭能力，而且能夠推進我國高等工程教育的改革，從而提高了工程教育的質量[3]。我校于2018年通過了化工專業工程認證，目前正積極準備制藥專業工程認證。在學院申報制藥工程認證的大背景下，本文結合自身實驗教學體會，淺談我院制藥工程專業實驗教學現狀及改革措施。

1 制藥工程專業實驗教學現狀

《制藥工程專業實驗》是制藥專業核心課程之一，通過該課程的教學，學生熟悉了專業技能，鍛煉了實踐能力、培養了創新思維、進而能夠分析和解決復雜的工程問題。我院《制藥工程專業實驗》內容涵蓋藥物合成綜合實驗、藥物分析綜合實驗、工業藥劑學綜合實驗以及藥理學實驗四個部分。在實驗教學中主要有以下幾個問題：第一、存在著“照方抓藥”和“按部就班”的問題。大部分實驗由老師逐個步驟指導，學生按照實驗步驟依次進行。這種教學模式下的實驗效果是實驗結果基本相同，實驗單調乏味，學生積極性不高，不利于學生創新思維和探索精神的培養。第二、學生缺乏主動性。實驗課前不能有效地預習實驗內容，實驗過程機械地按部就班實驗步驟，對實驗中出現的問題熟視無睹，實驗失敗了不能主動地去探究問題所在。第三、考核方式單一。學生成績的評定主要依據實驗報告以及實驗大作業成績，部分同學可能沒有認真進行實驗操作，實驗動手能力也不行，但報告和大作業完成的較好，有可能得到較高的成績。因此現有的考核方式不能全面地反映學生的實驗能力。第四、專業實驗中的廢棄物處理問題。專業實驗結束后，存在大量的廢液和廢棄的固體產品，直接投入到廢液或者固廢桶中，給學校廢棄物的回收帶了很大的工作量，同時也增加了環境污染的風險和處理成本。因此，在設計實驗項目時，要充分考慮到環境因素，盡量能夠做到減量、循環、回收利用，消除環境污染，培養學生綠色化學理念。

2 制藥工程專業實驗改革與實踐

“按部就班”的實驗模式使學生只停留在對知識的驗證或加深理解層面，而沒有足夠的實踐空間和思維空間，實踐能力和創造性受到遏制[4]；單一的評價方式，不符合工程認證要求的以學生為中心(Student Centered, SC)、以成果為導向(Outcome Based Education,OBE)的理念。因此，制藥工程專業實驗改革迫在眉睫。本文以“阿司匹林的制備”的專業實驗為例，基于專業認證的基本要求，對實驗教學內容、教學方式、考核方式進行改進。旨在以點帶面，對制藥工程專業的其他實驗項目的改進起到借鑒作用。

2.1 實驗教學內容的設計

OBE理念的關鍵是學生的參與度和積極性[5]，教師的關注點應從“教什么”和“怎么教”轉變到學生“學什么”和“怎么學”[6]。用于解熱、鎮痛和抗風濕的藥物阿司匹林，是藥物合成實驗的經典項目，涉及到有機合成、產品純化及產品鑒定等基本實驗技能。“阿司匹林的制備”實驗項目的主要任務是制備方法的選擇、合成條件的優化、產品的提純和分析。根據實驗任務，設計了如表1所示的學習內容和學習方式。根據表1，學生明確實驗之前需要查閱相關資料，做相應的知識準備，為后續的實驗奠定基礎。

表1 阿司匹林合成實驗的學習內容和學習方式Table 1 Learning contents and methods for the synthesis of aspirin

2.2 實驗教學的實施

OBE強調在教學活動中，以學生為中心，教師引導學生達成預期成果。阿司匹林制備實驗的實施主要包括課前準備、課堂討論、課堂實驗、課后總結四個部分。

2.2.1 課前準備

開課前一周，向學生集中講授實驗要求，明確告知預習內容，整理表1所示的相關知識點。同時準備實驗所需藥品、儀器等。

2.2.2 課堂討論及實驗

課堂討論主要目的是幫助學生確定實驗方案。通過對表1內容的討論，明確阿司匹林的理化性質；比較不同的合成路線在反應原料、原料用量、反應時間、催化劑、產率、環境影響等方面的差異。在討論的基礎上，確定以水楊酸和乙酸酐為反應原料，分別采用傳統的催化劑硫酸和嘗試新的催化劑，制定正交實驗方案，確定最優合成條件。最后探討實驗過程中可能存在的污染源，如何有效地進行防控。課堂討論環節，突出學生的主體地位，充分調動其積極性，并潛移默化地將綠色化學的理念滲透進實驗教學中。在成績評價體系中，主動發言、主動提問、主動思考的學生將獲得更高的評價；而對于表現不積極的學生，需要加以引導，給予每位同學足夠的機會。

2.2.3 課堂實驗

實驗過程中，學生可能會遇到各種問題，如實驗操作不規范、實驗現象不符、產率偏低等。教師應及時給學生提供幫助，與學生一起討論、分析實驗中存在的問題，啟發學生改進實驗方案。教師對實驗過程的監控，一方面可以了解學生的實驗情況，及時發現問題并給予指導，為學生實驗的順利進行提供有力的保障。另一方面根據學生在實驗中的表現，及時給每位學生的實驗操作做出評價，為后續的實驗考核提供客觀的依據。

2.2.4 課堂總結

實驗結束后，要求同學們清洗儀器，打掃實驗衛生，養成良好的實驗衛生習慣。檢查學生的產品，原始數據記錄情況。隨后學生進行實驗數據的整理、分析。各小組共享實驗數據，對原料配比、反應時間、反應溫度、催化劑類型、催化劑用量等反應條件對產率的影響進行分析，得出最優的反應條件；探索不同催化劑的反應機理；寫出本次實驗的心得體會。

2.3 實驗教學的考核

實驗考核機制和評分辦法對激發學生學習的積極性和創造性有重要的引導作用[7]。制藥專業綜合實驗課程現存的考核主要以實驗報告和實驗大作業為主，不能全面地反映學生對實驗技能的掌握情況，也不利于學生專業素養的提高。根據工程教育認證的要求，在考核方式上應更注重實驗過程的考核。因此，阿司匹林制備實驗的綜合評價涉及到實驗預習、課堂討論、實驗過程參與度、實驗操作、數據處理、實驗總結、大作業等諸多方面，每個方面占有不同的權重。通過全方位的考核，學生的參與度和積極性顯著提高，學生的實驗技能也顯著提高，進而促進了學生專業素養的提升。

3 結 語

結合我院制藥專業實驗現狀及工程教育認證理念，以“阿司匹林的制備”實驗項目為例，提出了實驗教學內容、教學實施及教學考核三個方面的改革措施。通過實驗改革，學生普遍反映實驗教學模式新穎，能夠調動實驗積極性、提高實驗操作能力以及分析問題解決問題的能力。由此可見，實驗教學改革幫助學生達成了預期的畢業能力，取得良好的教學效果。