新工科背景下“線上線下混合式教學”在制藥工程專業實驗教學中的實踐探索*

趙一陽，柳文敏，于林濤，高文超

(南陽師范學院 化學與制藥工程學院，河南 南陽 473061)

引言

新工科建設是符合中國特色的高等工程教育改革方案，新工科背景下的制藥工程專業育人模式應將創新能力的培養貫穿育人的全過程[1]。制藥工程專業實驗是制藥工程專業的一門重要實踐課程。該課程綜合性強，與前授課程聯系緊密，不僅可以鍛煉學生的動手能力，也能夠培養學生作為“制藥人”的基本專業素質和職業素養，提升學生的創新能力，是實現人才培養目標的核心課程之一[2]。在“新工科”背景下，如何上好這門課，培養符合工程實踐需求的人才，是從事制藥工程專業實驗教學的教師關注的重點。

南陽師范學院制藥工程專業實驗教學中存在著學生主動學習積極性不高、師生互動性不強、考核方式單一、缺少過程性考核等問題，且傳統的實驗室內的專業實驗教學也與工業化的單元操作相距甚遠，實驗教學對學生的工程能力培養體現不足。為解決以上問題，我們秉承工程教育認證理念，堅持學生中心、成果導向、持續改進，開展制藥工程專業實驗課程改革。選擇超星學習通作為線上課程平臺，將線上線下混合式教學[3-6]應用于制藥工程專業實驗的教學中，近兩年的教學實踐結果表明，該模式能夠進一步提高學生的學習興趣和學習效果，提升學生的創新意識和工程能力，有望在制藥工程專業其他實驗實訓課中推廣應用。

1 線上線下混合式教學實施前的準備工作

1.1 修訂教學大綱，科學設置實驗內容

對標“新工科”建設對制藥工程專業人才培養提出的新要求，課程團隊多次組織調研和教研活動，討論并修訂了制藥工程專業實驗教學大綱，為實驗教學做好頂層規劃設計。調整后的教學大綱在實驗內容設置、教學目標等方面做了較大的改動。

我校制藥工程專業實驗開設在第5學期，在實驗內容設置上做到三突出。一是突出專業實驗的綜合性，制藥工程專業實驗包括藥物合成、藥物分析、天然產物提取和藥物制劑四大部分，將原教學大綱中的一些重復性內容剔除，明確實驗目的和要求，強調實驗的整體性和系統性。例如將顆粒劑、硬膠囊劑及片劑的實驗整合為一個大實驗，將制粒-膠囊填充及制粒-壓片有效結合起來，充分利用好實驗學時，不做無用功。二是突出工程教育特點，重視實驗與藥廠實際生產過程的聯系。例如將制藥企業中藥物常見的片劑、注射劑、軟膏劑、膠囊劑等劑型的質量檢查方法融入藥物制劑實驗中，藥物分析部分開設的均為典型藥物的成分檢測及鑒定。三是突出專業人才培養特色，南陽是豫西南中醫藥基地，我院制藥工程專業人才培養側重于化學制藥和生物制藥方向，因此專業實驗中對這兩部分的比重會有所傾斜，學時占比均達到了30%左右。

根據布魯姆教學目標分類法將每一實驗的認知目標、情感目標和技能目標進一步細化，不再使用“熟悉”“掌握”“了解”等不規范的表述，教師的實驗課教學能夠“有的放矢”。如《混懸型液體制劑的制備》實驗的教學目標修訂為以下三個方面：①能夠解釋混懸型液體制劑的一般制備方法，能夠根據原料藥物性選擇正確的混懸劑制備方法;②能夠獨立進行混懸劑的質量評價，可以歸納總結混懸型液體制劑的質量評價方法，并能與其他液體制劑的質量評價方法進行對比;③進一步樹立藥品質量安全和用藥安全理念，強化認真的實驗、工作態度。

1.2 豐富線上資源，滿足個性化需求

線上線下混合式教學的開展離不開線上資源的支持。教師在課前制作授課ppt、理論部分講解視頻，并錄制重點操作的演示視頻。依靠學習通課程平臺建立課程網站，將授課ppt、演示視頻、思考題、練習題和作業題等教學資源上傳至課程平臺，豐富線上教學資源。涉及到課前預習的教學資源充分考慮到學生的個性化需求和不同學生接受、理解知識的能力差異，提供多種形式的資源，如授課講義、教學ppt、教師講解視頻、操作視頻、關鍵知識點微課視頻等。學生在實驗前觀看線上相關資源，可對實驗課內容進行行之有效的預習，并對預習中存在的問題進行梳理，通過與教師的溝通答疑，有效提高實驗課程的教學效果。

考慮到企業生產實際情況與實驗室環境的差異，為加強專業實驗與工程實踐的聯系，突出對學生工程能力、意識的培養，課程組還與制藥企業開展合作，采集企業生產過程中單元操作的視頻，一并上傳至課程平臺，建立工程實踐案例庫，供學生了解相關實驗對應的企業生產情況。

制藥行業關系國計民生，我們的學生大多數都是未來的制藥行業從業者，專業實驗的教學過程也必須加強對學生家國情懷、科學素養及職業道德的培養。因此，線上教學平臺建立了課程思政案例庫，涵蓋家國情懷方面的中醫藥發展、新冠疫情期間制藥人貢獻案例，科學素養方面的典型新藥開發案例，以及職業道德方面的藥企生產事故案例等。

1.3 提升教學能力，優化教學設計

雖然線上線下教學混合式教學模式是以學生為中心，但是教學環節能不能開展好，教師才是掌舵人。授課前，課程組組織任課教師參加線上線下混合式教學技能培訓，熟悉課程平臺的使用方法和技巧，提升教師在新的教學形態背景下的教學能力。結合新型的教學模式對傳統的教學過程進行優化，打造適合混合式教學的教學設計。例如，在《硬膠囊劑和片劑的制備》實驗的教學過程中，將教學結構拆分為課前、課中、課后三個部分。課前階段通過學習通發布任務，要求學生觀看顆粒劑、硬膠囊劑、片劑制備的視頻，通過預習習題回顧顆粒劑、硬膠囊劑和片劑三種劑型的常用制備方法和特殊質量評價方法，進而引導學生歸納總結制備過程中的注意事項。課中階段包括觀看重點操作視頻，教師重難點講解，組織小組實驗，教師從旁指導操作等。課后階段，學生在線上可與教師通過答疑交流完成思考與總結，并觀看工業生產中制劑生產的視頻，探討實驗室操作和工業化生產之間的差異，線下出具實驗報告，最終實現掌握三種制劑的生產特點的教學目的。

教學設計中尤為重視課堂思政的有機融入。教師充分利用線上平臺的課程思政案例庫和不同類型實驗的特點，結合具體的教學內容自然將思政內容融入到教學過程中，起到潛移默化的效果。例如在《槐花米中蘆丁的提取、分離和鑒定》實驗中，結合中藥活性成分的提取這一實驗內容，教學設計中將蓮花清瘟等傳統中藥在新冠疫情中的突出作用作為案例，引導學生樹立民族自信心和制藥行業從業者的職業使命;在《美沙拉嗪的制備》實驗中，結合實驗過程中容易出現的噴料等注意事項，提醒務必關注學生藥品生產過程中的安全問題。

2 線上線下混合式教學的實施

根據修訂后的教學大綱和我校制藥工程專業的人才培養方案，秉持“以學生為中心”的教學理念，利用超星“學習通”平臺，我校在2018、2019級制藥工程專業學生的制藥工程專業實驗課程中實施線上線下混合式教學，具體的實施過程如下。

2.1 課前預習

以往教學過程中，雖要求學生撰寫預習報告，但是通過課前提問和測試反饋來看，學生的實驗預習不夠深入，流于表面，預習達不到較好的效果，對課程教學目標的實現無法起到推動作用。采用混合式教學模式，教師提前制作小而精的教學視頻，并將課前預習布置成更為具體的任務(例如將必看的視頻設置為任務點，布置預習習題、測試等)。一方面結合學生愛玩手機愛看視頻的特點充分調動其積極性，另一方面可在平臺實時獲得學生的學習數據，便于教師及時了解學生的預習進度，對學生加以督促。課程平臺還設置有討論板塊，師生可以進行線上互動，及時答疑。這種模式的實施收到了非常積極的反饋，學生們紛紛表示相對于原來的照搬照抄教材，預習過程的收獲更多了，對實驗內容及重難點在課前已經做到了心中有數。

2.2 課堂教學

在充分的課前預習基礎上，課堂教學實施過程中教師實現了角色的轉變，不再是講臺上的講述者，更多的是課堂活動的組織者和指導者。實驗操作前，組織學生分組講解實驗目的、實驗原理和實驗步驟，檢驗學生預習的效果，過程中其他組的學生可以進行補充甚至是質疑，由教師引導并組織討論，最終獲得一致意見。實驗操作過程中，要求同組的學生互相監督操作的規范性，鼓勵學生獨立解決問題，遇到難以解決的問題，組織全體學生進行討論，讓學生真正作為課堂的主角，在鞏固學生基本實驗操作能力的同時著重培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。教師還將實驗現象、實驗數據的記錄也設置為任務點，要求學生下課前必須在線上提交，以此形式對學生進行督促，幫助學生養成隨時記錄的實驗習慣。對個別突出的案例，教師在課上及時收集實驗現象等信息，課后制作成視頻、實驗案例等，及時補充線上資源。

2.3 課后鞏固

實驗課結束后，學生整理實驗現象和實驗數據，分組討論，線下提交書面實驗報告，線上完成課后作業。教師在審閱實驗報告和作業后，針對突出的問題組織學生進行線上討論互動，引導學生建立實驗反思的思維習慣，夯實學生對知識點的理解，鞏固掌握相關的原理和基本操作。通過線上的師生互動交流，進一步將教學延伸到實驗室之外，真正實現隨時隨地的學習。課后還會在線上設置觀看企業生產視頻的任務點，學生通過實驗操作已對單元操作有了充分的認識，在此基礎上對工業生產過程會有更加清晰的認識，并能找到實驗室小試和工業生產之間的聯系與區別。

2.4 實驗考核

混合式教學模式還有助于建立全方位系統化的考核機制。本課程以往的成績評定采用平時成績+實驗考核成績+實驗考試卷面成績的方法，考核形式單一，覆蓋面窄，未能對學生起到有效的引導作用。尤其是平時成績中教師的主觀因素很強，難以做到全面、客觀的對學生學習效果進行評價?；旌鲜浇虒W將平時成績采用線上成績+線下成績相結合的形式，強調過程性評價。通過學習通app，設置個性化考核任務點，任務點廣泛分布于課前預習、實驗操作、數據處理、課后鞏固等多個方面，例如實驗課的簽到和簽出、視頻觀看時長、課堂討論、小組合作探究、課前預習作業、實驗數據記錄及課后作業成績等。而線下的平時成績則主要關注學生的動手實操能力和實驗報告的撰寫。這種考核機制將過程評價與結果評價相結合，不僅督促學生對實驗的每個環節給與足夠的重視，激發學生的學習興趣和求知欲，而且最終的成績給出也更加的客觀和有理有據。

3 線上線下混合式教學的實施中存在的問題

線上線下混合式教學模式在我校制藥工程專業的制藥工程專業實驗課程中實施不過兩年，在實施過程中還存在一定的問題。例如教學資源還需進一步豐富，最新藥物研發成果在實驗教學中的體現不夠突出，課程App端需做進一步的個性化設計，實驗室環境中用手機進行課堂互動存在一定的安全隱患，考核任務點的設置還需更科學化等。但是，從對學生的調查問卷反饋結果來看，87.8%的學生認為本課程的學習效果優于其他實驗課，94.7%的學生認為上實驗課的積極性更高了?？梢娋€上線下混合式教學模式已經取得了一定的積極成果，提高了學生對實驗課的重視，將學生由被動學習轉化為主動學習，提高了學習興趣和積極性，加深了學生對相關基礎課程的認識和理解，培養了學生分析問題、解決問題的能力。我們將繼續加大制藥工程專業實驗課程教學模式改革力度，為本專業其他實驗課教學的改進提供借鑒。