仪器分析课程教学改革在制药工程专业的实践

李 映

北京联合大学生物化学工程学院 北京 100023

仪器分析是各高校制药工程专业重要的专业基础课，对该专业毕业生的培养质量起到了决定性的作用。制药工程专业毕业生就业主要去向为制药企业中药品生产质量管理和药品检验岗位，而药品检验的就业缺口较大。与此同时，制药行业药品质量标准的逐年提高对企业药品检验人员提出了更高的要求。近年来，随着制药工程相关就业领域出现了应用型和针对性较强等订单式的人才需求，尤其对毕业生仪器分析领域所掌握的技能有了更高的要求[1]。针对这种情况，学校积极开展了仪器分析课程的相关改革及实践，取得了良好的效果。

1 仪器分析在制药工程专业人才培养中的地位

仪器分析理论课和实验课一般设置在制药工程专业第4，5学期，在前期对分析化学、有机化学及物理化学等基本理论有了一定的掌握后进行更深层次分析对所用仪器原理和应用讲解的课程。仪器分析理论及应用的学习对后续药物分析、药物化学、药剂学、毕业设计等内容起到重要的铺垫作用。因此，仪器分析在整个制药工程人才培养中起到了承前启后的重要作用。在学生就业领域，药品检验、药物制剂及药品销售等也对毕业生仪器分析知识提出较高要求[2]。与此同时，药品检验中对检验人员的素质要求极高，其中仪器操作的标准化程度决定了数据的精确性和可重复性。因此，仪器分析实验技能在制药工程毕业生的素质培养中占据了较大的比重。

2 应用型人才培养对仪器分析教学提出的要求

制药工程毕业生主要就业领域为制药企业，而仪器分析课程主要目标是培养学生药品分析检验的能力和素质。制药企业药品分析检验工作主要集中在液相色谱、气相色谱、紫外光谱3个领域，因此企业对毕业生掌握这3种技能的期望较高，尤其是需要毕业生能对理论与实践进行有机结合，独立完成实验数据的处理并能对仪器出现的故障进行一定的分析处理[3]。另外，仪器分析领域新技术、新方法的发展较快，制药企业中红外光谱、原子吸收光谱、质谱、核磁共振等仪器逐渐开始普及，使得企业对毕业生仪器操作能力有了进一步提高的要求。与此同时，随着药典等国家标准的不断更新，企业对人才的继续学习能力提出了新要求，促使仪器分析教学中更加注重对基础知识及自主学习能力的培养[4]。

3 仪器分析课程存在的问题

学生刚开始学习仪器分析课程时，对仪器分析的概念了解较少，导致了学习目的不明确及对后续学习的抵触。仪器分析中的名词均为专业名词，如色谱、质谱等概念对学生来说较为陌生，容易引起对分离现象的错误理解。仪器分析理论知识对学生无机化学、有机化学和分析化学方面理论知识要求较高，部分学生上述课程理论知识较差，难以完成在知识理论上的延伸。因此，如何较好地进行课程引入，并在学生前期基础较差的情况下完成对理论的补充和掌握也是本课程需要解决的一个问题。

4 课程改革探索

4.1 教学内容更新

仪器分析课时有限，但课程信息量大，无法做到对所有分析单元的全部覆盖。针对制药企业对分析技能的要求，对原有课程安排进行了重新调整。针对液相色谱、气相色谱及紫外光谱部分进行重点展开讲解，而对于制药企业较不常用的分析单元，将所有电化学分析、原子吸收和原子发射单元共使用3～4个学时进行简要讲解。红外、核磁及质谱分析手段，部分企业药品检验有所使用，则保留原有学时。针对液相、气相及紫外等重要部分，先对其原理部分进行统一串联梳理，使学生对3种手段有理性的认识后，再对每种分析手段进行特点讲解，明确使用条件、常见分析样品、样品预处理、结果分析等。该种教学内容转变对学生仪器分析入门、掌握分析技术及分析方法选择有着极为重要的促进，并对制药企业常见分析方法进行了宏观把握[5]。

随着药典及农药残留等国家标准的更新，应着重培养学生查询国家标准、理解并利用国家标准内容设计具体检测方案的应用型能力，尤其是针对药物制剂等混合物的方法选择。例如，针对食品中农药残留国家标准GB 23200.19-2016中涉及的水果和蔬菜中阿维菌素残留量的液相色谱法测定，可将该标准中涉及的相关技术和术语进行分析解释。结合生活中遇到的果蔬农残清理难题，激发了学生学习兴趣的同时，对学生的专业技能也是极大的提高。随着理论课程的由浅入深，可结合国家标准中更复杂的分析手段进行讲解，如奶粉中三聚氰胺的液质联用检测方法。通过针对社会公共事件中分析方法的讲解，既能提高学生的学习热情和学习效果，实现色谱质谱原理及其串联，又能树立学生正确的价值观导向，培养学生严谨的分析检测思维，达到理想的教学效果。

4.2 课上课下结合

仪器分析课上学时较为紧张，因此课下学习成为使学生更好掌握仪器分析技术的关键。针对制药工程专业仪器分析技术应用的特点，在课上课下学习中坚持3个原则。（1）紧密结合制药工程药品质检领域的需求进行调研，查阅国标及药典，让学生客观给出分析方法的报告。（2）紧密联系实际应用及最新研究进展，以发散思维进行分析方法的创新及分析结果的探讨，对分析中可能产生的误差进行讨论。（3）针对课上内容，进行限定时间内的分析报告，提高学生课下工作效率，高效并严谨地完成课下自学内容，并与课上的内容进行对接[6]。此改革方式可模拟药品检验的工作，对学生课下学习提出新要求，更好地与制药企业人才需求进行对接。

仪器分析理论课程应实施“教师引导、学生探索、共同讨论”的教学模式，实现学生自主学习能力及创新能力的提高。其中教师引导部分，主要集中在课堂教学的组织上，将需要学生自主学习的知识进行引入。同时，录制微课、慕课等资源，在学生课下学习时提供回顾课堂内容的有效资源。课程的主体学习方式是“学生探索”式学习，即将学生分成若干小组，针对不同的检测手段或国家标准分析其每个步骤及每种检测方法的原理、针对待测物的检测方法选择等，充分体现学生学习的自主性，锻炼学生实际工作中的写作能力。在学生完成探索阶段的学习后，在课上或课下时间进行教师与学生的共同讨论。讨论的内容包括学生探索过程中遇到的问题及教师对学生后续学习计划的制订和对其学习效果的评价。经过该方法的改革，制药工程专业学生对仪器分析各类技术的掌握程度有了极为明显的提高。与此同时，学生掌握了查阅国家标准和药典的方法，树立了科学严谨的分析态度，为其在未来药品检验领域的工作打下了坚实的基础。

4.3 实验、理论结合

仪器分析实验既是对理论课程的延伸，同时又是配合理论课对学生理论知识的巩固。因此，制药工程专业针对制药企业药品检验类人才的需求，提高仪器分析实验课比例，将理论课与实践课课时比例定为1:1，即在理论学习后，有充足的时间供学生进行实际操作的训练，并给与学生足够的时间对实验中遇到的仪器故障进行耐心的研究。针对药品检验中常用的技术，设置液相、气相、紫外和红外4个实验。建立目标导向的实验方案及考核机制，即教师负责给出实验目标及演示仪器操作规程，其余实验设计与实验准备完全由学生组建的课题小组经过讨论、文献查阅或预实验后完成。理论实践结合教学过程中，结合药剂学、药物化学等内容，注重对学生进行解决复杂问题的能力培养，旨在培养学生的探索精神、资料检索能力及应变能力[7]。通过实验报告的书写重点对学生的科学用语及报告词汇进行修改和讲解，使学生初步具备科学的探究精神及客观严谨的分析态度，从而树立药学分析领域的工作理念。

以往的仪器分析实验内容均由教师在课前准备讲义，学生完成预习报告后开始实验，然而这种教学方法不能有效促进学生的自主学习，反而使学生在实验过程中一头雾水。为解决这种问题，对仪器分析实验进行了自主设计实验内容的改革。分成小组后，给予每个小组不同的检测任务，独立查阅国家标准或药典中的内容，完成实验预习。预习报告需给出本次实验涉及的所有用品、试剂的配制方法及数据处理方法，检查合格后开始实验，而教师只负责进行仪器操作的讲解及疑难问题的解答。此种教学方法的尝试，使学生对仪器分析实验的兴趣大为提高，分析的样品由原来的教师给出的固定样品变为每组不同的样品，如农药残留、酒精度检查、药品含量检测等。通过改革，学生的阅读标准能力、解决问题能力和实验报告书写能力得到了大幅提高。

鉴于仪器分析实验所用设备台套数偏少的情况，将每班分为两个大组，每个大组分成4个小组，单独完成一项实验，提高了仪器的使用效率及人均使用仪器时间。在每次6个学时的教学过程中，将开关机、校正等环节包含在内，极大扩展了学生的学习范围，提高了学生的仪器操作水平。实验中始终保证每名学生均参与仪器的操作，独立完成实验，并解决遇到的仪器故障。该种教学方式有效提高了学生的动手能力和思维能力。

4.4 考核方式转变

以往的仪器分析考试以应试能力为主，主要集中在理论计算与图谱解析中，与制药企业实际人才能力需求相差较远。在推行过程性考核的大背景下，对制药工程专业仪器分析成绩构成进行了重要调整。期末试卷成绩占总成绩的50%，平时成绩和读书报告占总成绩的20%，剩余的部分结合仪器分析实验的相关内容由实地仪器使用考核及报告撰写规范性确定成绩组成。该种成绩构成方式对学生实际应用与理论结合实践的能力提出了极高要求，促使学生在课余时间进行相关实验的补充练习及资料查阅[8]。

仪器分析的考核改革将学生的仪器分析综合素质考核放在首要的位置，即考查学生在国家标准查阅理解、实验设计、数据处理和故障分析中的全面知识技能。仪器分析实验部分的成绩包含实验预习与设计占20%、实验操作与报告占50%和实验期末操作考试占30%。在实验期末操作考试中对学生进行随机抽签后考查不同的操作项目如开关机、仪器矫正、仪器使用及故障解决等。使用考核指标作为学生学习的方向和动力，能够使学生在实验期间认真记录实验过程并分析实验结果，养成良好的实验习惯，培养学生成为严谨的药品检验人员。实践证明，该种培养及考核方式可使学生更加适应药物分析领域相关实验技术及要求，应用型人才培养质量得到较大提升，也极大提高了学生后续学习药物分析等课程的学习质量。

5 结语

作为制药工程专业应用型人才培养的重要专业课，仪器分析教学质量在毕业生能否满足制药企业人才需求方面起着极其重要的作用。结合药品检验所需专业技能及制药企业的订单式人才需求，制药工程专业仪器分析教学模式探索取得了重要进展，毕业生从事药品检验的能力得到大幅提升。