通过实验课程提升制药工程专业本科生素质教育水平

林 琎 赵春青

山东农业大学植物保护学院 山东泰安 271018

制药工程专业于1998年即正式出现在教育部的本科专业目录中，该专业特别重视培养学生的实践能力和创新能力[1]，以培养从事药品制造，新工艺、新设备、新品种的开发、设计人才为目标。目前，山东农业大学对制药工程专业(农药方向)本科毕业生，培养目标是：培养具有系统的制药工程相近学科方面的知识和技能，能够在农药生产企业、各级农药管理部门、教学与科研系统等领域，从事农药的生产、技术研发、质量控制、经营管理、教学与科研等方面工作的应用型、复合型高级专门人才。经过4年的学习，该专业本科毕业生应能够掌握农药合成、制剂加工、工艺优化、检验分析、营销推广、企业经营管理、农药管理等方面的基本知识，了解农药产品生产的规划设计、科研开发及中试生产的基本过程，具有农药产品的生产工艺规划与设计、科研开发、小试及中试生产、化验分析、质量检定、市场营销等方面的专业知识。目前，我校制药工程专业(农药方向)学习的专业核心课程有：昆虫学、植物病理学、生物统计与试验设计、制药工艺学、物化胶化、化工工艺学、农药制剂学、农药合成、农药分析、农药生物测定、农药加工与应用、农药环境评价、农药营销学、农药专业英语等，这些核心课程不仅有理论课的讲述，还根据课程特点和需求，设置有相应的实验课程。素质教育是指一种以提高受教育者诸方面素质为目标的教育模式，它重视人的思想道德素质、能力培养、个性发展、身体健康和心理健康教育。本文旨在以制药工程专业为例，讨论实验课程对本科生素质教育的作用和意义，并为其他高校对实验课程的设计、开展和学生习惯养成、实验室平台搭建等方面提供借鉴。

1 重视实验课程，促进本科生素质教育

本科生素质教育贯穿大学始末，毕业生在知识、能力、性格等各方面能否达到培养目标的要求，能否满足用人单位的要求，是评价素质教育是否达标的根本。在诸多的教学环节中，实验是培养学生综合创新能力和提高综合素质的重要方式[2-4]，实验课是理论知识的验证和延伸，在实验过程中，可将理论与实际联系起来，大胆创新，一些综合性实验的开出，更有利于学生的创新思维和专业综合知识的融合。例如，在制药工程专业理论课上讲到孢子、菌丝，只能用图片展示其平面图，而在实验课堂上，我们就可以进行分生孢子的玻片制作和全方位观察、菌的转移和培养、药剂的使用对菌圈大小的影响等，这些比较直观的体验，巩固了理论知识的同时，还能激发学生的学习兴趣，引导学生进行更深一层的创新性思考。

实验课不仅是理论知识的验证和延伸，也是学生综合素质的培养过程。实验课前发放的实验教材，都清晰地表达了实验目的、实验用品和仪器设备、实验步骤、实验注意事项等，通过实验教材的预习和实验过程的开展，可有效提高学生综合素质。例如，在农药加工实验过程中，涉及农药悬浮剂的加工，在实验过程中，可将全班分为6～8组，使用不同的乳化剂和助溶剂分别进行实验，再进行各组不同配方的效果比较，找出规律和经验，这样增强了学生的动手操作能力，也让学生学会了互帮互助、比较总结、勤于思考，有助于学生科研思维的培养和科研思路的打开。

总之，实验课程是训练学生灵活运用所学知识解决实际问题的一种行之有效的途径，与学生的素质教育息息相关，必须持续加以重视。

2 实验课程设计与本科生素质教育的关系

在实验课程设计过程中，首先要考虑到实验课前理论学习的进度，最好先讲理论知识，再设计同步进行相关的实验课程，有助于学生对理论知识的理解、消化，并加深记忆。其次，应在实验课堂多设计互动和交流环节、学生之间的分工合作环节等，不仅可有效调动学生的参与积极度，活跃课堂氛围，还可增进老师和学生之间的课堂上的交流，在学习上、思想上和生活中都起到积极的促进作用。课后思考和总结也十分重要，因此，实验课程应当设计相应的思考题或知识拓展题。会思考的人大多有总结归纳的习惯，在学生的素质教育中，应当把“思考和总结”作为一种习惯，潜移默化地根植入学生的学习生活中。想要对知识有更深入的思考和理解，就要学会把看似分散的知识点在实验课后进行总结，将知识点连成线、结成网，使学到的知识更加系统化。换句话说，思考让理论和实践知识融会贯通，将学到的知识不断地“缝合”在原有的知识框架上去。

另外，在实验课程的整体设计中，既要考虑对专业知识的覆盖，也要考虑与科研前沿动态相结合，不能固守成规、一成不变。一本实验教材用了若干年，没有任何更新，这就使得实验课程没有吸引力，学生学到的东西与现实严重脱节。例如，在设计农药学概论实验课程时，就要考虑覆盖杀虫剂、杀菌剂、除草剂等，还要考虑所选供实验的药剂是比较常用或新型的农药，在实验课内容设计中应当避免采用农业部已宣布淘汰或禁限用的农药。再如，上一年进行的探索性实验中，得出的结果应当及时总结，并与这一年的结果进行比较，及时进行内容的更新和总结，或再次设计其他探索性内容，可以给学生提供更多的信息，有利于知识的积累和拓展。我校实验中心专业教师队伍在多年的实验课程教学过程中，不断更新实验教材，并设计开出了一系列制药工程专业的综合性实验课程，坚持将课程设计与学科前沿挂钩，达到了良好循环。

实验课程的设计还应当充分考虑“以学到为中心”，即不拘泥于形式，不限制地点[5]，转变思维，将以前的“传道、授业、解惑”的传统教学方式转变为在课堂上让学生自己去发现、解决问题，通过自主学习获得知识[6]。实践证明，运用主动学习、合作学习、探究式学习、基于问题的学习，学到的知识和能力更扎实、更全面[7]。

3 从实验操作过程中锻炼和提高学生技能

“百闻不如一见，百看不如一练”。 在授课过程中一定要注重学生的实验操作技能提高[8]。由于实验条件限制或其他原因，不能保证每个学生都动手操作，往往出现“一人动手操作，多人围观”的“放羊式”现象，使得有些同学对实验操作十分陌生，且由于没有亲自动手，对课程的步骤不熟悉，也不能充分理解实验现象和结果，课后分析不透彻，印象也就不够深刻。针对这个问题，可将学生分成2～3人一组，鼓励并监督学生自己动手操作整个实验，教师在实验过程中对实验操作进行适当的指导，强调实验中的注意事项，并告知可能产生的现象或结果。学生在独立操作的过程中，才能最大限度地理解实验原理，熟悉实验过程，分析每个步骤对实验结果造成的影响，在有限的实验课堂中掌握更多的知识，并不断提高自身分析问题和解决问题的能力。

实验操作对学生来说至关重要，因为有些实验操作不当，会引起实验室严重事故，如爆炸或中毒等，这不是危言耸听。2015年，清华大学一名博士后被炸身亡，疑与高度易燃的化学药品叔丁基锂有关；复旦大学一学生在处理一个约100毫升的反应釜过程中，反应釜发生爆炸，导致左手大面积创伤。高校事故频发的原因可能有很多，其中一个重要原因是实验操作不当。实验过程中经常有易燃气体、固体或有毒有害物质，如在做农药烟剂的过程中制作引芯需要用到硝酸铵或硝酸钾，在农药合成实验过程中用到的中间产物是有毒的，在农药生物测定过程中用到各种农药的原药或制剂，有的对人体也产生毒性，在使用过程中，要注意个人防护，带好口罩和手套等。有时实验过程中的部分操作对人体有强烈刺激，也应当做好相应的防护措施，如光化学降解实验过程中，会用到汞灯，需要带上紫外防护眼镜进行相关操作；在做杀菌剂接菌转菌前，无菌操作台需要提前进行紫外灯消毒，要注意紫外灯不能直接照射人体，易造成眼镜灼伤或掉头发现象的发生。另外，学校实验室应定期对硬件设备进行检查与更新，如电路老化或短路、设备老化、故障或缺陷、反应失控、实验设施不健全等，毕竟对于实验室而言，安全是第一要务。在教学过程中，应当不放过任何一个机会，对学生进行安全实验操作的教育，提高每一位学生的安全意识，在提高实验技能的同时，注意做好个人防护。

4 实验室是专业知识体系架构与融合的重要场所

制药工程专业的学生，需要学习植物病理学、分子生物病理学、普通昆虫学、农业昆虫学、植物化学保护、生物防治等各方面的专业知识，如何用这些知识搭建出学生的知识体系架构，使这些知识融会贯通，成为学生自己能够自如运用的知识，这就需要在实验室进行观察、理解、操作和实践。田间的实验也是实验室的一部分，通过一系列室内、室外实验，便于学生对知识的理解和掌握。

山东农业大学植保学院教师在实验课程的设计过程中，充分考虑到知识体系架构与融合，如在农药学概论实验过程中， 包含了很多综合性的实验设计，其中表面活性剂、杀虫剂、杀菌剂、除草剂、颗粒剂制备和粉粒细度测定等实验，将昆虫、病理、农药学科知识都巧妙地囊括进来了。

5 养成良好的实验习惯 促进个人素质全面提升

在实验室，学生一起做实验，在教师的指导下，能逐渐养成良好的实验习惯，促进操作水平的提高，学生相互帮助和配合，既能增进学生的关系，又能促进个人素质的全面提升。除了一些常规的实验室安全(防火防水防腐蚀等)，制药工程专业的学生还应当注意做好自我防护，并注意一些实验过程中的仪器操作。例如，实验过程中会产生有毒有害的挥发性气体，必须让学生戴口罩和手套，必要时戴上眼罩。实验中，常会用到移液器，移液时应注意轻轻吸液，以免吸到移液器里面，造成污染；移完液体后需要将移液器挂在架子上，不能平放或倒放，以免枪头内的液体倒流入移液器中，造成损坏；移液枪用完之后要归到最大计量的位置，防止久而久之弹簧失去弹性。称量时，天平需要提前调平，并注意在使用后，清理干净，并放入干燥剂。农药生物测定实验过程中，夹取试虫需要用钝头镊子，而不能用尖头镊子，以免夹死试虫。试虫的大小都要保持一致，实验过程中的所有物品都要清洗干净，并烘干，以免影响实验结果。配好的试剂要标记好配制日期、名称、浓度等，在每次实验过程中，都要及时做好记录。在实验过程中，应及时处理垃圾、整理桌面等，合理安排时间，提高实验效率；做完实验，要注意检查水、电安全。

6 结语

实验室是学生学习和锻炼各项能力的场所，也是提高学生综合素质的一个平台。各高校应当重视本科生实验课程，在实验课中不断提高动手能力和实践能力，把实验课堂当作生动的实践课堂，在实验过程中，培养自身勤于思考的习惯，提高实验室安全意识，养成良好的科研意识，逐步完善自我专业知识体系架构和素质的提高。

[1]钟世华,曾佑林,刘亚纯.制药工程专业课程建设及学生实践能力和创新能力培养[J].湖南师范大学自然科学学报,2011,34(10):590-591.

[2]白靖文,徐雅琴,邹月利.化学实验教学示范中心的建设与实践[J].实验室研究与探索,2016,35(4):155-157.

[3]郭中华,刘昊,陶磊.开放实验平台建设中增强大学生的科研训练[J].大学物理实验,2015,28(2):129-131.

[4]黄燕芬,袁小凤,金波.浅谈开放实验与学生能力培养模式[J].教育教学论坛,2014,15(4):240.

[5]林青松.基于翻转课堂的“现代教育技术”实验课程设计[J].实验室研究与探索,2014,33(1):194-198.

[6]刘献君.论“以学生为中心”[J].高等教育研究,2012,33(8):1-6.

[7]潘倩,郑翔,周雪.以学为中心的“免疫印迹”实验课程设计[J].实验技术与管理,2015(11):221-226.

[8]谢远杰,莫中成,李美香.免疫组织化学实验技术教学实践与体会[J].基础医学教育,2017,19(2):123-125.