混合式教学在“制药工艺综合实训实验”上的探索与实践

杨 洁 刘晓霞 唐红枫

(武汉东湖学院 护理与健康管理学院(生命科学与化学学院)，湖北 武汉 430212)

“制药工艺综合实训实验”是在原独立专业实验课的基础上，将药物合成、天然产物化学、制药工艺学、工业药剂学、药物分析、微生物学等多门学科知识有机结合而形成的综合性制药工艺实训课程。该课程在武汉东湖学院主要作为制药类专业本科大三学生必修实验课程。课程主要依据校企合作企业对制药生产岗、研发岗位所需的职业技能和科研创新能力要求而开设，主要分为综合型和设计/研究型。综合型实训是学生在教师的指导下，完成一些难度较大的多步骤有机合成实验或生物药物的制备、提取、分离、监测、分析、剂型制备及药品质量评价的完整制药工艺过程。设计或研究型是对高年级学生的更高要求的科研创新实验培训，既强调对已学各科知识的综合运用，又鼓励学生大胆探索，独立开放性思考，自拟药物制备路线。

“制药工艺综合实训实验”整合了“制药工程专业实验”中的部分实验[1]，又兼顾“生物制药工艺学”中的工艺教学理论[2]，实际上是制药工艺大实验，目前尚未有该课程的教学探索案例。对于“制药工程专业实验”，目前多采用虚拟仿真辅助教学法让学生在线上熟悉整个生产工艺流程[3]。线下多采用顶岗实习模式，该模式只能熟悉部分岗位。目前正处于教育信息化时代，网络教育资源可以辅助实践教学，提升教学质量[4,5]。因此，作者借鉴线上线下混合教学实践模式，并结合课程思政[6]，对“制药工艺综合实训实验”的教学方法进行了探索。

1 “制药工艺综合实训实验”现状

“制药工艺综合实训实验”是武汉东湖学院生物制药、应用化学、药品生物技术等专业的实践必修课程，是创新训练课程和毕业论文课题前的演练，也是培养学生科研创新能力和应用型人才的重要环节。我校制药工艺实训实验室目前承担着以上各专业的实训任务，还用于学生的课外科研创新训练及毕业论文课题的实验。学生人数多，各专业学生的动手能力参差不齐，实训实验难度较大，操作过程复杂。尽管每次实训课前教师都要求学生提前预习，并撰写预习报告，很多学生的预习报告也都写得工工整整，但教师在课堂上把实训内容讲解完后，仍然还有好些学生不知如何动手。有些学生喜欢问一下做一步，如投料时先加什么，后加什么，要称多少克，升温升到多少度等等，每步操作都要跟教师核对后才敢动手。一堂课下来，教师身心俱疲，尽管付出了很大努力，但实训结果却不尽人意。小组间目标产物的质量参差不齐，产率相差巨大，如有些组的收率高达百分之七八十，而有些组只有百分之十几，甚至个别组还没有产品。因此，为提高教学质量，增强学生的主观能动性，我们对“制药工艺综合实训实验”进行了线上线下混合教学模式的探索与实践。

2 线上线下相结合实训实验教学体系建设主要内容

2.1 线上线下实验教学体系建设

“制药工艺综合实训实验”的线上线下教学实践流程如图1所示。实践教学流程主要分为课前线上预习、课中线下实训、课后线下完成实验报告、期末线上测试四部分。而体系的建设则根据课程的实践流程、课程思政、成绩评定分为四个部分，分别为课前预习法建设、课堂教学应用建设、实训过程思政建设、实验成绩评定系统建设。

图1 “制药工艺综合实训实验”线上线下教学实践流程

首先，通过超星泛雅将实验教学内容发布在学校网络教学平台上，主要包括课程介绍、实验内容PPT、实训小视频、实验成绩评定方法、期末测试题库等。在教学内容建设时，综合型实训着重于一个大型综合实训的完整过程，包括详细的介绍、实验方法比对、规范的实训操作视频；设计或研究型实训实验则重在介绍目标物及其发展前景，无操作视频，目的是鼓励学生主动查阅各种资料，设计工艺路线和制备方法。在课堂教学建设过程中，同时兼顾课程思政。这种线上线下混合式教学可增强学生独立完成实验的能力，提高学习效果。

2.2 课前预习法建设

实训能否成功，课前预习是重要的一环。通过多年的观察发现，课前能够认真预习的同学非常少，很多学生仅是为了完成教师布置的预习任务，预习报告都是你抄我的、我抄你的。尽管教师多次强调上课前要检查预习报告，但收效甚微。在课堂上，教师对实验目的、原理、仪器和试剂、操作步骤、注意事项进行讲解，并对新的实验仪器操作进行演示，有时甚至对复杂装置的搭建或反应后处理也进行了详细的讲解和演示，但仍有不少同学动手操作时一脸茫然。比如在阿司匹林的合成实验中，有学生将冰乙酸当醋酐加入反应体系，结果几乎没有产品；有的反应温度没有控制好；有的析晶过程中水太多，导致产物太少。针对这一系列问题，我们通过制作实验规范操作过程小视频，并上传到超星学习通网络平台。在课前一周发放学习任务，要求课前一天完成对实验内容的预习，根据工艺难点设置3～5个测试题，要求学生预习过程中完成。预习成绩分值为预习任务完成率5分、阅读次数5分和测试得分5分，总分15分。

通过学习通后台数据统计预习结果见表1。由表1可知，武汉东湖学院生物制药、应用化学、药品生物技术等专业338人次线上预习结果：线上发布任务的完成率在96%以上。因为平台所选用的教学视频短小精炼，不需要花费很多时间，大部分同学都能完成预习。对教学内容的阅读次数一般都在30次左右，有些学生阅读次数甚至高达55次。阅读次数可直接反映学生课前、课中、课后对任务内容的利用率。从预习测试题的得分看，综合型实验得分较高，因为其试题答案基本上能从教材或视频中找到，设计/研究型实验有个别题需要查找文献资料，所以分数稍低。总之，通过在线方式预习可以大大提高学生的积极性，完成情况有了很大改善。

表1 学生预习统计结果

2.3 课堂教学应用建设

经过充分的课前预习后，上课时再经过教师的讲解和示范，同学们能够迅速开展实验，操作比较规范，一般都能在规定的时间内完成实验。在实训过程中，即使教师对实训内容和方法稍作调整，大多数同学也都能应对自如。学生在实训操作过程中遇到某些有疑问或不清楚的地方，也大多会通过学习通APP手机端进行重复观看、仔细比对，保证了实训实验能够顺利地进行，减少了教师的反复指导示范，也让教师有更多时间去思索实训实验工艺改进方面的问题。对于设计/研究型实训实验，教师会提前一周要求学生在线上预习的同时，检索相关文献资料，拟定实验方案。接下来教师会对每组的实验方案进行审查并提出修改建议，方案通过后才可以在线下开展实验。实验结束后教师会根据各个小组的实验操作表现、目标物收率及质量、实验报告的撰写进行打分，总分55分。

通过学习通后台数据统计可知，综合型实训实验在课中线上观看视频操作的时间占比达57.85%。设计/研究型尽管没有对应实验视频，但是平台上也提供了药物及目标物的性质特点、应用前景及当前工业生产的背景材料等资料，为同学们提供了有效的实据材料，所以线上内容阅读的占比也比较大，达45.90%。由此可知，学生自主学习明显加强。对改进方法前后的效果对比(见图2)显示，在课堂上，由于学生可以随时随地学习，实验操作逐渐趋于规范，相比于传统教学，70%以上操作合乎规范。这种教学方式，激发了学生上“制药工艺综合实训实验”课的兴趣，实验成功率也有了明显提高。以前上课经常会因为学生未提前预习，出现这样或那样的纰漏，结果导致拖堂现象频繁。采用线上线下混合型教学后，学生可以提前估算一下做某步反应所需要的时间，拖堂现象也越来越少。

图2 课堂教学改进前后的效果对比

此外，由于“制药工艺综合实训实验”大多是大型综合型实验，实验过程复杂，产物的检测指标多，制备工艺按照常规生产车间规范要求。同学们亲手从初始原料经多道工序获得最终产品，在实训过程中体会到了乐趣和实验本身具有的无穷魅力，感觉到自己所学非常有意义。

2.4 实训过程思政建设

“制药工艺综合实训实验”除了开设多个综合型实训实验，还开设了设计/研究型创新实验。课程鼓励同学们大胆探索，独立开放性思考问题，积极培养创新型人才。鼓励同学们积极参与教师的科研项目，学习制药专业前沿知识，加强创新型科研训练，培养同学们的科研创新精神。“制药工艺综合实训实验”作为以就业为导向的实践教学课程，在新的教学模式的探索过程中，实验设置与职业岗位需求紧密对接。在传统实训实验教学模式基础上，充分利用新技术和新媒体，优化教学内容、改进教学手段和方法，不断创新探索和实践。例如：板蓝根颗粒剂及胶囊剂的制备工艺实训中，让同学们用钢锅煎药，浓缩过程更贴近生活中的中药煎药过程，大大激发了学生的学习兴趣；在设计实验中，引导学生尽量选择危险性小、毒性低、低能耗的工艺路线，最大限度地做到实验安全可靠、绿色环保。

2.5 实验成绩评定系统建设

实验成绩分为：线上课前预习占15分，主要考查学生在学习通网络平台上预习任务完成率、观看次数和测试得分，由平台在线统计；线下实验过程占55分，主要包括实验操作表现、产物的收率和产品质量、实验报告撰写、考勤，由教师线下批改；线上期末考试占30分，题型采用简答题和论述题的形式，主要考查实验中工艺参数的设置、规范操作方法、反应过程后处理等。

3 改进后的实验教学效果

为了准确评估改进后“制药工艺综合实训实验”的教学效果，在课程结束后就“线上线下混合式教学相比传统教学是否更有利”进行了问卷调查，回收问卷338份(结果见表2)。结果显示，80.52%的学生认为新方式有利于课前预习，72.36%的学生认为新方式有利于实验原理的理解，全部学生均认为新方式有利于规范化的实验操作，89.17%的学生实验结果有了很大改观，首先是产品收率得到了明显提高，产品质量也得到了很大改善，如产品的纯度高、色泽好。65.35%的学生认为新方式在实验报告撰写上能提供帮助，所有同学都认为对科研创新训练有帮助。线上线下混合式实践教学两年来，受到绝大多数同学的欢迎，实验教学改革取得了明显的效果。

表2 问卷调查结果

4 结束语

“制药工艺综合实训实验”课程在预习中采用观看视频和答题相结合的方式让同学们熟悉实训过程，可以有效利用学生的课余时间；课堂教学中采用线上线下相结合的模式，为学生的自学创造条件，并将思政理念贯穿于每个实验之中；课前或课后再借助QQ或微信等线上平台增加师生交流互动，可有效提升教学效果。在未来的发展道路上，我们既要坚持以就业为导向，实验设置与职业岗位需求紧密对接，又要探索新的教学模式，让学生能学以致用。只有通过长期不懈地探索与实践，课程才能日趋完善。