工程认证和素质教育背景下有机结构波谱解析教学改革

＊程青芳 马卫兴 史大华 张迪

（江苏海洋大学药学院 江苏 222005）

1.引言

工程教育专业认证是指专业认证机构针对高等教育机构开设的工程类专业教育实施的专门性认证，由专门职业或行业协会（联合会）、专业学会会同该领域的教育专家和相关行业企业专家一起进行，旨在为相关工程技术人才进入工业界从业提供预备教育质量保证；是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。工程教育专业认证是一种以培养目标和毕业要求为导向的合格性评价，其核心是要确认毕业生达到行业认可的既定质量标准要求。面对工程教育专业认证，我校制药工程专业的培养目标依托区域医药和海洋优势产业，培养适应“健康中国2030”促进医药产业发展战略需要，德智体美劳全面发展，具备化学、药学、工程等基础理论与专业知识，获得工程师基本训练，能够从事医药相关工作的工程技术与药学复合应用型人才。

素质教育，是以全面提高人的基本素质为根本目的，尊重人的主体性和主动精神，以人的性格为基础，注重开发人的智慧潜能，注重形成人的健全个性为根本特征的教育。素质教育，是社会发展的实际需要，要达到让人正确面临和处理自身所处社会环境的一切事物和现象的目的。在新的时代，中华民族的伟大复兴和中国梦的实现都取决于劳动者素质的高低，取决于各类人才的质量和数量，而教育就承担着培养高素质人才的重任。素质教育包括创造性能力的培养，世界观教育和人生观教育，社会公德教育，自学能力的培养等。

有机结构波谱解析是制药和化工等专业一门重要的专业基础课，包括紫外、红外、核磁共振、质谱等波谱学知识，在药物等有机物的结构解析过程中广泛使用。因此，学好本门课程，对其它相关专业课程的学习和掌握有较好的帮助，在药学和化工等专业的人才培养体系中占有重要地位。因此，面对工程教育专业认证和课程思政建设要求，为达成制药工程和化学工程专业“目标导向”的培养目标，有机结构波谱解析课程急需进行全面深化的教学改革，不断渗透“课程思政”元素，提高课堂教学质量。笔者对如何在工程教育专业认证背景下，实现有机结构波谱解析课程课堂教学的转变，以提高学生能力为目的，实现从重视知识向重视能力、从封闭式课堂向开放式课堂、从输灌课堂向互动课堂等的转变，以及在课堂教学中开展素质教育，培养学生的探索与创新精神、辩证思维、责任意识、道德感和使命感等以及实现知识传授和价值引领的合理融合和渗透，进行了一些相关探讨和实践。

2.有机化合物波谱解析课程现状

(1)学习该课程的学生情况

有机结构波谱解析课程开设在大学三年级第一学期，虽然学生已经是大学三年级学生，但几乎一直在校园中成长，思想还比较单纯。又由于有机结构波谱解析知识点繁多，各种波谱学特征复杂，课程内容抽象、学习过程较为枯燥，部分学生学习积极性不高，学习目标模糊；通过书籍、电视和网络等渠道接触到外界各种思想和文化，大学生的人生观、世界观和价值观也很容易受到影响；再加上他们大多为独生子女，自我意识较强，缺乏团队协作意识和社会责任感。

(2)承担该课程的教师教学现状

对工程认证的专业而言，其任务是将知识转化为学生的技术能力和应用能力。但近年来各个高校都比较注重博士以上学历的拔尖人才的引进，而忽略了具有工程背景的人才的引进。这一做法虽然提升了院校的科研能力和综合排名，但却导致了工科院校具有工程实践经验的人才的缺乏。我校承担有机结构波谱解析课程的教师大都为年轻的博士，多数缺乏工程背景，没有实际从事过生产过程的工作。另外，部分承担该门课程的老师对于知识传授和价值引领的关系理解得不够透彻，认为专业课教学知识传授专业知识，而思想政治教育是辅导员和思想政治课教师的事情，与传授专业知识不沾边，使得该门课程理论教育和思想教育不能有机结合，甚至有的教师在专业课程中只能教书，不能育人。还有，年轻教师缺乏教学经验，教学方法单一，主要以教师讲解示范为主，导致学生主动性较差。

3.在有机化合物波谱解析课程中开展教学改革的实践和探索

(1)提升教师工程背景，促进课堂教学改革

大学课堂一直以学习专业理论知识为主，而忽视实践知识的学习，部分教师缺乏实践知识，只懂得“纸上谈兵”，而工程教育专业认证秉持的是以学生为中心，以目标为导向，不断改进创新的理念，这就需要建设一支高水平、数量充足、结构合理的工科教师队伍。针对承担有机结构波谱解析课程的具备工程背景的教师比例偏低的问题，采取多种措施提升任课教师的工程背景，具体如下：

①加大具备工程背景的高级人才的引进和培养，切实提高“双师型”教师比例。近3年，制药工程专业和化工专业从国内著名制药和化工企业引进了4名具有高级工程师职称的博士承担该门课程的教学；②鼓励校内没有工程经历的青年教师参加工程实践锻炼和培训。近年来药学院和环境与化学工程学院每个月都聘请相关企业的知名工程师和专家到学校做专题报告或讲座，分享相关行业工程项目的实践成果和经验，使教师不断认识工程实践；鼓励教师积极参加相关企业工程和实践方面的培训，与相关行业工程师保持联系和交流，实现理论与实践的有机结合；任课教师还根据自身科研特色，到相关企业进行实习和实践，促进理论和实践的深度融合。任课教师再将实践知识和经历带到课堂，在课堂上将理论知识与实践再度融合，让课堂教学内容变得充实、生动；③积极引导教师和企业共同承担技术攻关等课题，近3年，承担该门课程的教师承接了相关企业10余项技术攻关课题，理论和实践的融合得到进一步加强；④与相关企业共同组建特色的教师队伍，近年来我校制药工程专业与4家制药企业共同组建了一支工程实力雄厚的教师队伍，一方面将青年教师送到企业实践，另一方面，聘请企业技术专家到课堂上课。经过3年多的建设，承担有机结构波谱解析课程的教师100%具有工程背景。

(2)改进教学模式及方法，激发学生的学习积极性

有机结构波谱解析课程知识点繁多，结构和谱学特征复杂，导致课程内容较为抽象、教学难点多、知识点记忆难，以传统的教师讲解为主的教学方式，学生主动性不高，教学效果不理想。因此，为了符合工程认证要求和提高学生的创新能力，在部分章节采用了小规模限制性在线课程翻转课程教学模式。小规模限制性在线课程简称SPOC，为后慕课时期的新兴教育模式，旨在实现网络和实体两个课堂的有机结合。在该门课程的教学中，我们选取了第三章核磁共振谱作为SPOC的教学内容体系。该章教学分为两部分：即在线教学和课堂教学。授课教师根据教学大纲将授课过程划分为若干学习单元，每个单元制作成10min左右的教学视频，视频内容包括这章的主要内容、重点和难点。如这章教学内容我们将其划成了6个学习单元，制作了6个微视频，在每个视频中还提出了学习要求和嵌入了思考题。然后将PPT、习题连同6个微视频一起发布到校网络课教平台上，供学生在线学习和与教师的互动交流；同时还建立了班级的有机结构波谱解析学习微信群，通过该微信群，提前发布学习任务和发放学习任务卡。每8-10名学生自由组成1个学习小组，每组设1名组长，负责该小组的学习与讨论。各小组通过网络课教平台观看微视频，完成基本知识的学习、讨论、回答问题和习题。各组记录小组学习、讨论中遇到的主要问题并发到微信学习群中。另外，还会不定期通过课教平台发布一定数量的题目，要求每组选择一个题目，制成5-10min的PPT，PPT的制作及准备过程中的分工情况需要记录到学习任务卡中，然后每组选派1名代表进行课堂汇报。汇报题目通过网络教学平台发布，题目的选择采取“先选先得”的方式以充分调动学生的积极性，每个小组选中题目后即可发布在微信群中，其他小组只能从剩下的题目中选择。通过这些教学改革，不仅充分调动了学生的学习积极性，学生的学习兴趣和成绩得到了大幅提高，制药工程2017级1班和2班的有机化合物波谱解析的不及格率已由原来的平均30%左右降到不到5%。

(3)在教学中开展特色素质教育

江苏海洋大学地处以医药和化工为支柱产业的苏北，为了更好地服务于地方区域经济的发展，为企业人才市场输送合格的工程类专业人才，也为了适应新时代对素质教育的要求，对于有机结构波谱解析课程的教学，除了传授专业知识外，授课教师在教学中还要深入梳理和挖掘本课程中的素质教育资源，在教学中不断对学生进行创造性能力的培养；世界观教育和人生观教育，社会公德教育，自学能力的培养等素质教育，实现知识传授、能力培养与价值引领的有机统一。以下是具体实施特色素质教育的一些做法：

①提高授课教师的育人意识和育人能力。作为课堂主导者的授课教师应具有专业的育人能力和明晰的育人意识，明确在教学中对学生进行世界观教育和人生观教育以及社会公德教育对于学生全面发展的重要意义；要积极参加素质教育的相关培训，将素质教育合理融合到专业课的课堂教学中，提高授课教师的育人能力；还需要不断学习相关素质教育理论著作，提升自身的人文素养和专业素质，及时补充和更新教学内容，提高教学内容的时效性。只有当育人意识和育人能力提高后，才能真正实现素质教育。

②深入挖掘本课程中蕴含的素质教育资源。有机结构波谱解析课程是一门综合应用课程，其包含的谱学解析方法的发展史就是一部人类不断进步和超越的历史，课程内容蕴含了大量的素质教育资源，因此，在教学中要不断深入挖掘这些素质教育资源，并将这些资源渗透到课堂教学中。如在介绍分离提纯波谱分析用样品的教学中，以由于中国分离提取技术落后，导致出口的中成药大都来自日本为例，说明分离提取和波谱解析技术的重要性，并告诫学生落后就要吃亏，从而培养学生的探索与创新精神，树立为中华民族伟大复兴而努力奋斗的决心。在分析可的松和甲地孕酮的紫外光谱时，介绍这两个化合物的发明人——黄鸣龙先生如何投身祖国建设，永攀科学高峰的事迹，并布置课后作业查阅并掌握黄鸣龙反应，激励学生要发扬老一辈科学家不断探索的科学精神和深厚的家国情怀，激发学生的科研兴趣和对专业的热爱。在分析芳香族化合物基本结构苯环的红外光谱特征的教学中，介绍苯环凯库勒结构的发现过程，培养学生多角度分析问题的科学方法以及科学的探索与创新精神。在分析青蒿素的红外光谱特征教学中，介绍青蒿素的发明人，诺贝尔奖获得者——屠呦呦的事迹，让学生坚定“灵感”出自坚持，寂寞道路终璀璨的理念，从而树立不畏寂寞，不惧困难，不断磨砺，树立勇做担当民族复兴大任的弄潮儿的目标。

在解析核磁共振氢谱的教学中，以两个含乙酰基的有机物阿司匹林和海洛因为例，介绍医学史上的三大经典药物：青霉素、阿司匹林和安定，世界史上的三大传统毒品：鸦片、吗啡和海洛因，但匪夷所思的是：经典药物之一阿司匹林和传统毒品之一海洛因都是通过菲尼克斯·霍夫曼在分子结构中引入了乙酰基得到的，但却得到了到处可见的家庭常备药和恶贯满盈的毒品，并布置课后作业查阅并熟悉菲尼克斯·霍夫曼，让学生明白科学发现是“双刃剑”，帮助学生明辨是非，形成正确的世界观、人生观和价值观，将来更好地服务社会。在综合解析有“恶魔毒品”称号和作为强力精神类药物的麦角素二乙基酰胺的光谱时，让学生明白波谱解析的有机化合物很多都具有多面性，从而培养学生良好的职业素养和社会责任感，养成严谨的科学态度。在质谱解析的教学中，结合授课教师的科研，运用质谱来分析，发现扑尔息痛生产过程中产生的剧毒杂质，培养学生主动探索科学问题的兴趣，以及看到“观察—发现—分析—研究—验证”在科学研究中的重要性，激发学生对专业的热爱；同时，还向学生介绍连云港康乐药业深耕扑尔息痛这一老的原料药，拥有全球70%以上扑尔息痛原料药的市场的事例，从而培养学生精益求精的精神，并在认知实习中带领学生去该企业实地参观学习，培养理论联系实际的作风。在四谱解析的教学中，综合解析电影“我不是药神”中的“天价药”——格列卫的各种光谱，告诉学生，通过国产化，这个“天价药”如今已变成“亲民药”，激励学生要学会学有所用，从而激发学生热爱专业、热爱祖国，投身祖国建设的情怀，同时建立外国人能做到的我们更能做到的自信。

③开展特色素质教育示范课堂教学。在开设有机化合物波谱解析的多个班级课堂教学中实施包含素质教育元素的课堂教学，每个授课教师录制10节课左右典型的素质教育教学视频。学期结束后课题组教师一起讨论评价每个授课教师录制的视频，形成这门课程起到示范作用的素质教育教学视频，课程组还要每年撰写不少于3000字的素质教育实施总结报告，总结有机结构波谱解析素质教育教学改革典型经验和特色做法，形成可推广可复制的教学改革经验。

4.结语

有机结构物波谱解析是制药和化工等专业的一门重要的专业课程，在工程认证和素质教育背景下，将有机结构波谱解析的理论知识的教学与工程认证和思想政治教育有机结合，通过提升教师工程背景，采用SPOC翻转课程教学模式来改进教学模式及方法，以及通过提高授课教师的育人意识和育人能力，深入挖掘本课程中蕴含的素质教育资源，以素质教育示范课堂教学等方式开展特色素质教育，做到既育智，又育心，促进学生全面发展。