基于OBE理念的“五位一體”教學(xué)法在制藥工程專業(yè)《藥物分析》課程中的應(yīng)用

王京龍,鄭丹丹，程燦玲,王劍,王冬冬,王飛,王占一

(棗莊學(xué)院食品科學(xué)與制藥工程學(xué)院，山東棗莊 277160)

Outcome-Based Education（OBE），又稱為基于產(chǎn)出導(dǎo)向的教育模式，是以學(xué)生預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果為中心組織、實施和評價教育的一種教育理念，其核心體現(xiàn)在學(xué)生對課程的預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果[1]。該理念的貫徹對專業(yè)實現(xiàn)工程教育認(rèn)證具有重要意義。OBE模式的理念與工程教育人才培養(yǎng)的要求相一致，在當(dāng)前工程教育領(lǐng)域越來越受到關(guān)注[2]。近年來，我國經(jīng)過不斷努力，有多個工科專業(yè)實現(xiàn)了工程教育認(rèn)證。制藥工程專業(yè)肩負(fù)著培養(yǎng)合格藥品生產(chǎn)、檢測、研發(fā)等人才的使命，合肥工業(yè)大學(xué)、華東理工大學(xué)等學(xué)校的制藥工程專業(yè)通過了工程教育認(rèn)證，在制藥專業(yè)人才培養(yǎng)方面，走在了全國前列。

落實OBE理念，就必須解決三大核心問題：一是要學(xué)生學(xué)習(xí)什么和掌握什么？二是如何幫助學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)結(jié)果？三是如何有效知道學(xué)生取得了這些學(xué)習(xí)結(jié)果。作為地方高校的制藥工程專業(yè)，探索符合專業(yè)人才培養(yǎng)定位的應(yīng)用型高素質(zhì)制藥工程人才是關(guān)鍵。《藥物分析》是制藥工程專業(yè)核心課程，可為學(xué)生從事質(zhì)檢工作打下基礎(chǔ)。該課程的學(xué)習(xí)緊跟國家藥品標(biāo)準(zhǔn)以及檢測技術(shù)前沿，涉及12大類化學(xué)藥品、中藥、生物藥多種類型藥品的鑒別、檢查、含量測定等內(nèi)容。在教學(xué)中容易出現(xiàn)學(xué)時不夠、重點講解不清、方法原理講解不透、操作技能訓(xùn)練不足等問題?；贠BE理念，將課程目標(biāo)與畢業(yè)要求一一對應(yīng)，探索了理論講授—實驗指導(dǎo)-虛擬仿真操作—單元操作實訓(xùn)—創(chuàng)新設(shè)計“五位一體”教學(xué)模式[3]在《藥物分析》教學(xué)中的應(yīng)用情況，取得了較好的教學(xué)效果。

一、《藥物分析》教學(xué)現(xiàn)狀與問題

（一）授課內(nèi)容和目標(biāo)偏離人才培養(yǎng)要求

按照工程教育專業(yè)認(rèn)證要求，課程目標(biāo)的設(shè)置應(yīng)與專業(yè)人才培養(yǎng)方案中12個畢業(yè)要求對應(yīng)，體現(xiàn)該課程的貢獻度。課程內(nèi)容設(shè)置，應(yīng)圍繞課程目標(biāo)來設(shè)置，而不是按照教材或者課件?！端幬锓治觥吩谒帉W(xué)專業(yè)、制藥工程等相關(guān)專業(yè)均屬于核心課程，不同學(xué)科門類對該課程的授課要求不同，目前授課時存在唯教材、唯課件的問題，導(dǎo)致授課目標(biāo)和內(nèi)容的設(shè)置偏離培養(yǎng)方案，不能體現(xiàn)工科教育的培養(yǎng)特色。尤其是當(dāng)前制藥工業(yè)正在大踏步進入4.0階段[4]，智能化制造正在引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，在線監(jiān)測、信息系統(tǒng)的使用都在進入現(xiàn)代制藥產(chǎn)業(yè)，這對《藥物分析》課程教學(xué)提出了更高的要求。

（二）教學(xué)重理論、輕實踐，不注重技能培養(yǎng)

《藥物分析》課程授課時存在理論學(xué)時占比過大、實驗學(xué)時占比小的問題。許多大型分析儀器由于種種原因存在缺乏或機位數(shù)不足的問題，使得學(xué)生只能死記硬背應(yīng)付考試，缺少實際使用、實際操作環(huán)節(jié)，達不到教學(xué)效果。也有高校因?qū)嶒炇夜芾淼脑?，在人才培養(yǎng)過程中，大型儀器設(shè)備很少讓本科生實際操作，不注重典型實驗方法、大型儀器檢測操作方面的現(xiàn)場實戰(zhàn)化教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生在步入制藥企業(yè)后，短時間內(nèi)無法適應(yīng)質(zhì)量檢測的工作。

（三）重知識傳授，輕設(shè)計創(chuàng)新能力培養(yǎng)

按照工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，要培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。藥物分析在制藥行業(yè)起到眼睛的作用，功能主要有三個方面：一是對接QC部門，進行藥品的質(zhì)量檢測，起到質(zhì)量把關(guān)的作用；二是對接QA部門，通過質(zhì)量檢測，間接反映生產(chǎn)過程存在的工藝流程、車間設(shè)計等各個環(huán)節(jié)可能存在的問題；三是對接研發(fā)部門，通過藥物分析，為企業(yè)的新藥、仿制藥開發(fā)提供方法支持。目前，《藥物分析》課程中，實驗比例偏低，占1/4～1/3居多。實驗中，驗證性實驗偏多，綜合型、設(shè)計型實驗偏少。而且，由于學(xué)時比例偏少，如何在有限時間內(nèi)，充分培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，也是一個難題。

（四）考評方式過于單一，缺乏層次

考核方式多采取傳統(tǒng)模式，以平時成績、實驗成績、期末考試成績綜合評價。期末考試多以背誦記憶題目為主，平時成績以考勤和作業(yè)進行考核、實驗成績以實驗報告成績考核。這種考核模式，多屬于“低層次理解”范疇內(nèi)的考核，缺乏“高層次理解”和“能力、素質(zhì)”方面的考核。這種考核模式，不能真正體現(xiàn)OBE理念，考核成績也不能真實反映學(xué)生的“學(xué)習(xí)成果”。

二、改革與探索

（一）根據(jù)OBE理念，凝練教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)OBE理念和工程教育認(rèn)證要求，將《藥物分析》課程置于制藥工程專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系中，梳理《藥物分析》課程對應(yīng)的畢業(yè)要求矩陣。課程教學(xué)目標(biāo)可分解為五大目標(biāo)，與畢業(yè)要求中“工程知識”“問題分析”“研究”“使用現(xiàn)代工具”“工程與社會”相對應(yīng)。與矩陣中的畢業(yè)要求一一對應(yīng)（表1）[5]。

表1 課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)矩陣關(guān)系

教學(xué)目標(biāo)①：掌握化學(xué)、光譜、色譜等分析方法對常見原料藥、中藥、生物藥品及制劑進行鑒別、檢查和含量測定的常用方法，能夠運用通過藥品質(zhì)量綜合分析，判斷復(fù)雜制藥過程可能存在的問題及環(huán)節(jié)。（畢業(yè)要求1“工程知識”、畢業(yè)要求2“問題分析”的分解指標(biāo)點）

教學(xué)目標(biāo)②：掌握藥物分析的規(guī)范流程，掌握藥物分析方法學(xué)研究的方法，能夠判斷該方法是否適合該藥物的分析。（畢業(yè)要求3“研究”的分解指標(biāo)點）

教學(xué)目標(biāo)③：能夠根據(jù)鑒別、檢查、含量測定的具體實驗結(jié)果，對照標(biāo)準(zhǔn)，給出藥物質(zhì)量是否符合要求的有效結(jié)論。（畢業(yè)要求3“研究”的分解指標(biāo)點）

教學(xué)目標(biāo)④：掌握常見藥物分析儀器的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程（SOP），能夠獨立開展藥品檢測實驗，并初步具備制定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的能力。（畢業(yè)要求4“使用現(xiàn)代工具”的分解指標(biāo)點）

教學(xué)目標(biāo)⑤：將藥物分析與藥品質(zhì)量安全監(jiān)管結(jié)合，提高學(xué)生藥品的質(zhì)量監(jiān)管意識和藥品安全社會責(zé)任感。（畢業(yè)要求5“工程與社會”的分解指標(biāo)點）

（二）根據(jù)OBE理念，改革教學(xué)模式

根據(jù)人才培養(yǎng)方案對課程的要求，結(jié)合專業(yè)資源配置優(yōu)勢，我們嘗試在《藥物分析》課程教學(xué)中采用理論講授—實驗指導(dǎo)—虛擬仿真—實踐實訓(xùn)—創(chuàng)新設(shè)計“五位一體”教學(xué)模式，進行教學(xué)方法改革。

1.理論講授

理論講授講究“有教材，不唯教材，重在構(gòu)建知識體系”。我們將《藥物分析》課程按照藥物分析檢驗流程這條主線，結(jié)合企業(yè)QC質(zhì)量控制模式，將知識結(jié)構(gòu)分為：藥典與制藥過程質(zhì)量控制體系、供試品制備、鑒別、檢查、含量測定五大模塊，將常見化學(xué)分析、光譜分析、色譜分析方法貫穿其中，以12類化學(xué)藥物、中藥、抗生素類典型藥物作案例分析，并補充當(dāng)前制藥過程自動化控制與在線質(zhì)量監(jiān)測和藥物分析信息系統(tǒng)等前沿知識，為學(xué)生進入制藥企業(yè)從事藥物分析工作打好知識基礎(chǔ)。

2.實驗指導(dǎo)

《藥物分析》是一門實踐性較強的課程，為了能讓畢業(yè)學(xué)生適應(yīng)醫(yī)藥企業(yè)的質(zhì)檢工作，因此實驗教學(xué)既要重基礎(chǔ)技能，又要適應(yīng)醫(yī)藥企業(yè)的需求[6]。《藥物分析》實驗共開設(shè)6個實驗，其中鑒別實驗1個、雜質(zhì)檢查實驗2個、含量測定實驗3個，涉及藥物分析的鑒別、檢查、含量測定3大核心內(nèi)容。分析儀器涉及紅外、紫外、液相、氣相、原子吸收等，符合當(dāng)前制藥行業(yè)的檢測水平。6個實驗中有3個驗證型實驗、2個“綜合型、設(shè)計型”實驗、1個創(chuàng)新設(shè)計實驗。通過以上三個層次的實驗，既可保證學(xué)生的動手能力得到鍛煉，又能有效提升學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力。

3.虛擬仿真

虛擬仿真實驗通過高度仿真的實驗環(huán)境和操作對象，使實驗者能夠在電腦上完成各種預(yù)定的實驗項目，尤其適用于高危實驗、高成本、高消耗的大型實驗項目[7]。為增加學(xué)生對大型儀器設(shè)備的認(rèn)知和實操能力，我們將虛擬仿真軟件引入藥物分析教學(xué)中。本院建有虛擬仿真實驗室1個，與高效液相色譜、原子吸收測定相關(guān)的軟件4個；同時，借助實驗空間——國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目共享服務(wù)平臺、歐倍爾、東方仿真等在線學(xué)習(xí)平臺，在課余時間讓學(xué)生能更多學(xué)習(xí)常見藥物分析方法與儀器操作流程。

4.實踐實訓(xùn)

為踐行教育部倡導(dǎo)的“以學(xué)生為中心，應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)”落實的教學(xué)理念，學(xué)院專門建設(shè)了固體制劑GMP實訓(xùn)車間、液體制劑GMP實訓(xùn)車間和藥品專用儀器實驗實訓(xùn)室。通過項目實訓(xùn)，既可以提升學(xué)生的實踐動手能力，又能培養(yǎng)學(xué)生項目管理能力，對提升學(xué)生的整體素質(zhì)和應(yīng)用能力有較大的推動作用。本課程在實驗課后，協(xié)調(diào)安排學(xué)生針對高效液相色譜分析（HPLC）、氣相色譜分析（GC）、原子吸收光譜分析（AAS）、紫外-可見光譜分析（UV-vis）、紅外光譜分析（IR），進行標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程（SOP）實訓(xùn)，并進行實驗技能測試考核。通過該方式，使學(xué)生的大型儀器實操能力顯著提升，大部分學(xué)生達到了與企業(yè)質(zhì)檢部門無縫接軌的效果。

5.創(chuàng)新設(shè)計

隨著藥物分析技術(shù)的不斷更新，對藥品質(zhì)檢、質(zhì)控人才的能力要求也越來越高。這就需要學(xué)生在掌握課程知識體系的基礎(chǔ)上，能夠靈活地設(shè)計新藥的質(zhì)量檢測方案，或者利用新的實驗技術(shù)提高藥物檢測水平。本課程以小組為單位，布置開放性課程設(shè)計“×××原料藥/制劑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及起草說明”，將理論與實踐密切結(jié)合，指導(dǎo)學(xué)生通過查閱數(shù)據(jù)庫、文獻、結(jié)合實驗室現(xiàn)有條件設(shè)計分析方案，形成質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)草案。該環(huán)節(jié)可以鍛煉學(xué)生對藥物分析知識的綜合運用能力，提升學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力，達到學(xué)以致用的教學(xué)效果。

(三)根據(jù)OBE理念，創(chuàng)新考核評價方式

課程考核是教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，根據(jù)OBE理念，課程考核要以課程目標(biāo)達成度為評價標(biāo)準(zhǔn)，檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。所以，考核既要注重考試成績，注重理論知識層面的考核，又要注重過程考核，注重能力考核。《藥物分析》課程以O(shè)BE理念為指導(dǎo)，對其考核評價方式作如下改革：總評成績=期末測試成績（40%）+實驗成績（30%）+平時成績（10%）+實訓(xùn)考核（10%）+創(chuàng)新設(shè)計成績（10%）。平時成績由作業(yè)、課堂表現(xiàn)和虛擬仿真軟件學(xué)習(xí)情況為主要考核因素；實驗成績由預(yù)習(xí)成績、操作成績和實驗報告成績組成。

同時，通過課程目標(biāo)達成度計算評價，對達成度偏低的指標(biāo)，制訂相關(guān)措施，反思教學(xué)方法、模式，精準(zhǔn)教育，持續(xù)改進。在新的考核評價方式引導(dǎo)下，學(xué)生學(xué)習(xí)主動性大大提升，學(xué)生的理論知識水平、操作技能、創(chuàng)新能力均得到了有效提升。

三、結(jié)束語

2018年11月24日，在第十一屆“中國大學(xué)教學(xué)論壇”上，教育部高等教育司司長吳巖作了題為“建設(shè)中國金課”的報告，明確提出了金課建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)“兩性一度”，即高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度[8]。所謂“高階性”，就是知識能力素質(zhì)的有機融合，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和高級思維。所謂“創(chuàng)新性”，是課程內(nèi)容反映前沿性和時代性，教學(xué)形式呈現(xiàn)先進性和互動性，學(xué)習(xí)結(jié)果具有探究性和個性化。所謂“挑戰(zhàn)度”，是指課程有一定難度，需要跳一跳才能夠得著，對老師備課和學(xué)生課下學(xué)習(xí)有較高要求[9]。打造金課，淘汰水課是高校教師面臨的新的重要任務(wù)和使命。

《藥物分析》是制藥工程專業(yè)的核心課程，為了打造金課，我們將該課程進行了大膽的改革創(chuàng)新。以工程教育專業(yè)認(rèn)證為標(biāo)準(zhǔn)，堅持“學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進”的教學(xué)理念，教學(xué)團隊從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核評價等多角度探索，構(gòu)建了理論講授—實驗指導(dǎo)—虛擬仿真操作—實踐實訓(xùn)—創(chuàng)新設(shè)計“五位一體”教學(xué)模式。實踐表明，基于OBE教育理念進行的“五位一體”的教學(xué)改革，可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)效率，并在一定程度上激發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維，提高其創(chuàng)新能力，為制藥行業(yè)培養(yǎng)高質(zhì)量的應(yīng)用型人才。