制藥專業(yè)“儀器分析”課程改革探索與實踐

董 玲,凌 波,丁愛民,衛(wèi)艷新

(合肥師范學(xué)院 化學(xué)與制藥工程學(xué)院,安徽 合肥 230601)

快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)給高等教育帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。2022年4月,習(xí)近平總書記在中國人民大學(xué)考察時強調(diào):“‘為誰培養(yǎng)人、培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人’始終是教育的根本問題。要堅持黨的領(lǐng)導(dǎo),堅持馬克思主義指導(dǎo)地位,堅持為黨和人民事業(yè)服務(wù),落實立德樹人根本任務(wù)?！盵1]教師是立德樹人的“主力軍”,各門課程是具體載體,課程建設(shè)則是“主戰(zhàn)場”,因此必須堅定不移地進行各類課程的改革。

應(yīng)用型本科院校制藥專業(yè)的目標是培養(yǎng)能夠在制藥及相關(guān)領(lǐng)域從事藥品研發(fā)、生產(chǎn)、新工藝的開發(fā)及醫(yī)藥經(jīng)營管理等工作,具備創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)意識和分析、解決復(fù)雜制藥工程問題的高素質(zhì)綜合型人才。“儀器分析”是制藥工程專業(yè)的基礎(chǔ)課,課程主要目標是培養(yǎng)學(xué)生具有藥物的檢測、分離和分析能力,其內(nèi)容涉及化學(xué)、物理學(xué)、計算機、數(shù)學(xué)等多種學(xué)科,并且越來越多地呈現(xiàn)出多學(xué)科交叉融合的態(tài)勢[2]。

“儀器分析”的方法、原理比較抽象,難以理解,內(nèi)容涵蓋范圍廣,每種儀器都有相對獨立的工作原理和結(jié)構(gòu)[3],且新方法、新技術(shù)、新儀器層出不窮,也是一門知識與生活、生產(chǎn)和科研前沿緊密聯(lián)系的課程[4]。傳統(tǒng)“儀器分析”教學(xué)存在注重知識的傳授、教學(xué)內(nèi)容繁雜、教學(xué)模式單一、考核評價標準“一考定成績”的現(xiàn)象。鑒于以上現(xiàn)狀,本文在借鑒優(yōu)秀的教學(xué)成果的基礎(chǔ)上結(jié)合自身的教學(xué)實踐,從融入課程思政、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、采取混合式教學(xué)模式、豐富課程考核評價指標等方面對“儀器分析”課程的教學(xué)進行了以下幾點探索。

1 將“課程思政”元素融入教學(xué)過程

習(xí)近平總書記在2016年全國高校思想政治工作會議上強調(diào):“要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié),把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程,實現(xiàn)全程育人、全方位育人,努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面?！盵5]將思想政治教育滲透到各門課程的教育教學(xué)過程中,實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)和價值塑造有機統(tǒng)一,以達到立德樹人潤物無聲的教學(xué)效果[6]。教師與時俱進地提升自身的教學(xué)水平、增強“課程思政”的設(shè)計能力,發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促使學(xué)生從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)、我會學(xué)”,提高自主學(xué)習(xí)意識,開拓創(chuàng)新性思維,增強勇?lián)褡鍙?fù)興重任的使命感。

1.1 結(jié)合“儀器分析”發(fā)展史,融入思政元素

儀器是進行科學(xué)研究和科技創(chuàng)新的“基石”和“利器”,縱觀百年來的諾貝爾科學(xué)獎,科技的創(chuàng)新與先進科學(xué)儀器的研發(fā)密不可分。儀器分析法的發(fā)展史就是一部眾多科學(xué)家積極投身科學(xué)研究的奮斗史。在講授一種儀器分析法時,精心設(shè)計為儀器分析技術(shù)發(fā)展做出重要貢獻的科學(xué)家案例并巧妙地滲透到知識傳授中,培養(yǎng)學(xué)生不畏挫折、勇于探究、敢于創(chuàng)新的科學(xué)精神。在講授“電分析”時,可以介紹我國電分析化學(xué)家汪爾康院士的事跡,他以國家需求和科學(xué)發(fā)展為導(dǎo)向來定位自己的科研目標,學(xué)成歸來后全身心地投入所熱愛的電分析化學(xué)領(lǐng)域,為我國電分析化學(xué)達到世界領(lǐng)先水平奠定了堅實的基礎(chǔ)。

1.2 結(jié)合制藥專業(yè)文化,融入課程思政

儀器分析是藥物研究領(lǐng)域不可缺少的工具,我國醫(yī)藥在幾千年的發(fā)展歷程中孕育了豐富的、具有民族特色的文化內(nèi)涵。《中國藥典》約每五年更新一次,收載品種和數(shù)量穩(wěn)步增加,藥典標準日益規(guī)范化、系統(tǒng)化,藥物檢測方法日趨規(guī)范統(tǒng)一。儀器分析的快速發(fā)展為藥品質(zhì)量的控制和創(chuàng)新藥的研發(fā)保駕護航,通過專業(yè)知識的學(xué)習(xí),增強學(xué)生的文化自信和民族自豪感。

2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

“儀器分析”課程是為醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)知其然、且知其所以然的藥學(xué)技術(shù)型人才不可替代的一門重要基礎(chǔ)專業(yè)課,是對藥品質(zhì)量全面控制,確保藥品安全、有效的重要手段。教學(xué)內(nèi)容既要為后續(xù)的藥物化學(xué)、藥物分析、制劑學(xué)和畢業(yè)設(shè)計提供重要知識和基本技能,又要反映該課程的前沿研究成果[7]?！皟x器分析”內(nèi)容主要有光分析法、電分析法、色譜分析法、質(zhì)譜分析法等,由于教學(xué)內(nèi)容多而雜、課時少等問題,需要根據(jù)專業(yè)特色結(jié)合實際應(yīng)用整合、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。在藥物研究開發(fā)過程中常涉及各種儀器分析法,如藥物的鑒別和含量測定常用紫外-可見分光光度法、紅外吸收光譜分析法、氣相色譜法和高效液相色譜法等,藥物中重金屬雜質(zhì)的檢查多采用原子吸收分光光度法,而電分析法在藥物相關(guān)分析檢測中應(yīng)用不多。因此,在有限的學(xué)時中,重點講解光譜分析法和色譜分析法。隨著我國對藥品質(zhì)量的日益重視和自主研發(fā)創(chuàng)新藥的迫切需求,色譜分析和光譜分析已經(jīng)成為藥物研究中最重要的分析方法。由于分析技術(shù)和分析方法的快速更新,教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生查閱有關(guān)藥物研究的近年文獻和最新版藥典,進一步理解各種分析法的基本原理、多種技術(shù)聯(lián)用的原理和方法,從而根據(jù)不同分析對象選擇合適的分析方法,培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新能力。

3 采取混合式教學(xué)模式——以紫外-可見吸收光譜法為例

儀器分析的混合式教學(xué)模式分為線上課前預(yù)習(xí)、線下課堂教學(xué)、線上課后輔導(dǎo)答疑三個階段。

3.1 線上課前預(yù)習(xí),知曉方法原理

線上教學(xué)不受時間、地點的限制,課程的內(nèi)容可多次回放,能夠為學(xué)生提供多時空學(xué)習(xí)的機會。教師以虛擬仿真和儀器實際操作相結(jié)合為原則,制作儀器操作步驟和基本原理的短視頻,上傳到智慧教學(xué)平臺或向?qū)W生推送精準的MOOC和精品課程線上資源。例如,將紫外-可見吸收光譜法的教學(xué)內(nèi)容分解細化成7個知識模塊,錄制成7個10分鐘以內(nèi)的短視頻:有機化合物的電子躍遷類型、生色團的共軛作用、溶劑對吸收光譜的影響、紫外-可見分光光度計的基本部件、分光光度計構(gòu)造原理、紫外-可見分光光度法的定性分析、定量分析。學(xué)生可以隨時在線上學(xué)習(xí)該分析法的原理和儀器操作方法,教師可以在平臺上查看學(xué)生的學(xué)習(xí)進度,設(shè)置課前學(xué)習(xí)任務(wù)(表1),并把線上學(xué)習(xí)情況和課前學(xué)習(xí)任務(wù)的完成情況計入平時成績。教師可以推送紫外-可見分光光度法發(fā)展歷史以及在醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用的視頻案例,通過感性認知不僅能夠加深學(xué)生對所學(xué)方法原理的理解和記憶,還可以增強線上學(xué)習(xí)的趣味性。

表1 紫外-可見吸收光譜法課前學(xué)習(xí)任務(wù)

實踐證明線上預(yù)習(xí)有利于學(xué)生養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)的習(xí)慣,提高線下課堂學(xué)習(xí)的效率;也有利于教師提前了解學(xué)生對將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容的掌握情況并有針對性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,以提高教學(xué)效果。僅僅采用線上教學(xué)模式不利于學(xué)生進行系統(tǒng)的知識學(xué)習(xí),教師無法實時地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,不利于增進師生之間的交流[8]。因此,將線上、線下兩種教學(xué)模式有機融合的混合教學(xué)模式成了近年教學(xué)改革研究的熱點[9]。混合式教學(xué)模式有效地實現(xiàn)了線上教學(xué)與線下教學(xué)模式的優(yōu)勢互補,減輕了線下課堂教學(xué)的負擔,提高了教學(xué)效率。

3.2 線下課堂精講,解決學(xué)習(xí)難點

教師根據(jù)學(xué)生課前學(xué)習(xí)任務(wù)的完成情況及時調(diào)整課堂教學(xué)內(nèi)容,易于理解的簡單教學(xué)內(nèi)容以翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式完成,教師有更多的時間對重、難點內(nèi)容進行詳細講解,促使學(xué)生盡快完成知識體系的系統(tǒng)構(gòu)建和重、難點知識的內(nèi)化。例如,紫外-可見吸收光譜法中,吸光物質(zhì)最佳吸收波長的選擇是學(xué)習(xí)的難點,在課堂教學(xué)中,結(jié)合課前查閱的文獻中實驗條件的選擇,分組討論得出后續(xù)實驗課將要開設(shè)的紫外-可見吸收光譜法實驗項目中藥物的最佳吸收波長。再如,芳酸類非甾體抗炎藥物中具有苯環(huán)和特征取代基,此類藥物的紫外吸收特征波長基于苯環(huán)特征吸收的基礎(chǔ)上考慮取代基的影響,并結(jié)合“吸收最大干擾最小”的原則,確定最佳吸收波長。這一學(xué)習(xí)過程既加強了儀器分析方法的學(xué)習(xí),又培養(yǎng)了學(xué)生查閱文獻的能力,為后續(xù)藥物分析課程的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

3.3 課后線上答疑,促進知識內(nèi)化

課后學(xué)習(xí)是完成知識系統(tǒng)化的重要階段。由于學(xué)生的學(xué)習(xí)能力有差異,對于學(xué)習(xí)能力一般的學(xué)生,要求他們掌握紫外-可見吸收光譜法的基本理論和定量分析方法,了解紫外-分光光度計的基本部件。對于已經(jīng)掌握基本知識的學(xué)生,引導(dǎo)他們自主查閱最新的《中國藥典》,進一步理解紫外-可見吸收光譜法的檢測原理和檢測條件的選擇,并以文字的形式分享學(xué)習(xí)心得,培養(yǎng)學(xué)生的科技論文撰寫能力。為了加強教師和學(xué)生之間的交流,建立課程微信或QQ群,進行實時的線上互動,及時答疑解惑,了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,幫助學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)方法、端正學(xué)習(xí)態(tài)度,增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。教學(xué)相長,通過問題的反饋,教師及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,從而形成教學(xué)質(zhì)量持續(xù)性改進的良性機制。

4 重視過程性評價,完善課程考核評價指標

“儀器分析”是一門實踐性很強的課程,應(yīng)突出對學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教師教學(xué)效果的過程性評價[10]。強化過程性評價,改進“唯分數(shù)”的單一傾向化考核,既要強調(diào)學(xué)生對知識、技能、素養(yǎng)的習(xí)得性學(xué)習(xí)過程的評價,又要兼顧對教師教學(xué)過程的評價。教師要關(guān)注每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,更好地因生施教,讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體,引導(dǎo)學(xué)生主動把精力投入平時的學(xué)習(xí)過程,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。本課程采用的是過程性考核和期末卷面考核相結(jié)合的方式,過程性評價體現(xiàn)的是知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個維度(表2)。提高過程性成績的比例促進了這三個維度的整合,提升了教學(xué)效果,增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,也能夠更全面客觀地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,受到學(xué)生的普遍認可。

表2 “儀器分析”課程考核評價指標

5 結(jié)語

“儀器分析”是一門多學(xué)科交叉的、具有很強實踐性和應(yīng)用性的課程。教師在傳授專業(yè)知識的同時,應(yīng)以儀器分析法的發(fā)展史和專業(yè)知識的學(xué)習(xí)為切入點,在教學(xué)全過程深入挖掘其中所蘊含的思想政治教育元素,有針對性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,采用多種教學(xué)模式相結(jié)合的方式增強教學(xué)效果,豐富課程考核評價指標,增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)儀器分析的興趣,促進教學(xué)質(zhì)量不斷提升,培養(yǎng)社會需要的高素質(zhì)制藥工程專業(yè)技術(shù)人才。隨著新技術(shù)、新方法和新儀器的不斷涌現(xiàn),“儀器分析”課程建設(shè)的內(nèi)涵也必將不斷地豐富和完善,以滿足社會對高素質(zhì)專業(yè)人才的需求。因此,課程建設(shè)將是高校教育工作者一項長期的常態(tài)化探索。