新時代背景下“制藥設備與車間設計”的混合教學模式探索

田恒，潘青青，劉哲

（合肥師范學院化學與化學工程學院，安徽 合肥 230601）

2020年年初爆發(fā)的新冠肺炎疫情是新中國成立以來發(fā)生的傳播速度最快、感染范圍最廣、防控難度最大的一次重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件，疫情的發(fā)生不僅擾亂了各個學校正常的教學秩序，讓一直熱衷于線下教學改革的課程頓時手足無措，還對教師教學應急反應能力和教學改變能力提出了空前的挑戰(zhàn)。時至今日，新冠病毒仍以其超強的傳播和變異能力，使全球的抗疫形勢依舊嚴峻，給后續(xù)的傳統(tǒng)教學方式增添了極大的困難。因此，為全面貫徹落實教育部“停課不停教，停課不停學”的相關(guān)要求及有效應對未來的不特定風險，針對傳統(tǒng)課程的教學模式改革已迫在眉睫、刻不容緩[1-2]。

同時，長期的抗疫斗爭也加速促進了醫(yī)療、制藥行業(yè)的蓬勃發(fā)展，對制藥生產(chǎn)車間設計、操作和管理等相關(guān)崗位人才的需求量得到了進一步提升，而“制藥設備與車間設計”課程正好符合此類需求，課程未來發(fā)展關(guān)注度較高[3]。

1 課程性質(zhì)

“制藥設備與車間設計”課程是一門以藥劑學、制藥工藝學、藥事法規(guī)和工程制圖等相關(guān)理論為基礎(chǔ)的專業(yè)核心類實踐課程，重點傳授了制藥生產(chǎn)過程中常見的單元操作和制藥車間設計的一般規(guī)律，強調(diào)理論聯(lián)系實際，要求學生從工程技術(shù)和工程經(jīng)濟的角度去提出、分析和解決制藥生產(chǎn)中的實際問題。課程授課內(nèi)容可分為制藥設備和車間設計兩大部分，在制藥設備講授過程中會對粉碎、篩分、混合、制粒、反應、膜分離、結(jié)晶、凍干等制藥常規(guī)設備進行詳細介紹，使得學生們在熟悉各種制藥典型設備原理的基礎(chǔ)上，能進一步掌握設備的結(jié)構(gòu)特點和常規(guī)操作要求；而車間設計部分則會著重講授制藥工藝的設計步驟和設計過程以及藥物生產(chǎn)車間的一般布置方法，要求學生在熟悉和掌握各種藥物制劑制備流程和物料、熱量衡算的基礎(chǔ)上，進一步深化對制藥設備、制藥工藝和制藥環(huán)境的理解，以便更好地促進專業(yè)所學與實際生產(chǎn)相結(jié)合，從而達到提高學生分析和解決制藥生產(chǎn)中的設備、技術(shù)等實際問題的能力[4-5]。

2 課程教學模式比較

2.1 全線下模式

全線下模式（Offline Teaching）是一種以“教”為主體的教學方式，主要分為傳統(tǒng)型的“填鴨式”和創(chuàng)新型的“翻轉(zhuǎn)式”兩種全線下教學模式。雖然此種模式下的監(jiān)管、互動和溝通都極為方便，但教學方法和教學手段卻略顯單調(diào)，教學時間和教學場地也比較“呆板”。一旦課程教師因事不能進入課堂，教學活動就面臨著不能順利開展的風險，尤其是在應對新冠疫情等突發(fā)事件爆發(fā)時，全線下模式的教學就顯得尤為艱難。即使教學活動能夠正常開展，但學生的精神狀態(tài)和注意力也會直接影響著課程的教學效果[6]。

例如，“制藥設備與車間設計”課程中所涉及的制藥工藝過程、制藥設備操作、制藥項目設計程序、物料衡算、熱量衡算方法、車間設計和管道設計等知識點較多，且專業(yè)性較強，學生聽課時很容易感到乏味和疲勞，導致精力不集中，容易分心走神，甚至個別學生出現(xiàn)排斥心理，給后續(xù)課程的學習增添較大阻力。

2.2 全線上模式

全線上模式（Online Teaching）是全部依靠網(wǎng)絡教學平臺開展的一種非接觸式授課方式。該模式不僅上課方式靈活，學習時間自由，對于授課過程中出現(xiàn)的重、難及關(guān)鍵性知識點也可隨時重現(xiàn)，同時，授課教師還可以通過設置簽到、搶答、討論等一系列環(huán)節(jié)充實教學過程；并且，伴隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，線上教學的手段和資源也得到了極大地拓展，使得一些晦澀難懂的知識點能更形象、生動地呈現(xiàn)在學生們面前[7]，以達到激起學習興趣、方便理解的效果。以膜過濾設備為例，濃差極化現(xiàn)象的原理很難僅靠語言和文字表述清楚，而借助于視頻和動畫等線上資源和表現(xiàn)手段則很輕松地將膜上游中攔截物和透過物溶質(zhì)的運動和擴散方向呈現(xiàn)出來，不僅讓知識點通俗易懂，而且讓學生記憶深刻。

但對于實踐性和專業(yè)性都極強的“制藥設備與車間設計”課程，采用全線上模式除了無法很好地開展互動以提升學生們的動手設計能力外，還存在以下問題：①運行不夠穩(wěn)定：直播課程易受硬件、網(wǎng)絡和教師熟練度等眾多外在因素的影響，導致課程直播存在畫面卡頓不清楚、直播聲音延時不流暢等風險，極大地影響教師的授課質(zhì)量和學生的聽課效果；②過程存在缺陷：由于在線教學活動仍需以教師講授為主，有效的教學組織、靈活的教學方式和豐富的教學資源都無法得以實施，因此學生在教學過程中真正的主體地位還是無法突顯，師生間有效的互動還是無法開展，使得教學效果大打折扣；③監(jiān)管容易缺位：在線直播教學過程中，教師無法及時、全方位地了解到每個學生的上課情緒和動態(tài)并采取與之對應的教學舉措，造成教師對教學監(jiān)考的缺位、失位和空位。

2.3 線上線下混合模式

線上線下混合模式（Blended Learning、Flexible Learning、Mixed Learning或Online-Merge-Offline）[8]是通過技術(shù)整合全線下和全線上教學模式各自的特點和優(yōu)勢，取長補短，并借助現(xiàn)代化信息技術(shù)手段提供靈活、及時、持續(xù)的學習，以實現(xiàn)整體系統(tǒng)化教學與個體差異化培養(yǎng)的有機融合。線上線下混合模式存在的目的不是為了取代線下課堂，而是盡可能地釋放線下課堂教學的空間，讓授課教師能有更多時間和精力根據(jù)課程特點去設計課堂教學、組織學習方式和管理學生資料，這樣不僅能充分發(fā)揮教師在課程中的主導地位，還能突出學生在課程中的主體作用。但從量的維度上考慮，一般要求線上教學在線上線下混合模式中的比例控制在30%到79%之間[9]。

3 線上線下混合模式的設計

3.1 實施混合式教學模式的策略

“制藥設備與車間設計”課程的授課對象絕大多數(shù)都是00后，由于他們從小就對電子產(chǎn)品耳濡目染，更傾向于采用網(wǎng)絡的方式獲取新信息，而且日常思維習慣也使其更愿意主動去了解感興趣的事物，因此只要能引起他們對某一事物的濃厚興趣，就會促使他們更迅速、更主動地去學習新知識。這就要求“制藥設備與車間設計”課程的授課方式不能再采用傳統(tǒng)的“填鴨式”教學，不然學生們很容易從“不會學”轉(zhuǎn)為“不想學”，進而對以后整個課程的學習都產(chǎn)生消極的態(tài)度[10]。而線上線下混合式教學模式正好滿足此類需求，能充分發(fā)揮和調(diào)動學生學習的主體性和積極性。它是在教師的引領(lǐng)下，整合了開放性和多樣性的教學理念，混合了實體課堂和同步課堂的教學優(yōu)勢，匯集了線下和線上優(yōu)質(zhì)的教學資源，以“互聯(lián)網(wǎng)+課堂”的方式為媒介，將專業(yè)性知識傳播得更為廣泛，將學習知識的門檻降至最低，其具體的教學設計思路如圖1所示。

圖1 混合式教學模式設計思路圖Fig.1 Design idea diagram of mixed teaching mode

3.2 混合式教學模式的課程設計

雖然線上線下混合式教學模式早已在其他課程中有所涉及，但在“制藥設備與車間設計”課程中的應用卻鮮有記載，如何設計“制藥設備與車間設計”課程的線上線下混合式教學模式就成為了一項十分具有創(chuàng)新性的工作。筆者在充分調(diào)研“翻轉(zhuǎn)課堂”“慕課”“微課”“智慧課堂”等國內(nèi)外信息化教學改革的相關(guān)資料和學習借鑒身邊一些老教師教學改革成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合課程自身特點，從教學組織形式、教學環(huán)節(jié)構(gòu)成和考核評價方案三方面提出了一種全新的教學模式，并始終堅持“課中教學是核心，課前導學和課后輔學是助手”的教學設計理念，以傳統(tǒng)的線下課堂為主體，潮流的線上平臺為抓手，通過課前線上高效預習、課中翻轉(zhuǎn)式交流學習、課后線上檢測評估等方式開展“制藥設備與車間設計”課程的學習，其具體實施方案可參見圖2。

圖2 混合式教學模式的實施方案圖Fig.2 Implementation plan diagram of mixed teaching mode

3.2.1 課前設置多元化任務助力課程導學

“制藥設備與車間設計”這門課程的知識繁瑣、抽象復雜，且是制藥生產(chǎn)實踐性極強的綜合性課程，任課教師要在有限的學時內(nèi)將這些知識點講深、講透，實屬不易。要解決此問題，教師需要提前整合、梳理章節(jié)核心重點內(nèi)容，同時充分利用好線上平臺的“隔離式”學習優(yōu)勢指定自學內(nèi)容，發(fā)布自學任務，使得學生能夠提前預知課程重點，并引導學生對本次課程的重點知識開展資料調(diào)研，以彌補書本內(nèi)容相對滯后、籠統(tǒng)和枯燥的不足。如在講授本課程中的車間布置設計章節(jié)內(nèi)容時，授課教師可以利用網(wǎng)絡資源提前發(fā)布國內(nèi)外主流制藥車間的布局視頻，使得學生在正式接觸新知識之前能預先對車間布局的概念有個形象化的了解；再通過相關(guān)預習打卡任務驅(qū)動學生進行資料調(diào)研：查詢車間設計的一般原則，了解車間的組成構(gòu)造以及潔凈車間設計的基本要求等，讓學生從總體上能對車間布置設計的相關(guān)知識有個初步的了解；最后，學生根據(jù)自己的預習情況向教師反饋效果[11]。

通過課前設置多元化任務，不僅能提高學生的預習效果，還能提升學生的學習興趣和自學能力，并借助網(wǎng)絡資源巨大的知識網(wǎng)去深化和拓寬專業(yè)知識面。

3.2.2 課中采用多途徑方式引導師生互動

教師在授課過程中應盡可能對主要教學內(nèi)容進行串講，對學生在課前暴露出來的薄弱環(huán)節(jié)進行精講，對課程的重難點知識進行細講，并在教師的組織和引導下，通過師生和生生之間開展的有效互動[12]，對課程教學中的重難點知識進行討論、交流和資料分享，同時課程教師還應及時對交流討論的成果進行點評和總結(jié)，并對表述不完善和不正確的地方進行補充和糾正，以此實現(xiàn)課內(nèi)課外、線上線下的多途徑混合式教學。而在線上的教學平臺上，教師也可實時記錄、管理學生的考勤和平時表現(xiàn)，并向所有學生實時公布，以便在無形之中引入競爭機制，形成“你追我趕”的學習氛圍，達到提高學生學習積極性的目的。例如教師在講授“制藥設備與車間設計”課程的粉碎章節(jié)內(nèi)容時，可在講清粉碎概念、機理、設備分類及其選型原則的基礎(chǔ)上，合理壓縮教師的課堂講授時間，精簡學生的課堂學習內(nèi)容，以便將國內(nèi)外制藥廠中的主流粉碎設備及其生產(chǎn)線以圖片或者視頻的方式引進到課堂之中，并在教師的引導下對其原理、結(jié)構(gòu)特點、工藝參數(shù)、應用場合和設備報價等展開細節(jié)討論，以此達到活學活用、提升理解深度的目的。

而在課程后期的車間設計章節(jié)講授時，教師可合理采用團隊作品設計、設計作品匯報或者設計作品鑒賞的方式充實課程教學，并通過線上線下混合的形式指導學生學習專業(yè)軟件模擬藥物的生產(chǎn)過程。設計作品宜采取多人一組，各組一題。設計任務應分解到位，任務分工落實到人，同時選題應盡量貼合實際藥物生產(chǎn)需求，而主要設計參數(shù)則可借用現(xiàn)有藥企的工藝參數(shù)或參考文獻的放大值，甚至直接采用“全國大學生制藥工程設計競賽”的題目。授課教師提前說明設計作品的課堂匯報內(nèi)容及評分細則，并要求團隊成員積極準備材料制作和ppt 匯報。通過授課教師組織學生分工協(xié)作、自主探究，使其有計劃、有規(guī)律地跟著教師的步調(diào)前進，更從容地接受新課程，更突出地學習重點內(nèi)容，更有質(zhì)量地與教師展開合作。

在設計作品的鑒賞環(huán)節(jié)中，可采用學生互評為主、教師點評為輔的方式開展。通過學生互評的方式，讓學生利用課程所學主動地開展實際應用，發(fā)現(xiàn)設計中的優(yōu)點，分享設計中的收獲，并指出設計中的不足；而在教師點評環(huán)節(jié)中，課程教師則主要針對學生有疑問、有爭議的地方給出專業(yè)的解答，并依據(jù)設計作品的完成質(zhì)量、團隊成員的參與貢獻度以及學生交流匯報過程中的表現(xiàn)情況，對每位學生的設計作品進行點評和綜合評分。課后，教師還可以與學生就設計作品中的防火防爆、安全衛(wèi)生、“三廢”處理等非工藝設計方面展開進一步探討，以此激發(fā)學生對制藥設計知識的探索興趣，有助于學生專業(yè)知識的掌握和工程設計能力的提升，達到舉一反三的學習效果。

3.2.3 課后強調(diào)系統(tǒng)化評價，反哺課堂學習

課后是學生鞏固和提高所學知識的重要期，也是其構(gòu)建知識體系的關(guān)鍵期，而在混合式教學方式中，線上教學平臺強大的課程錄屏功能和課程管理功能及時反哺課程學習，使得課程的復習變得十分方便且靈活。同時，借助于線下有效的監(jiān)督，學生對知識點的回顧也會更加頻繁和主動。

混合式教學評價把原有的“以學為主”的單一化評價方式轉(zhuǎn)變成“學+教”的全方面教學評價體系，通過課堂定位簽到、課堂討論互動、課后作業(yè)及隨機測驗等多方式擴展學生的參與度、完成度和滿意度評價指標，采用隨機訪談和無記名問卷調(diào)查的方式收集教學評價和教學建議[13]。同時，課程教師也積極進行課程反思，做好課程混合教學模式的后續(xù)優(yōu)化。

4 結(jié)束語

疫情的發(fā)生削弱了傳統(tǒng)線下教學模式在教育教學過程中的影響和作用，使得其單調(diào)、呆板的缺點逐漸暴露出來，讓教育主體雙方不得不重新審視其主導地位。而在疫情期間支撐著師生間開展專業(yè)技術(shù)傳播的線上課堂則越來越受到重視，特別是在專業(yè)實踐性極強的“制藥設備與車間設計”課程中，在采用網(wǎng)絡資源補充并形象化表達理論知識、線上平臺協(xié)助管理并實時公布學生表現(xiàn)以及課程預習內(nèi)容提前發(fā)布并記錄授課過程方便回放等方面都有著線下模式不可比擬的天然優(yōu)勢。因此如何根據(jù)“制藥設備與車間設計”課程的教學特點，最大限度地發(fā)揮出線上教學和線下教學的各自優(yōu)勢就成為了其混合式教學改革的最大初衷。