时间:2023-11-28 16:18:47
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇制药工程的特点,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
近年来,医药安全成为社会诟病的主要对象,劣质药品、假冒药品、违规药品等在市场的流通,不仅造成消费者的重大经济损失,甚至造成生命和健康的威胁,是国家法律治理的重点对象。药品是一种特殊的产品,直接影响着使用者的生命和健康安全,世界范围内对药品质量的监督管理都很严格。同时,随着社会经济的不断发展,药品种类和产量的不断增多,并作为一种常见商品在市场流通,逐渐制药工业也成为国民经济支柱产业之一。
1制药工程技术概述
实事求是地说,我国的制药工业整体水平不高,一方面制药技术、研发能力远落后于国外发达国家,尤其在药物合成技术方面(包括生物合成和化学合成);另一方面,在生产设备、生产工艺等方面也存在较大弊病,限制了医药产品的质量和产量。积极开展制药工业技术创新,对我国经济、民生、科技等都具有重要的意义。结合我国现实情况分析,制药工程技术主要包括两个方面,即工艺和设备。
1.1工艺分析第一,针对制药过程的技术分析。一般来说,制药过程就是对药品生产流程的模拟,其中涉及化学、物理学、生物学、数学等多种学科的应用,通常一种药品的制造,事先要按照其化学性质进行组合实验,反复对比,找出药品与疾病之间的关键要素,减少风险和副作用,最终才能批量生产。以合成药品为例,当前已经进入了“科学设计时期”,即“反合衬分析”,从疾病特点与合成目标分子出发,利用化学反应的逻辑知识进行分析,并设计出科学的合成路线。第二,针对制药批量技术的优化。制药企业针对工艺特点建立生产线,需要详细剖析各个流程的特点,如高温处理、灭菌处理等,确保每一个环节都精确无误。但随着技术的发展,新的设备会不断投入使用,就要进一步从产量和质量角度对工艺进行优化,以提高经济效益。第三,针对制药质量的监督管理。质量是企业生存的底线,尤其是制药企业,其产品关系到人民群众的生命健康安全,因此必须从制药工程技术角度入手,建立一套完善的药品质量监督体系,并按照国家规定开展审核工作。
1.2设备分析制药设备与制药工程技术之间存在密切的关系,特别针对药物合成方面,发挥了很大的限制作用。近年来,随着药品生产质量管理规范(GMP)的推广,制药设备主要体现出以下几个趋势。第一,从加大药物合成技术研究力度出发,在设备设计、设备选型、设备安装、设备操作等方面加大投入,一方面符合国内药品生产质量要求,另一方面,向国际高标准要求靠拢。第二,制药设备加大生产环节的管理。在药物合成技术的前提下,需要对药品成分进行必要的分离、浓缩、还原、氧化、卤化等处理,复杂的只要工业需求就决定了设备的多样性、综合性;因此,开发易于清洗、便于灭菌消毒、方便保养维护的新型设备就成了必然需求,一方面可以有效减少制药工业生产中的失误几率,另一方面,可以有效减少对生态环境的污染。
2制药工程技术创新
2.1加强高新技术制药人才的培养药物合成技术在整个制药工程技术体系中处于顶端位置,具有复配型居多、药物更新快、工艺复杂、周期较长等特点,我国制药工程技术整体落后于国外发达国家,究其原因,人员因素占据很大部分。现代制药工业技术在我国起步较晚,国内缺乏完善的人才培养体系,专业知识、理论较为缺乏,尤其是涉及制药工业中创新性人才的培养,即缺乏理论方向,也缺乏必要的实践环境;因此,必须确立高新技术制药人才的重要地位,积极构建培养的环境,以最快的速度建立起我国自主知识产权的制药工程技术模式。
2.2借鉴国外发达国家的生产经验进入21世纪,全球经济一体化的趋势越来越明显,任何产业之间都不是孤立的,再合作范围上也从国内延伸到了国际。通过借鉴国外发达国家制药工程技术的理论和实践经验,以及化学技术、物理技术、生物技术等方面的先进成果,不断弥补我国制药工业的技术缺陷,缩小与国际先进水平的差距。
3结语
改革开放以来,随着我国经济发展不断进步,人民群众生活水平不断提升,对自身健康维护的意识也越来越强烈。药品安全是一个全社会共同关注的话题,这直接对我国制药工程技术提出了更高地要求,要不断完善,不断创新,才能适应国家法律要求和市场的认可,实现经济效益和社会效益的平衡。同时,积极创新制药工程技术,可以有效减少对资源的浪费和环境的破坏。
作者:蒋栋 单位:浙江新赛科药业有限公司
关键词:制药工程;仪器分析;教学方法
制药工程专业是化学、药学、生物学、工程学交叉结合发展的工科专业,目标是培养从事药品制造的工程技术应用型人才。我国制药工程专业在1999年正式开始招收本科生,随后开设制药工程专业的高等院校数量迅速增加[1],发展速度和规模十分惊人。近年来,我国医药产业整体呈现快速发展势头,对具备丰富理论知识、掌握生产技能、熟悉行业管理和运行、能发现现场问题并解决问题的复合型制药工程人才的需求越来越紧迫。
对比全国开设制药工程专业的高等院校,虽侧重点各有不同,但有一点,都将《仪器分析》课程作为该专业本科生的重要专业基础课。究其原因,《仪器分析》广泛应用于药学领域的药物分析,包括鉴别、检查、含量测定、作用机制、药代动力学等,以确保人民用药安全。《仪器分析》因分析方法繁多,每种仪器都有相对独立的分析原理、结构特点和操作应用等,如何在有限的学习时间内使学生掌握多种分析仪器,就需针对专业特点,优化教学内容,加强教学效果,更好地培养学生的实践能力和创新能力。结合以往教学经验,本文初步探讨了制药工程专业《仪器分析》课程理论教学中的几个教学问题。
一、结合专业特色,优化课堂内容
制药工程专业作为一个工科专业,有别于其他理科药学,主干课程的设置更注重与生产实际相结合。《仪器分析》课程在教学内容上应结合制药工程专业需求,重点培养学生依法对药品进行分析检验。在本领域中较为广泛应用的方法包括:高效液相色谱、气相色谱、质谱、紫外可见分光光度法、原子吸收分光光度法、电位分析法等。而核磁共振波谱、X射线衍射、热重分析等分析方法,药厂用量少。对前者,可将其作为学习重点,反复练习,为学生以后的实际工作需要打下坚实基础。对后者,可在教学中做相应调整,作为开拓学生知识面的补充。以此,针对药学专业实际,精选教学内容,突出制药工程药学特色,主次分明,才能达到理想的教学效果。
二、注重归纳总结,提高学习效率
《仪器分析》课程融合了光学、电磁学、原子分子结构、电化学、计算机科学等众多学科知识,且新仪器、新技术的发展更是日新月异。再加上课程各章节的内容之间关联性并不太大,所以在《仪器分析》的教学过程中,往往会出现需要讲授的内容太多,授课效果不好,出现教师觉得难讲,学生觉得难学的现象[2]。针对此课程特点,在开课的绪论讲述中,给同学们推荐三条学习方法。
1.抓住主线。《仪器分析》的整本教材中每一章节就是一种独立的仪器分析方法,强调学生在脑中构建知识框架,整本书是一层楼,每一种分析方法就是一个房间,在这个房间中我们需要学习这种方法的特点、原理和方法、用途。
2.归纳共性与个性。以仪器的工作原理或结构来看,从大类可以分为光谱方法、色谱方法等,这些同大类的方法在工作原理、仪器结构、实践应用等方面具有共性。如气相色谱和高效液相色谱,二者的共性是都是用来做复杂混合物的分离分析,且在仪器组成单元上类似,二者的区别在于流动相不同(高效液相以液体做流动相,气相以气体做流动相),分析对象不同(气相分离沸点低的物质,液相分离沸点相对高的物质)等。从归纳共性和区别个性上,引导学生进行综合对比,使学生掌握不同仪器分析法的原理、分析方法的共性,同时掌握各自的特点,从而对各分析方法之间的联系与区别能更好地理解。
3.处理好整体与局部的关系。每种分析仪器,都有相应的结构流程,在结构流程中,又有其关键部件。授课中,清晰地给出流程图和重点标出关键部件并详细解答,可以提高学习效率。
三、采用多媒体,教学事半功倍
现代教学模式中,各学科都在引入形象的多媒体教学。《仪器分析》作为分析化学的重要组成部分,涉及的仪器借助多媒体更能发挥其潜在的优势。课件可图文并茂、色彩丰富,框架表格清晰,且可大大节约教师画图、板书的时间,把时间更多地分配到师生互动和共同探究问题上。另外,在课件中,可嵌入智能化的仿真实验模块,在仿真实验中,学生可根据形象的仪器,巩固基本理论知识,直观地熟悉仪器结构和操作流程,模拟实验操作,弥补大型仪器不能实际上手操作的不足。
四、改革考核方式,理论实践结合
传统的考核方式一般以闭卷考试呈现,这种模式比较形式化,且目标狭隘,方式单一,学生往往会以考前突击背诵的方式获取高分,考完后又茫然,这严重地阻碍了对学生综合才能的培养和进步。《仪器分析》是一门实践性很强的课程,笔者尝试在考核中适当减少原理部分的内容,在实验动手能力上增加比重。授课期间,让学生自拟题目,通过图书馆或网络收集国内外相关仪器和分析方法的发展动态,以小论文的方式给出解决方案,以此培养学生独立思考并通过各种方式解决问题的能力。小论文的质量以一定比例折算,计入期末成绩。另外,学生在实验过程中所体现出来的实际动手操作能力,也以恰当的比例计入期末成绩中。学生的最终成绩是笔试、小论文成绩和实验成绩的综合。制药工程专业本就要求学生具有良好的实验动手操作能力,这种考核方式有助于让学生重视理论和实践的结合,真正学好仪器分析知识并用诸于未来。
五、总结
《仪器分析》是一门不断发展的学科,需要教学者根据本学科的发展现状和趋势,针对教学内容,在教学中不断调整。同时,应紧密联系制药工程专业的专业特点,大胆创新并实践,以期培养出更多适应社会需求的制药工程人才。
参考文献:
关键词:微生物学;教学改革;制药工程专业
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)42-0128-02
一、目前存在的问题
我校制药工程专业将专业定位成工程类,开设了较多工程类的课程,对微生物学这门课程不够重视;该课程设置为专业选修课、考查课;缺少实践环节;缺少专业特色。使学生走进“制药工程只需要面对制药的仪器设备,知道制药的工艺就可以了,微生物学对我们专业没用”的误区。导致学生学习微生物学的动力和兴趣都不高。因此,有必要对制药工程专业微生物学的教学内容、教学方法等方面进行改革和思考,帮助学生走出误区。
目前关于制药工程专业的微生物学教学的探讨相对较少,仅从教材和实验教学有少量探讨。因此结合铜仁学院制药工程专业教学课时较少,缺少实践部分教学安排,考核方式为考查等课程设置中出现的问题,课题组从教学内容、教学方式、教学手段、考核方式等方面对该专业微生物学课程教学进行了有益的探索,为促进制药工程专业微生物学教学的完善,为培养应用型人才奠定坚实的基础。
二、选择教材和教学内容
1.教材选定。教材选择方面充分考虑铜仁学院制药工程人才培养方案的设置,突破原有的一门课程一本教材的固有观念。选择满足既要基础知识又要专业应用相关知识的专业需求的教材。但目前尚无专门针对制药工程专业的微生物教材。因此,初步确定教材选用黄秀梨主编的《微生物学》与沈关心主编的《微生物学与免疫学》。
2.教学内容选定。(1)理论教学内容。教学内容选择主要从帮助学生建立系统的微生物学概念,以及联系药物的生产实际,理解微生物与药物及药物生产的关系两个方面着手考虑。黄秀梨主编的《微生物学》的内容作为微生物学基础知识部分,帮助学生建立有菌、无菌、什么菌的概念和意识;掌握微生物生长和繁殖、代谢,微生物控制、菌种保藏等制药工程专业密切相关的微生物基本知识。沈关心主编的《微生物学与免疫学》的内容作为微生物在制药专业中应用的知识,帮助学生了解药物生产过程中微生物的影响和处理方式、微生物药物的重要地位、研究步骤、生产过程;了解常见的病原微生物等。结合专业特点深入介绍微生物在制药中的应用对制药过程的影响;有害微生物的控制;抗生素的制备及应用;微生物其他产物在制药中的应用;药品的微生物学质量控制;药品的微生物学质量控制等微生物在制药应用的相关知识。(2)实践教学内容。铜仁学院制药工程专业也同其他大多数高校的制药工程专业一样忽略了微生物学在制药工程中的重要性,课程中未设置实验课程。为帮助学生掌握微生物学的基本实验机能,增加了实验课,主要包括培养基制备、接种、培养,自然界纯种微生物分离,细菌检查及其生理生化反应,菌种保藏等以微生物控制为基础的实验课程。使学生掌握微生物研究与应用的基本技术,培养学生发现问题、独立思考与创新思维能力,增加学生就业面。
三、合理的教学方法
在教学过程中,同时针对不同的内容,采取不同的教学方法。总体思路为基于学生已有的知识,以微生物在制药工程中应用的实例为主线引导学生主动学习书本知识。让学生感受到微生物在自己专业中是如何应用,引起学生对微生物学的兴趣,再讲解基本原理等重点和难点。
1.探讨式。借鉴慕课的教学方式,学习之前先提出问题或案例,要求学生课前进行学习,课堂上分组就问题或案例用微生物学知识进行讨论讨论。例如抗生素头孢的生产,在课前首先提出分组查阅头孢的生产过程、生产菌株,产生的机理,生产过程中微生物需要如何控制,如何确定药品的质量等内容,再回到课堂就自己查阅到的知识与同学交流、探讨。以此活跃课堂气氛、引起学生浓厚的兴趣。对于学生不懂的知识,充分利用学生已有的知识逐步引导学生理解,取得了很好的教学效果。
2.研究式。教学过程中注意将最新的研究引入到教学中,丰富和更新教学内容,提高教学效果。通过建立以科研辅助教学,以教学促进科研的互补的模式。引导学生培养科研思维、学习科学研究方法。鼓励有兴趣的学生参加教师的科研项目,参与锻炼动手操作,发现问题、解决问题的能力,提高学生的科研素质。
3.自学式。对于内容相对简单,学生容易理解,并且有较多获得渠道的部分章节选择由学生自学,利用少量的课堂时间,让学生上讲台讲解自己学习的知识。既可以促进学生自主学习的兴趣,同时还能锻炼学生表达能力、语言组织能力,帮助学生克服怯场或胆小的问题,提高学生的自信。
四、多样化教学手段
根据微生物学的特点,在教学过程中借用现代化手段,帮助学生理解。将文字、图片、动画、视频、声音等手段将内容简洁、直观地展现在学生面前。节约时间的同时进一步提高学生学习兴趣。
五、考核
通过教学内容的选择,教学方法的搭配虽然能在一定程度上提高学生学习兴趣,促进学生自主学习;但尚不足帮助学生合理分配学习压力。需要通过合理设置考核方式、考核内容,将学习压力分散到学期的各个时段。考核分为平时考核与期末考核两部分,比例为平时考核50%;期末考核50%。平时考核中包括4次课堂考核占50%,平时作业,课堂讨论,课堂讲解,考勤、平时回答问题分别占10%;期末考核包括期末笔试和实验考核分别占70%和30%。实验考核通过期末操作考核体现。可提高学生对实验的重视。
本科“导师制”在国内外各高校已逐步形成规模并取得了良好的学生管理实效。基于制药工程专业特点和人才培养需要,提出一套由年级辅导员、专业课教师和教学管理人员组成的多元学生管理体系。该模式融合了人才培养与学生管理双重职能,是对传统学生管理模式的补充和创新,也是对传统本科生导师制的丰富和改革,为构建面向企业、面向应用的制药工程人才培养模式带来新的思路。
关键词:
学生管理模式;多元化;导师团队制
20世纪90年代以来,制药业的迅速发展,极大推动了市场对制药工程专业人才的需求。以实践与国际化为特色,着眼于药品质量和制药过程效率的双向定位人才培养理念[1],药品的“研发—生产—销售”全生命周期的人才培养语境,对我国制药工程专业人才培养工作提出了新的要求。“导师制”作为一种卓有成效的人才培养模式[2],对培养制药工程专业学生的创新思维能力、分析问题和解决问题的能力,以及药品质量管理理念和实验实践操作能力,具有积极的促进作用[3]。传统的本科“导师制”的研究与实践重点在于学业教育,而调动专业课教师、年级辅导员和教学管理人员多方参与,融合人才培养与教学管理双重任务的新型多元化学生管理模式是本文的研究重点。
1制药工程实施导师团队制的理论基础
1.1“导师制”学生管理思想
(1)基于“缄默知识理论”视角的学生管理思想“缄默知识”是指那些不能用系统表述的知识,由英国物理化学家和思想家波兰尼(PolanyiM)在《人的研究》(1958)一书中首次明确提出。作为一种不能演说的知识,波兰尼认为“好的学习就是听从导师的指导,通过观察导师的行为方式,科研新手能够更加快速的掌握科研技巧。”导师团队机制所建立的亲密平等的交流是获得缄默知识最有效的途径,学生在与老师和同学交往的过程,就是接受教育的整个学习过程[4]。(2)基于“多元智力理论”视角的学生管理思想“多元智力理论”由哈佛大学心理学教授加德纳(HowardGardner)博士于1983年提出。“多元智力理论”认为个体智力存在独立的表现方式,这些表现方式是错综复杂、有机并以不同方式及程度组合在一起的。导师团队的指导思想也就是加德纳的“多元智力理论”所阐述的内涵[5]。多元智力理论指出学生有自己的个性,各自的智力优势领域,对学生的教育必须“因材施教”,而基于导师团队机制的学生管理模式能够实现这一要求。
1.2制药工程专业学科特点
制药工程是一门由化学、药学、化学工程以及生物工程等交叉结合发展而成的一门新兴的边缘学科[6-7]。其学科特点主要表现在以下三个方面:(1)学科交叉性质明显现代制药企业工业化过程繁杂,包括药品材料的预处理、纯化、干燥、包装等各单元工艺过程,要求制药工程专业学生掌握的知识涉及化学、生物技术、药物分析、工程管理等诸多学科领域。只有建立这种多学科交叉的人才培养模式,才能有效满足未来制药工业对人才的基本要求。(2)人才需求多样化显著我国制药行业的快速发展,迫切需要各类创新型制药工程人才。这种人才需求的多样性要求制药工程学生不仅要具备一定的专业理论知识,还应该具备一定的实践能力和科研能力,能够从事药品研发、药物生产、药事管理等工作[8]。(3)就业需求与大学生工程技能培养存在结构性失调随着制药工业的快速发展,制药工程专业就业市场迫切需求员工具备操作性更强,科技含量更高的技能,而目前我国制药工程培养的人才更多注重理论知识的传授,对于实践技能的培养和教育,由于受到多方面因素干扰,没有引起高校的足够重视[9]。制药工程专业大学生所掌握的基本工程技能与就业市场迫切需要的技能之间形成结构性失调。制药工程专业的这些学科特点,要求在该专业人才培养过程中,需要创新人才培养方法,构建一套符合制药工业需求的学生培养与管理模式。
1.3制药工程实施导师团队制的意义
本科生导师制是指在实行班级制和辅导员制度的同时,聘请具有较高思想道德素质和业务素质的教师在师生“双向选择”前提下担任学生的指导老师,对他们进行思想引导、专业辅导、生活指导、心理疏导的学生管理和教育制度[4]。本科生导师制不同于研究生导师制,研究生导师制具有显著的科研导向性[10],而本科生导师制更加注重对学生的学业规划、思想品行、心理情感等层面的指导。本文提出的基于“导师团队制”的多元化学生管理模式,集成了传统本科生导师制和研究生导师制的各自优势,在确保学生完成本科课程学习任务的同时,重点拓展本科生的科研意识、科研能力和实践操作能力。导师团队由教学指导教师、科研指导教师、青年教师、辅导员和教学管理人员组成。该模式融合了制药工程人才培养和学生管理两大主要职能,是对制药工程专业学生培养与管理工作的有益尝试,对于培养专业素质高、综合能力强、富有开拓精神和科研能力的卓越制药工程师具有重要的理论价值与现实意义。
2制药工程专业基于导师团队机制的多元化学生管理模式
2.1设计原则
基于导师团队制的多元化学生管理体制设计应注意三个方面的内容:一是体制的互动性,激发上层领导和基层专业课教师及教学管理人员的工作活力;二是简化体制的结构层次,使整个体系对于领导层的决策快速响应,便于管理;三是体制的整合性,发挥导师团队的凝聚力和资源整合力。
2.2多元化学生管理模式
制药工程专业多元化学生管理模式是以“制药工程”专业党支部为领导核心,以导师团队为中坚力量,以年级辅导员和教学管理人员为辅助的学生管理模式。
2.3导师团队的构建
制药工程党支部统一部署导师团队的人员配置,选择教学水平高、科研能力强、乐于奉献和付出的优秀教师,组成若干个导师团队。每个团队设青年教师3名,教学指导教师3名,科研指导教师1~2名。教学指导教师负责向学生介绍制药工程专业的学科特色、培养目标、教学计划和教学内容,从整体上使学生了解熟悉所学专业的整体脉络,使学生对制药工程专业的学科内涵和就业方向有清楚的了解,增强学生专业学习的信心。引导学生明确学习目的,端正学习态度,激发学习动机,培养学生的自主学习能力;了解学生的学习动态,对学生在专业课程学习过程中遇到的疑难问题进行有针对性的辅导,帮助学生摆脱学习困境。在阶段性学习任务结束后,帮助学生了解自己的学习兴趣和潜能特长,规划毕业后的就业方向或研究生攻读方向。科研指导教师负责培养学生的科研意识、创新思维、实践技能和创新能力。积极鼓励学生参与自己的科研课题。科研导师分配科研任务给学生,并指导学生通过查阅学术期刊,筛选所需要的学术信息,独立或小组讨论完成实验方案的设计,并综合运用理论知识和实验技能进行实验。通过不同实验结果的对比,发现规律,反复实验,直至达到实验目的,在科研指导教师指导下撰写并发表学术论文。通过这种科研活动,调动学生学习的积极性、主动性和创造性,变被动学习为主动学习,在其过程中培养学生发现问题,解决问题的能力,提高他们的创新能力、创业能力和工程意识,增强学生的就业竞争力[3]。青年指导教师发挥他们的年龄优势,关注学生的思想动态,心理状况,人际关系和情感世界,对学生的思想政治教育、心理健康及遵纪守法等方面进行引导教育,帮助学生树立正确的人生观、价值观、成才观、荣辱观;参与学生“奖、贷、困、补”的评比和指导,促进学生知识、能力、素质协调发展。年级辅导员与传统辅导员制中的辅导员职责一样,负责学生的日常管理,配合导师工作;而教学管理人员则负责协调各位导师在教学工作、科研工作与导师工作之间中的平衡关系,做好学生与导师的桥梁与纽带,充分发挥导师团队各方面的优势资源,同时负责对导师的指导工作进行督促检查,对导师的工作进行绩效考核,为整套学生管理模式的顺利实施提供保障支持。
2.4绩效评价
制药工程党支部通过建立横向沟通机制,完善导师团队的指导评估体系和日常监控机制,对导师团队的工作业绩进行监督和检查,保证导师团队的教学指导和科研指导效能,保障学生管理取得实效。绩效考核采取主观评价和客观评价相结合,定性评价和定量评价相结合,全面、具体、真实地反映导师指导机制的指导效能。评价结果作为指导教师绩效考核的重要参考依据,绩效考核结果与教师的绩效工资及各类评奖评优挂钩。
2.4.1主观评价
在多元化学生管理创新模式每应用一个学年后,召开制药工程专业多元化学生管理模式论证会,总结多元化学生管理模式的实践应用情况。每个导师团队的科研指导教师代表、教学指导教师代表、青年教师代表分别就一年来的指导教师工作进行总结汇报,每一个导师团队的学生代表就一年来接受导师组指导的学习体会进行大会交流。
2.4.2客观评价
设计“制药工程专业导师团队机制的多元化学生管理模式调查问卷”,基于Delphi专家调查法,通过对各类指导教师和管理人员进行咨询完成调查问卷的指标筛选与修正,建立一套较为科学合理的导师团队机制的学生管理模式评价指标体系。指标评价采取Likert量表的形式,分别赋值非常重要(5分)、重要(4分)、一般(3分)、不太重要(2分)、不重要(1分)五个等级。通过调查问卷客观评价指导教师的指导效能及该学生管理模式的应用效果。建立多元线性回归,找出该学生管理模式实践过程中的影响因素,进一步探讨如何加强学生管理模式理论研究和管理实践。除此之外,结合学生年终满意度调查、学生期末考试通过率、学生参与科研项目及发表文章数量统计、参与课外活动及获奖数量统计、小组间学生综合测评排名评比等多种具体指标,对本项目成果进行测评。
3结语
基于导师团队制的多元化学生管理模式是培养创新型制药工程人才的有益尝试。该模式通过导师团队的帮、带、教,使学生对课本知识的抽象理解转变为实践认知。同时,导师团队制还将学生的学业教育、科研能力培养与学生日常管理工作有机融合,因材施教,对学生课程学习进行有针对性的辅导,培养学生的科研意识,提高学生科研创新能力,增强学生就业信心和社会适应力,为构建面向企业、面向应用的制药工程人才培养模式带来新的思路。
作者:罗丹 袁明 宗智慧 袁菲菲 张恩立 单位:蚌埠医学院公共课程部
参考文献
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针对《制药设备与工程设计》课程教学模式存在的局限和问题,以开展“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛为手段,以培养学生实践能力、创新思维、竞争意识和团队协作精神,提高教师教学水平和科研水平为目的,从制药设备与工程设计的课程教学内容、教学方法、实践方式三个方面提出了改革与创新方案。通过教学实践证明,学生的专业能力和竞赛能力均得到了全面的提高。
关键词:
学科竞赛;全国大学生制药工程设计大赛;制药设备与工程设计;教学改革
1学科竞赛在培养实践创新型人才中的作用
学科竞赛是高校推动教学与实践结合,提高学生创新能力和实践能力的一个重要方式,更是培养应用型专业人才的有效途径之一[1-2]。“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛由教育部高等学校药学类专业教学指导委员会主办,中国医药集团联合工程公司协办,宗旨是为了引导和激励学生结合现代医药工业的发展趋势和技术需求,综合应用所学知识开展工程设计实践活动,培养学生工程设计能力,强化学生的工程实践能力、工程创新能力和团队协作精神,发现和培养一批社会所需要的卓越工程师,推动中国大学制药工程和相关专业教育的发展。在其他方面,学科竞赛增加了企业与高校之间的交流机会,引导学生利用所学知识去解决实际工程过程中遇到的问题,让学生有直面困难的勇气和能力,更有直面社会的能力。
2课程教学现状
《制药设备与工程设计》是制药工程专业教学的一门专业核心课程[3]。该课程以专业课、专业基础课为基础,紧密联系生产实际,综合研究制剂生产实践的应用性工程学科[4-5]。其培养目标是加强学生工程实践能力,培养学生的工程技术能力、创新能力和创业能力。2014年和2015年,本校分别组织了第四届和第五届“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛。通过比赛,我们发现学生在面对竞赛题目时不知道如何下手,而且在设计过程中没有具体的思路。究其原因主要存在以下几个方面的问题。
2.1培养工程意识欠缺
在教学过程中,教师主要着重于基本理论知识的讲解,忽略应用性和工程能力的培养,导致学生不能将理论与实际相结合,一旦遇到实际问题时不知从何处下手解决,也不会使用技术标准规范等工程工具、图表等工程语言来表达设计方案和工程技术思想,这也往往是许多用人单位不愿意录用应届大学生的原因。
2.2课堂理论教学与实际生产需要存在差距
课程教材内容在编写上注重理论教学,重点讲授各个单元生产设备的结构、工作原理、工作过程及适用范围,都与生产实践有关,教学内容过于抽象和枯燥,学生又缺少实践经验,难以理解,导致学习兴趣不高,而且教材内容更新不及时,导致理论教学与实际制药生产需要之间存在着较大的差距,教师讲授起来很辛苦,学生学习起来也很费劲,导致教学效果不好。
2.3学生对新型制药设备缺乏关注
随着科学技术日新月异的发展,GMP认证制度的不断推进,各种新型制药设备不断面世,车间设计的水平和要求不断提高,而现有的教材所涉及的大多数是传统的制药设备,以致学生较少关注有关药厂各种生产设备的发展变化,对新型制药设备缺乏了解,导致学生课堂所学知识与社会、与实践脱节。
2.4课程内容多,实践性强,学生学习积极性差
由于《制药设备与工程设计》这门课程既有难度又有广度,涉及的知识内容很多,且都与生产实践密切相关,应用性强,而药厂实际生产过程中的情况又非常复杂,设备更新换代也很快,学生学习时感觉枯燥乏味,导致学习积极性差,甚至产生厌学情绪,以致课堂作业和课程设计都存在严重的抄袭现象。
2.5师资力量薄弱
制药工程专业是药学与工程交叉发展的应用学科,既要具备药学的特色,又要体现工程性质的特点,而学校教师大多数是从一个学校到另一个学校,缺少工程技术类的教师,使得制药工程专业局限于药物合成、药物分析、生物药物、药物剂型等方面的研究。
3基于学科竞赛的课程教学改革与创新
“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛作为各类学科竞赛中的重要赛事,它需要具备综合运用化工原理、化工制图、药剂学、GMP(《药品生产质量管理规范》)、制药工程原理、化学反应工程、安全、环保、经济评价等方面的专业知识,还应具备使用专业软件的能力,同时也需要综合考虑方案所涉及的政策、地理、人文、经济等多重因素,从而提出最佳方案并撰写工程技术文件,将理论转化为实践,充分发挥学生的创新和实践能力,这也正是培养创新型人才的有效途径[6]。为了提高学生工程设计和工程实践的能力,激发学生的学习兴趣,我们在《制药设备与工程设计》的课堂教学中以“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛为依托,以赛促学、以赛促教、以赛促改,从而对该课程进行针对性的教学改革与实践,全面提升了学生的专业素养和综合能力。
3.1课堂教学改革
3.1.1教学内容的改革
制药工程设计竞赛中往往包含一些新技术和新设备的设计,在课堂教学中完全可以把这些新技术、新设备作为课本知识的补充。如2015年第五届“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛中提出了一个新型三合一设备的设计和应用,让学生了解制剂技术和制药设备发展的前沿知识,充分掌握基本理论知识,培养学生的创新思维,开阔学生的视野。同时,指导教师要积极参加教指委组织的相关会议,向有丰富实践经验的教师或企业工程师学习;同时指导教师团队也要定期开展教研活动,交流如何使竞赛优秀作品渗透到每个教学环节,渗透到每个教学时间,把学科竞赛变成可持续发展的教学手段,从而推动教学改革的深入进行。
3.1.2教学方法的改革
传统的课程教学大多都是通过PPT课件来展示教学内容,采用“满堂灌”和“一言堂”的讲授模式,使得课堂教学枯燥乏味,又缺乏实践经验。为了改变这种局面,我们结合“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛的特点,采取学生为主,教师为辅。在课堂教学过程中,将制药工程设计竞赛的某些问题与所授课程的知识有机结合起来,建立“理论课程-设计竞赛”之间的无缝对接,把竞赛有规划地引入到教学过程中来;在教学方式上,采用案例式教学法,多给学生一些具体案例分析,要求学生在规定时间内独立完成并把疑问记录下来,在下次的课堂上利用部分时间让学生进行交流和探讨,对于一些疑难问题由教师进行解答,培养学生自主学习和善于思考的能力。
3.1.3教学手段改革
在课堂教学过程中,为了提高“教”与“学”的效率,教师将获奖作品、比赛现场录像等资料在课堂上展示,以丰富教学内容,让学生更早地了解工作中会遇到的问题,学会如何解决这些问题,提高学生学习兴趣,激发学生主动学习的欲望。此外,介绍一些制药工程设计竞赛中常用软件的应用,如AutoCAD、3DMAX等,使学生逐步掌握工程技术中常用软件的使用。通过这些实际竞赛作品的训练,加深学生对设备选型设计和工程设计的理解,增强学生的创新意识,营造一个良好的校园科技创新氛围。
3.2实践方式的改革
3.2.1毕业设计教学改革
毕业设计项目由原来的综述转变为工程设计,以历年制药工程设计竞赛题目为背景,将往年优秀竞赛作品的部分内容作为工程设计供学生毕业设计选用,可以是无菌车间设计、原料药车间设计、制剂车间设计、洁净厂房设计、自动控制设计、三维厂区动画设计等等,丰富了素材题目,提高了毕业设计题目的更新率,同时通过这些具体的工程工艺设计课题让学生积累了许多课堂教学上学不到的生活常识,培养学生的实践能力和创新能力。而且,由于“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛的能力要求一定程度上反映了行业对职业能力的要求[7],因此毕业设计能使学生的能力培养目标更为明确,更切合职业的需求。
3.2.2增强校企合作
依托制药企业,“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛是以企业亟待解决的真实课题为竞赛题目,使学科竞赛的方向与社会、企业需求一致,使学生得到有针对性的、系统的训练,也为学生就业提供了与企业对接的平台。在竞赛期间,根据竞赛需要,聘请企业和设计院专家对学生竞赛作品进行点评;或引导企业参与,建立学科竞赛实践基地,强化学生工程意识和实践能力。
3.3教学效果
教学过程中,我们根据“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛的特点,对《制药设备与工程设计》进行针对性的教学改革与实践,让学生在实践中加强对理论知识的理解和掌握,通过课外实践反哺课内理论知识学习,大大提高了“教”与“学”的效果,具体体现在四个方面:(1)提高了学生学习的积极性和自信心。过去的教学将设备和工艺设计割裂开讲,知识点单一,且没有逻辑,学生觉得枯燥乏味,现在侧重如何进行工程设计之后,学生能将其课堂上所学知识放心地运用到作品设计中来,虽然也会出现错误,但通过查阅资料和请教指导教师进行主动学习,对设计作品反复修改和不断实践,最终能够很好地解决问题。(2)提高了专业学习质量。改变了传统灌输式的教学方式,在课堂上解答准备参赛作品中遇到的问题,使学生们学习动力增加,变“要我学”为“我要学”,从而能够更深刻地理解和掌握课堂上教师传授的专业理论知识,通过竞赛作品的设计培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。(3)锻炼了学生的综合能力。学生在准备参赛作品的过程中,深刻体会到“台上一分钟,台下十年功”的含义。在做项目和参赛过程中不再是无从下手,而是能够理清思路,并不断地进行完善,同时能够学习别人的创新思维,了解学科前沿知识,开阔眼界,培养了学生的综合能力。(4)提高了学生的参赛人数和学生的获奖率。2014年,我院组建了两支队伍参赛,每支队伍由6名学生和2名指导教师组成,分别获得三等奖和优胜奖;2015年,报名参赛的队伍增加到8支队伍,分别获得一等奖、二等奖、三等奖各一项。由此可见,学生参加“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛的总数逐渐递增,所得奖项数量和高级别奖项也明显增加,表明学生对参加“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛的热情和水平都有所提高。
4结语
针对制药设备与工程设计课堂教学中存在的问题,我们以“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛为手段,着重从课堂教学和实践方式进行改革的探索与实践,取得了良好的教学效果,以后我们将逐步完善学科竞赛的保障机制,以学科竞赛为平台,以赛促改,不断整合和优化该课程的教学内容、教学手段与方法、实践模式,更加有效地提升学生的工程意识和实践能力,满足社会经济发展需求。
作者:郭惠玲 单位:湖北工业大学轻工学部食品与制药工程学院湖北省协同创新中心
参考文献
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关键词:统计软件;实践教学;试验设计;制药工程专业;生物工程专业
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)05-0067-02 一、引言
制药工程专业和生物工程专业作为实践性和应用性均很强的工科类学科,不仅要求学生具有扎实的理论知识和合理的知识结构,还要求学生具有较强的实践能力和创新素质[1,2]。因此,在培养制药工程和生物工程专业本科生实践能力和创新素质的过程中,对学生能否熟练且主动地运用科学的方法来设计试验提出了要求。
众所周知,统计学课程不仅具有严谨的理论性和科学性,更是兼具极强的应用性和实践性[3],它涵盖试验的科学设计、试验方案的具体实施以及实验数据的收集、整理、分析等各个环节[4]。因而,在专业化统计分析软件日益渗透于科学试验设计以及实验数据统计分析等各个环节的大环境下[5],引入适当的统计学软件来辅助学生专业技能的培养,尤其是如何利用统计软件构建与理论教学相衔接的实践教学体系,将主导着整个工科专业实践教学效果好与坏的关键。
因此,在制药工程和生物工程专业的实践教学过程,以统计软件为媒介驱动学生主动设计并实施试验具有非常重要的意义。
二、以统计软件为媒介驱动的实践教学过程
(一)统计软件在实践教学中的作用
在制药工作和生物工程这两个专业的实践教学过程中,我们提出以统计软件主导学生独立设计、实施试验并对实验结果进行统计分析的教学模式。既在学生理解和掌握专业课程和统计学课程的理论知识基础上,使得学生能够根据实践内容主动利用统计软件完成试验的科学设计、实验数据的统计分析、结论的精确阐释等具体过程。以制药工程和生物工程专业常涉及的研究内容——微生物制药为例,如何优化微生物的发酵条件以提高药物产量是这些专业经常要面临的研究课题[6]。而采用怎样的试验设计方法进行优化,如何对获得的实验数据进行统计分析,无不与统计学课程的众多知识点密切相关。
(二)实施实践教学的具体举例
在制药工程和生物工程专业的实践教学过程中,我们以阿舒假囊酵母产核黄素的发酵培养基优化为切入点,学生可以利用统计软件自主选择不同的试验设计方法安排实验,如正交设计、响应面设计、均匀设计、二次正交旋转组合设计等。例如,有同学以阿舒假囊酵母发酵产核黄素的能力为实验考察目标,利用L9(34)正交设计方法对阿舒假囊酵母发酵培养基中的葡萄糖、酵母膏、玉米浆和KH2PO4进行了优化。他们所安排的实验因素和水平如表1所示,由统计软件自动生成的实验方案及各方案下的实验结果如表2所示。
学生根据表2的实验结果,借助统计软件进行方差分析,得到的分析结果如表3所示。
学生根据表2的极差分析和表3的方差分析最终得出结论:所考察的各个因子对核黄素产量均达到极显著水平,且影响大小分别为B因素(酵母膏)、C因素(玉米浆)、D因素(KH2PO4)和A因素(葡萄糖);其中,发酵培养基中有机氮源的用量对核黄素的合成具有重要的影响。
(三)实践教学的效果评价
在之前的实践教学过程中,学生面对实际的试验设计往往觉得无从下手。而将统计分析软件的应用融入到具体的试验过程中,学生在利用软件确定好试验设计方法后,逐步完成实验的实施以及实验结果的统计分析,直至得到科学结论。
整个实践教学过程,不仅调动了学生学习的主动性、积极性,更是提高了学生应用统计软件进行试验设计和实验数据统计分析的能力。因此,学生通过统计软件自行设计并实施试验方案,不仅提高了学生的实践动手能力和创新能力,更是对培养学生的科研素质起到了积极的引导作用。
三、展望
如何将工科类的本科生培养成为兼具实践能力和创新精神的高级专门人才,一直是高等教学工作者追求的目标[7]。尽管当前各高校日益注重实践教学的实施,然而在实践教学内容及方法的设置上却往往缺乏科学性,严重地影响了工科类专业学生实践能力和创新素质的培养。
我们从制药工程及生物工程的专业特点出发,提出了以统计软件构建与理论教学相衔接的实践教学体系,既在整个实践教学过程中以统计软件主导学生独立设计、实施试验并对实验结果进行统计分析,这将是适应制药工程和生物工程这两个工科专业发展趋势的重要环节和举措。
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关键词:制药流程;密闭生产;应用
随着社会经济的不断发展,我国的制药行业也在蒸蒸日上,而且人们为了使得药物在生产流程具有经济性、环保性等方面的特点,就将许多新型生产理念应用到其中,从而使得制药工程中药物生产的质量和效率得到进一步的提高。目前在我国制药行业发展的过程中,人们一般都是采用全密闭生产流程在对药物进行生产,这不仅使得药物在生产的过程中,不会受到外界环境的影响,提高了药物的质量和经济性,还对周围的环境有着一定的保护作用,有效的避免了在药物生产的过程中,一些污染物质出现在人们的生活当中。下面我们就对制药流程中全密闭生产系统的相关内容进行介绍。
一、全密闭产系统的特点
在对制药流程全密闭生产系统的相关分析时,我们必须要对全密闭生产系统的特点进行相应的介绍,只有这样才能让人们对全密闭生产系统有着全面的了解。其中制药流程中全密闭生产系统的特点主要体现在以下几个方面:
1)生产流程的全密闭性。在整个药物生产流程中,我们根据人们对药物生产质量的相关要求,在传统生产流程的基础上,对整个生产系统进行创新应用,使得整个生产系统的封闭性得到有效的提高,从而使得药物生产质量符合我国制药工程发展的相关规范。
2)即安全有环保。整个工艺流程在实际应用的过程中,由于是采用全密闭运行生产方式,这就使得药物生产的全过程和外界环境相互分离,这就使得工作人员在药物生产的过程中安全性得到了有效的保证。而且也有效的防止了以下有害气体进入到了人们生活环境当中,从而起到了一个良好的环保效果。
3)有着较高的回收益率。在整个全密闭系统中,药物生产所需要的原料和溶媒的利用率基本上达到了100%,而且整个系统中也不会出现物料遗漏等现象,这就使得药品生产中回收率大幅度的提高,从而使得制药工程的经济性得到了充分的体现。
4)系统的自动化运行。在制药流程全密闭生产系统运行的过程中,人们为了使其操作难度下降,我们也将一些新型的科学技术应用到其中,从而使得整个生产系统向着自动化、多功能化的方向发展,从而使得制药工作的强度得到了很好的控制。
5)可以对物料进行彻底的清洗。在对该系统设备进行洗涤的过程中,人们可以采用出现搅拌混悬的方法,来对滤饼进行彻底的清洗,从而使得制药流程全密闭系统的性能得到一定的提高。
6)在同种系统中我们可以对所用药物生产相关的操作流程进行控制,从而使得没有药物生产阶段都可以很好的衔接在一起,这样进行使得全密闭生产系统中的空间结构的利用效果达到了最大化。
7)在该系统中,人们为了使其洁净度得到有效的提高,就通过过滤干燥设备来对其进行处理,将药物生产中所产生的粉尘进行有效的处理。
二、全密闭生产系统简要介绍
1、全密闭生产系统
一个全密闭连续生产系统一般包括有一台以上的过滤洗涤干燥机组和气体输送料仓系统和称量分装系统三大部分组成,全密闭生产系统可以实现完全的自动化操作控制。系统的生产工艺简介如下:
1)先密闭整个机组系统,充入无菌惰性气体保护,从结晶器通过自动阀门向加入待处理结晶液,达到一定体积量后关闭进料阀。
2)通入惰性气体加压,通过底部的大型金属过滤板实现结晶液的固液分离。
3)结晶液固液分离后,对滤饼进行喷淋洗涤。
4)洗涤结束后通过液压装置下降搅拌装置进行搅拌,并同时利用搅拌内部的加热管路系统加热物料层,并严格控制干燥过程温度,否则会引起药品的降解失效。在加热干燥的同时进行系统抽真空操作,使溶媒快速蒸发,同时启动除尘器自动工作,保证真空系统的正常通风。
5)物料层干燥合格后(可以取样检测或自动过程分析PAT),停止真空,进入自动排料程序。
6)自动排料:在排料口附近通入高压无菌惰性气体(如N2气),同时在料仓侧抽真空,然后下降搅拌装置,控制搅拌转速和搅拌叶下降速度进行刮料、送料动作,使粉状物料快速通过排料阀进入料仓,当搅拌刮至接近金属过滤板层时停止搅拌下降,然后瞬间喷吹惰性气体,将底层物料全部吹至料仓。
2、全密闭物料传送系统
传统的罐式和立式干燥机等平底过滤设备的主要局限性是在最后卸物料时,操作动作复杂,而且很难将物料完全排干净,每一次卸料过程不但时间很长,而且造成大量的物料残留,影响收率,也容易造成药品之间的混批现象。最重要的是:以上传统设备卸料完毕后形成的散装物料的转运大多采用人工料桶搬运至下一分装工序,这种转运方式存在着物料跨越多个净化间,在转运过程中容易引起物料的二次污染,从而不符合cGMP对全程无菌操作的要求。
三、生产系统的三个阶段
1、第一阶段(主排料阶段):当干燥过程结束后,进入自动排料程序,先打开罐底侧面的排料阀,同时接通料仓的真空系统。而且在排料阀打开的同时,排料阀上的N2气阀亦同时打开,N2气从排料阀中部吹入,将排料阀中的料粉充分气流化,通过排料管道高速流向接收料仓。当物料粉到达料仓后,首先由于旋风分离作用和重力作用大部分料粉落至料仓底部,少部分随N2气到达上部的过滤器,被过滤器截留,通过反吹装置回收。
2、第二阶段(清除余料阶段):搅拌停止转动,然后罐体顶部的高压N2气喷吹阀启动,使高压N2气形成高速旋转气流,将残存的底层粉状物料全部吹起,形成气溶胶形态,然后吹进低压N2气,使罐内所有气溶胶快速从排料阀排除。用户可根据生产残留要求来设定高压喷吹次数,将残料完全排除干净。当物料全部进入料仓后就可以进行下一步料粉的封闭分装了。
3、第三阶段(称重分装阶段):物料排料进入密闭的分装系统中,可以在批量容器上准确地进行称重。对于以PE袋供货的产品,直接与干燥器出料口进行对接,经过振动筛物料进入立式储存管,然后通过震动管分装物料。对于料桶分装系统,物料通过密闭传输系统经定量分装阀进行分装。
四、结束语
总而言之,在当前我国制药行业发展的过程中,制药流程全密闭生产系统已经得到了人们的广泛应用,这不仅使得药物生产的质量和工作效率得到了有效的提高,还有着一定的环保效果。而且随着时代的不断进步,人们也将一些先进的科学技术应用到了其中,这就使得药物生产工艺得到了进一步的优化,从而有效的促进了我国制药工程的发展建设。
参考文献
1.1课件设计具有条理性课件与教材不同,课件是通过计算机的辅助帮助教师向学生传授知识,因此,课件制作应该与课堂教学思路紧密联系,其间需要充分体现严谨性和逻辑性。为了达到较好的教学效果,教师讲授知识的过程应符合学生的认知规律,往往采用渐进式、疑问式的授课方式,引导学生主动思维,自主发现问题和解决问题,那么课件的制作绝不是教材内容的生搬硬套,应采用“抛出问题———分析问题———解决问题”的思维模式,由浅入深,层层递进,从而提高课堂效率。
1.2课件安排具有交互性理论教学绝不是教师的独角戏,让学生成为课堂的主角,充分发挥学生主观能动性,在课件的安排上加入学生的戏份,提出问题,让学生自己思考和解决,让学生融入课堂教学,因此,课件需要具有“案例分析”“思考题”等模块,给老师和学生提供了一个互动的平台,可提高学生的兴趣并保证教学的质量。
1.4课件展示具有表现力多媒体课件具有呈现客观事物的时间顺序、空间结构和运动能力的特征。《制药化工原理》课程中涉及的基本原理是抽象的,而解决的却是制药过程中的具体问题,因此,利用多媒体课件的平台,将复杂的问题通过图片、及动画形象的表现出来,这种效果是教材所不能够达到的。在课件中引入了丰富的图片,动画辅助课堂的理论教学,可以达到较好的教学效果。
2《制药化工原理》多媒体课件应具备的特点
2.1简洁实用联系实际界面应简单,操作需方便,教师能够结合讲课中的实际情况设计课件,更好的发挥启发示的教学示范作用。例如,课件中可选编一些典型工程实例,帮助学生了解课程中相关公式定理的实际应用情况。
2.2条理清晰重点突出精心设计课件内容,改进教材编排不合理的地方,并且应符合学生的认知规律。课程内容应条理清晰,重点突出。例如,在章节前面可列出目录,使学生明确课程的基本结构;通过加入一些主要内容和重要知识点的提示,在结尾进行总结;也可用醒目的颜色标出重要概念知识点。
2.3色调明快动静结合精心挑选模板、设计图片动画,课件画面应生动,具有趣味性。课件中引入了教材上没有的图表,为典型设备及工艺过程可制作相应的动画,通过这种直观方式使学生对抽象的结构有着形象的认识,可激发学生的兴奋点从而活跃课堂气氛。
2.4公式推导英文注解针对药学类学生接触工科类课程较少,缺乏工程概念的特点,需对一些重要公式定理的进行了详细推导,剖析公式定理中每一项的物理意义,使学生在理解的基础上掌握知识点。在课件制作过程中,可对相关术语及工艺过程进行了英文注解,强调这些术语在工程中的习惯用法,为学生今后的扩展或深入的学习该门课程打下基础。
3《制药化工原理》多媒体课件在实践教学中的效果
关键词:制药工程;制药技术;药物;制药工业水平
医学药业是关系民生,关系人们生命健康的一个重要行业。随着社会发展以及国民经济水平的不断提升,当更多的疾病威胁到人们生命时,人们对医学药业的关注与重视便越发深入起来。制药工业是医学药业内一个重要组成部分,其承担着医学研究以及医学治疗的制药供药工作,是医学事业得以健康积极发展的重要基础。
一、我国药物的使用现状
药物在医学研究以及人类健康科学领域内都发挥着重要的作用。在过去一段时间里,人们对药物的管理组织工作并没有引起相关重视,对医学研究以及药物发明的了解更少,这种情况出现的原因主要还是在于当时人们生活品质的不好。社会经济发展落后使得人们无暇顾及温饱问题以外的其他事,对健康的关注也随之降低。而随着社会的不断发展以及国民经济水平的不断提高,直到现在,人们对医药的重视这才慢慢体现出来。现阶段,关爱生命,关心健康已经成为人们消费时预先考虑的一个问题,健康消费已然成为社会消费的主流。
近年来,我国社会总体经济得到了一定程度上的增长,人们的消费水平也逐渐提升,对各种新型产品的需求越来越大,当然,这其中也包括对医药产品以及医药制作、监督管理等相关要求。
通过调查得知,近几年来我国药品消费收入在总体消费收入中所占据的比例呈现出上升状态,并在一定基础上,相对地拉低了我国恩格尔系数,即食品消费收入在总体消费中所占据的比值。人们对药物的需求以及在实际生活中对药物的使用愈加频繁,药物使用量正在不断增长。
目前,药物及其相关产品的应用范围以及应用概念正在不断扩展,除了简单的治疗、预防以及疾病控制以外,还逐渐延伸和扩散到人们的生活质量、生命健康养护等各个方面。比如脱发生发、减肥美容、增智强身等与人们生活品质有所关联的需求上的应用,又或者是在抗抑郁、抗痴呆、抗流感和传染疾病等各方面医学新技术的研究成果上的应用,都在一定程度上为人们的健康消费提供并注入了新的内涵。
其次,随着医学研究范围的不断扩大,其所研究和发明出来的医药品种也变得丰富多彩。目前,药物治疗主要以个性化治疗为发展趋势,提倡针对患者的个人特点进行对应式治疗,以期更加快速、有效的完成治疗,恢复患者健康。这样的治疗方式对药品种类的需求将更加多样而丰富,长期发展下去,将对制药工业的健康、积极发展起巨大的推动作用。
就目前而言,我国人民对药品的使用情况,或者说药品的人均消费水平并不如美国、日本高,甚至还不到这两个国家的1/10,但是从其对值来看,美国占首位,从相对值来看,日本药品消费不亚于美国。美国、日本和德国三国的药品消费占世界总消费的一半还多。从国内来看,除了治疗用药,个人消费为主的保健品,如vc,卵磷脂等调理性药品,从非典时期以来明显增长。这些都表明人民健康意识、健康消费能力,健康投入正开始明显提高。
二、对我国制药产业发展的回顾
2l世纪是生命的世纪,健康产业的世纪,制药工业是健康产业的一个重要组成部分,制药产业要大发展,上新台阶,离不开制药工程技术的发展。不仅新品种要依托工程技术,实现产业化、商品化。老品种提高质量,降低成本,也要依托工程技术的提高。
从我国中成药业、化学制药业、药物制剂业到生物技术制药业的发展,都町以看到制药工程的作用。我国化学制药业近半个世纪来,从无到有、从小到大,已经成为国际化学原料药的主要生产国。这些原料药物都是过r专利期的普药。2004年出口近60亿美元,2005年估计近80亿美元。在达到质量标准的前提下,市场竞争就是价格竞争,而价格竞争的实质就足生产下艺的竞争。
中国的Vc经过十年的激烈竞争,已占国际市场的主体地位,象罗氏这样的维生素著名生产企业,现在已正式退出Vc生产领域。其中中国的二步发酵工艺工程技术起着关键作用。然而从世界看,印度、韩国、巴西等国也是普药原料药的生产大国。在不少品种中,其价格与质量比我们有优势,主要原因也是我们在工艺工程技术上略输一筹。我国的药物制剂技术,相对原料药生产技术而言要简单。相当一个时期,医药业的技术重点放在原料药生产上。原因是当时受外部制约,原料药进不来,只得自己搞,解决有无的问题。另一方面不少人认为制剂,诸如压片、装胶囊,是简单技术,没认识到制剂的复杂性。生物药剂学作为专门学科开始普及。
1982年人胰岛素工业化生产标志国际生物技术制药新时代的开始。虽然对基因工程、细胞工程药物的上游研究,虽然到80年代末,已基本掌握,但真正产业化生产干扰素、EPO、CSF等现代基因工程药物,是依托生物技术工程上的进展,基因表达和蛋白纯化获得了突破,到了90年代中期才成功的。目前我国企业虽已掌握了产业化的基本技术,但面对生物技术的快速发展,在许多方面有待提高突破。中成药生产虽已有千年历史,但直到上世纪70年代,还是作坊手工业为主。到80年代初,多功能提取罐等中成药成套设备历经选型设计、方案审查、试制运行、鉴定投产后,正式全面推广应用。与此同时,一批中成药企业进行了技术改造,从生产装备到厂房环境,发生了巨大变化。现在,随着流化一步制粒、喷雾干燥等设备广泛使用,特别是指纹图谱方法在质控技术中的应用,中药制药工程技术的内涵有很大的深化。
三、结束语
通过以上对我国制药产业发展历史的回顾,可以得出:我国医学产业的发展以制药工程为奠基,制药工程中所包括的化学制药、生物制药、中药制药以及药物制剂四大工程决定了我国制药工业水平的高低,也就是说,制药工程技术是影响并决定我国制药工业水平的重要因素。因此,在以后的医学研究以及制药工作中,务必要将制药工程技术作为医学研究以及药剂制作中的一项重要内容,不断创新思考,开拓进取,以促进我国制药工程技术进步为主要手段,进一步提高我国制药工业水平,为我国医药产业的健康协调发展做出重要贡献。
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关键词:生物技术制药;教学实践;教学改革;教学质量
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)09-0143-02
生物技术药物因毒副作用小、取材方便迅速,靶向作用强而被人们所接受,生物药品得到了迅猛发展,形成了新兴的生物制药高技术产业。生物技术制药是应用基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等现代生物技术研制蛋白质或核酸类药物。由于其重要的应用价值,生物技术制药也被选为生物技术专业的一门专业选修课。重点探讨生物技术新药设计思路、基因工程等技术研制新药的基本原理和方法。但由于该门课程是在继微生物学、生物化学、分子生物学、基因工程原理及技术、产品分离分析等课程学习的基础上开展的一门应用性、实践性强的学科。所以其在内容上具有广、多、繁杂、与其他生物技术课程内容相互交叉、应用性强等特点,如何选好教学内容,使用恰当的教学方法直接决定着该门课程的教学质量。近几年我们从教学重点的选择、教学内容的优化及教学方法的改革上进行了探索,取得了较好的效果。
一、调整课程结构,避免重复,突出重点
目前生物技术所包含的主要技术范畴有基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程及生化工程。因此基因工程原理及技术、细胞生物学、生物化学、分子生物学、微生物学等是目前生物技术专业的支撑学科,其内容也会被老师重点讲授,让学生牢固掌握。生物技术制药课程是建立在以上各种生物技术在制药领域中的实践性,应用性较强的一门专业课程,因此,在内容上该门课程覆盖面广,同时又不可避免地与以上各相关课程相互交叉,这使得授课难度较大,如果按照各章节内容全面讲授,会使学生感觉繁杂而乏味。这就需要根据本课程的特点和实际教学情况,大胆地进行课程改革,修改教学大纲,重点突出“生物技术”与“药物”的有机结合,把与其他课程交叉的内容在妥善协调的基础上不再赘述,进行明智取舍,这样可使得教学重点突出,内容得到了精简。课程由原来的32学时调整为24学时。
二、立足生物技术科学发展前沿,优化教学内容
目前课堂教学还是学生获取知识的主要形式。我们在讲授课程内容上求精求新,以增长知识,注重实践为目的,以阐明基本原理和研究设计思路为重点,结合科研中的最新研究实例介绍基本工艺,紧跟学科前沿和国家的发展需求,使授课内容贴近前沿、贴近生活与现实,培养学生的实践和创新意识。如基因工程制药是生物技术制药课程的重点内容,我们在讲授这一内容时首先会给同学们介绍制备基因工程药物的基本过程,让学生掌握基因工程制药的设计思路。然后我们会选择几个近期刚公开的专利作为实例介绍基因工程制药的具体工艺,让同学们将学到的理论与实际应用相结合,增强实践意识。最后我们进一步给同学们介绍目前我国863计划的实施情况,告诉他们基因工程药物、疫苗和基因治疗是国家863计划八个领域中的20个主题之一。这样的授课内容立刻激发了学生学习的积极性和主动性,使他们真正感受了到生物技术制药的重要性,增强了学生的实践和创新意识。
三、改进教学方法,充分调动学生主观能动性
鉴于生物技术制药的授课对象是已学了许多专业课的大四的学生这一情况,我们采取部分讲授内容先由学生发言、讨论,再由老师点评、补充总结的办法,使学生参与到课堂教学中来,让学生产生互动,活跃课堂教学气氛。比如我们在讲利用植物基因工程生产药物的实例时我们讲了一项近年刚公开的专利“利用水稻胚乳细胞作为生物反应器生产重组人血清白蛋白”。这个实验的具体内容对学生来说是新颖的,但从设计思路上同学们应该并不陌生,因为他们前期已经学习了分子生物学、基因工程原理及技术等分子生物学知识,同时他们也学习了植物组织培养等课程,了解了一些植物转化体系及转基因的方法。只是同学们将零碎知识系统起来分析解决实际问题的能力欠缺一些。于是我先让同学们自己设计思路,解决问题。最后老师在屏幕上放映了专利的完整内容,同学们感觉解决实际问题并不太难,自己学的东西原来离实际应用这么近。学习积极性得到了极大提高。
四、合理使用教学手段和工具,使抽象的内容直观化
目前多媒体因为具有图、文、声并茂,能使教学内容形象生动等特点而成为大学教学过程中最主要的教学手段。但有时我们会在教学过程中遇到演绎性强或最新发展的一些内容,这些内容并不容易用多媒体来演示,或找不到适合用多媒体演示的资料,这时我们要采用多种教学手段,充分利用身边的教具将抽象的内容讲解清楚。比如我们在讲酶工程制药中的分子印迹酶时,有些同学对“分子印迹”这一术语理解不透,于是我们从超市买来了小朋友爱玩的橡皮泥及一些简单的小模具。我们将小刀比作模板分子,将一小块、一小块的橡皮泥比作功能单体,当橡皮泥在小刀周围聚合后,取出小刀则形成了可以与小刀相匹配的空腔,我们将形成这个腔的过程称为印迹,同学们对这一术语立刻豁然开朗。
五、以科研促教学,提高教学质量,提高学生创新能力
现代生物技术的发展日新异,新理论、新方法发展很快,有些新内容只靠从文献中查阅有时会很难透彻理解,导致在课堂讲授过程中心里没底,而如果我们自己的科研工作正好涉及这一领域,则讲授起来就会有完全不同的感觉,这一点刘庆昌老师在“几点教学体会”中也有所提及。如果再在授课中添加一点自己最新的研究成果则会取得更好的效果。这样既会极大地提高学生学习的兴趣,激发学生的学习热情,同时又会提高老师在学生心目中的形象,达到了极好的效果。比如我在讲植物细胞工程制药一章时会结合国家目前正在实施的“转基因生物新品种培育重大专项”和自己的研究内容讲到一些新的重要功能基因及表达元件的克隆及功能鉴定,这些内容学生非常感兴趣,同时引导同学去想,去做,极大地提高他们的学习热情,激发了创新欲望,有的同学主动要求课余时间给老师当科研小助手。
六、寓德育教育于理论教育之中,增强学生的责任感,激发爱科学、爱祖国的热情
在大学教育中,除了帮助学生获得必要的知识、技能和能力外,帮助学生丰富和加强积极向上的健康的情感,帮助学生形成和发展优良的思想道德品质是大学教学的另一个重要目标。我们在教授理论知识的同时,注意将育人教育寓理论教育之中,培养学生积极向上的情感和爱国、爱科学的热情,取得了较好的效果。比如在讲基因工程制药一章时会讲到实例干扰素。我们告诉同学们基因工程人干扰素α-1b是世界上第一个采用中国人基因生产的基因工程药物。是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。然后我们再进一步以α-1b干扰素的研发、生产为例,介绍中国生物工程产业化的发展历程,使同学们通过了解深圳科兴生物制品有限公司的艰难创业、发展低谷和再创辉煌的发展历程,取得了较好的效果。当讲到该公司的艰难创业时教室里静悄悄的,同学们屏息凝气,静静地听着。随着老师的讲解当教学屏幕上出现“中国人是不甘落后的!再创辉煌!”时教室躁动起来了,同学们的脸上开始浮现出喜悦的表情,不少同学开始小声地交头接耳,脸上的表情由喜悦逐渐变成了一种自豪。当老师再次讲到现在人类基因组计划已经测序,有很多的疾病都可以通过基因工程药物来治疗时有的同学在摩拳擦掌。
总之,教学质量的提高离不开老师的辛勤工作和努力,但通过我们的精心设计和实施,取得较好的教学效果时我们又会深深地体会到教师在教学中的乐趣和价值。
参考文献:
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【摘要】 生物制药技术是一门新兴交叉应用学科,要求学生应该具备坚实宽厚的理论基础和解决生产实际问题的能力。文章对生物技术制药课程在教学内容和教学方法上的改进进行了总结;不断更新教学内容,让学生经常接触到学科的前沿知识和融会相关学科内容;充分利用现代化信息技术和教学工具,开展合作研讨性教学活动。
【关键词】 生物技术制药;教学实践;教学内容;教学方法
abstract:bio-pharmaceutical technology is a new applicational subject,it requires students possesses solid foundation to meet wide requirements and pay attention to practice. this paper summarized the teaching improvement and practice of biotechnological pharmaceutics in teaching contents and methods.continuously renovating teaching contents and combining correlated subjects,developing elicitation teaching methods,making full use of modernization information technology and teaching tools,developing cooperating discussion teaching activities were disscussed.
key words: biotechnological pharmaceutics;teaching practice;teaching content;teaching method
现代生物技术是一项与医药产业结合密切的高技术。生物技术制药是其应用的一个重要方面,是现代生物技术发展的一门新兴学科。随着生物技术制药产业的迅猛发展,社会对生物技术制药人才的需求也日益增加。针对这些情况,如何增强生物技术制药课程的教学效果,培养富有创新精神和具有实践能力的高素质生物技术药学的复合人才,是广大药学教育工作者所关注的问题之一。本学科的特点是不断引进现代生物化学、分子生物学、细胞生物学、微生物学和制剂学及现代基因工程等多学科的先进技术,研究天然产物、基因工程药物等,以及药物在体内和体外相互作用和药物大规模筛选的学科[1]。主要内容包括现代生物制药技术的基础理论和基本技术,生物药物的特点及分类,生物原料的保存与处理,生物药物的分离、纯化技术的原理及设备,生物药物的检定,基因工程制药、抗体制药、酶工程制药、植物细胞制药、动物细胞制药、海洋生物制药以及药物在体内和体外相互作用、药物筛选等。因此,本课程涉及的知识面广,内容多,不仅包括与生物技术相关的一些基本理论,还包括与药物制剂、药物质量控制等相关药学知识。现代生物技术科学发展迅速,使得这门课程内容的更新和扩展也很快。本文通过对生物技术制药的教学方法、学生的学习方法及实验进行多方位的改革尝试,采用多媒体教学等方法,取得了良好的效果。
1优化教学方法
教无定法,如果按照传统的教学方法,一定是教师看教材、写教案,然后再讲解,这样做学生有照本宣科、自己看书也会懂的感觉。在生物技术制药的教学中,根据该门课具有应用性强、结合实际紧密的特点,因此, 在教学内容的组织上,应坚持以基础性、发展性知识为主,一般性知识为辅的教学原则, 这不仅有助于学生完整知识结构的建立,也有助于学生创新能力的培养[2]。生物技术制药的内容多而散,学生经常反映“听懂容易,灵活应用较难,考试更难”。为解决这一问题,首先应帮助学生建立一个清晰的学习思路,把教科书上独立介绍的板块之间联系起来,增强知识的系统性和逻辑性,提高学习效率。如用图表的形式将生物技术制药每章的基本内容归纳总结,再用“流程图”的形式给同学介绍:内容简介(介绍一章的学习内容和要求)一剂型的定义、特点、分类、质量要求一制备的工艺流程一质量控制,学生通过比较可较容易地区分各种剂型的相同与不同之处,增强章节与章节之间的联想,起到举一反三的作用。
生物技术制药是一门综合性学科,生物技术制药的学习涉及到细胞生物学、生物化学、免疫学等生物学科以及生物技术制药、药理学、药物分析等药学学科。因此,在教学过程中,应注重各个学科之间的密切联系,引导学生复习相关学科知识,从而加深了学生对现学知识的理解,提高了教学效率。如在第三章动物细胞工程制药的教学中,我们就融合了药物分析、生物技术制药、药物化学等学科的相关知识。药物的质量控制是药物分析课上学习的重点,主要包括鉴别、检查、含量测定和稳定性研究,动物细胞工程药物的质量控制也是从这几方面来人手的,但是动物细胞工程药物又有其独特之处,对其质量控制的要求更加严格。因此将动物细胞工程药物与化学药物的质量控制做对比进行讲述,两者比较教学,加深了学生对抗体工程药物的理解,同时又复习了化学药物结构鉴定的知识。
因此,教师在教学中应以启发式教学为主,与学生共同运用前面所学的基础知识,分析药物制剂的设计原理、制备要点,以培养学生的思维能力[3]。对某些内容还可采用“以问题为先导教学法”,以培养学生的归纳总结能力和表达能力。即教师根据教学内容及教学大纲的要求精心设计一些问题,采用学生自学一小组讨论一课堂讨论一教师总结的形式,让学生有针对性地去学习有关知识,寻求问题的答案或提出解决问题的方法,由此可激发学生的学习兴趣与探索精神,培养综合应用所学知识及科学思维的能力。如胃癌,肺癌等恶性肿瘤严重危害人类健康,开发预防和治疗恶性肿瘤的疫苗和药物是目前生物技术制药研究的一个热点。在授课过程中,积极引导学生运用生物技术制药的基础理论知识对恶性肿瘤等疾病进行治疗的药物和相关诊断试剂的开发思路进行分析。这种启发式的教学方式加深了学生对pcr、免疫酶技术、免疫荧光技术的理解,培养了学生进行科学思维的能力。教学活动是由教与学两方面构成,只有将教师的讲授和学生的思维活动有机结合起来,学生才会对所学的知识记忆深刻;学生只有对所学内容表现出强烈的好奇心和求知欲,才会自觉地去思考。
小组合作研讨性教学是近年来广受重视的教学方式,具有学生参与度高、启发性强、趣味性浓、易于学生理解和掌握、利于学生综合素质提高等优点,我们在教学实践中开展了合作研讨性活动,收到良好的效果。如在讲授完动物细胞工程制药后,我们提出了“无血清培养基的研究进展”的研讨论题,学生分为小组分别准备,组织方案,每个小组分配一名代表表达自己的答案和思路。讨论时各个小组的代表各抒己见,相互评价,相互启发,气氛热烈,促进了研讨的深化,最后根据学生的研讨对论题进行总结和提炼,引导学生形成概括性的理解。在讨论过程中,要求学生对自己研讨问题的思考做成power point演示文稿,使自己的表达更清楚、更有条理。另外,通过在讲台上讲述,锻炼了学生的口头表达能力,提高了他们的综合素质。
2重视现代化信息技术在生物技术制药中的应用
运用集图、文、声于一体的现代信息多媒体教学模式来指导生物技术制药教学,充分发挥现代信息技术的特点,扩充新的教学内容,使其直观化、形象化,有助于学生对制药知识的掌握,增强学习效果。通过给学生观看部分教学的多媒体录像,加深学生对单调抽象的理论知识的理解,提高了学习效率。同时,在观看录像过程中穿插对学生进行提问,让学生带着问题想,带着问题学,有针对性地进行学习,引导学生主动思考。一系列的教学实践加深了学生对基本理论知识的理解。并且使抽象的理论变得更形象化。培养了学生的观察力、分析和解决实践问题的能力。充分利用现代化信息技术和教学工具提高教学效率,随着以计算机为核心的信息技术的快速发展,信息技术、计算机技术和教学的紧密结合将成为推动当前教学改革的强大动力[4,5]。充分利用各种信息资源库,访问各种电子化的课程资源库,获得与教学直接相关的素材和资料;使用各种多媒体百科全书光盘(如“科学大百科”、“药学大辞典”等),获得图文声并茂的教学资料;通过网络检索图书馆的相关资源。或者直接访问数字图书馆中的内容,获得学科的最新信息(如生物技术的专业网站http://, 医药专业网站http://等),从而更深刻地把握教学内涵,融会理论知识,了解该学科发展动态。例如,我们备课通过查阅国外的电子版教材,下载了各种色谱原理的flash动画,使抽象的理论变得更直观易懂,在讲授外源基因通过质粒载体在大肠杆菌中复制表达时,通过给学生看形象的动画,加深学生对知识的理解。现代生物技术发展迅速,现代信息技术在这门课程的教学当中显得格外重要,在授课时,采用集图、文、声于一体的多媒体教学模式,充分发挥多媒体的特长,扩充新的教学内容,使其直观化、形象化,有助于学生对生物技术制药知识的掌握,增强学习效果。
3课堂教学与实验教学相结合
实验教学是生物技术制药教学中举足轻重的环节。枯燥乏味的理论只有在实验课中才变得生动而具体[6]。应该说,理论教学和实验教学是生物技术制药中不可分割的两个方面,它们相互配合,相辅相成,占有同等重要的地位。要引导学生重视实验,提高实验教学质量应从以下两个方面入手:
3.1增加科研设计性实验力度首先,根据实际情况,教师设计题目,给出实验要求;其次,学生根据要求及所学的基础知识,查阅相关文献,设计实验方案:包括实验所需材料、试剂及规格,仪器及型号,详细的制备工艺流程,产品的质量检查方法及标准,并于实验开始前一周交至教师处;然后,教师仔细审阅学生的设计,如有重大错误则令其修正,其余将根据学生的需要准备相关材料及设备,并调试至正常,以便学生使用;至实验日当天,学生须在教师的监督下,在规定时间内独立完成自己的设计,在允许的时间内,可以重做,所得到的数据及成品须由教师签名认可并保留。最后,学生提交完整的实验报告,教师根据学生从设计到实施到完成报告整个过程的表现,给予评价[7]。
3.2增加实验经费,改善实验条件 目前各院校普遍存在教学经费短缺、实验条件简陋的现象。解决这一问题,一方面需要适当增加对实验经费的投入,添置必要的实验设备;另一方面对暂时无法开设的实验可通过多媒体教学、演示性实验教学、参观学习等方法来弥补,如可开设专题讲座及上网查阅资料,让学生了解当今国内外使用的较先进的生产设备及方法,国内外在制剂上的差距等信息,为以后的科研指明方向;还可组织学生到西南合成、重庆莱美、重庆前沿生物技术制药公司、重庆富进生物技术制药公司等制药公司实地观看生物技术制药等的生产全过程,加深其了解药品生产质量管理规范(gmp)要求等,提高学生感性认识,缩短实验室教学与生产实践之间的距离,提高学生适应制剂生产的能力。总之,根据我国现有国情,在节约的前提下尽可能让学生多动手,多参加实践,使学生的创造力及视野进一步提高。近年,社会制药工程人才的需求已发生一些变化,要求学生首先要有较强的动手能力,能完成相关的工作,其次要有综合运用的能力,学会分析问题,能将理论与实际有机地结合,还要有创新的能力[8,9]。开展教学改革后,学生的主动性和能动性得到极大发挥,学生可从实验课中学到更为实用的知识,弥补理论教学的不足,提高了其动手能力和综合运用能力,有利于学生毕业后在最短的时间内适应工作。
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关键词:工程性;化学实验;教学工程性
化学实验课程是制药工程、食品质量与安全及相关专业的实验课程,课程教学中十分注重培养工程设计的观念,以突出与基础化学实验课程的不同,在课程设置安排上,对于整个培养计划中的基础课和专业课,主要发挥着桥梁作用.而工程性化学实验课程对于制药工程、食品质量与安全及相关专业学生又是极其重要的必修课程.其基本任务是通过从工程设计的理念出发,要求学生使用一些相关专业培养过程中需要掌握的生产设备,或者模拟生产设备,亲身体会理论课中讨论的一些实验现象,通过动手操作拿到第一手资料,比起理论公式的推导,更能训练同学们解决实际问题的能力.某些具体实验操作可以请同学们先组队制定实验方案,在实验教师的主持下,各组之间互相找对应实验方案的不足,然后进行相应改进,相对于给同学们早已制定好的实验方案更有意义,让同学们更有自己做工程设计的感觉.通过本项目建设,目的在于探索一套适合医学院校制药和食品工程专业在工程性化学实验教学中确实行之有效的教学方法,切合工程性化学实验教学的直观性、示范性、实践性特点[1],在工程性化学实验教育领域具有重大意义.
1实验教学改革需具备工程设计理念
由于具有数字化的特点,同学们可以利用具体的实验装置的程序设定装置,设计实验进行的模式.例如:可以设计成先升温后降温,也可以设计成先降温后升温,比较实验结果是否有不同,不同点在哪里,如何解释这些现象.实验设计过程中首先要拟定一个具体的实验安排表以及对实验所得数据如何进行分析等.而工程性化学实验通常涉及多变量多水平的实验设计,如何安排和组织实验,用最少的实验获取最有价值的实验结果,将成为实验设计的核心内容.这就要求同学们在分组后,进行具体使用方案设计时,需反复推敲实验安排表,首先确定必须要测定的数据,有了实验主线以后,再研究哪些辅助数据也需获得,又不至于大幅度增加实验工作量.通过组内同学的认真讨论,可以拿出初步实验方案,再放到实验班级内部讨论,集思广益,最终形成可行性实验方案,交给实验教师审核.审核通过后,即可以开展相关准备工作,主要是具体实验步骤的制定,所需实验材料和实验试剂由实验中心提供.如何达到工程设计实验课的效果,预习工作是必要前提,由于工程设计实验课的特殊性,更要求同学们在工程设计实验课之前进行认真的预习和对各相关接触到的单元操作生产设备、实验流程、数据监控点、操作安全要点等问题的了解和熟悉.具体要求如下:(1)要求学生认真阅读实验指导书,对照理论教材以及相关的参考书,找出应事先掌握的知识点,明确所做实验的目的、任务和操作要求;根据具体实验任务,分析所需使用的理论依据;通过以上要求的信息,构思详细的实验流程、确定所需使用的实验装置;在实验安排表上每个栏目框中标出应该测取的是哪些数据;实验小组通过以上一系列工作后,可以拟定出初步的实验方案等.(2)要求学生熟悉实际的实验装置和流程,能够很清晰地判断出需测控的数据点,了解需操作的生产设备或模拟生产设备和相关仪表的具体型号、仪器启动程序及相应开关的调节方法,熟悉仪器操作要点和操作过程中的注意事项等.(3)为了使在工程性化学实验中获得的实验数据点在所绘坐标轴上分布均匀,实验前需初步确定出被测参数合理的实验数据间隔,并预估实验数据根据实验条件的改变而发生的变化规律.(4)最后,在具体开始操作实验之前,需要求学生写出完整的预习报告,工程性实验报告中要明确此次实验的目的和任务、实验原理、装置流程示意图、实验步骤及操作注意事项等;在实验前设计好原始数据记录表,在表格中应该记下各项数据量的名称、符号和单位等.实验教师要有意识地影响并引导学生,促进学生创新精神的形成和发展,这就要求教师必须努力注意创新教育的重要性.在工程性化学实验教学过程中,要宽容学生在实验操作中的失误,实验教师可以对其预习报告中不合理的部分进行适当的引导.
2工程性化学实验教学改革的探讨
基于工程性化学实验的特点,应提高课堂演示实验的可观察性,注意培养学生的观察能力.在工程性化学实验课堂教学中,实验操作是实验教学的核心环节,学生只有通过操作才能了解和领会单元操作生产设备及实验流程,做到了解如何实现实验过程的优化,通过分析各种非正常实验现象产生的原因并讨论研究需要采取的调整措施.实验操作中应注意:(1)学生进行工程性化学实验时,首先应仔细检查实验装置及实验仪器仪表是否完好可用,对实验动力设备如电动机、风机、泵等运转设备必须进行详细检查;而对于各种阀门,尤其是一些回路阀或旁路阀,在实验前更应仔细检查其处于开启或关闭状态,对于具体的实验要求,做到应打开的阀门需打开,应关闭的阀门要关闭,避免造成不必要的损失.实验小组准备完毕后,在实验教师检查确认正常后,方可开始进行操作.(2)学生实验中应该密切注意实验仪表上的显示数据的变化,通过在实验操作中的及时调节,使整个实验过程在规定的实验条件下顺利进行.在实验操作过程中,实验条件改变后,学生不能急于记录相关实验数据,由于工程性化学实验中的所用的实验设备需要一段时间稳定,而且相关的实验仪表也常常存在滞后现象,因此提醒学生一定要在实验过程稳定后,方可取样或读取相关实验数据.(3)在工程性化学实验过程中,提醒学生切忌只顾埋头操作和在实验设备上读取相关数据,而往往忽略了真正重要的对工程性化学实验过程中相关实验现象的仔细观察.一定要告知学生,工程性化学实验现象往往与工程设计的内在机理和科学规律密切联系,例如蒸馏塔板上气液两相的接触状态与交换效率的关系.要求学生自觉培养在实验操作过程中勤于观察、善于观察的习惯,是制药工程和食品质量与安全等相关专业工程技术人员及科研工作者所必备的专业素质.(4)经常遇到的情况是工程性化学实验操作过程中往往会出现实验小组预想不到的异常现象,或者实验数据比预测情况出现明显误差时,要求学生应在实验数据记录中如实注明.实验结束后,实验小组同学应与实验教师一起认真讨论,讨论研究异常实验现象发生的原因,通过及时发现问题、解决问题或者对异常实验现象做出合理的分析、解释.(5)在具体工程性化学实验过程中,要求学生认真记录事先拟定好的原始实验数据记录表格,特别需要强调的是一定要保证实验数据可靠、清楚、完善,按制药工程等工程类专业现在的GMP(GoodManufacturingPractice)规范要求认真填写,必须真实地反映实验仪表的准确度,一般要求学生记录数据要达到实验仪表上最小分度以下一位数;实验数据记录后应及时请小组其他同学复核,以免由于匆忙而发生读错或写错的情况;所测工程性化学实验数据的名称、符号、单位也应做出相应的注明.(6)实验结束后,实验小组的实验数据经指导教师审查合格后,结束实验操作.按照实验操作结束流程,对照工程性化学实验操作规程关闭相关实验仪器设备,关闭总电源.最后,实验小组一定要将实验场地打扫干净后,经实验教师的同意后,方可离开.因此,对于工程性化学实验教学,完成以上实验教学改革的要求,实验教师不但自己要做好实验前的准备工作,更要强调学生做好充分的预习工作[2,3].
3改变传统基础化学实验报告模式,完善工程性化学实验报告
相对于传统基础化学实验报告,工程性化学实验报告有着其不同的特点.对于制药工程、食品质量与安全等专业,工程性化学实验报告是对实验工作本身和实验工作对象进行评价的主要依据,也是实验工作的全面总结和系统概括,是实验工作中不可缺少的重要环节.要求学生如实书写实验报告的过程,就是对工程性化学实验过程中所测取的数据加以处理,对学生所观察的实验现象加以分析研究,便于从中找出实验现象中的客观规律和内在联系的过程.如果学生做了实验而不写实验报告,就等于做实验有始无终,半途而废.因此,对于制药工程、食品质量与安全等专业的学生而言,通过进行工程性化学实验并认真写出实验报告,是一种必不可少的基础训练.由于,工程性化学实验不同于基础化学实验,所以实验教师应提倡学生在正式实验报告前应该先写实验摘要,目的是训练学生综合分析、概括问题的能力.工程性化学实验报告一般有以下几点要求:(1)要求学生规范书写工程性化学实验报告,首先每篇工程性化学实验报告应有准确的名称,需列在实验报告的最前面,实验报告名称力求简洁、鲜明、准确.简洁,就是字数要尽量少;鲜明,就是让看实验报告的人一目了然;准确,就是能恰当反映实验的内容.(2)要求学生明确实验目的,需简明扼要地说明为什么要进行这个实验,做这个实验要解决实际生产遇到的什么问题,常常是列出一二三条等.(3)要求学生写清楚实验的理论依据———实验原理,需简要说明实验所依据的基本原理,包括实验所涉及的主要概念、实验依据的重要定律、公式及据此推算的重要结果,务必要求学生书写准确、充分.(4)特别突出的也是与基础化学实验报告差别较大的是要求学生务必画出实验装置示意图,并标明所用实验设备和仪器仪表的名称、型号,这些其实是工程性化学实验报告的关键所在,正如地理课中的地图一样,让看实验报告的人能够一目了然,获取大量主要信息.描绘完实验装置示意图,还需让学生在图中标注出测量数据的测试点,最后在该图的下面写出图名及各设备仪器的标号.(5)要求学生在工程性实验报告中标明实验操作方法和安全要点,这是保证工程性实验报告中实验数据准确性的重要之处.可以要求学生根据实际操作程序,按工程性化学实验进行的时间的先后划分为几个步骤,这样会使得整个操作步骤条理更为清晰.如果在实验步骤的划分过程中,能够按照以改变某一组因素(如温度参数或流量参数等)作为一个步骤,这样的话,对于实验操作过程的说明,就会更加简单、明了.而对于整个实验过程的安全要点要在操作程序中需特别标注,这是因为对于容易引起危险、损坏仪器仪表或反应设备以及一些对实验数据影响比较大的操作,一定要在注意事项里给予特别突出的标示提醒,以引起实验操作者的注意.(6)要求学生认真完成实验数据记录,因为实验数据是实验过程中从测量仪表所读取的数值,所以一定要根据工程性化学实验中的仪表的准确度决定实验数据的有效数字位数.其中,学生读取实验数据的方法正确与否,是准确记录实验数据的保证.若实验操作过程中,由于时间有限,可以先记在原始数据记录表格里.同时,需记录的实验数据较多时,此原始数据记录表格宜作为附录放在报告的后面.通过以上几点工程性化学实验报告中的规范书写,既突出了工程性化学实验报告有别于基础化学实验报告,同时又体现了工程性化学实验报告自身工程设计的特点.
4工程性化学实验中创新思维的培育
作为医学院校,面临着工程性化学实验薄弱的现实,怎样适应新的挑战,实现既定的教学目标,培养同学们的工程设计观念,激发同学们学习工程性化学实验的积极性,这些都需要通过创新来完成.由于工程性化学实验是制药工程、食品质量与安全及相关专业的基础,因此在工程性化学实验教学中的创新思维的培育显得尤为重要[4,5].例如:在对流传热实验中,实验教师可以要求各实验小组同学分别读出不同温度区间冷流体水的进出口温度t1和t2,以及热流体空气的进出口温度T1和T2,同时在实验操作过程中改变热流体的流量并读取数据.而最后,全班同学都可以一边观摩展评,一边接收别人评价的信息,学生之间的交互性更强,则有利于其创新能力的培养.这是用大屏幕投影仪和传统的电脑室所无法达到的.通过诸如以上在具体工程性化学实验课程教学中的一系列创新,制药工程、食品质量与安全专业学生的相关学习成绩普遍提高,激发了学生的学习热情,挖掘了学生潜力,发展了学生个性,较全面提高了制药工程、食品质量与安全专业学生综合素质.
5坚持绿色工程性化学实验
在工程性化学实验中,因为实验用品用量普遍较基础化学实验用量多,所以对有安全绿色环保工程性化学实验创新思想的学生予以加分和表扬,以此加强学生的工程性化学安全和绿色意识.我们还向学生提出了绿色工程性化学实验的原则———循环实验,其内容是遵循绿色工程性化学实验原则,即本实验室除普通垃圾外无化学试剂类废弃物,设计绿色工程性化学实验工艺来完成这一目标.综上所述,作为医学院校如何办好像制药工程、食品质量与安全等工程类专业,为了弥补工程性化学实验教学相对薄弱的现状,必须进行一系列的工程性化学实验教学改革,创新教学方法,从工程性化学实验的预习、实验操作过程中的注意事项、工程性化学实验报告的规范书写等方面,对学生提出不同于基础化学实验的要求,以培养制药工程、食品质量与安全等工程类专业学生的工程设计理念,提高工程设计、解决实际问题的能力,从而达到专业培养目标.
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