制药分离工程课程教改

[摘要]四川大学坚持面向工业、服务社会的人才培养目标，在提高制药分离工程课程质量方面进行了一些探索。文章从制药分离工程课程的特点和内容出发，在教学方法、教学资源、考核方式等方面提出教学改革举措，具体包括重视互联网技术和多媒体技术的灵活运用、开展企业见习、多元化评价学生的理论知识与实践能力，以期提高学生的专业素养和工程应用能力。

[关键词]制药分离工程;课程改革;教学方法

制药分离工程对分离、纯化医药目标产物具有重要的意义。随着现代医疗保健行业的发展，制药工业面临着愈发激烈的竞争。药品质量标准的严格化和药物种类的多样化，导致制药工程行业对制药工程人才的培养提出了更高的要求。制药分离工程课程是一门与物理、化学、生物等基础课程息息相关的必修课程，具有鲜明的工程应用特色和综合性强、内容广泛等特点[1]。目前，制药分离工程课程教学改革已经取得了一定的成效，但考虑到互联网技术已深刻影响到高等教育发展，因此教学方式走向多元化必然成为满足现代高校多样化和差异化人才培养需求的有效手段。为了培养具备工程实践能力的高素质人才，四川大学坚持“立足基础、面向工业、服务社会”的办学理念，以“精英教育、质量为本、科教结合、学科交叉”为人才培养指导思想，将本课程的教学目标设定为：1.教授学生制药分离技术的基本原理，要求学生掌握重要公式的推导过程，明确公式的物理意义;2.使学生能够根据制药行业要求，针对不同产品的特性，综合利用适当的分离技术，制定经济上合理、工程上适用的制药产品分离工艺路线;3.启迪学生的工程思维，培养学生解决实际问题的能力，激发学生对专业的热爱及持续的职业追求。为了达成课程教学目标，制药分离课程组从教学内容与特点出发，对课程教学方式、教学内容及评价方式进行了系统的改革。

一、制药分离工程课程的教学内容及特点

我校制药分离工程课程于1998年开设，不仅是制药工程专业的主干课程，还是学生将来从事制药、精细化工及相关领域分离、提纯研究与开发工作的知识储备性课程，内容涵盖制药工业分离手段的原理、方法、设备及应用场景。该课程旨在使学生基本掌握制药产品分离技术，并在此基础上了解新的概念、知识和技术，以便将来快速适应化学制药、生物制药、天然产物和中药制药等产业领域的工作。目前，该课程已经成为我校化工类课程体系的重要组成部分，每年有100余位学生学习这门课程。

制药分离工程是一门综合性应用学科，借助学科知识，专业人员可以动物组织、植物组织、微生物等为材料，从中提取分离蛋白、核酸、抗生素等生物产品[2]，这其中涉及多组分多物系分离过程的原理、流程、计算及应用。本课程的学习需要其他学科的基础知识作为支撑，如化工原理课程中的萃取、蒸馏、干燥等分离原理，生物化学实验课程中的离心、过滤、细胞破碎、电泳等分离方法，仪器分析课程和实验中的液相色谱、亲和色谱、沉析等技术。其中，膜分离、吸附过滤、絮凝和沉降等料液处理办法，尤其是在实际分离中有广泛应用的亲和吸附技术、反胶束萃取技术、超临界流体萃取技术及固相微萃取技术等，可在本课程中深入学习和实践[3]。

制药分离工程课程内容覆盖面广、应用性强，侧重培养学生工作所需的实践和创新能力。理论与工程实际紧密结合的特性，要求该课程的教师既注重理论课程教学，又注重加强实践教学，同时鼓励学生自主设计制药分离新方法。为此，我们对制药分离工程课程进行了改革，建立了一套相对完整的教学体系，以期提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的工程实践、技术改造及科技创新能力。

二、教学方法改革

(一)教学方法多元化

如今，互联网技术正迅猛发展并快速应用到各个领域，各行各业都在凭借互联网传播速度广、工作效率高的优势，积极推进本行业与“互联网+”的融合。近年来，高校组织和参与的各类“互联网+”竞赛推动了教学模式的革新和教学手段的多元化。在制药分离工程课程教学中，教师也可以借助多媒体手段，将抽象的概念、公式等知识通过图片、视频等形式展现出来，以吸引学生的注意力，增强学生的理解与记忆，从而有效提高教学效果。教师在制药分离工程课程教学中融入动画、影像和图像模拟演示等，有利于营造出更加轻松和活跃的课堂氛围，从而帮助学生全面深入地学习课程知识。

目前，大学课程的线下教学具有互动及时的优点，但受众面较小;网络教学受众面广，但不利于学生深入理解所学知识。因此，我们借助“互联网+”的优势，构建了“线上+线下”多层次的教学体系，综合运用多种教学手段满足学生多元化学习的需求。其中，网络课程可以支持学生跨校上课，在疫情期间已经得到了广泛的应用。

为了调动学生理论学习的积极性，加强学生对基础知识的理解，本课程以讲授为主，结合小组讨论、课堂展示、课程论文等多种形式的教学方法开展教学。由于工科大三学生已经掌握了微积分、热力学等基础理论知识，因此教师的首要任务就是给学生埋下“工程”的种子，通过在每章内容教学中融入具体的药物制备案例，介绍不同药物分离过程的重难点，引导学生应用所学知识理解和掌握制药分离过程中的基本理论和基本技术。在教学中，教师采用小组讨论的方式启发学生对分离工程问题的思考，采用课堂展示的方式提高学生的课堂参与感，锻炼学生查找资料、归纳总结的能力及阐述成果的能力，并采用课程论文的方式促进学生对学科前沿技术的学习和理解。

为了实现化工学院着力培养适应现代工业生产与发展需要的高素质专业技术和管理人才的目标，制药分离工程课程必须增加实践操作内容，训练学生的实践创新能力。在实际生产中，制药分离过程操作复杂且应用场景广泛，单一的课堂教学方式难以有效培养学生的实践能力。因此，在工程单元、分离工艺等专题学习中，我们让学生到企业进行认识实习，在企业研究人员的讲解下认识分离原理、分离工艺流程的应用过程，从而真正体会理论与实践的结合。在实施制药分离工程课程教学改革过程中，教师要转变教学观念，合理设置教学内容，适当调整理论学习和实操的比重，从而有效提高课程教学质量。

(二)教学资源共享化

在原有课程录像资源的基础上，化工学院完成了课程全程录像，同步更新了教学视频、课件、在线答题与评分体系。随着《制药分离工程案例版》(由科学出版社出版)主干教材的出版和使用，为了适应制药工程专业学生培养的最新需求，我们精心制定了教学大纲并进行分类细化，具体措施包括：修改、更新制药工程专业学生的网上学习资料及《制药分离工程案例版》对应的教学大纲;建立学生学习自我评价体系;充分利用雨课堂及其他智慧教学系统增强与学生的互动。在此基础上，我们后期还会针对制药工程专业特色，更新和开发网上资源，建立更为丰富多样的自学习题库资源，新建学生学习自我评价系统和教师在线评价体系，建立师生互动平台和更新教学PPT资料。丰富的网上课程资源可以与其他院校共享，让更多的学生受益。

(三)考核方式多样化

传统的考核方式是通过期末考试对学生的理论知识学习情况进行考查，这难以全面考查学生掌握知识和应用知识的能力。近十年来，我们逐步建立了成果导向的课程目标评价机制，将本课程的考核内容分为以下四个部分：1.平时成绩，包括学生的出勤率、课堂参与问题讨论的积极性及课后作业的完成度;2.课堂展示，即学生参与课堂展示时的PPT内容和演讲情况，重点考查学生对相关内容的掌握程度;3.实践考核，包括学生在企业见习中了解的分离工程应用实例和学习的分离技术，以课后论文形式进行考核;4.理论考核，即期末考试成绩。各考核项目在最终成绩中占有不同的比重，这样获得的最终成绩能够客观体现学生理论知识学习和实践能力掌握情况。我们还针对课程目标的整体达成度、各课程目标的达成度和学生个人的目标达成度及其分布，对考核结果进行分析，为改进教师教学提供重要的依据。该方法已被其他几十所院校采用，产生了显著的推广示范效果。

三、结论与展望

制药分离是原料药生产的下游加工过程，该阶段的成本往往占到制药总成本的70%～90%。分离方法、设备、工艺的不同，对分离产品的纯度、能量消耗和“三废”排放影响巨大[4]，我国的制药分离技术虽然有了很大进步，但是大多数企业的生产过程仍以传统的分离技术为主，与发达国家存在一定差距。当前，绿色化学、绿色制造的概念深入人心，新一轮产业革命将以绿色发展和智能制造为核心，引领世界未来发展的趋势，形成新的行业标准和工业模式。制药工业只有坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，改变传统高耗能高污染的状况，才能从低端向高端转型[5]。

本文针对制药分离工程课程内容覆盖面广、应用性强的特点，结合现代互联网技术在高等教育中的应用，提出了教学改革的具体措施，包括：改变传统的以板书和PPT为主的教学方法，借助互联网资源和多媒体技术引入多元化的教学方式，将抽象的知识形象化;将课程资源同步到网上，方便学生反复学习，提高教学效率;摒弃过去单一的考试模式，引入包含平时成绩、课堂展示、实践考核、理论考核的过程性考核方式。实践表明，此次教学改革提高了学生处理实际分离工程问题的能力和综合素质，有助于教师团队总结经验并持续改进。

参考文献：

[1]宋应华，许惠，叶梅，等.制药分离工程课程教学改革与实践[J].高师理科学刊，2018，38(8)：103-105.

[2]付跃，何海燕，罗奉奉，等.高校生物工程专业生物分离工程教学改革初探[J].广东化工，2019，46(6)：240-241.

[3]李洁琼，齐滨，于波，等.制药分离工程教学改革探索与实践[J].教育教学论坛，2017(11)：83-84.[4]李淑芬，白鹏.制药分离工程[M].北京：化学工业出版社，2009.

[5]杨明，伍振峰，王芳，等.中药制药实现绿色、智能制造的策略与建议[J].中国医药工业杂志，2016(47)：1205-1210.