制藥工程探索性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究

時(shí)間:2022-01-17 09:34:43

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制藥工程探索性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究

[摘要]在OBE理念的指導(dǎo)下,將科研成果轉(zhuǎn)化成探索性實(shí)驗(yàn),并取得了良好的教學(xué)效果。取得成功的關(guān)鍵因素是轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、轉(zhuǎn)變師生角色、合理劃分小組、建立科學(xué)的評(píng)價(jià)體系。在教學(xué)實(shí)施過程中,切實(shí)激發(fā)了每位學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性,發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性,提升了綜合運(yùn)用知識(shí)分析和解決問題的能力,提高了批判思維的能力,切實(shí)促進(jìn)了他們的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新實(shí)踐能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神,達(dá)成了制藥工程實(shí)驗(yàn)課程的培養(yǎng)目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]OBE理念;探索性實(shí)驗(yàn);制藥工程

1基于OBE理念創(chuàng)設(shè)制藥工程專業(yè)探索性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.1轉(zhuǎn)變教學(xué)理念

成果導(dǎo)向教育(Outcome/ObjectiveBasedEducation,OBE)是WilliamG.Spady于上世紀(jì)八九十年代創(chuàng)設(shè)的。其核心是以培養(yǎng)學(xué)生的能力為目標(biāo)導(dǎo)向進(jìn)行各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)。也就是說教學(xué)方案制定者應(yīng)當(dāng)明確當(dāng)前專業(yè)領(lǐng)域?qū)W(xué)生應(yīng)具備的技能要求,明確學(xué)生畢業(yè)后需要的知識(shí)和能力,并據(jù)此設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)。在此理念的指導(dǎo)下,我們將實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容設(shè)計(jì)由基于學(xué)科的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)榛趯W(xué)生就業(yè)與發(fā)展需要的設(shè)計(jì)。將制藥工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求定位為“掌握制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本技能;具有藥物設(shè)計(jì)、開發(fā)能力,并體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí);具有安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展理念;能夠利用計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)獲取、處理和運(yùn)用制藥學(xué)及相關(guān)學(xué)科信息;具有文字與口頭表達(dá)、交流能力;具有協(xié)調(diào)與團(tuán)隊(duì)合作能力;具有適應(yīng)未來科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能力?!睘閷?shí)現(xiàn)這一目的,我們引入了探索性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,讓學(xué)生接受一個(gè)全新的開放性的課題、自主探索解決方案;以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)為主要特征,用心創(chuàng)設(shè)相關(guān)的條件和氛圍,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,使學(xué)生成為新工科體系下需要的人才。

1.2設(shè)計(jì)符合

OBE理念的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以O(shè)BE理念為指導(dǎo),我們認(rèn)為探索性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)該具有前沿化、系統(tǒng)化的特點(diǎn),同時(shí)增加一些關(guān)于實(shí)驗(yàn)室安全、實(shí)驗(yàn)環(huán)保及綠色設(shè)計(jì)等內(nèi)容,學(xué)生以小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并集體進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,適當(dāng)運(yùn)用計(jì)算機(jī)相關(guān)軟件。因此,在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)踐中貫徹以科研問題為導(dǎo)向,以體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性、前沿性和開放性。例如實(shí)驗(yàn)“油茶活性成分納米粒制備及與動(dòng)脈粥樣化相關(guān)因子的作用模擬”和實(shí)驗(yàn)“油茶皂苷黃酮鋅化合物的合成、表征及其活性研究”均依托于任課教師的科研項(xiàng)目。按照?qǐng)D1所示的思路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),每個(gè)實(shí)驗(yàn)根據(jù)藥物開發(fā)流程分為三個(gè)模塊,每個(gè)模塊均由問題和任務(wù)構(gòu)成[7]。

2探索性實(shí)驗(yàn)具體實(shí)施過程

2.1課前準(zhǔn)備階段

(1)因?yàn)樘剿餍詫?shí)驗(yàn)內(nèi)容來源于科研項(xiàng)目,不能像傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)菢釉诠潭ǖ臅r(shí)間內(nèi)完成,而需要學(xué)生提前進(jìn)行研究探索。因此,在開課前1周為準(zhǔn)備期。教師開設(shè)輔導(dǎo)課,將具體實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求和目?biāo)問題清晰地告知給學(xué)生,要求各組學(xué)生分工進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)的檢索、分析和總結(jié)、制定出至少兩個(gè)詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案,撰寫研究計(jì)劃書,準(zhǔn)備開課前匯報(bào)。同時(shí)建立qq群或微信群,以便于師生之間及時(shí)進(jìn)行溝通和交流,提高教學(xué)效率和效果。(2)開課第一天,各組用ppt分別向老師及同學(xué)報(bào)告實(shí)驗(yàn)方案及設(shè)想,必須包括可能遇到的困難及解決預(yù)案、可行性分析等。每組匯報(bào)時(shí)間10分鐘,之后,由其他同學(xué)提問,報(bào)告人共同回答,若遇到疑難問題,則教師給予提示和引導(dǎo)。在這一互動(dòng)環(huán)節(jié)中學(xué)生變成了主體,他們的自主學(xué)習(xí)為提升教學(xué)效果提供了保障。最后,教師可從資料的檢索、方案的可行性、PPT制作技術(shù)、小組成員的協(xié)作效果等方面進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)安全要求、試劑管理等實(shí)驗(yàn)室的具體情況,提出方案的修改建議,各組開始準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需試劑、儀器設(shè)備等。

2.2課堂實(shí)施階段

實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的內(nèi)容重點(diǎn)在于每組學(xué)生基于本組實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)夭僮?、仔?xì)全面地觀察、翔盡地記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。教師巡回式觀察,隨時(shí)糾正學(xué)生不合規(guī)范的操作,并探討實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和提出問題。如果實(shí)驗(yàn)遇到阻礙,可引導(dǎo)他們適時(shí)調(diào)整方案,更好的進(jìn)行下一階段的工作。因探索性實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長(共需2~3周),學(xué)生需要嘗試多種方法,實(shí)驗(yàn)過程中如遇到困難或問題有可能停下來重新進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、小組討論等,教師不可能隨時(shí)在學(xué)生身邊。非工作時(shí)間教師會(huì)通過QQ、微信、電話等方式與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)交流,學(xué)生也可以直接去辦公室找老師進(jìn)行探討。教師根據(jù)學(xué)生反饋及時(shí)進(jìn)行反思,了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,同時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),不斷完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)。

2.3課后總結(jié)階段

整個(gè)實(shí)驗(yàn)完成后,每個(gè)小組集體進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,每個(gè)學(xué)生獨(dú)立撰寫科研論文式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。然后每組制作PPT,進(jìn)行第二次課堂總結(jié),包括報(bào)告、提問和教師點(diǎn)評(píng)等環(huán)節(jié)。在這一過程中,學(xué)生最重要的收獲是組織、交流溝通能力的提升和批判性思維的樹立。表1總結(jié)了整個(gè)實(shí)施過程。

3探索性實(shí)驗(yàn)的考核評(píng)價(jià)體系

OBE的考核評(píng)價(jià)體系標(biāo)準(zhǔn)是梯次的、進(jìn)程式的、高期許度的形成性評(píng)價(jià)[8-9],且從探索性實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)和過程來看,它是科研小組共同完成的小型科研課題。因此,探索性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的考核不能與傳統(tǒng)類型實(shí)驗(yàn)的考核相同,而一定要體現(xiàn)其學(xué)術(shù)性特色[10]。在實(shí)驗(yàn)考核中加入的答辯環(huán)節(jié),就是為了體現(xiàn)這一特色。PPT答辯能極大地提高學(xué)生進(jìn)行學(xué)術(shù)研究的神圣感,側(cè)面促進(jìn)了學(xué)生進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn)的熱情和端正的研究態(tài)度。圖2是我們?cè)O(shè)計(jì)制定的金字塔型探索性實(shí)驗(yàn)考核指標(biāo)體系及權(quán)重。首先小組成員互評(píng),主要考察成員在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中的貢獻(xiàn)度,占40%;然后是指導(dǎo)教師評(píng)價(jià),主要從實(shí)驗(yàn)報(bào)告和團(tuán)隊(duì)合作方面進(jìn)行考察,占30%;同時(shí)還要進(jìn)行小組間互評(píng),主要考察各小組的PPT成果答辯,占20%;最后還有10%的獎(jiǎng)勵(lì)評(píng)價(jià),指導(dǎo)老師可根據(jù)學(xué)生的具體表現(xiàn),對(duì)于表現(xiàn)出色的學(xué)生可以給予1~10分的獎(jiǎng)勵(lì)分?jǐn)?shù),以鼓勵(lì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、環(huán)保方案和外語能力等。

4探索性實(shí)驗(yàn)實(shí)施的效果和體會(huì)

每年學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后,我們都會(huì)進(jìn)行問卷調(diào)查,根據(jù)學(xué)生反饋的意見,及時(shí)總結(jié),不斷完善教學(xué)的具體實(shí)施步驟和節(jié)奏。學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)時(shí)這樣總結(jié):“在完成探索性實(shí)驗(yàn)的過程中我逐漸對(duì)‘創(chuàng)新能力’有了深刻的理解,只有掌握這一領(lǐng)域的基本知識(shí),才能運(yùn)用自己的思維實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新”?!疤剿餍詫?shí)驗(yàn)無疑是對(duì)我們學(xué)習(xí)能力的巨大考驗(yàn),整個(gè)過程從開始時(shí)的滿腔熱情到中期的挫敗崩潰,直至重整旗鼓、推翻再來,但當(dāng)克服了重重困難,最終取得想要的結(jié)果時(shí),我們的學(xué)習(xí)能力才得到了極大的提升”。“最有趣的是在PPT報(bào)告會(huì)的交流可以看到不同組設(shè)計(jì)的不同方案,可以得到不同的結(jié)果。最深刻的體會(huì)是作為一個(gè)科學(xué)工作者,應(yīng)該有批判精神,對(duì)搜集的信息、資料,甚至是實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)也不能全盤接受,而應(yīng)該是有選擇性的、用辯證的方法加以應(yīng)用,用多個(gè)表征和檢驗(yàn)去印證結(jié)果判斷的準(zhǔn)確性”。學(xué)生的總結(jié)全面深刻,感受真摯,可見我們開設(shè)的探索性實(shí)驗(yàn)是有成效的。首先,增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)只是要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)講義按部就班地完成所有步驟,區(qū)別僅在于分析討論時(shí)有的學(xué)生深刻些,有的學(xué)生膚淺些。這種現(xiàn)象不能簡(jiǎn)單地歸結(jié)為學(xué)生懶惰不作為。而是應(yīng)該反思我們的教學(xué)環(huán)節(jié)是否給學(xué)生提供了獨(dú)立思考和研究的機(jī)會(huì),是否存在允許學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)意和質(zhì)疑的條件、環(huán)境和氛圍。而探索性實(shí)驗(yàn)是以問題為導(dǎo)向,學(xué)生從準(zhǔn)備階段就需要針對(duì)問題、認(rèn)準(zhǔn)任務(wù)目標(biāo)主動(dòng)去收集資料、整理并提出自己的觀點(diǎn)看法,從被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí);而且在整個(gè)過程中學(xué)生都以小組形式對(duì)所面臨的問題共同研究探討,針對(duì)他人的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑,在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮自己的作用,從個(gè)體學(xué)習(xí)變成合作學(xué)習(xí)。通過這一過程,學(xué)生一步一步地解決了問題,學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性、合作意識(shí)和溝通能力也逐漸得到增強(qiáng)。其次,有效地提高了學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)。探索性實(shí)驗(yàn)來源于科技前沿課題,具有一定的難度和挑戰(zhàn)性,沒有固定的解決套路,這樣能有效激發(fā)學(xué)生的好奇心。訓(xùn)練學(xué)生在廣泛搜集證據(jù)和嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,形成支持自己觀點(diǎn)的證據(jù)鏈,多角度尋找解決問題的方法。同時(shí)在思想火花的碰撞中,也學(xué)會(huì)關(guān)注他人的觀點(diǎn)及想法、考慮不同思路,整合觀點(diǎn)。拓展了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的應(yīng)用實(shí)踐,有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

5結(jié)語

在OBE理念的指導(dǎo)下開設(shè)的探索性實(shí)驗(yàn),取得了良好的教學(xué)效果。事實(shí)證明,探索性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚺囵B(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和理論,制定切實(shí)有效的解決方案,及時(shí)解決出現(xiàn)的新問題和新情況,并逐漸積累其進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的經(jīng)驗(yàn)。達(dá)成了制藥工程實(shí)驗(yàn)課程的培養(yǎng)目標(biāo)。學(xué)生不僅進(jìn)一步扎實(shí)掌握藥物制備的操作技能,更培養(yǎng)了他們深入分析藥物相關(guān)生產(chǎn)實(shí)際問題,同時(shí)有效解決生產(chǎn)問題的能力。對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新人格、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新實(shí)踐都有積極的影響,有效培養(yǎng)了大學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng),從而為制藥行業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)的科技人才提供了保證。

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作者:劉華鼐 李蕓 葉勇 單位:華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院 天津公安警官職業(yè)學(xué)院治安系