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基于OBE理念的“五位一体”教学法在制药工程专业《药物分析》课程中的应用

2022-05-19王京龙郑丹丹程灿玲王剑王冬冬王飞王占一

科学咨询 2022年8期
关键词:药物分析制药考核

王京龙,郑丹丹,程灿玲,王剑,王冬冬,王飞,王占一

(枣庄学院食品科学与制药工程学院,山东枣庄 277160)

Outcome-Based Education(OBE),又称为基于产出导向的教育模式,是以学生预期学习结果为中心组织、实施和评价教育的一种教育理念,其核心体现在学生对课程的预期学习结果[1]。该理念的贯彻对专业实现工程教育认证具有重要意义。OBE模式的理念与工程教育人才培养的要求相一致,在当前工程教育领域越来越受到关注[2]。近年来,我国经过不断努力,有多个工科专业实现了工程教育认证。制药工程专业肩负着培养合格药品生产、检测、研发等人才的使命,合肥工业大学、华东理工大学等学校的制药工程专业通过了工程教育认证,在制药专业人才培养方面,走在了全国前列。

落实OBE理念,就必须解决三大核心问题:一是要学生学习什么和掌握什么?二是如何帮助学生取得这些学习结果?三是如何有效知道学生取得了这些学习结果。作为地方高校的制药工程专业,探索符合专业人才培养定位的应用型高素质制药工程人才是关键。《药物分析》是制药工程专业核心课程,可为学生从事质检工作打下基础。该课程的学习紧跟国家药品标准以及检测技术前沿,涉及12大类化学药品、中药、生物药多种类型药品的鉴别、检查、含量测定等内容。在教学中容易出现学时不够、重点讲解不清、方法原理讲解不透、操作技能训练不足等问题。基于OBE理念,将课程目标与毕业要求一一对应,探索了理论讲授—实验指导-虚拟仿真操作—单元操作实训—创新设计“五位一体”教学模式[3]在《药物分析》教学中的应用情况,取得了较好的教学效果。

一、《药物分析》教学现状与问题

(一)授课内容和目标偏离人才培养要求

按照工程教育专业认证要求,课程目标的设置应与专业人才培养方案中12个毕业要求对应,体现该课程的贡献度。课程内容设置,应围绕课程目标来设置,而不是按照教材或者课件。《药物分析》在药学专业、制药工程等相关专业均属于核心课程,不同学科门类对该课程的授课要求不同,目前授课时存在唯教材、唯课件的问题,导致授课目标和内容的设置偏离培养方案,不能体现工科教育的培养特色。尤其是当前制药工业正在大踏步进入4.0阶段[4],智能化制造正在引领行业发展,在线监测、信息系统的使用都在进入现代制药产业,这对《药物分析》课程教学提出了更高的要求。

(二)教学重理论、轻实践,不注重技能培养

《药物分析》课程授课时存在理论学时占比过大、实验学时占比小的问题。许多大型分析仪器由于种种原因存在缺乏或机位数不足的问题,使得学生只能死记硬背应付考试,缺少实际使用、实际操作环节,达不到教学效果。也有高校因实验室管理的原因,在人才培养过程中,大型仪器设备很少让本科生实际操作,不注重典型实验方法、大型仪器检测操作方面的现场实战化教学,导致学生在步入制药企业后,短时间内无法适应质量检测的工作。

(三)重知识传授,轻设计创新能力培养

按照工程教育认证标准,要培养学生解决复杂工程问题的能力。药物分析在制药行业起到眼睛的作用,功能主要有三个方面:一是对接QC部门,进行药品的质量检测,起到质量把关的作用;二是对接QA部门,通过质量检测,间接反映生产过程存在的工艺流程、车间设计等各个环节可能存在的问题;三是对接研发部门,通过药物分析,为企业的新药、仿制药开发提供方法支持。目前,《药物分析》课程中,实验比例偏低,占1/4~1/3居多。实验中,验证性实验偏多,综合型、设计型实验偏少。而且,由于学时比例偏少,如何在有限时间内,充分培养学生的创新能力,也是一个难题。

(四)考评方式过于单一,缺乏层次

考核方式多采取传统模式,以平时成绩、实验成绩、期末考试成绩综合评价。期末考试多以背诵记忆题目为主,平时成绩以考勤和作业进行考核、实验成绩以实验报告成绩考核。这种考核模式,多属于“低层次理解”范畴内的考核,缺乏“高层次理解”和“能力、素质”方面的考核。这种考核模式,不能真正体现OBE理念,考核成绩也不能真实反映学生的“学习成果”。

二、改革与探索

(一)根据OBE理念,凝练教学目标与教学内容

根据OBE理念和工程教育认证要求,将《药物分析》课程置于制药工程专业人才培养课程体系中,梳理《药物分析》课程对应的毕业要求矩阵。课程教学目标可分解为五大目标,与毕业要求中“工程知识”“问题分析”“研究”“使用现代工具”“工程与社会”相对应。与矩阵中的毕业要求一一对应(表1)[5]。

表1 课程目标与毕业要求的对应矩阵关系

教学目标①:掌握化学、光谱、色谱等分析方法对常见原料药、中药、生物药品及制剂进行鉴别、检查和含量测定的常用方法,能够运用通过药品质量综合分析,判断复杂制药过程可能存在的问题及环节。(毕业要求1“工程知识”、毕业要求2“问题分析”的分解指标点)

教学目标②:掌握药物分析的规范流程,掌握药物分析方法学研究的方法,能够判断该方法是否适合该药物的分析。(毕业要求3“研究”的分解指标点)

教学目标③:能够根据鉴别、检查、含量测定的具体实验结果,对照标准,给出药物质量是否符合要求的有效结论。(毕业要求3“研究”的分解指标点)

教学目标④:掌握常见药物分析仪器的标准操作规程(SOP),能够独立开展药品检测实验,并初步具备制定质量标准的能力。(毕业要求4“使用现代工具”的分解指标点)

教学目标⑤:将药物分析与药品质量安全监管结合,提高学生药品的质量监管意识和药品安全社会责任感。(毕业要求5“工程与社会”的分解指标点)

(二)根据OBE理念,改革教学模式

根据人才培养方案对课程的要求,结合专业资源配置优势,我们尝试在《药物分析》课程教学中采用理论讲授—实验指导—虚拟仿真—实践实训—创新设计“五位一体”教学模式,进行教学方法改革。

1.理论讲授

理论讲授讲究“有教材,不唯教材,重在构建知识体系”。我们将《药物分析》课程按照药物分析检验流程这条主线,结合企业QC质量控制模式,将知识结构分为:药典与制药过程质量控制体系、供试品制备、鉴别、检查、含量测定五大模块,将常见化学分析、光谱分析、色谱分析方法贯穿其中,以12类化学药物、中药、抗生素类典型药物作案例分析,并补充当前制药过程自动化控制与在线质量监测和药物分析信息系统等前沿知识,为学生进入制药企业从事药物分析工作打好知识基础。

2.实验指导

《药物分析》是一门实践性较强的课程,为了能让毕业学生适应医药企业的质检工作,因此实验教学既要重基础技能,又要适应医药企业的需求[6]。《药物分析》实验共开设6个实验,其中鉴别实验1个、杂质检查实验2个、含量测定实验3个,涉及药物分析的鉴别、检查、含量测定3大核心内容。分析仪器涉及红外、紫外、液相、气相、原子吸收等,符合当前制药行业的检测水平。6个实验中有3个验证型实验、2个“综合型、设计型”实验、1个创新设计实验。通过以上三个层次的实验,既可保证学生的动手能力得到锻炼,又能有效提升学生的创新设计能力。

3.虚拟仿真

虚拟仿真实验通过高度仿真的实验环境和操作对象,使实验者能够在电脑上完成各种预定的实验项目,尤其适用于高危实验、高成本、高消耗的大型实验项目[7]。为增加学生对大型仪器设备的认知和实操能力,我们将虚拟仿真软件引入药物分析教学中。本院建有虚拟仿真实验室1个,与高效液相色谱、原子吸收测定相关的软件4个;同时,借助实验空间——国家虚拟仿真实验教学项目共享服务平台、欧倍尔、东方仿真等在线学习平台,在课余时间让学生能更多学习常见药物分析方法与仪器操作流程。

4.实践实训

为践行教育部倡导的“以学生为中心,应用型人才培养目标”落实的教学理念,学院专门建设了固体制剂GMP实训车间、液体制剂GMP实训车间和药品专用仪器实验实训室。通过项目实训,既可以提升学生的实践动手能力,又能培养学生项目管理能力,对提升学生的整体素质和应用能力有较大的推动作用。本课程在实验课后,协调安排学生针对高效液相色谱分析(HPLC)、气相色谱分析(GC)、原子吸收光谱分析(AAS)、紫外-可见光谱分析(UV-vis)、红外光谱分析(IR),进行标准操作规程(SOP)实训,并进行实验技能测试考核。通过该方式,使学生的大型仪器实操能力显著提升,大部分学生达到了与企业质检部门无缝接轨的效果。

5.创新设计

随着药物分析技术的不断更新,对药品质检、质控人才的能力要求也越来越高。这就需要学生在掌握课程知识体系的基础上,能够灵活地设计新药的质量检测方案,或者利用新的实验技术提高药物检测水平。本课程以小组为单位,布置开放性课程设计“×××原料药/制剂的质量标准及起草说明”,将理论与实践密切结合,指导学生通过查阅数据库、文献、结合实验室现有条件设计分析方案,形成质量标准草案。该环节可以锻炼学生对药物分析知识的综合运用能力,提升学生的创新设计能力,达到学以致用的教学效果。

(三)根据OBE理念,创新考核评价方式

课程考核是教学的关键环节,根据OBE理念,课程考核要以课程目标达成度为评价标准,检验学生的学习成果。所以,考核既要注重考试成绩,注重理论知识层面的考核,又要注重过程考核,注重能力考核。《药物分析》课程以OBE理念为指导,对其考核评价方式作如下改革:总评成绩=期末测试成绩(40%)+实验成绩(30%)+平时成绩(10%)+实训考核(10%)+创新设计成绩(10%)。平时成绩由作业、课堂表现和虚拟仿真软件学习情况为主要考核因素;实验成绩由预习成绩、操作成绩和实验报告成绩组成。

同时,通过课程目标达成度计算评价,对达成度偏低的指标,制订相关措施,反思教学方法、模式,精准教育,持续改进。在新的考核评价方式引导下,学生学习主动性大大提升,学生的理论知识水平、操作技能、创新能力均得到了有效提升。

三、结束语

2018年11月24日,在第十一届“中国大学教学论坛”上,教育部高等教育司司长吴岩作了题为“建设中国金课”的报告,明确提出了金课建设标准“两性一度”,即高阶性、创新性、挑战度[8]。所谓“高阶性”,就是知识能力素质的有机融合,培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。所谓“创新性”,是课程内容反映前沿性和时代性,教学形式呈现先进性和互动性,学习结果具有探究性和个性化。所谓“挑战度”,是指课程有一定难度,需要跳一跳才能够得着,对老师备课和学生课下学习有较高要求[9]。打造金课,淘汰水课是高校教师面临的新的重要任务和使命。

《药物分析》是制药工程专业的核心课程,为了打造金课,我们将该课程进行了大胆的改革创新。以工程教育专业认证为标准,坚持“学生中心、成果导向、持续改进”的教学理念,教学团队从教学目标、教学内容、教学模式、考核评价等多角度探索,构建了理论讲授—实验指导—虚拟仿真操作—实践实训—创新设计“五位一体”教学模式。实践表明,基于OBE教育理念进行的“五位一体”的教学改革,可提高学生的学习热情和学习效率,并在一定程度上激发学生的发散思维,提高其创新能力,为制药行业培养高质量的应用型人才。

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