制药工程探索性实验设计研究

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[摘要]在OBE理念的指导下，将科研成果转化成探索性实验，并取得了良好的教学效果。取得成功的关键因素是转变教学理念、转变师生角色、合理划分小组、建立科学的评价体系。在教学实施过程中，切实激发了每位学生主动学习的积极性，发挥了学生的主观能动性，提升了综合运用知识分析和解决问题的能力，提高了批判思维的能力，切实促进了他们的创新意识、创新实践能力和团结协作精神，达成了制药工程实验课程的培养目标。

[关键词]OBE理念；探索性实验；制药工程

1基于OBE理念创设制药工程专业探索性实验内容

1.1转变教学理念

成果导向教育(Outcome/ObjectiveBasedEducation，OBE)是WilliamG.Spady于上世纪八九十年代创设的。其核心是以培养学生的能力为目标导向进行各项教学活动。也就是说教学方案制定者应当明确当前专业领域对学生应具备的技能要求，明确学生毕业后需要的知识和能力，并据此设计教学目标和教学任务。在此理念的指导下，我们将实验课的内容设计由基于学科的设计转变为基于学生就业与发展需要的设计。将制药工程专业的实验教学的基本要求定位为“掌握制药工程专业实验基础知识、基本理论和基本技能；具有药物设计、开发能力，并体现创新意识；具有安全意识、环保意识和可持续发展理念；能够利用计算机与信息技术获取、处理和运用制药学及相关学科信息；具有文字与口头表达、交流能力；具有协调与团队合作能力；具有适应未来科学技术和社会经济发展的能力。”为实现这一目的，我们引入了探索性实验项目，让学生接受一个全新的开放性的课题、自主探索解决方案；以学生的自主学习为主要特征，用心创设相关的条件和氛围，培养学生创新能力，使学生成为新工科体系下需要的人才。

1.2设计符合

OBE理念的实验教学内容以OBE理念为指导，我们认为探索性实验内容应该具有前沿化、系统化的特点，同时增加一些关于实验室安全、实验环保及绿色设计等内容，学生以小组进行实验，并集体进行数据处理，适当运用计算机相关软件。因此，在实验设计和实践中贯彻以科研问题为导向，以体现教学内容的科学性、前沿性和开放性。例如实验“油茶活性成分纳米粒制备及与动脉粥样化相关因子的作用模拟”和实验“油茶皂苷黄酮锌化合物的合成、表征及其活性研究”均依托于任课教师的科研项目。按照图1所示的思路进行实验设计，每个实验根据药物开发流程分为三个模块，每个模块均由问题和任务构成[7]。

2探索性实验具体实施过程

2.1课前准备阶段

(1)因为探索性实验内容来源于科研项目，不能像传统实验那样在固定的时间内完成，而需要学生提前进行研究探索。因此，在开课前1周为准备期。教师开设辅导课，将具体实验目的、要求和目标问题清晰地告知给学生，要求各组学生分工进行相关文献的检索、分析和总结、制定出至少两个详细的实验方案，撰写研究计划书，准备开课前汇报。同时建立qq群或微信群，以便于师生之间及时进行沟通和交流，提高教学效率和效果。(2)开课第一天，各组用ppt分别向老师及同学报告实验方案及设想，必须包括可能遇到的困难及解决预案、可行性分析等。每组汇报时间10分钟，之后，由其他同学提问，报告人共同回答，若遇到疑难问题，则教师给予提示和引导。在这一互动环节中学生变成了主体，他们的自主学习为提升教学效果提供了保障。最后，教师可从资料的检索、方案的可行性、PPT制作技术、小组成员的协作效果等方面进行点评和总结。根据实验安全要求、试剂管理等实验室的具体情况，提出方案的修改建议，各组开始准备实验所需试剂、仪器设备等。

2.2课堂实施阶段

实验课堂教学的内容重点在于每组学生基于本组实验方案进行严谨地操作、仔细全面地观察、翔尽地记录现象和数据。教师巡回式观察，随时纠正学生不合规范的操作，并探讨实验现象和提出问题。如果实验遇到阻碍，可引导他们适时调整方案，更好的进行下一阶段的工作。因探索性实验耗时较长(共需2~3周)，学生需要尝试多种方法，实验过程中如遇到困难或问题有可能停下来重新进行文献检索、小组讨论等，教师不可能随时在学生身边。非工作时间教师会通过QQ、微信、电话等方式与学生进行互动交流，学生也可以直接去办公室找老师进行探讨。教师根据学生反馈及时进行反思，了解学生的学习情况，同时总结经验，不断完善实验教学各个环节。

2.3课后总结阶段

整个实验完成后，每个小组集体进行数据处理和分析，每个学生独立撰写科研论文式的实验报告。然后每组制作PPT，进行第二次课堂总结，包括报告、提问和教师点评等环节。在这一过程中，学生最重要的收获是组织、交流沟通能力的提升和批判性思维的树立。表1总结了整个实施过程。

3探索性实验的考核评价体系

OBE的考核评价体系标准是梯次的、进程式的、高期许度的形成性评价[8-9]，且从探索性实验的本质和过程来看，它是科研小组共同完成的小型科研课题。因此，探索性实验项目的考核不能与传统类型实验的考核相同，而一定要体现其学术性特色[10]。在实验考核中加入的答辩环节，就是为了体现这一特色。PPT答辩能极大地提高学生进行学术研究的神圣感，侧面促进了学生进行探索性实验的热情和端正的研究态度。图2是我们设计制定的金字塔型探索性实验考核指标体系及权重。首先小组成员互评，主要考察成员在整个实验过程中的贡献度，占40%；然后是指导教师评价，主要从实验报告和团队合作方面进行考察，占30%；同时还要进行小组间互评，主要考察各小组的PPT成果答辩，占20%；最后还有10%的奖励评价，指导老师可根据学生的具体表现，对于表现出色的学生可以给予1~10分的奖励分数，以鼓励创新设计、环保方案和外语能力等。

4探索性实验实施的效果和体会

每年学生完成实验后，我们都会进行问卷调查，根据学生反馈的意见，及时总结，不断完善教学的具体实施步骤和节奏。学生在完成实验时这样总结：“在完成探索性实验的过程中我逐渐对‘创新能力’有了深刻的理解，只有掌握这一领域的基本知识，才能运用自己的思维实现创新”。“探索性实验无疑是对我们学习能力的巨大考验，整个过程从开始时的满腔热情到中期的挫败崩溃，直至重整旗鼓、推翻再来，但当克服了重重困难，最终取得想要的结果时，我们的学习能力才得到了极大的提升”。“最有趣的是在PPT报告会的交流可以看到不同组设计的不同方案，可以得到不同的结果。最深刻的体会是作为一个科学工作者，应该有批判精神，对搜集的信息、资料，甚至是实验获得的数据也不能全盘接受，而应该是有选择性的、用辩证的方法加以应用，用多个表征和检验去印证结果判断的准确性”。学生的总结全面深刻，感受真挚，可见我们开设的探索性实验是有成效的。首先，增强了学生的学习积极性和综合运用知识的能力。传统实验只是要求学生根据实验讲义按部就班地完成所有步骤，区别仅在于分析讨论时有的学生深刻些，有的学生肤浅些。这种现象不能简单地归结为学生懒惰不作为。而是应该反思我们的教学环节是否给学生提供了独立思考和研究的机会，是否存在允许学生发挥创意和质疑的条件、环境和氛围。而探索性实验是以问题为导向，学生从准备阶段就需要针对问题、认准任务目标主动去收集资料、整理并提出自己的观点看法，从被动学习变为主动学习；而且在整个过程中学生都以小组形式对所面临的问题共同研究探讨，针对他人的观点提出质疑，在团队中发挥自己的作用，从个体学习变成合作学习。通过这一过程，学生一步一步地解决了问题，学习积极性和主动性、合作意识和沟通能力也逐渐得到增强。其次，有效地提高了学生的创新素养。探索性实验来源于科技前沿课题，具有一定的难度和挑战性，没有固定的解决套路，这样能有效激发学生的好奇心。训练学生在广泛搜集证据和严谨实验的基础上，形成支持自己观点的证据链，多角度寻找解决问题的方法。同时在思想火花的碰撞中，也学会关注他人的观点及想法、考虑不同思路，整合观点。拓展了学生理论联系实际的应用实践，有效培养学生的创新思维。

5结语

在OBE理念的指导下开设的探索性实验，取得了良好的教学效果。事实证明，探索性实验能够培养学生灵活应用所学知识和理论，制定切实有效的解决方案，及时解决出现的新问题和新情况，并逐渐积累其进行技术创新的经验。达成了制药工程实验课程的培养目标。学生不仅进一步扎实掌握药物制备的操作技能，更培养了他们深入分析药物相关生产实际问题，同时有效解决生产问题的能力。对学生的创新人格、创新思维、创新实践都有积极的影响，有效培养了大学生的创新素养，从而为制药行业培养高素质的科技人才提供了保证。

参考文献

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作者：刘华鼐 李芸 叶勇 单位：华南理工大学化学与化工学院 天津公安警官职业学院治安系