基于任务驱动的制药工程专业综合实验教学模式

宗智慧，刘明星，陶兆林

(蚌埠医学院公共课程部，安徽蚌埠233030)

制药工程是一个化学、药学和工程学交叉的工科类专业，以培养从事药品制造及新工艺、新设备、新品种开发、放大和设计的人才为目标[1]。实践能力和创新能力对制药工程专业学生来说至关重要，实验教学是制药工程专业教学的重要组成部分。制药工程专业所学习的药物化学、药物合成反应、制药工艺学、制药工程学等课程均开设实验课，但每门课程的实验课课时均不多，实验内容多为现象较明显的经典实验，与企业研发和生产实际严重脱节，而且局限于本门课程的内容，不能相互联系、相互补充而形成一个完整的实验课程体系，甚至几门相关实验课的内容出现重复，对学生综合能力的培养十分不利。目前实验课多采用传统的教学方法，即先由教师介绍实验的目的、原理、操作步骤及注意事项等，然后进行演示;按照教师的讲授按部就班地操作，实验主动性差、参与度低，不利于培养学生独立思考和解决问题的能力以及创新思维[2]。

针对上述问题，近年来许多高校都在探索制药工程专业实验改革的方法与思路，其中开设综合实验的方法可以较好地解决各门实验课程的局限性问题。所谓综合性实验，即将相关实验学科的内容进行分解和整合，然后将各学科的内容有效衔接成一个完整的、与药品研发和生产实际情况接近的完整实验体系。学生通过完成该体系的各个实验环节，熟练掌握相关的实验技能，加强对各学科理论知识的理解，并将各相关学科的知识融会贯通，形成全局意识，从而达到提高综合素质的目的。在综合实验内容的选取上，尽量选择与企业研发和生产实际相近的，适合在实验室开展的实验项目，以避免学校教育与社会需求脱节。

1 任务驱动教学法

任务驱动教学法是建构主义学习理论中的一种教学模式，具体是指任课教师根据课程内容和学生的实际情况将学习内容设计成一个个任务模块，让学生在强烈的完成任务动机的驱动下，利用现有的知识和学习资源反复进行分析、讨论和实践，最终探索出解决问题的方法。在解决问题的过程中，不断获得的成就感可以更大地激发学生的求知欲望，促使学生更加努力地去完成下一个任务，从而逐步形成一个良性循环。相对于传统的教学方法，任务驱动教学法有以下优点:有利于提高学生学习的主动性和参与度;有利于培养学生独立分析问题、解决问题的能力，以及独立探索、勇于开拓的自学能力;有利于培养学生的创新能力和全局意识;有利于教师与学生更有效地沟通[3]。

2 基于任务驱动的实验教学模式

为提高各层次学生学习的积极性、主动性和参与度，培养学生独立思考、解决问题的能力和动手能力，让每个学生对所学习过的理论知识有更深层次的认识，并学会应用理论知识解决实际问题，可在制药工程综合实验中引入任务驱动教学法。具体来说就是教师在广泛调研的基础上确定实验项目，然后根据课程内容和教学目的设置具体实验任务;学生在完成任务的过程中边学边练，通过不断地研究和探索，最终自主完成实验。

2.1 广泛调研后选定实验项目

高校实验课内容多是一些实验现象明显的经典实验，这些实验虽然可以使学生加深对理论课程所学知识的理解，练习和巩固实验基本操作，但因制药行业发展速度较快，有些实验内容难免因过时而与企业研发和生产实际严重脱节。所以需要在选定综合实验项目之前走访一些制药企业和研究机构，调研其正在应用的技术较先进的、与药物研发和生产实际紧密结合的、适合在实验室开展的实验项目，然后对调研结果和实验室实际情况综合考虑，确定综合实验项目。这样不但可以解决学校教育与社会需求脱轨的问题，而且可以让学生了解行业的新动态，掌握较先进的实验方法和实验技术。

2.2 精心设计实验任务

任务驱动教学法的关键是任务的科学性。教师要以学生为中心，根据教学目的和学生的具体情况精心设计出具有高度科学性、合理性、开放性和可行性的任务，让学生在完成任务这一动机的驱动下，由被动学习转变为主动学习。根据制药工程专业综合实验的培养目标，教师将实验内容合理地拆分为一个个相互联系的任务模块，每个模块的入口和出口由教师把关。以化学制药综合实验为例，其任务模块设置如图1所示。

图1 任务驱动的化学制药综合实验实施路线图

从图1可看出，以上实验任务几乎涵盖了化学制药相关理论课程的全部知识。如原料药合成路线的设计和选择模块，学生通过查阅文献可实践文献检索课程所学知识，在设计和选择路线的过程中可加深对药物化学、药物合成反应等课程所学知识的理解;在工艺优化模块，学生可以实践制药工艺学、制药设备设计和三废处理等课程所学习的内容;在制剂制备模块，学生可复习药剂学所学习的各个剂型的特点、处方组成及相关知识;在质量分析模块，学生又可以复习和实践药物分析相关的学习内容。如果条件允许，还可进一步进行药理、药效、毒理相关的实验，以加深学生对药理学等课程内容的理解。

2.3 分小组完成任务

任务驱动教学模式是以学生为中心的教学模式。在实验开始前，教师根据任务的难易程度及学生的基本情况，将学生分成若干实验小组，力求小组成员在实验过程中可以优势互补、相互学习。在完成任务的过程中，每个小组根据已掌握的知识和所查阅的文献资料自主制定实验方案，并在执行的过程中不断调整和完善实验方案。在实验过程中，教师主要起引导作用，只在每个任务模块的入口和出口检查学生的实验方案是否可行、实验结果是否合格。在学生遇到问题时，不是直接给出解决问题的方法，而是与学生一起讨论，引导学生利用学过的知识和现有学习资源自主解决问题。这样可以让学生亲自体验实验研究的过程，而不是简单地“照葫芦画瓢”，有利于培养学生运用知识能力、独立思考能力、逻辑思维能力和创新能力。学生在成功完成每个任务后，享受实验成果的同时还会获得成就感，这有助于激发学生的求知欲，提高学生学习的积极性和主动性，进而更努力地完成其他任务，从而形成良性循环。此外，在完成任务的过程中，小组组员之间必定要相互配合，一起讨论、学习和实践，并力争比其他小组做得更完美，这有助于培养学生的沟通能力、人际交往能力和团队合作精神。

2.4 组织学生展示交流

目前，很多大学生在表达能力方面存在一定欠缺，甚至有些学生在不熟悉的同学面前讲话会害羞、语无伦次。为改善这一情况，在学生完成各个实验任务之后，让其将文献综述、实验方案设计、实验过程、实验结果与讨论等写成小论文，并制作成PPT，然后在全班范围内以答辩的形式进行展示与交流。这不仅有助于提高学生的表达能力，增强其心理素质，还可以让学生在相互学习和交流的过程中，取长补短，提高综合能力和素质。

2.5 综合评定实验成绩

实验成绩的评定不仅仅是对学生过去实验表现的评价，更是督促和鼓励学生认真学习，提高学生实验积极性的有效手段。传统实验教学一般根据学生的实验操作和实验报告书写情况进行成绩评定，不能全面客观地反映学生的实验表现。为全面、客观、公正地评价学生的实验成绩，体现对学生素质与技能的要求，必须建立一套客观合理的成绩评价体系。基于任务驱动的制药工程综合实验教学模式在进行学生成绩评定时，可按如下比重确定学生成绩:前期文献查阅及实验方案设计(文献查阅是否准确、全面，实验方案是否合理可行并根据实验实际情况及时修正等)占总成绩的30%，中期完成每个任务模块时的实验表现(实验态度是否端正、实验操作是否规范、实验结果是否理想等)占40%，后期的实验总结、论文撰写及答辩表现(实验总结及论文撰写是否规范、答辩PPT是否合理美观、答辩语言表达是否流畅等)占20%，其他(小组成员分工是否明确合理、沟通是否顺畅及团队合作情况等)占10%。总之，要全面考查学生从前期文献查阅一直到最后论文撰写及答辩的各个环节，综合评定学生的实验成绩，力求做到公平、公正、全面评价。

3 结语

随着我国制药行业的不断发展，国家和企业对制药专业人才的创新能力和综合素质都有了更高的要求。采用基于任务驱动的制药工程综合实验教学模式，可以有效解决传统实验教学模式中各学科实验课内容局限于本学科而不能相互联系成为一个完整的、接近生产实际的药物制备体系的问题、学生实验课参与度低的问题以及学校教学内容与社会需求脱节的问题。这种教学模式对于培养学生的创新能力、逻辑思维能力、实验操作技能、处理实验结果的统计分析能力及论文写作能力等均有较大帮助，有利于潜移默化地培养学生的科研意识、全局意识和团队合作意识，从而培养出符合社会需要的综合素质较高的制药工程专业创新型人才。

[1]元英进，尤启冬，于奕峰，等.制药工程本科专业建设研究[J].化工高等教育，2006，23(1):12－15.

[2]李磊，孟艳秋，刘丹，等.制药工程专业实验课程教学体系改革的探索与实践[J].化工高等教育，2015(1):33－36.

[3]张洪光.任务驱动型研究性学习教学模式的探讨[J].赤峰学院学报:自然科学版，2015，31(1):219－221.