《工业药剂学》自主学习模式的探讨.pdf

2023 年 第 16 期 广 东 化 工 第 50 卷 总第 498 期 207 工业药剂学自主学习模式的探讨工业药剂学自主学习模式的探讨 陈唯实，陈晓兰，韩伟，吴德智*(贵州中医药大学 药学院，贵州 贵阳 550025)摘 要工业药剂学是药剂学的重要专业课程之一。本文主要介绍在工业药剂学课程教学中搭建自主学习模式，从搭建的意义，思路、实践及存在问题等角度出发，从明确学生学习状态、构建混合式教学学习素材等方面总结了工业药剂学自主学习模式用于教学的必要性和积极推广的意义，探索适合中医药专业老师和学生践行的混合式教学模式的搭建。自主学习模式作为教学的辅助手段，可以让专业课程的教学上升到更高的层次。关键词工业药剂学；中医药专业；构建思路；自主学习；教学模式 中图分类号G64 文献标识码B 文章编号1007-1865(2023)16-0207-02 Industrial pharmaceutics Teaching Research and Exploration Based on Autonomous Learning Mode Chen Weishi,Chen Xiaolan,Han Wei,Wu Dezhi*(Guizhou University of Traditional Chinese Medicine,Guiyang 550025,China)Abstract:Industrial pharmaceutics is one of the most important courses of pharmacy majority.This paper proposed establishment of Autonomous Learning Mode on this course.Aimed at integrating multimedia technology with practical producing processes.We search for overall reform of exploration on teaching content,teaching methods,teaching evaluation of the Industrial pharmaceutics education.Keywords:industrial pharmaceutics；traditional Chinese medicine major；construction idea；autonomous learning；teaching research and exploration 工业药剂学是以药品的工业生产理论为核心，以大规模生产为目的，研究药物制剂生产的设计、制备、生产及质量控制的理论和相关生产原理等内容的应用型学科。该课程以药剂学与制药工程学为基础，交叉融合了包括临床医学、材料科学、机械科学以及粉体工程学等多科的理论与实践知识。作为药物制剂及制药工程专业的必修课，在实践教学过程中需要穿插有机化学、物理化学、药理学、药物化学、药物分析等相关课程知识1。因此，该课程具有知识点多、信息量大、理论性与实践性并重等特点。工业药剂学课程的核心为工业大生产，且涉及药物制剂生产相关工艺的内容必须贴近企业中药物的实际生产过程，而大多数实际教学中，限于学校的教学条件，在课程实践中，为学生所提供的大多只有最基本的实验操作和落后于企业实际的仪器设备，难以满足快速更新的实际要求。调整教学模式、优化教学内容，让学生掌握课程相关知识，是工业药剂学教学改进的方向2。本文在实际教学过程中探索为学生构建自主学习的氛围、途径及激励体系，以便提高学生对于该门课程内容的掌握，并推广到其他课程自主学习体系的构建中。1 自主学习对于提高本门课程学习的意义及自主学习对于提高本门课程学习的意义及实施策略实施策略 专业课程的教学过程倡导以激发学生自身探究精神为中心，力求学生在学习过程中养成独立思考，勇于探究，培养“发现问题-总结经验-解决问题”的自我学习能力3。从知识和技能的被动接收者成长为主动探寻者。学生在学习的过程中，根据自身的学习习惯及职业规划，对于课程知识进行“规划-管理-实施-检测”，获得高效的学习能力4。当学生掌握了自主学习的能力，可以激发学习兴趣，提高学习效率，促进自我提升，能更适应科技革新和行业发展。自主学习的能力和习惯是当代大学生在校学习及今后职业生涯的绝对竞争力。学生自主学习习惯的养成开始于学生对于课程内容兴趣的激发、实践于对知识点相关内容的刨析与理解、结束于理论结合实际，解决实际的生产问题5。其中难点在于“兴趣如何激发、知识网络如何建立、理论如何结合实际”。解决这三个“如何”的关键在于课程自主学习模式的建立。为了避免学生“学习前缺乏学习兴趣，学习中缺乏针对性，学习后无法实现预期效果而打击学习自信，然后逐渐失去学习兴趣”的恶性循环，教师在实施自主学习实施过程中，需要设计适合大学生自主学习能力的学习模式，设定学习目标，充实学习素材，并运用有效的监督策略测试学习效果6。通过构建“学习目标确认-活动组织+学习支持-效果评价”的自主学习模式。在此过程中不断激励学生保有积极的学习意愿。最终与学生共同形成长期学习的习惯。2 工业药剂学自主学习模式工业药剂学自主学习模式 2.1 专业人才能力需求分析使自主学习目标明确化 当今医药研发与生产的理论及技术发展日新月异，相关知识的更新换代非常迅速。企业要求人才具有药物剂型和制剂的设计、制备和生产以及质量控制、合理应用等方面的理论知识和技能。为了让学生对于工业药剂学的自主学习能够有的放矢，需要学生在学习之初便了解药品生产及研发企业所需的药物制剂生产及研发相关需求7。因此，在自主学习目标的构建时，一方面通过回访工业药剂学授课专业制药工程及药物制剂专业近 5 年毕业生，掌握其在求职过程、就业初期及企业培训中所遇到的专业相关的困难，启示，并寻求建议。另一方面，对医药行业相关企业进行调研，掌握行业最新动态及企业的人才需求。通过回收的500 份调查问卷及近百家医药企业调研，归纳总结出目前，大多数医药企业药物开发的主要方向是生物制剂及分子药物研发。而目前大约 40%的新化学实体(NCEs)的水溶性较差，如何提高难溶的分子药物的生物利用度就成为了目前制剂研究的最新方向。而这些内容属于工业药剂学“提高水溶性”的教学，目前有多种方法可以提高 NCEs 的生物利用度，如使用溶剂、环糊精包合技术、微粉化、固体分散技术、脂质体、胶束、微乳以及水溶性前提等。在自主学习的过程中可以先对溶解度对于生物利用度的影响，进行了解，再对各类提高溶解度方法收稿日期 2023-01-13 基金项目 贵州中医药大学本科教学质量与教学改革工程项目(3045-045200041)作者简介 陈唯实(1983-)，男，湖南长沙人，博士，讲师，主要研究方向为中药制剂新材料与新剂型。*为通讯作者：吴德智(1983-)，男，江西南昌人，博士，副教授，主要研究方向为药物的研究与开发。广 东 化 工 2023 年 第 16 期 208 第 50 卷 总第 498 期 的原理和过程进行视频动画演示。再将不同提高溶解度的方法进行单独学习，讲解其中的影响元素，使用范围及限制，注意事项等相关内容。让学生在学习之初便明确这些知识点在其未来职业选择中的地位。在此基础上构建的自主学习模式可以最大限度的激发学生的自我学习兴趣，明确学习目标。2.2 相关知识点的碎片化重组使自主学习系统化 工业药剂学讲授的主要内容包括药物制剂基本理论、处方设计、制备工艺、质量控制等，是理论与实践紧密结合的一门综合性应用科学。在学习过程中，要求学生对工业药剂学发展前沿有较准确把握，使学生了解新制剂的研发过程及作为制剂工作者所肩负的责任，在学习制剂的设计原理的过程中，要求学生将药剂学、生物药剂学等知识融会贯通。通过课堂的互动式学习，反复强调创新意识对学生自身发展的重要性，营造良好的学术氛围，养成问题讨论和相互交流的习惯以及培养文献查阅、综述及报告的能力。该课程知识点多、信息量大、理论性与实践性并重8。在日常的教学总结中，我们发现学生在该课程的学习过程中，容易出现知识掌握欠佳、理论知识难以应用于实践操作、许多操作单元流程因为无法直观体验，学生主动构建知识的积极性受到极大影响。因此，在充分了解了工业药剂学课程自主学习目标的背景下，列出未来职业主要需要的知识元素和能力，以此为基础，有效拆分课程知识点，构成矩阵列表，然后根据知识点的覆盖面将相关知识点串联，将知识进行整合和组织，依次构建以“实际问题-知识点讲解-知识体系搭建-自我总结”的学习模式。例如在“增加溶解度的方法”的教学中，采用制剂策略提高难溶性药物的溶解度的同时，应当同时关联药物渗透性相关知识。强调制剂手段在提高药物溶解度的同时有可能会降低相对应的药物渗透性，继而影响药物的口服吸收。将溶解度、渗透性、膜/水分配系数三个知识点进行有机串联。让学生明白药物溶解性与渗透性的独特关联性，并适当引入常见制剂策略如混合潜溶剂、固体分散体、环糊精包合物表面活性剂等常见增加药物溶解度的制剂策略中新技术的运用，以期让学生在自主学习中有条理清晰的思考脉络，以及对制剂工业研究有焦伟清晰的整体观念。2.3 教学资源数据库的建立使自主学习持续化 工业药剂学的特色即工业大生产，所需实验仪器也应该贴合国内外现代化药品生产企业的一线剂型生产的设备机械。而大多数实际教学中，限于学校的教学条件，在课程实践中，为学生所提供的大多只有最基本的实验操作和落后于企业实际的仪器设备。且涉及药物制剂生产相关工艺的内容必须贴近企业中药物的实际生产过程。教师在课堂上很难形象地描述。随着学习网络资源的不断丰富，在信息化技术支持下，教学资源已经囊括了 CAI 课件，电子教材、MOOCs，微课、网络教学平台，虚拟仿真平台、机械运行动画等。可与传统纸质教学资源共同构成立体化的教学资源库9。建立基于移动技术，利用小视频呈现教学内容，具有通俗易懂、浏览方便的特点，让学生的自主学习突破时空的限制，在动态演示制剂生产过程、生产设备使用等方面有明显的优势。同时，教学资源库的构建也应该注意增加师生互动进行知识交流，精心搭配力求重点、难点突出。因此，教学资源库的设计与构建，应该采用“学教并重”的设计理念，既要求教师充分发挥教学主导作用，也要求体现自主学习主体地位的“主导-主体”相结合教学结构。以教师作为自主学习的组织者，鼓励学生成为自主学习的构建者，将教学资源作为辅助教师教学和帮助学生自主学习的双重工具。教学资源库的内容包括理论授课、实验操作、仿真软件、制剂生产制备过程、教学案例、执业药师培训视频等内容。如在工业药剂学配套的实验操作中引入实验操作环节视频资料，可以解决学生具体操作不规范的问题，并将抽象的工艺路线、制剂设备的原理、过程直观的表现出来。乳剂制备中，初乳的制备过程及终点判断是操作的终点和难点。传统的课程讲解内容为“用力朝同一方向研磨，直至发出噼啪声黏度增大记得初乳”，往往让学生感觉抽象。而具体的视频演示可以让每一个学生在移动端进行查看，对于初乳形成的判定有直观的认识，制备的成功率得到极大的提高。2.4 CBL 教学模式课堂教学使自主学习成果化 以案例为基础的教学模式 CBL(Caer based learning)是将制剂生产中的实际问题转化成问题，学生针对问题查阅资料，将传统课堂以授课为基础的 LBL(Lecture based learning)模式转变成让学生在课堂上凭借自身知识储备、思考能力去查阅资料、归纳总结、解决问题并准确表达10。CBL 教学模式的课堂教学将制剂实例中常见的问题以直观的形式呈现给学生，有利于激发学生的自主学习的兴趣，活跃课堂气氛。CBL 模式的课堂教学由学生自由分组，由教师发布相关问题，组内成员自主查阅文献、案例，并开展组内讨论，组间提问，并各自提交总结报告，并由教师组织课堂答辩。如结合当前创新、创业教学大背景，融合工业药剂学相关知识，讲解新药研制的相关流程。如如何依据药品注册管理办法明确所研制新药所属的分类，讲解新药注册分类类型、并根据所研制新药的依据、处方设计、制剂工艺、流程、质控标准等，与药品注册管理法进行对比学习。更重要的是，因为我国的新药研究资料是不公开的，其工艺流程、质控标准只能通过专利、研究型论文及药典等相关资料进行查询，更能展现学生自主学习的成果。如以青蒿素为实例，其制剂工艺实例查询到其提取工艺为乙醚、汽油浸提等，与教材介绍常用溶剂水、乙醇，提取方法为煎煮或回流提取有所区别。需要联系青蒿素的药用成分及其相对应的理化性质，并讨论青蒿素收载于 中华人民共和国药典II 部化学药物而非 I 部中药的依据。并由此引申到近年来研发的来源于中药的天然单一成分如柚皮苷、关附甲素等均申报为化学 1 类新药，激发中医药院校学生进行中药新药创新的热情及信心。3 结语结语 与课程相关的自主模式的搭建是一个与时俱进的过程，需要根据行业的发展和学生的实际随时做出调整。通过自主学习模式的搭建，可以激发学生对于课程的学习兴趣，锻炼学生查阅文献，归纳总结，独立思考，分析、解决问题，理论结合实际的能力。使得学生对于整个学科相关课程的知识的融会贯通。这对于教师和学生都提出了更高的要求，需要一个复杂和长期的发展过程。本文通过对于工业药剂学自主学习模式的搭建，从本课程传统课堂教学中存在的问题出发，以培养学生的专业能力与创新能力为目标，重组以专业目标为导向的相关知识点，搭建课程相关的教学资源素材库，并以案例式教学模式展开课堂讨论检验自主学习成果。实践证明，自主学习模式的搭建是传统课堂教学的有效补充，可以有效激发学生的学习热情，对于知识的掌握更加牢固，并可以将相关知识辐射至专业其他课程，提高理论结合实际，分析问题，解决问题的能力，培养学生的创新思维。自主模式的建立，需要教师与学生两方面的互相配合，这对教师和学生都提出了相较于传统课堂教学更高的要求。如何实现个性化、差异化教学是今后自主学习模式建立的关注重点。今后的自主学习模式更应该注重学习平台的建设，利用学习平台，对于学生的学习交互数据分析学生的学习行为、特点，形成针对性的分析，可以使得教师即使准确掌握学生学习情况并针对性的提供交流与指导，逐渐实现教师个性化教学与学生自主学习的共同进步。参考文献参考文献 1刘宏飞，高婷婷，朱洁，等工业药剂学课程教学改革探讨J药学教育，2020，36(4)：3 2熊艳，吴学文，王威燕，等以人才培养为核心的工业药剂学“金课”构建与探索J高教学刊，2022，8(12)：4 3赵玲玲，丁鸽工业药剂学课程教学改革的初探J广东化工，2021，48(15)：2 4蒋光彬，及方华 工业药剂学的教学改革与实践J 江西化工，2020(4)：3 5付欢欢，陈虹线上线下混合式教学模式在“工业药剂学”课程中的探索与实践J合肥师范学院学报，2022，40(3)：4 6丁娟娟，石红玉PBL 教学法在中药药剂学教学中的运用C/多学科融合教育促进复合型人才核心素养发展学术论文集2019 7周静工业 4.0 背景下技术技能人才需求分析及培养路径探析J工业技术与职业教育，2016，14(002)：19-21 8周庆颂，李洁，吴杰连，等基于翻转课堂教学法的工业药剂学课程改革J卫生职业教育，2018，36(4)：2 (下转第 206 页)广 东 化 工 2023 年 第 16 期 206 第 50 卷 总第 498 期 3 结论结论 本实验针对高年级化学及化工相关专业的学生，设计了包括生物质基复合催化剂的制备、材料表征、电化学还原 CO2测试、气相及液相产物检测分析等内容的综合实验。在知识层面，能够帮助学生理解和掌握仪器基本原理和检测方法，电化学知识原理及测试方法。在能力层面，通过综合实验设计，培养学生发现问题分析问题，归纳整理的能力，激发学习和探索的兴趣，树立科学精神。在价值层面，通过科学前沿和资源环境问题在实验课程中的引入，培养学生绿色可持续发展观和勇于探索、敢于创新的精神。参考文献参考文献 1FENG Y，YANG K，SMITH J R L，et alMetal sulfide enhanced metal-organic framework nanoarrays for electrocatalytic oxidation of 5-hydroxymethylfurfural to 2,5-furandicarboxylic acidJJournal of Materials Chemistry A，2023 2WEBER R SEffective use of renewable electricity for making renewable fuels and chemicalsJACS Catalysis，2018，9(2)：946-950 3ZHAO C，ZHANG Y，LI YProduction of fuels and chemicals from renewable resources using engineered Escherichia coliJBiotechnology advances，2019，37(7)：107402 4HREN R，VUJANOVIC A，VAN F Y，et al Hydrogen production，storage and transport for renewable energy and chemicals：An environmental footprint assessmentJRenewable and Sustainable Energy Reviews，2023，173：113113 5HUANG Q，LEE Y Y，WANG Y，et alStructural characterization，interfacial and emulsifying properties of soy protein hydrolysate-tannic acid complexesJFood Hydrocolloids，2023，137：108415 6王俊锋，连慧香，付春胜，等水解单宁酸的生物学功能及其在畜牧生产中的应用J饲料研究，2022，45(19)：145-148 7段茹雪，唐春怡，左华江，等纤维素/单宁酸复合材料的应用研究进展J现代化工，2022，42(10)：81-85 8LI J，ABBAS S U，WANG H，et alRecent advances in interface engineering for electrocatalytic CO2 reduction reactionJ Nano-Micro Letters，2021，13：1-35 9刘煊赫，谢汶珂，杨田田，等Cu 纳米颗粒嵌入 N 掺杂碳用于电催化CO2还原的综合性教学实验设计J 实验技术管理，2022，39(10)：157-162 10FERNANDEZ S，FRANCO F，CSASDEVALL C，et alA unified electro-and photocatalytic CO2 to CO reduction mechanism with aminopyridine cobalt complexesJJournal of the American Chemical Society，2019，142(1)：120-133 11LUAN L，JI X，GUO B，et alBioelectrocatalysis for CO2 reduction：Recent advances and challenges to develop a sustainable system for CO2 utilizationJBiotechnology Advances，2023：108098 12XIE M，SHEN Y，MA W，et alFast Screening for Copper-Based Bimetallic Electrocatalysts：Efficient Electrocatalytic Reduction of CO2 to C2+Products on Magnesium-Modified CopperJAngewandte Chemie International Edition，2022，61(51)：e202213423 13LIU S，ZHANG B，ZHANG L，et alRational design strategies of Cu-based electrocatalysts for CO2 electroreduction to C2 productsJJournal of Energy Chemistry，2022 14PANDIARAJAN A，RAVICHANDRAN S Investigation of Electrochemical CO2 Reduction on Cost Effective Copper Zinc Oxide ElectrocatalystJJournal of The Electrochemical Society，2022，169(10)：106505 15GUZMAN H，ROLDAN D，RUSSO N，et alUltrasound-assisted synthesis of copper-based catalysts for the electrocatalytic CO2 reduction：Effect of ultrasound irradiation，precursor concentration and calcination temperatureJSustainable Materials and Technologies，2023，35：e00557 16LIU Z，YANG Y，MI J，et alSynthesis of copper-containing ordered mesoporous carbons for selective hydrogenation of cinnamaldehyde JCatalysis Communications，2012，21：58-62 17ZHANG M，TU X，WANG J，et alHydrothermal syntheses of CuO，CuO/Cu2O，Cu2O，Cu2O/Cu and Cu microcrystals using ionic liquids JChemical Research in Chinese Universities，2016，32(4)：530-533 (本文文献格式：黄欣，袁雪生物质基复合材料 CuOx/C 的制备及电催化CO2还原的综合教学实验设计J 广东化工，2023，50(16)：203-206)(上接第 199 页)7胡磊，滕伟迪，朱贤东化学化工专业无机化学课程思政探索J广东化工，2022，49(08)：235-236 8王广健，周永红，李龙凤，等“无机化学”课程思政教学设计与分析以绪论教学为例J黑龙江工程学院学报，2023，37(01)：69-75 9黄睿彦，沈瑞林，姜柏生，等“课程思政”的多维度内涵与执行路径 探析J南京医科大学学报(社会科学版)，2021，21(01)：89-92 (本文文献格式：黄卫峰，李元超，赵子芳，等“双一流”背景下高校无机化学课程改革与实践探索J广东化工，2023，50(16)：197-199)(上接第 202 页)5钟登华新工科建设的内涵与行动J高等工程教育研究，2017(03)：1-6 6张华聚乙烯吡咯烷酮的合成及应用J化工时刊，2002(04)：34-36 7马友光，白鹏，余国琮 气液传质理论研究进展J 化学工程，1996(06)：9-13 8Yan L，Chu B，Zhong S，et alSynthesis of N-vinyl pyrrolidone by acetylene process in a microreactorJ Chemical Engineering Journal Advances，2020，2：100018-100024 9黄心权，黎四芳管式反应器液相循环反应制备二甘醇乙烯基醚J化工进展，2018，37(A01)：187-192 (本文文献格式：付哲，阎丽芳，程易科研实验引入本科反应工程教学将理想化处理与非理想化的实验相结合实现气液反应动力学测量J 广东化工，2023，50(16)：200-202)(上接第 208 页)9肖静晶，王榆元，武亚新MOOC 教学模式在“工业药剂学”中的课程教学改革研究J广东化工，2019，46(1)：2 10胡春晖，张发斌“PBL-CBL-TBL”三位一体教学模式在实验教学中的应用以“中药药剂学”实验教学为例J 教育教学论坛，2021(051)：150-154 (本文文献格式：陈唯实，陈晓兰，韩伟，等工业药剂学自主学习模式的探讨J 广东化工，2023，50(16)：207-208)