疫情防控常态化下融合课题式的药物分析混合式教学改革研究

翁文婷,李峰,谢晓兰,高平章

(1.泉州师范学院 化工与材料学院,福建 泉州 362000;2.商丘师范学院 化学化工学院,河南 商丘 476000)

1 研究背景

药物分析是制药工程专业一门综合应用性较强的专业课程,教学内容是严格依据国家药品标准(2020年版中国药典)收录的分析项目和方法而设置,注重基础理论方法和实验操作的结合,目的在于针对性地培养学生的综合实践能力,以达到制药企业和检验机构相关岗位的要求,提升学生在药物检验和分析检测领域的核心竞争力.药物分析课程是一门涵括多门基础学科知识的专业课程,因此涉及知识面非常广泛,学生学习起来比较吃力.传统的课堂面授方式的教学效果并不理想,学生难以在有限课堂时间内学习全面的专业知识.加上泉州师范学院为地方本科院校,面向全国各地招生,学生的学习积极性和主动性参差不齐,学习效果大打折扣.为了有效提升学生的课堂效率,近几年,国家大力推行线上教学模式改革.根据学生的学习成果导向教育(OBE)的新理念,对线下课堂教学方法和手段进行改进,打造线上线下混合式教学模式.随着互联网的普及,网络已成为人们获取知识和信息的重要渠道,将药物分析课程知识点简化,分模块录制成教学视频,在教学平台上建设线上课程,给学生整合大量的网络学习资源,这样的线上线下混合式教学方式可以增加课程教学的多样性和趣味性[1-2].

自2020年新冠疫情爆发以来,教育部发布应急响应,“停课不停教、停课不停学”已成为全社会教育教学新模式[3].各高等院校根据本科教育教学特点,积极开展线上教学.随着新冠病毒的不断变异,全世界抗疫趋势偏向扩散性发展,今年国内的疫情进入规模化与散点爆发并存、重点防控和常态化防控相结合的阶段.在这种特殊时期,如何将理论性及实践性较强的药物分析课程的教学内容从课堂搬到线上,实现“有效化”网络教学方式的改革是一大挑战[4-6].

传统高等学校的课程具有整学期教学连续性的特点,现在则面临着线下课堂随时转变为线上教学的可能[7],需要以线上、线下交替配合的方式间断性开展.前几年关于“线上线下混合式”教学方式的改革,有利于让线上网络教学与线下课堂教学实现无缝衔接.但是,教学方式改成网上直播教学方式后,教师无法和学生面对面互动,难以掌握学生对课堂的投入程度.每天进行多门课程的连续网络教学,容易使隔离状态下的同学们心生厌倦.应用型工程专业类学科课程的知识点在网上教学过程中很难保证学习质量.如何合理设置教学内容和教学模式,更是一个巨大的挑战[8-9].因此,对高校教学模式进行适时的经验总结,方法不断改进创新,才能确保疫情防控常态化背景下的教学工作的有序推进.

2 疫情防控常态化下教学方法改革

基于此问题的提出,本文尝试进行以下几方面的教学模式创新,以实现在疫情防控背景下,保障“药物分析”课程教学质量的稳步提升.

2.1 设置“模块化”教学内容,加强混合式教学方式的衔接

课程内容涵括多门专业基础学科的知识,涉及知识面非常广泛.教学内容多而授课时间短,将导致学生对专业知识的被动接受程度增加.因此,本课程打破以往面面俱到的教学课程模式,转变为基础专业知识教学和技术能力拓展相结合的创新教学方法.构建从“基础知识” 和“专业拓展”的递进式知识衔接模块.线上教学平台涵盖课前预习、在线直播授课、课后习题测试、在线阶段性考核等网络教学工作,为学生提供导学、督学、促学、助学等一体化教学服务.

开课前,主讲教师发布教学公告,详细介绍每节课的教学内容安排,确保学生能预习到位.学习者在课前通过预习对第二天课堂上教学内容进行预览,在线平台上章节配套的教学视频和课件可为学习者自主学习提供“导学”指导.

线下课堂教学时,针对难点和要点进行知识串讲、小组讨论、课堂练习等教学活动,活跃课堂气氛.通过“药物案例分析讨论”和“课题设计式”等多样化教学方法,实现学习新模式的改革.开展过程性考核,检验对知识点的掌握情况.

课堂教学结束后,学生可以根据每章节课后对应的测试习题和相关作业进行答题,巩固课堂所学知识.同时,课后补充拓展知识视频,有利于学生增加学习的主动性和学习效率.

2.2 引入“课题式”教学模式,提升学生实践能力的培养

教学过程中,同学们对于理论知识点的学习总是停留在知识层面,难以转化为可应用的实践能力,同学们对第四学年的毕业论文设计准备不足,难以应对系统科研实验的开展.因此,教研组老师集思广益,积极探索出“课题式”教学模式,融合进线上线下混合式教学过程中.

课题式教学法(Poject-based instruction)是将学习、设计、研究贯穿于课程教学始终的一种教学方法,不同于传统注入式教学的一种新形式[10].学生在教师指导下开展学习、研究、讨论和设计,把教、学和做三者有机地结合在一起.通过这种教学形式,可以使学生的自主学习能力、科研创新能力、团队协作能力、文献查找整理能力、文字和口头表达能力同时得到培养和提高.

通常,课题式教学包括几个步骤,如图1所示:

图1 课题式教学法在课程教学过程中的开展流程图

第一,课题设置.教师根据本课程授课内容,精心设计多个选题.对应所能解决课题中的重点问题,分析难点及重点.比如,学生学习到酰苯胺类药物知识点时,发现药典中收录的高效液相色谱法分析步骤较为繁琐,引导学生针对局部麻醉药盐酸利多卡因的分析检测方法进行创新设计.

第二,课后引导.学生通过网络资源收集资料,完成课题式论文的方法及步骤.在课题完成过程中,学生会面临许多新的知识及复杂的综合性问题.教师开通在线讨论通道,随时解答学生在设计和学习过程中遇到的问题及困难.利多卡因分子结构和性质特点是分析方法改进的突破点,学生通过文献检索和网络资料收集,综合分析利多卡因分子的结构特性和性质特点.老师引导学生思考,分析其水解前后形成的产物2,6-二甲基苯胺在水和乙醚中溶解度的差异,设计液液萃取方法实现分离.

第三,教学实施.学生根据主题内容展开讲解,陈述的观点和内容要和中心主题相关,发表自己的观点,教师及时进行总结和讲评.液液萃取结合灵敏的荧光分析技术,建立一种全新的2,6-二甲基苯胺的光谱测定方法.具有操作简便,检测限低等优点.

课题式教学过程设置可以增加学生对课程内容的学习积极性和参与度,通过学生课外采用多维网络搜索工具对课题的内容提前进行了解和扩展,系统锻炼学生的学习能力和科研创新能力.

课题式教学的改进虽然能让同学们提前学到相关实验科研知识,但是却又缺乏系统性.过分重视课题式教学本身,而对教学效果评价和后期跟踪重视不够,则会导致该方法对学生后期和长期的学习带来不利影响.

如果将课题式教学从教师的科研项目角度引入,可弥补上述提及的不足.指导教师的国家、省、市基金项目的实施年限较长,方案设计完整合理.将其中部分内容分解为用时较短,结果显著的实验小片段,插入到药物分析课程中对应的实验操作中.比如学习到药典中的中药材成分葛根素的知识点,根据教师荧光传感器的研究方向,将银纳米增强荧光薄膜用于葛根素的分析检测.通过创新后的小课题内容,可让学生申报大学生创新创业项目或发表论文等以实现教学效果的转化和验证.教学方法的整体实施过程以学生为中心,围绕“创新”二字,走科研化的道路,既培养了学生的创新思维能力,也激发了学生对实际存在问题的研究热情.

2.3 搭建“多样化”线上教学平台,强化线上课程资源的建设

本课程采用自建与引进相结合的方法,不断丰富课程的在线学习资源.经过课题组老师的一致努力,已在超星泛雅平台、中国大学MOOC平台和清华大学优慕课平台上进行线上课程建设.在每个教学平台上都形成完整的在线课程资源,包括教学大纲、授课计划、教学视频、课外拓展视频等相关资料,每个教学视频后均配套单元测验.同时,积极引进中国药科大学“药物分析”国家精品在线课程,补充临床药物分析方面的教学资源,让学生在实例中学习,实现理论与实践的有机结合.线下课堂教学过程中,引入“雨课堂”教学手段,可以有效的结合线下课堂开展课后作业和课堂讨论.充分利用这些优质的教学平台和新型授课手段,在课前将部分内容放到授课平台上,督促学生在课下学习,既不占用宝贵的课堂时间,又能保证教学质量.

2.4 融入“针对性”思政案例,结合疫情防控开展课程思政

在《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010-2020年)》中,将生命教育列为六大国民教育之一.生命教育倡导认识生命、珍爱生命、尊重生命、敬畏生命,其内容与思想政治教育有重合之处,本质上都是为了帮助学生建立正确的人生观、价值观和世界观[11].以中华人民共和国药品管理法规为切入点,将药物分析在药物的研发,生产和销售等流程中的重要性紧密联系起来,突出课程的重要性,引导学生树立制药工程师职业道德理念.比如“印度尼西亚大规模药物中毒事件”“为降低成本使用错误辅料的齐二药事件”和“用生理盐水假冒九价HPV疫苗事件”.让学生明确和深化学习药物分析课程的目的和重要性.

疫情期间我国发掘中华传统文化瑰宝——中医药“金花清感”“连花清瘟”等药物在新冠肺炎防治中的独到优势,强调国家政府新冠疫情控制措施高效性,增强学生建立强烈的国家民族自豪感和自信心,提升本课程的育德育人效果.

3 实践成效

在新冠疫情防控常态化的现状下,通过课题式教学方式的引入,结合多种线上教学方法,极大提升了学生的科研实践能力,近几届学生积极申报大学生创新创业项目,并在学术期刊上发表多篇与药物分析相关的学术论文,教学效果明显提升(图2).

图2 在混合式教学过程中引入课题式教学法前后教学及实践能力情况对比图

采用以上多种教学方法相结合,可以在药物分析课程教学过程中有效解决以下问题:

首先,采用混合式教学模式,突破了时间和空间的限制,进行有效助学、督学和线下教学设计.推进课堂教学与信息技术深度融合,解决了教学方法陈旧、不适应信息化时代学生个性化学习需求问题.

其次,通过加大课堂上过程性考核比例的方式,采用灵活分组方式,进行“课题式”课堂主题讨论,增加课堂上师生和生生之间的互动性,解决了学生平时学习积极性不高、期末考前突击应付的问题.

第三,通过丰富线上课程资源,满足学生泛在化学习、移动式学习的需求,培养学生自主学习能力,解决了课程学习资源单一问题.

第四,设计与理论教学配套的实验教学内容,将枯燥的文字概念及时转化为动手操作技能,并引导学生将验证性实验结论结合前沿科学方法,申报大学生创新创业项目,实现教学成果转化的目标.

第五,通过融入课程思政元素主题教育,将制药工程师职业道德的教育贯穿于教学全过程,在潜移默化中引导学生形成严谨认真的工作态度和实事求是的科学态度,树立正确的人生观和价值观及社会责任感.

4 结 语

新冠肺炎疫情常态化防控为地方性高等本科院校的正常教学开展带来较大影响.根据目前发达的网络平台建设线上教学资源,实现“疫情管控时在线授课-疫情解封后线下教学”的间断性教学方式的创新.将课题组教师科研内容分解为小课题后引入药物分析课程中,在“线上线下混合式”教学过程中,实现专业知识和课题式内容的有效融合,极大提升了学生的科研实践和自主学习能力.