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1、1“制药过程原理及设备”课程体系的教学法分析作者：徐国想，许兴友，陈文宾，朱平华，张所信【摘要 】 “制药过程原理及设备”是一门工程学科，面临的都是真实、复杂的实际工程问题，目前已经发展成为较完善的课程体系，由多个教学环节构成。文章针对各教学环节的特点，结合多年的教学实践，提出了看法，并对教学法进行了分析。科学运用各种教学法，可以强化课程教学，达到事半功倍的教学效果，推动课程的教学改革，同时也符合“厚基础、强能力、宽适应”的新世纪人才培养要求。 【关键词】 制药过程原理及设备； 教学法； 教学改革； 人才培养“制药过程原理及设备”是制药工程及其相近专业的一门专业主干课程，属专业技术基础课1，2
2、 ，它在基础课和专业课之间起着承前启后的作用，而且是基础学科通向应用学科的桥梁，故在制药工程专业教学中的地位相当重要。 “制药过程原理及设备”研究的是制药工程中的单元操作，其主要内容包括“三传”的基本原理和单元操作的典型设备构造、操作原理、计算、选型、设计及其实验研究方法3 。从表面上看，各单元操作之间并无必然的联系，而2且知识点多，它已从一开始的蒸馏、吸收、加热、过滤等少量单元操作发展成为今天的数十种单元操作，因此，学生切实掌握这门课程有一定困难。但学好该门课程，不但对今后走上工作岗位非常重要，同时，考研热近年持续升温，许多院校的制药工程及其相近专业都要求考制药过程原理及设备，所以对继续深造
3、也大有裨益。1 制药过程原理及设备课程体系概述目前， “制药过程原理及设备”具有较完善的课程体系，由多个教学环节构成。一般来讲，制药过程原理及设备课程体系包括理论教学、实验、课程设计、课程实习等，可分为理论教学和实践教学两大环节。其中，理论教学环节包括基础理论、分支课程、习题课等小环节；实践教学环节包括实验、课程设计、课程实习等小环节。随着科学技术的迅速发展，世界经济已经进入了知识经济和网络经济时代，社会更加需要“厚基础、强能力、宽适应”的高素质新型人才。为适应这一要求， “制药过程原理及设备”课程体系应从以下 3 个方面进行科学安排。首先，要重视基础理论课教学。现在，很多学校都在大刀阔斧地删
4、减理论课的教学时数，这在一定程度上减轻了学生的负担，有助于素质教育的推行，但一定要根据课程的性质和地位而慎重进行。一系列的教学改革和研究表明，我们培养3的合格人才必须具有较深厚的理论基础，厚积才能薄发，没有坚实的理论就谈不上创新。其次，要加大实践环节的教学。据报道，中国现在高级技师严重缺乏，在深圳和郑州等地开出的薪水甚至比硕士和博士高，这表明目前我国的教育模式还存在一定缺陷，培养大学生的操作能力、动手能力和创新能力势在必行。第三，加大制药过程原理及设备分支课程的开出力度，如流体力学、传热学、分离工程、能量分析与综合等，学时安排可适当减少。这样，不但可以满足学生的学习兴趣，拓宽学生知识面和提高专
5、业深度，还能为学生今后的就业和继续深造提供更宽广的机会和更好的适应性。2 制药过程原理及设备课程体系的教学法分析只有充分认识不同教学环节的特点，对各种教学法进行分析和研究，不断开创新的教学法，才能与时俱进，适应新时期的教育模式，充分调动学生的学习积极性，更好地培养学生运用理论分析和解决单元操作中各种工程实际问题的能力。2.1 理论教学环节2.1.1 基础理论教学理论教学中，一方面应注重基本概念、基础理论和基本定律的讲授，同时强化对设备的操作原理和选型设计计算的讲授，二者必须兼顾4，5 。对基本概念、基本理论和基本4定律讲授时，为了便于学生学习和理解，培养学生处理工程问题的能力和创新精神，在保持
6、课程系统性和循序渐进的同时，可结合具体知识点介绍处理实际问题的工程方法，如因次分析法（直管阻力、对流传热系数推导） 、数学模型法（流体流经固定床的毛细管束模型、吸收双膜理论模型等） 、参数分解与综合法（填料层高度计算、体积传质系数） 、当量法（颗粒当量直径、阻力当量长度、等板高度等概念） 、类比法（三传现象的类比） 。在介绍设备操作与设计选型时应突出工程观点，可从设备的传递理论基础和工业设备性能评价指标方面入手，找出影响设备性能的有利和不利工程因素，根据所学知识考虑如何调动有利工程因素与抑制不利工程因素而使设备性能得以改进，最后进行评价和总结。通过板式塔章节的教学实践，表明这样做可以有效地激发
7、学生的学习兴趣和创造力，提高学生独立发现和解决实际工程问题的能力。由于本课程知识面广，知识点多，为了更好理解和记忆，提高学习效率和学习的积极主动性，还可采用联系的方法。一方面注意本课程与前续课程知识链的联系，如在讲授气液相平衡时可联系物理化学中气液相平衡的有关内容；同时更要注意总结各单元操作之间的联系和不同点，如对吸收和传热操作、吸收和精馏操作进行分析比较。教学中可充分利用多媒体进行教学，但在介绍基本原理、基本公5式推导等内容时，不宜采用。2.1.2 分支课程教学流体力学、传热学、分离工程和传递过程等分支课程是对单元操作内容的进一步细分、充实和系统化。因此在讲授时，可对有些基本概念等重复内容进
8、行删减，同时增加学生自学和讨论交流的学时数，培养学生独立学习能力。教学中可采用多媒体课件进行教学，多充实一些内容，进一步拓展学生的知识面。2.1.3 习题课历来学生在学制药过程原理及设备课程时，都感到难在解题，学生普遍计算能力和分析能力较差，设置习题课和提高解题质量是有效解决这一问题的重要途径，是对常规理论教学的有益补充。由于计算繁复，往往要费大量时间，故需要对习题进行精选。习题课选题原则是少而精，覆盖面广，具有典型性，以加深对基本概念理解的题目和利用概念与原理来解决实际问题的题目为佳，更能调动学生的参与积极性。充分开发学生智力和学习潜力，变以教为主到以学为主，是教学改革的一个重要指导思想。在
9、习题课教学中应充分调动广大学生参与思考、解题、分析与总结，教师应引导学生在解题之后，不应把注意力过多集中在答案是否正确上，更应注重的是解题思路、技巧和应注意的问题，对例题进行全面分析和总6结，力争达到举一反三、融会贯通的目的。通过实际问题引入例题，可以活跃课堂教学，利于培养学生理论联系实际的观点，增强学生理论联系实际的能力，达到教学相长。从教学中发现，参加科研的教师，从科学研究中发现的问题更具有说服力和吸引力。鉴于计算技术的发展，有些操作型和设计型的习题可以在计算机上完成。这样可以培养学生综合运用知识的能力，如制药过程分析、编程和计算机操作等，提高学生解题的兴趣，并为今后的科研工作打下基础。2
10、.2 实践教学环节制药过程原理及设备教学既要让学生掌握典型单元操作的基本原理，又要使学生掌握工程问题的处理方法。而后者则主要依赖于实践教学环节完成。2.2.1 实验实验是培养高水平工程人才的最为直接和有效的途径，在培养学生动手能力和运用知识能力方面有独特的作用，是课堂教学无法替代的6 。要做好这一环节，我们的思路是：做好实验室建设规划：实验室是高校实践环节的主要基地，其水平高低直接影响所培养的人才质量，因此，我们十分重视实验室的7建设。在充分调研的基础上，我们编制了实验室建设三年规划，理清了实验室未来几年的发展思路和奋斗目标，力争在近几年内把制药过程原理及设备实验室建成省内先进的工程中心。改进
11、常规实验教学模式：采用多种模式，充分利用目前先进的实验教学手段，提高实验效果。第 1 步，教师重点讲授实验的开出目的、实验原理和数据处理方法等；第 2 步，学生参观实验室；第 3步，学生撰写预习报告，第 4 步，学生在我们购置的东方仿真制药过程原理及设备模拟实验系统上进行模拟实验；第 5 步，学生进入实验室做实验；第 6 步，学生撰写实验报告。通过以上方式，可以大大提高学生做实验的积极性和实验效果，改变了以往学生被动应付的局面。加大综合性实验的开出力度：除了柏努利方程等演示实验外，制药过程原理及设备实验主要有流体流动阻力测定、离心泵特性曲线测定、恒压过滤常数测定、对流传热系数测定、精馏实验、填
12、料塔压降测定、吸收实验、干燥速率曲线测定等验证性实验。这些实验的设计较为简单，和工程实际差异较大，学生主动思考的空间较小，不利于学生分析和解决问题能力的培养。针对这一现象，我们做了以下的改进：一是及时更新和改造实验设备，同时购置先进的测试设备，确保实验条件的先进性；二是增设一些综合性实验，例如其中一台实验装置可以同时进行流量计的标定、流动阻力测定和离心8泵特性曲线的测定，这样既增强学生综合能力的培养，又提高了实验设备的利用率；三是力争开出一到两个创新性实验，由学生动手设计实验方案，培养学生的创新能力。做好实验室开放工作：除了保证正常的实验教学时间，其余时间实验室对全系教师和学生开放，同时还面向
13、社会开放。教师和学生只要提出申请，就可以进入实验室自主进行实验，同时系里还出台了相应的政策，鼓励教师和学生开展科研活动，不但不收取任何费用，还根据情况进行相应的科研经费补贴。这些做法可以较好地调动教师和学生进行实验改革和科学研究的积极性，加强了学校和企业的联系，提高了实验室的利用率和社会影响力，保证了实验室的持续健康发展。2.2.2 课程设计制药过程原理及设备主要是研究各单元操作的基本原理、所用典型设备的结构和设备尺寸的计算或设备选型。而制药过程原理及设备课堂教学常常存在重过程、轻设备的问题，其根本原因是缺乏对实际设备的感性认识和对有关基础知识的深入了解。通过课程设计这一环节，就可以较好地改善
14、这种局面。课程设计培养的是学生对本门课程知识的运用能力和初步的工程设计能力，是一次很好的理论与实践的结合7 。对于毕业环节只做毕业论文的学生，课程设计对培养他们的工程设计能力将负有更重要的责任。为了更好地发挥课程设计的作用，我们主要采用以下几点做法。首9先是重视选题。把课程设计与工程实际相结合，从生产实践中选题。一般要求一人一题，同时充分发挥学生特长，可以由学生自主选题，提高学生的设计兴趣。其次是加强指导。让有较强科研能力和工程背景的的教师担任指导教师，避免设计与工程实际严重脱离，引导学生运用先进的科学研究手段和资源，针对不同学生分别采用启发式、指导式和开放式等指导方法，确保课程设计的效果。再
15、者是加强对课程设计的考核，改变以往只重视指导而忽略考核的模式。在课程设计结束时采用集中答辩交流的方式严格把关，通过平时表现、设计说明书、答辩情况综合打分，把考核贯串在设计全过程，可以避免严重抄袭和部分学生平时散漫的情况发生，设计质量明显提高。2.2.3 课程实习有条件的学校，还可以在课程结束后，安排一次课程实习，到典型的化工企业进行实地参观实习，通过技术人员的讲解，可以加深对单元操作基本原理、流程和典型设备的系统了解。我们系的制药工程专业已经和多个医药企业签订了实习基地协议，实习计划便于落到实处。3 结论针对制药过程原理及设备各教学环节的特点，对教学法进行了分析，提出了几点看法，希望达到抛砖引
16、玉的效果。多年的教学实践10表明，科学运用各种教学法，可以强化制药过程原理及设备教学，达到事半功倍的教学效果，推动课程的教学改革，同时也符合“厚基础、强能力、宽适应”的新世纪人才培养要求。总之，制药过程原理及设备课程是制药工程专业一门非常重要的专业基础课，面临的都是真实、复杂的实际工程问题，对学生掌握处理实际问题的工程方法尤为重要，其教学效果的好坏将直接影响工程人才的培养质量和适应社会的能力，我们需要不断地改革创新来适应这个变革中的时代。【参考文献】 1 张宏丽,周长丽 . 制药过程原理及设备M . 北京:化学工业出版社,2005.2 王志祥. 制药工程原理与设备M. 北京:人民卫生出版社,2007.3 姚玉英,黄风廉,陈常贵, 等. 化工原理M 天津：天津大学出版社,2004 .4 苏建智. 制药过程原理及设备学习指导 M. 北京：化学工业出版社. 2006.115 丛德滋. 化工原理详解与应用M. 北京：化学工业出
