張 杰,何珍貴,劉鳳華,周淑晶,李進(jìn)京
(佳木斯大學(xué) 藥學(xué)院,黑龍江 佳木斯 154007)
制藥工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)從事藥品制造,新工藝、新品種開發(fā)的人才,要掌握化學(xué)制藥、生物制藥、藥物制劑技術(shù)的基本知識(shí)[1]。制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)是制藥工程專業(yè)實(shí)踐的重要環(huán)節(jié),可檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度,并可在實(shí)驗(yàn)中提升自身知識(shí)水平,提高創(chuàng)新能力,培養(yǎng)分析問題解決問題的能力。本文根據(jù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問題,提出了幾點(diǎn)改進(jìn)方向,以期能拋磚引玉,引起制藥工程專業(yè)學(xué)者們廣泛討論,進(jìn)而優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),提高教學(xué)質(zhì)量。
在一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)中,需要用到的試劑、耗材量比較大,且大多為不可重復(fù)利用。如采用柱層析方法對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行分離精制過(guò)程中,除了耗費(fèi)硅膠外,還需要大量的洗脫劑,單次實(shí)驗(yàn)成本較高。為了節(jié)省經(jīng)費(fèi),有時(shí)只能由專任教師進(jìn)行操作演示,從而扼殺了同學(xué)們對(duì)新事物的探索欲望和求知欲,使教學(xué)出現(xiàn)重合成輕純化的問題。另外在一些實(shí)驗(yàn)所需的先進(jìn)儀器設(shè)備采購(gòu)方面、對(duì)教師進(jìn)行及時(shí)有效的培訓(xùn)方面等,均需要較為充足的經(jīng)費(fèi)支持。
專業(yè)實(shí)驗(yàn)一般安排在第六學(xué)期完成,學(xué)生已經(jīng)修讀了大部分專業(yè)課程,通過(guò)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué),可以全面檢驗(yàn)理論知識(shí)的掌握情況,并可在一定程度上,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和發(fā)散思維。但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,依舊采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式和方法,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào)乏味。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),沒有自己的思想,只是按部就班地重復(fù)教材設(shè)定的實(shí)驗(yàn)步驟,缺乏創(chuàng)新力。
大多數(shù)同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)課不能認(rèn)真對(duì)待,應(yīng)付式上課。課前沒有做好預(yù)習(xí),課上不聽老師講解,操作過(guò)程照搬教材,對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生的現(xiàn)象熟視無(wú)睹。實(shí)驗(yàn)失敗時(shí),不去尋找失敗的原因,隨便摘抄別人的實(shí)驗(yàn)成果來(lái)應(yīng)付老師。實(shí)驗(yàn)報(bào)告照抄教材,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析不夠透徹,有時(shí)為了實(shí)驗(yàn)結(jié)果完美,修改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)課的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,加深對(duì)理論知識(shí)的理解。因此要根據(jù)專業(yè)課的教學(xué)內(nèi)容來(lái)選取相應(yīng)的高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,并不斷對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革,完善教學(xué)方案,使實(shí)踐與理論更有效地融合。要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力,就應(yīng)該讓學(xué)生能有獨(dú)立思考的機(jī)會(huì),而不是按部就班地跟著實(shí)驗(yàn)教材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。教師在講解實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)該著重強(qiáng)調(diào),重點(diǎn)講解,讓同學(xué)能夠掌握實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,教師要不停的在實(shí)驗(yàn)室走動(dòng)查看,發(fā)現(xiàn)不足及時(shí)糾正,現(xiàn)場(chǎng)幫助學(xué)生獲得相關(guān)知識(shí)和技能[2]。進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)課考核機(jī)制,重點(diǎn)考核實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)情況、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的操作規(guī)范程度、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫及分析能力等。通過(guò)這些硬性指標(biāo)的加持,能夠提高學(xué)生對(duì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的重視程度,進(jìn)而認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)赝瓿蓪?shí)驗(yàn)。另外,從學(xué)校層面還需加大投入,完善實(shí)驗(yàn)所需條件,讓學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸到高精尖儀器設(shè)備,激發(fā)對(duì)新事物好奇心,提升對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。
化學(xué)類藥物的合成路線往往不是單一的,在創(chuàng)業(yè)過(guò)程中,要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,選擇最合理,最經(jīng)濟(jì),適合工業(yè)生產(chǎn)的工藝路線。例如用于治療潰瘍性結(jié)腸炎的藥物美沙拉嗪,對(duì)其工藝路線進(jìn)行選擇時(shí),由于引入氨基的方式不同,所采用的原料、試劑也截然不同。在實(shí)驗(yàn)階段,可以要求學(xué)生對(duì)兩種合成方法分別進(jìn)行物料衡算,核算出生產(chǎn)成本;做市場(chǎng)調(diào)研,掌握原輔材料的來(lái)源、規(guī)格和供應(yīng)情況;探究反應(yīng)機(jī)理,預(yù)測(cè)中試放大過(guò)程中可能出現(xiàn)的問題;分析反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的廢物,了解三廢的處理方法。通過(guò)完成以上任務(wù),可使學(xué)生對(duì)創(chuàng)業(yè)的基礎(chǔ)過(guò)程有初步的了解。
中試放大是組織生產(chǎn)過(guò)程中必不可少的組成部分,通過(guò)中試放大以得到先進(jìn)、合理的生產(chǎn)工藝,并獲得較為確切的消耗
定額,進(jìn)一步研究在一定規(guī)模裝置中各步反應(yīng)條件變化的規(guī)律,并解決實(shí)驗(yàn)室階段所未能解決或尚未發(fā)現(xiàn)的問題[3]。例如常做為耐熱改性劑和醫(yī)藥中間體的N-苯基馬來(lái)酰亞胺,可由苯胺和順丁烯二酸酐經(jīng)N-酰化、脫水環(huán)合制得。反應(yīng)條件溫和,收率高。該實(shí)驗(yàn)需要在中試車間完成,通過(guò)中試放大,可以讓學(xué)生對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中涉及到的車間面積、設(shè)備布置、生產(chǎn)成本等有充分的了解,也可為正式生產(chǎn)提供設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),物料平衡數(shù)據(jù)等,最終得到先進(jìn)、合理的生產(chǎn)工藝。這將極大地提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,解決問題的能力,有利于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。
工藝優(yōu)化涉及到化學(xué)反應(yīng)各種條件之間的相互影響等諸多因素,欲在這些因素中分清主次,就需要通過(guò)合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)及優(yōu)選方法,為找出影響生產(chǎn)工藝的內(nèi)在規(guī)律以及各因素間相互關(guān)系,盡快地找出生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)所要求的參數(shù)和生產(chǎn)工藝條件提供參考[3]。學(xué)生在透徹理解和充分掌握工藝優(yōu)化的原理和過(guò)程后,可以以附加值較高的化工產(chǎn)品或醫(yī)藥中間體為研究目標(biāo),開發(fā)出更具競(jìng)爭(zhēng)力的制備工藝路線,從而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。例如廣泛存在于天然產(chǎn)物中的查爾酮,可由苯乙酮與苯甲醛在堿性條件下縮合而成。通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研,可選擇原料配比,反應(yīng)溫度,反應(yīng)時(shí)間,催化劑種類等因素,均分為相應(yīng)水平,設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)優(yōu)化查爾酮的制備工藝條件。本實(shí)驗(yàn)?zāi)茌^好地體現(xiàn)工藝優(yōu)化方法和過(guò)程,加深學(xué)生對(duì)工藝優(yōu)化的理解,進(jìn)而培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。
專業(yè)實(shí)驗(yàn)是制藥工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分,持續(xù)不斷地對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式進(jìn)行改革,將有利于改善教學(xué)效果,提高教學(xué)質(zhì)量[4-6]。在新時(shí)代下的教學(xué)改革浪潮下,對(duì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革任重而道遠(yuǎn)。本文對(duì)制藥工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)的改革方向提出了幾點(diǎn)粗淺認(rèn)識(shí),希望起到拋磚引玉的作用,能夠引起教學(xué)一線參與者和管理者的足夠重視,進(jìn)一步加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革力度,使培養(yǎng)的學(xué)生的知識(shí)水平和科學(xué)素養(yǎng)更上一層樓。