制药工程专业实验课程建设的探索与实践

实验室研究与探索

RESEARCHANDEXPLORATIONINLABORATORY

Vol.29No.5May2010

制药工程专业实验课程建设的探索与实践

马红梅，侯志安，徐仲玉，段梅莉，周

，朱

进，虞心红

（华东理工大学药学院，上海200237）

摘

要：结合制药工程专业实验课程，围绕功能性实验室建设和配套的实验教学体系改革，从实验指导

实验教材和内容以及实验室硬件建设等方面，阐述了制药工程专业实验课程建设对培养制药教师队伍、

产业创新人才以及发展制药工程特色专业的重要性。关键词：制药工程专业实验；实验教学；探索与实践中图分类号：R91；G462.423

文献标识码：A

文章编号：1006－7167（2010）05－0112－04

ExplorationandPracticeonConstructingExpeimental

CourseofPharmaceuticalEngineeringMajor

MAHong-mei，HOUZhi-an，XUZhong-yu，DUANMei-li，ZHOUXuan，ZHUJin，YUXin-hong

（SchoolofPharmacy，EastChinaUniversityofScience＆Technology，Shanghai200237，China）

Abstract：Combiningwiththeexperimentalcourseofpharmaceuticalengineering，intermsofthebuildingoffunctionallaboratoryandcorrespondingreformingofexperimentalteachingsystem，thisarticledescribedthesignificanceofcon-structingtheexperimentalcourseofpharmaceuticalengineeringincultivatingcreativetalentsforpharmaceuticalindustryanddevelopingthespecialtyofpharmaceuticalengineeringfromtherespectssuchasthequalityandteachingabilityofteachers，experimentaltextbook＆experimentalcontents，andlabinstruments＆equipments.

Keywords：experimentofpharmaceuticalengineeringmajor；experimentalteaching；explorationandpractice

1引言

业，经过几十年的积累和发展，于国家教育部1998年对本科专业进行调整后更名为制药工程专业。该专业是隶属于化工与制药类的工科专业，是运用药学、化生物技术以及工程学等相关科学理论和技术手段学、

进行药物研发与制造的一门工程技术学科，具有较强的工程技术特征。数十年来，该专业为我国制药行业培养了包括中国科学院院士在内的3000多名毕业我校是国家教育部制药工程专业教学指导生。目前，

委员会主任单位。2008年，该专业获批国家教育部首批特色专业进行建设。

近几年，在学校专业实验室专项建设经费以及教如何针对我校该育部实验室专项建设经费的支持下，

与时俱进，围绕功能性实验专业办学特色和办学基础，

室建设和配套的实验教学体系改革进行制药工程专业实验课程建设，从而更明显的体现专业特色和可持续发展是我们教学改革的重点，也是我们进行特色专业建设的重点

［1-3］

制药工程专业实验课程是制药工程专业开设的最是面向药物合成反应、药物化学重要的专业课程之一，

以及化学制药工艺学等理论课程的实践课程之一，并与之相映形成关系密切的课程群。通过该实验课的教学，不仅能培养学生熟练的实验技能，加深对上述理论而且可逐步培养学生课程中基本理论和概念的理解，

仔细观察、勤于思考以及解决实际问题的能力，帮助学生树立严谨的科学态度，以提高学生的综合素质和创新能力。

我校自建校初期（1952年）即设立了化学制药专

收稿日期：2009－06－30

——制药工程特色专基金项目：2008年教育部首批特色专业建设—业建设项目；2009年华东理工大学重点课程建设项目

女，回族，宁夏固原人，博士，副教授，作者简介：马红梅（1970－），

药学实验教学中心常务副主任，主要从事制药工程以及药物化学的教64253234；E-mail：hmma@ecust.edu.cn学与研究。Tel.：021-

。

第5期

马红梅，等：制药工程专业实验课程建设的探索与实践

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2建设一支高素质的实验指导教师队伍

为适应招生规模扩张而致的专业教学需要，保证

教学质量，在组建制药工程专业实验指导教师队伍时，既要考虑教师对专业、专业实验课程以及学生的责任心，

又要顾及教师的教育背景。真所谓：高素质人才是决定国家和民族前途命运的重要力量，

是建设创新型国家的强大依托，而培养和造就制药领域高素质创新人才，就需要一支高素质的具有创新能力和教书育人主业意识的专业实验课程指导教师队伍，投入实验教学。

近年来，不断有年轻的新教师参与制药工程专业实验的教学，由于教学经验不足，加上所受的制药工程相关的实验技能训练等参差不齐，因此，对专业实验的任务与要求的理解也不尽相同，集中表现在对基本实验操作的规范要求不统一、用于案例教学以及启发教学的素材不足等。我系（制药工程系）不仅要求正、副教授都要为本科生讲授理论课程，还应指导本科生的专业实验，

并且专业实验均由教授领衔建设与开展工作。专业教学部门规范严格的管理规定，学校各职能部门为提高教师队伍的思想境界和业务水平而采取的切实可行的一系列举措比如开展师德师风、教风学风大讨论；推行新老教师结对子活动，

加强青年教师的岗位培养；保持和完善本科教学评估制度以及推行学生网上评教活动等，

使得教师为主导、学生为中心和主体的特殊认识活动—教学活动尤其是实验教学活动—开展得生机勃勃。在教师创造能力得到有效激发和张扬的同时，越来越多的教师愿意也能够用最新的科研成果介入实验教学，

把最新的科学知识介绍给学生，将科学的研究方法传授给学生，指导学生专业实验。在实验教学中，注重案例教学、启发教学等，鼓励学生动手实践，

注重学生的独立思维和发现问题、解决问题能力的培养，实现了从“照方抓药”的知识灌输型教育向“授人以渔”的能力培养型教育的转变。

目前，已经形成均具高级职称的制药工程专业实验课程的指导教师队伍，年龄结构以及学缘结构合理，师德修养高尚，业务能力强，能够有效保证实验教学的高质量高水平。并建立相应年轻教师的吸收和培养计划，确保这支实验指导教师队伍可持续发展。

3编写高质量的制药工程专业实验教材

制药工程是一个宽口径专业，重在药物生产过程

的技术集成和产业化，涉及化学制药、中药制药、生物制药以及药物制剂等。在以往的教学和人才培养过程中，制药工程专业能够选用的教材多为过去相关专业的教材或它们的简单拼合，供教学使用的将上述制药工程专业各方相融为一体的教材非常少见；同时，社会

的发展使学生的基础教育、

综合素质教育以及创新教育变得越来越重要。因此，如何利用专业实验环节进一步培养学生的创新能力，贯彻“过程工程”的教学思想增强学生的综合素质是制药工程专业建设以及制药工程专业实验课程建设必须要思考和解决的问题。为此，

制药工程专业教学指导委员会于2005年初制定并推出了制药工程本科专业系列教材，

我校制药工程专业邀请了兄弟院校的专业教师，策划、组织、编写了普通高等教育“十一五”国家级规划教材、高等学校制药工程专业系列教材《制药工程专业实验》，并于2007年1月由高等教育出版社出版，图1展示了该教材封面及所包括主要内容框架。

图1制药工程专业实验教材框架

《制药工程专业实验》教材吸收了国内外最新药物制备技术，

以药物制备化学与工艺为主，内容涵盖化学制药、

生物制药、中药制药和药物制剂，适用于制药工程专业各个方向，可满足多层次实验教学需要。为体现实验教学三大功能，即验证理论知识、掌握实验技能、训练研究素养。我们在教材“药物制备实验”部分精心筛选不同要求的实验内容，提供了成熟的实验，以便各实验课程设置基础实验、综合实验和自主创新实验。在不同方向的制药工程专业实验教学过程中，可以选择单方向实验，

也可选择多方向组合实验，实现跨课程跨学科的整合重组，

通过专业实验训练，力求使学生掌握制药基础知识、基本技术和独立实验能力，为学生的本科毕业论文环节奠定研究素质基础，培育学生创新素养。

该书作为第一本高等学校制药工程专业系列教材之实验教材，既是很好的教材，又是非常实用的科学研

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实验室研究参考书。经过两届学生的使用，反响良好，并于2008年获得华东理工大学教学成果二等奖。

4推陈出新，不断更新实验教学内容

按实验教学规律，制药工程专业实验主要包括基

本技能实验、

综合性实验以及设计性实验3个层次。经过近年来的数次教育部以及校级实验室专项建设，各层次制药工程专业实验项目和内容不断更新，综合性实验和设计性实验课时数分别占实验课程总课时数的30%和20%以上

［4-6］

。

为使学生实验技能、综合素养以及环境友好意识等在专业实验过程中能得到循序渐进的训练和提高，在选择和安排专业实验时，各层次实验项目和内容都各有不同。第一层次对理论课程与实验课程在时间和内容上进行高度整合，主要涵盖药物合成单元反应课程内容，包括氧化反应、还原反应、烃化反应、硝化、亚硝化反应、

酰化反应、付-克反应等单元反应，培养学生的基本动手能力；第二层次的综合实验旨在训练学生综合掌握和运用理论知识的能力，

以课程群和学科群的概念设置综合实验，力求高度的知识覆盖率、课程综合性及实验技术先进性，既有课程内部的整合又有跨课程甚至跨学科的整合。主要涵盖药物化学、制药工艺学等课程内容，

包括氯霉素、消炎痛等典型药物的合成、工艺研究以及结构表征等，培养学生制备完整药物的能力；第三层次的设计实验侧重于科学与工程研究素养的训练，如信息收集处理、科学假说设定、实验路线设计、实验参数优化、异常结果分析等，同时突出学生的自主思考、设计、组织与动手要素。该层次实验项目涵盖的专业课内容和知识体系更宽泛，

一般都是教师提出实验要求，比如慢性结肠炎治疗药物美沙拉嗪的合成，要求学生完成和解决：①通过查阅中外文文献资料，

综合出已有的美沙拉嗪合成方法，理解药物合成途经的多样性；②比较各种合成方法的优缺点，结合实验室的实际情况选定或设计合适的工艺路线；③熟悉选定的工艺路线所涉及反应的原理、操作注意事项以及中间产物的纯化方法；④进行实验合成样品，明确各实验终点控制方法，并分析检验各中间体；⑤通过对实验的总结和文献资料的调研，运用所掌握的知识，提出可能的新的合成路线或改进方法等。通过该层次的训练，

全面培养学生的科研能力，为学生的本科毕业论文环节奠定研究素质基础，体现华东理工大学过程工程特色，培养更具就业竞争力的制药工程专业毕业生。

比如，针对上述设计性实验美沙拉嗪的合成，同学们开题报告集中体现：美沙拉嗪（5-ASA）作为化学品早已被合成，当被开发为抗溃疡性结肠炎的药物后，对其合成方法进行了更深入的研究，国内外已被采用的

究与探索

第29卷

制备方法主要有3种，

即：①硝基水杨酸还原法；②苯偶氮水杨酸还原法；③间硝基苯甲酸电解还原法。根据上述工艺过程，综合考虑原料来源方便与否、生产控制容易与否、设备要求严格与否、生产成本的高低以及产品质量的好坏等方面，普遍选择第一种制备方法，并给出5-ASA的制备工艺流程，

如图2所示。图2

5-ASA制备工艺流程

在制备和纯化实验以及分析检验实验操作之后，要求学生对整个实验进行总结，并提出自己的看法和建议。指导教师组织学生对不同实验结果尤其是失败与异常结果进行分析讨论，学生相互交流实验心得。

这样，学生对如何进行实验设计从开始到结束的全过程，在思想上有一个清晰的认识，这对培养学生今后独立从事科研的能力具有积极的现实意义

［7-10］

。

5建设先进的制药工程专业实验室

高等学校实验室是进行实验教学、开展科学研究、

推动科技发展的重要基地，是办好高等学校的基本条件之一。她承担着提高学生创新精神和实践能力，实施素质教育，培养高级专门人才的重要任务，是学校教学、科研工作的重要组成部分，也是高等学校四大支柱（师资队伍、实验室、教材和图书信息）之一。

我校制药工程专业历史悠久，为了进一步发展制药工程特色专业，

培养创新型制药工程人才，学校非常重视制药工程专业实验室建设，近几年先后投入了4百余万元的专项建设资金。本着统筹兼顾、资源共享的原则，我们利用实验室建设资金，首先更新和添置了制药工程专业实验（工艺类）需用的仪器设备包括药物制备实验用仪器和常用的分析测试仪器，既满足本科生招生规模扩张带来的教学需求，又提高本科生实验教学的水平和效率，同时，为开设综合性和设计性教学实验创造了良好的硬件条件。

医药产业是目前世界上发展最快的产业之一，自20世纪50年代开始加速发展以来，一直保持着持续

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马红梅，等：制药工程专业实验课程建设的探索与实践

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快速的增长速度，而制药产业的兴衰主要取决于制药工艺和制药工程的进步和发展。制药工艺的研究一般分为3个阶段，即实验室、中试放大以及工业化生产。实验室研究完成后，通常需要经过一个将小试实验的规模放大50～100倍的中试放大研究阶段，以便进一步研究在一定规模的反应装置中各步化学反应条件变解决小试实验不能解决或未发现的问题。化的规律，

尽管我国制药工艺水平高于制药工程水平，但距世界发达国家的水平还有一定差距，再加上制药企业制药工程概念薄弱，新药开发速度较慢。因此，必须十分重才可能使我国的视制药工艺和制药工程的协同发展，

制药工业继续保持高速协调发展，从而建立起高度现代化的医药工业体系。为此，我们依托华东理工大学过程工程特色，利用实验室建设资金建设了制药工程多功能中试放大实验室，装备如图3所示，该套装备具有温度适用范围宽、便于观察实验现象、可满足酸性/碱性以及腐蚀性反应介质参与的单元反应、还可进行

如蒸馏/分馏/结晶等多种单元操作（密封性良好，真空度高），为提高制药工程专业实验的教学质量提供了强大的支持，特别是为培养学生的工程能力提供了坚实基础

［10-11］

。

通过近些年的建设和努力，我校制药工程专业实实验项目设置、实验教材和内验课程在实验指导教师、

实验教学方法以及实验室硬件等各方面都有了长容、

足的进步和发展。在建设创新型国家以及和谐社会的大环境下，我们将继续以国家教育部制药工程特色专业建设和学校制药工程专业实验课程建设为契机，进探索更有利于学生创新意识和实践能一步传承拓展，

力培养的实验课程教学模式。参考文献（References）：

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图320L化学药物制备多功能中试装置

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檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿殨“2010年iF产品设计奖赛多利斯荣获两项国际

2009年12月29日，2010年iF产品设计奖’德国哥廷根-国际论坛设计公司将‘颁发给了赛多利斯优质实验室天平和‘ariumpro’实验室纯水系统。该产品在国际医学/保健类产品的两款产品：‘Cubis’

的激烈竞争中而获胜。‘iF产品设计奖’是世界上最好的设计类奖项之一，评定标准包括质量设计，创新和环境的影响程度等11项。该公司研发的这两款新产品赢得了24名专家组成的评审团一致通过，截至2010年已经举办了56次。这次评选是从39个国家2500项目中评出。参赛者在16个类别上进行角逐。市场专家认为，赛多利斯荣获的这两个奖项为其他客户研发新产品创造了导向动力。

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