全程优化教学法在中医药院校工科专业课程中的应用

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[摘要] 全程优化教学法通过“知识优化”串联工科课程知识点、“见识优化”串联中医药类课程和工科课程的知识点，培养学生以不同学科的思维方式思考问题，加深对专业知识的掌握和行业的认识。最终利用项目驱动教学法进行“能力优化”，构建完整知识体系，提高学生专业综合素质和创新能力。利用PLS方法对全程优化教学法进行评价，结果表明“能力优化”对学生的成绩贡献度最大。

[关键词] 全程优化教学；知识点串联；项目驱动教学

[中图分类号] G642 [文献标识码] B [文章编号] 2095-0616（2016）01-45-04

[Abstract] Whole course optimizing teaching method puts knowledge points of engineering courses in series by "knowledge optimization" and puts those of TCM courses and engineering courses in series by "insights optimization" to cultivate students" thinking patterns of different subject and to know professional knowledge and industry deeply. Finally， it uses project driven teaching method to achieve "ability optimization" and build a complete knowledge system to improve professional overall qualities and innovation ability of students. Evaluation of whole course optimizing teaching method by PLS shows that "ability optimization" makes the greatest contribution to students" scores.

[Key words] Whole course optimizing teaching method；Puts knowledge points in series；Project driven teaching

中医药类院校的工科专业的设立目的，是培养知识全面、创新能力强的复合型人才，从而有力的推动中医药行业的发展[1]。专业的培养目标除了要求学生具备工科的知识之外，更重要的是掌握这些知识在中医药行业的应用，成为跨学科的复合型人才[2]。工科课程知识点繁多且逻辑性强，主要以原理公式推导和应用计算为主，在中医药院校的背景下，工科课程必须注意与中医药相关课程的知识交叉融合，通过学习使学生能够正确的将工科知识运用到中医药行业的相关领域，提高学生全面分析问题和解决问题的能力，这一过程的进行和结果的实现需要教师在不断提高自身专业素质的前提下，努力探索合适的教学方法。

1 全程优化教学法

全程优化的本意是指在工业上对包括各单元环节的全生产流程进行优化，比如通过对提取、浓缩、干燥等各工艺环节的优化，达到中药制药的整个流程优化的目的[3]。将全程优化的概念引入教学，把学生所要求掌握知识的过程当做全生产流程，而

各门课程就是构成全流程的各个单元环节，通过“优化”，使学生更加全面、快速、扎实的掌握知识，建立完整的专业知识体系进而对专业甚至行业有更为深刻的理解和认识，就是全程优化教学的目的。

全程优化教学的目的是“优化”，不是完全摒弃传统的教学方法，而是在传统的教师讲、学生练的基本模式下，利用现有优秀教学方法对学生掌握知识的方法和过程进行优化。

1.1 知识优化

知识优化是将本专业相关工科课程的知识点进行串联，通过知识点的串联能够帮助学生对所学内容进行梳理和迁移，激发学习兴趣[4-5]。本校开设的工科专业包括制药工程，中药制药，生物工程等，开设工科课程包括《机械基础及工程制图》《化工设备》《制药化工过程与设备》《化工原理》《制药设备与工程设计》《化工仪表与自动化》《中药制药工程学》等，虽然各门课程的大纲对知识的要求不同，但如果综合所有工科课程，将学生所需掌握的知识当成一个体系来看待，则单独一门课程所要求的知识点都是片面的，只有对不同课程的所有知识点进行整合，才能构成完整的知识体系，但是学生的学习过程中，自主整合知识的能力相对较差，需要教师的总结和引导[6]。例如在《化工仪表与自动化》课程中，对孔板流量计、转子流量计的原理介绍较为简单，只提到“通过伯努利方程和流体连续性方程”就直接得出最终结果的计算公式，而未对公式进行详细推导，这个知识点要求是“熟悉”。而《制药化工过程与设备》课程的“流体流动”章节对伯努利方程和流体连续性方程则有详细的推导，对知识点的要求是“掌握”，但在应用上则较少提及仪表，这时可通过知识点的串联，将两门课程的相同知识点进行联系与互补。又比如后期学习的《化工设备》或者《化工仪表及自动化》的课程当中讲到的“标准化”的概念，其实在初期开设的《机械基础及工程制图》中的“标准件和常用件”中就有介绍。知识点串联教学要求教师熟悉各门工科课程，细心整理出不同课程间可以“串联”的知识点，而在课堂讲授环节上提出相应问题让学生思考，弥补学生对所学知识整理能力的缺乏，加深学生对工科知识的全面的理解和记忆[7]。

1.2 见识优化

见识优化是将工科课程与药学相关课程知识点进行串联，让学生掌握知识的同时，了解不同专业学科的思维方式，拓宽学生思路，增长见识的同时培养了学生的创新能力。以《中药药剂学》中几个概念为例：首先是超声提取，《中药药剂学》当中简单介绍了超声提取的特点，对其原理概括为：空化、热、机械三方面的效应，但并未对知识点进行一步挖掘。如教师不讲解，学生不会将“空化”与工科课程《制药化工过程与设备》中离心泵的“气蚀”的概念联系起来。其实“空化”就是“气蚀”，由于专业的不同而定义不同，《中药药剂学》的超声提取中利用其作为将药物“打破”的动力，而工科课程中将其作为对设备腐蚀的“破坏力”。再来看一下《中药药剂学》灭菌中关于蒸汽灭菌的描述，使用蒸汽灭菌时，虽然过热蒸汽的温度比饱和蒸汽温度高，但是仍然使用饱和蒸汽的原因解释为很简单的一句“饱和蒸汽的穿透性强”或者用灭菌后结果F0 值符合国家标准。但是如果我们将《化工原理》或者《中药制药工程学》课程中关于传热的概念串联到灭菌知识点中则有很好的解释——使用饱和蒸汽灭菌效果好的主要原因是饱和蒸汽的汽化潜热很大，而且冷凝的液体的传热系数也要大于气体。诸如此类的概念还有很多，可以看出，同样的概念和知识点，通过不同学科知识点的串联、从不同的思维方式和出发点看待，会有“恍然大悟”“原来如此”的感觉，使学生将不同学科的知识融会贯通，提高了见识。

“见识优化”在施行的难度上要高于“知识优化”，毕竟“知识优化”只是在一个学科的范畴内对知识进行整理和总结，但是“见识优化”则需要不同学科的教师之间的交流和协作来完成[8]。但是，对教师来说，“见识优化”也是一个提高自身素质的过程，多个学科教师可采用集体备课的形式进行讨论，独立的从不同学科视角重新认识课程，互相借鉴和学习，组成多学科教师的教学团队，在提高教学效果的同时[9]，为交叉学科之间的科研研究和创新打下了基础[10]。

1.3 能力优化

近年来国家不断提倡增强学生知识的运用和实践，对人才的培养也开始有“研究型”和“应用型”的区分[11]。“能力优化”是教学的实践环节，采用项目驱动教学法（project driven teaching，PDT）的知识点构思、项目设计、项目实现几个环节，使学生从被动学习变为主动的学习，发挥学生学习上的自主性与积极性，提高综合素质和各种能力[12]。能力优化的项目驱动教学分为两个步骤与层次，一是小项目，穿插在教师理论课讲授环节，小项目主要围绕“知识优化”和“见识优化”的知识点进行，目的为加强学生对知识掌握的广度。例如前面提到的“伯努利方程应用”、“采用饱和蒸汽灭菌原因”等问题，都可以采用小项目的方式，课堂上提出问题，学生思考讨论后教师解答，也可留作课后作业由学生课后完成；第二是大项目，一般在理论课程结束之后，学生对知识有了宏观的掌握，通过实践加深知识的理解和运用。项目的选择可结合学生通过课程见习建立的对药厂的直观印象，项目内容包括可生产环节的物料、热量衡算，设备、仪表的选型、图纸绘制等方面，加强学生对知识内容掌握的深度。例如“设计年产5亿片的复方丹参片生产车间”，要求学生从药材特点开始，到提取、干燥、混合、压片等工艺和设备、厂房规划等方面等完成设计报告。项目进行过程可将学生分组，由组员讨论分配和完成任务，培养学生独立思考和团结合作的能力，最终采用独立答辩的形式评定学生完成程度。

全程优化教学法整体流程如图1，通过“知识优化”“见识优化”“能力优化”构建完整的知识体系，提高学生专业综合素质。

2 全程优化教学评价

对本校2012级制药工程、中药制药、生物工程三个工科专业进行问卷评价，问卷包括全程优化教学的“知识优化”“见识优化”“能力优化”的三个大方面，对每个环节下设立不同小项打分，最后以学生“知识优化”“见识优化”“能力优化”三个方面的问卷得分为自变量，以进行全程优化教学课程的成绩为因变量，利用PLS分析对全程优化教学进行分析评价[13]。图2为“知识优化”“见识优化”“能力优化”对课程成绩的贡献度。由图2可知，“能力优化”环节对成绩的贡献最大，这也正说明了工科课程自主学习和实践教学的重要性。“见识优化”对成绩贡献度最小，学生认为“见识优化”作为知识点的交叉和拓展，对综合能力的培养至关重要，但是对单科课程的成绩提高不如“知识优化”和“能力优化”，不能体现“见识优化”的重要性，所以，选择何种因变量对教学方法进行评价，或者是否能够构建一种新的能力评价模型，是值得思考问题和进一步研究的方向。

3 总结与分析

全程优化教学法，通过“知识优化”串联工科课程知识点，强化学生对知识的理解和记忆；通过“见识优化”串联工科课程和中医药类课程知识点，培养学生不同专业的思维模式、从不同角度看待和解决问题，进而提高创新能力。通过“能力优化”练习和运用掌握的知识，最终构建完整知识体系，提高专业素质。整个全程优化教学的环节需要通过不同学科教师合作完成。通过全程优化的三个环节与学生成绩进行PLS分析，发现“能力优化”对学生的成绩贡献最大[14-16]。

全程优化教学法的目的是培养学生具备“中医药”和“工”两方面的知识，通过不同学科知识点的交叉串联掌握知识，增长见识，最终提高行业创新能力，推动行业的。但是目前的教育背景下，对学生综合能力的评价还是以学生卷面成绩为主，本文选取课程成绩作为对全程优化教学方法的评价指标，但是结果发现，仅仅通过成绩作为学生专业综合能力的衡量标准显然是不够的，所以能否构建科学、全面、合理的学生专业综合能力评价模型，对于教学方法的改进具有重大意义，也是今后教学研究的重要方向[17-18]。

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（收稿日期：2015-09-08）

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