制药工程专业开设中药分离工程课程的实践.doc

制药工程专业开设中药分离工程课程的实践 作者：刘小平 李湘南 徐海星【关键词】 中药分离工程；,制药工程；,中药学,摘 要： 结合国家实施的中药现代化战略，从工程学的角度探讨了在制药工程专业（中药制药工程方向）开设中药分离工程课程的重要性及意义，并对制药工程专业开设中药分离工程课程进行了实践。关键词： 中药分离工程； 制药工程； 中药学 制药工程专业是1998年教育部调整后的一个整合专业，是一门工程技术科学，主要解决药品生产过程中的工程技术问题和实施药品生产质量管理规范（GMP），实现药品的规模化生产和规范化管理1。本专业是奠定在药学（中药学）、生物技术、化学和工程学基础上的交叉学科，是应用化学、生物技术、药学（中药学）、工程学及相关科学理论和技术手段解决制造药物的实践工程。由于制药工程专业是最近几年才设置的新专业，制药工程专业已基本确定为以化学工程和药学为其主干课程的教学模式，并以化学制药、中药制药、生物制药等为主要专业方向。但在课程设置、实验教学安排等方面还不尽相同2。国家近年来十分重视生物医药产业和中药现代化战略，随着中国加入WTO，具有完全知识产权的中药更是得到关注，不少省市均将生物医药和中药产业作为支柱产业。中药制药工程专业的培养目标是未来的中药制药工程师，在学校里应当接受工程的基本训练。制药工程专业的学生通过在中药工程领域内的系统工程学习，完成工程师的基本训练，获得一技之长，用自己的专业知识、专业技能为社会主义建设服务。在中药制药工程专业方向的课程体系中，涉及到工程的课程不多，尤其是在中药分离提取方面，涉及的课程一般以实验室的提取分离为教学模式，缺乏工程体系。我们在制药工程专业（中药制药方向）开设中药分离工程一课，是将目前我国中药制药企业正在推行的中药现代化紧密结合起来，紧紧围绕现代中药分离技术，从工程学角度，全面、系统的介绍中药制药过程中的分离工程。包括：超临界流体分离工程、超声及微波辅助萃取分离工程、色谱分离工程、吸附分离工程、膜分离工程、固液分离工程、蒸馏分离工程、生物及结晶分离工程等现代分离技术3。本研究对制药工程专业开设中药分离工程课程进行了探索。1 中药制药工程专业学生具备工程素养的必要性中药现代化一个非常重要的方面就是中药生产技术的现代化，也是我国中药产业目前面临的主要问题。中药现代化生产包括一系列重要操作，例如，提取、浓缩、分离等单元操作过程，运用现代分离技术如：超临界萃取技术、膜分离技术、蒸馏技术、树脂吸附分离技术、微波协助萃取技术等。其中分离工程的内容在整个中药现代化关键技术中占有较大比重，要想对目前我国中药生产中相对落后的提取、分离、精制等技术进行改造，积极引进和消化吸收已经成熟的先进生产技术，使中药的生产能达到现代化的水平，就需要培养大量懂得现代中药分离工程的专业技术人才。国内理工院校的制药工程专业均为新近设置，虽各具特色，毕竟都在创建过程之中。相对而言，武汉理工大学的制药工程专业以“中药制药”为方向，课程设置以化学化工为主，强调“工程制药”，瞄准“中药制药的现代化”4。但是从近年来用人单位对制药工程专业毕业生反馈的情况看，该专业的学生具有扎实的基础理论、较强的动手能力和吃苦务实的精神。但同时反映缺乏工程能力，毕业后对工程实际的适应能力较差，具体表现在： 理论与实际脱离，只会按书本上的内容解题，不能有效地解决企业的实际问题； 对工程规范了解甚少，不会使用工程手册，所做的化工设计不规范不能运用于实际； 缺乏经济观点，对工程与设备的选择能力差，从技术上考虑多而从经济上考虑少，不能很快完成从学生到工程技术人员的角色转换。这说明了本科专业教育在注重化学基础理论的同时，对学生工程素质培养不够。为使学生毕业后能适应我国正在推行的中药现代化战略，直接面向中药制药企业，培养中药制药的工程技术人才是中药制药工程专业的首要任务，作为专门讲授现代中药分离方法的中药分离工程课程对学生工程素养的培养有着重要的作用，因此中药分离工程对于中药制药工程专业来说是十分重要的一门专业课程。而目前在国内的中药制药工程专业均未开此课程，因此我们率先提出了中药分离工程这一概念，并在武汉理工大学制药工程专业（中药制药工程方向）及时开设了中药分离工程课程，并在授课过程中进行了一些教学改革。2 课程特点与设置计划中药分离工程课程将目前我国中药制药企业正在推行的中药现代化战略紧密结合起来，紧紧围绕现代中药分离技术，从工程学角度，全面、系统的介绍中药制药过程中的分离工程。该课程不但揭示了中药分离过程的本质规律，而且着重研究了适宜分离方法的工业化途径、设备设计放大效应、最优分离路线的工业化及最优操作条件。在选择具体分离方法时，不仅要求技术上可行、经济上合理，而且要考虑能耗、环保、设备放大和开发成本等问题。中药分离工程主要章节包括：超临界流体分离工程、超声及微波辅助萃取分离工程、色谱分离工程、吸附分离工程、膜分离工程、蒸馏分离工程、生物及结晶分离工程等现代分离技术。教材建设内容确定之后，教师在授课时就有了基本框架。但我们的教学内容并不局限于教材，因为与科学技术的飞速发展相比，教材内容总是滞后的。因此，教师对学科发展前沿的技术与交叉领域的发展要有清楚的了解，要经常查找文献，关注热点研究的进展，及时介绍给学生。综合起来，本课程主要有两大特点： 课程内容综合性强涉及到中药有效成分种类及特性、化工原理、化工热力学、物理化学和化工机械设计等基础知识，同时要求具有较强的数学功底和编程处理数据的能力。 工程概念强该课程重在培养学生运用工程的手段，分析和解决实际问题，教材中有许多经验关联式，没有工程的思想和实践是很难理解这些内容的。要求教学过程中更注重理论联系实际，结合学科的进展情况和自已的科研成果，重在培养学生的工程兴趣和提高学生工程素养。初步定于在制药工程专业（中药制药方向）开设中药分离工程的专业课，时间安排在化工原理、天然药物化学课程之后，教学时数共计32学时，主要介绍中药分离的基本知识、各种分离方法及基本原理、分离过程的操作条件选择、工业化设备等内容，并安排上机学时，主要借助仿真软件，让学生能模拟工厂实际分离过程进行操作，更好的掌握分离方法在中药分离过程中的应用。3 课程开设模式31 讲授中注重理论联系实际授课模式思路在讲授过程中，教师除熟悉相关内容、吃透教材、认真备课外，还必须积累工程实践经验，才能从工程上把握分离方法的特点，在教学内容中结合科研经历而使课堂教学更具有现实性和新意，充分调动学生的求知欲望。在教学中将教材与实际相结合，学生主动参与性是相当高的，学生不但掌握了相关原理及其应用，更重要的是这样的课堂教学给学生的印象很深，能大大激发学生的专业兴趣。32 注重培养学生研究开发、工程设计和解决工程技术问题的能力过去的工程教育存在的主要问题是知识面不广，工程知识缺乏。从我国产业部门对工科学生的反馈信息中可了解到本科生毕业后需两年多实践才能胜任工作，为了缩短培养与使用之间的时间差，在培养过程中应该强调工程教育是一个综合培养过程，以强化工程观点和工程意识。授课讲师在讲授中药分离工程课程时力求从工程角度分析问题，比如讲述分离路线选择的内容时，以某一中药材中多种有效成分的提取分离实例，着重向学生分析哪些分离方法可以考虑？让学生确定最经济的分离路线，作出适当的经济分析。这种实例分析主要是考察学生的基础知识，要求从分子极性的微观性质作出宏观影响分析；并考察学生的工程思想，给出较经济的答案。另外萃取分离中若采用的溶剂是有机溶剂，从环保和成本角度讲都必须循环利用，要让学生充分认识到这一点。做好这些题不仅要求学生具有足够的理论知识，而且要考虑实际工程，因此能加强工程教育在本专业课程中的渗透，达到潜移默化地建立工程思想的目的。 4 改变考试模式，注重培养学生分析和解决工程问题的实际能力 根据中药分离工程课程的特点和制药工程专业的培养目标，要求学生具备用工程的思想分析问题、解决实际工程问题的能力。如果还是按照一般课程采用传统的考试方法，可能会造成学生死记公式、盲目套用公式的局面。不从解决实际问题出发，就很难达到培养学生建立工程的思想，解决工程问题的能力。所以从第一节课起教师就得告诉学生该课程的特点，让学生在学习过程中心中有数，考试也主要从培养学生解决工程问题的能力出发采用多种手段进行考察。我们采取书面闭卷考试与大作业相结合的方式记录学生的学习成绩。书面考试与大作业分别占70%和30%。书面考试侧重于面上比较浅的概念原理性内容，注重基本知识的掌握，任课教师根据教学大纲要求和讲课内容，从中提炼出几种题型，包括基本概念问答、基本原理简述和综合应用分析等题型，基本全面覆盖了教学内容。而大作业让学生完成一个设计题目，题型尽量与工厂实际联系，要求学生运用课本知识，同时查阅一些资料后完成。最后根据学生上课情况及完成作业情况，评定学生平时成绩。因为这种考试方式综合性强，考察知识全面，所以受到了学生和老师的肯定。5 小结通过在中药制药工程专业学生中开设中药分离工程，进一步优化了中药制药工程方向的课程设置、培养目标等。通过开设中药分离工程课程，并结合中药制药企业的中药现代化生产实际，让同学们充分认识到了中药分离工程在中药制药中的重要性，并具备了一定的工程实践能力。通过教学实践，跟踪学习该课程同学进入企业的动向及成效，我们的教学内容及方法也在不断的完善中。同时在课程讲授过程中，通过相关资料及素材的收集工作，不断完善课程讲