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关于《中药制药工程原理与设备》教学改革的研究与思考

来源:未知作者:admin 更新时间:2020-05-21 14:52
摘要:《中药制药工程原理与设备》是一门研究制药工程原理及其生产设备的课程,旨在培养学生的中药制药工程原理思想及对中药制药相关设备的认知。为了优化教学效果,更好地适应社会对人才发展的需要,响应国家中国制造2025引领下的一主体两中心(以学生为主
摘要:《中药制药工程原理与设备》是一门研究制药工程原理及其生产设备的课程,旨在培养学生的中药制药工程原理思想及对中药制药相关设备的认知。为了优化教学效果,更好地适应社会对人才发展的需要,响应国家“中国制造2025引领下的一主体两中心(以学生为主体、以适应生产实际和适应发展为中心)对教学改革和实践的要求”,笔者提出了一些思考与建议。
 
  关键词:中药制药;工程素质;原理;设备;教学方法
 
  《中药制药工程原理与设备》旨在培养学生的制药工程思想和对相关设备的感性认识,如告诉学生片剂、注射剂等主要剂型生产线的布局,提取、分离、浓缩、干燥等单元操作在制药时的具体应用,灌装机、压片机等关键设备的使用保养等。使学生既懂得工程技术又具备药学专业基本知识,在实习阶段进入制药企业后能很快适应生产实践活动和一线技术工作。
 
  中药制剂相对于化学药品结构更复杂,药物成分的种类更多,故需要更先进的提取分离技术与设备,更复杂的成型工艺等。只有更好地完善教学方法,才能使学生对中药制剂生产有更全面的认识[1]。
 
  目前课程存在以下问题:基本理论与实践相脱节,单元操作与GMP相脱节等。如介绍数据得出方法时重计算而轻查表,介绍生产设备时重理论而轻操作方法等;在具体的课程安排时,有些学校将“制药工程原理”和“制药设备”分开讲,使学生对各单元操作的学习不够系统,难以形成完整的工程原理与设备的知识体系并很难与生产实际结合。为方便学生更好地理解工程知识并给中药药剂的学习打好基础,就该课程的改革提出以下设想。
 
  1注重学生工程素质的培养
 
  1.1面向企业的实用性
 
  制药专业毕业的学生很多都要到药企工作,而随着科学技术的快速发展,生产线、生产设备的不断更新改进,企业对毕业生的要求越来越高,其主要趋势就是实现毕业生“零距离”上岗,要求学生具有更强的工程素质,能够胜任企业一线生产的工作。故在课堂授课中,力求从工程角度分析问题,强化学生的工程意识。授课内容应侧重理论知识的应用,使学生能将所学联系生产实际。如在介绍提取设备时,重点讲生产中经常用到的敞口倾斜式夹层锅、多功能提取罐的使用和清洗方法,如敞口倾斜式夹层锅煎煮中药得稀溶液时应说明加热蒸汽压力要调小,温度不宜过高,因压力越小温度越低;煎煮中药得浓溶液时应介绍比重仪的使用方法,因不同品种的浓溶液比重要求不同。夹层锅的清洗需先用钢铲刮下残渣再用热碱水冲洗消毒最后用纯化水冲到中性。再比如多功能提取罐,减压操作可提取沸点较低的挥发油且节能,加压升温可使坚硬的根茎或骨骼类药物时煎煮得更充分,更便于有效成分溶出,其清洗方法同敞口倾斜式夹层锅,但要注意因多功能提取罐体积更大故要用更大的钢铲和更多水冲洗。而对基本不用的动态提取罐、翻斗提取罐可一带而过[2]。在介绍传热原理时突出经常涉及的热传导与热对流,仅简要介绍热辐射。在讲蒸馏时重点突出精馏塔,精馏塔是通过各层塔板用塔顶的回流液相不断冷凝上升蒸汽,使蒸汽中乙醇浓度逐渐提高。
 
  1.2面向未来的综合性
 
  为了培养学生多元化多角度地分析解决问题的能力,在提取、分离、浓缩干燥等操作单元,需结合当代社会对工程的要求,为学生提供多种工艺方法和机械设备,如节能、无污染、低成本、易控等,要求学生根据原料、产品特点和工程参数计算选择工艺及设备,而且对制药工程设计需强调经济意识。例如,以某中药提取物的提取纯化为例讲解中药生产工艺设计,在课上给学生讲授工艺流程设计的步骤和格式,布置课后作业时给学生提供各种工艺参数,要求学生自行设计提取、纯化方法,绘制流程图。然后在下次课上对各种工艺进行经济分析,估算原料成本、人力成本、设备投入及折旧等,引导学生确定最经济的生产工艺。此外,在提取溶剂或萃取溶剂的选择上,引导学生不但要考虑成本,还应兼顾生产安全、溶剂残留、环境保护等多方面因素,如水在提取时最常用,就因为其不仅价格低廉而且安全环保,无有毒物质残留[3]。同时还要让学生充分认识到循环利用对节约成本和环保的重要性,如生产橡胶膏剂的汽油就可以回收用来生产下一批药。通过这些题目的解答和评讲,潜移默化地建立学生综合性的工程思想[4]。
 
  1.3密切结合GMP的规范性
 
  为了更好地培养学生的职业素养,授课内容不但需侧重理论知识的应用,还着重强调制药工程的规范性。强调设备选用设计要求、工艺流程设计不能与车间厂房布局脱节,必须遵循《药品生产质量管理规范(GMP)》的原则。使学生对药企的GMP认证工作有更深的体会,从而培养学生工程素质之规范性[5]。
 
  2紧密联系中药生产2.1注重“制药工程知识体系”的构建
 
  《中药制药工程原理与设备》同时具有工科和理科的特点[6]。教学时既要使学生了解设备工作原理,还要使其熟悉设备结构、性能。而中药系学生缺乏系统的工程原理前期知识,没有学过流体力学、化工原理、机械原理等课程。为使学生学好这门课,对中药生产有一个总体的把握,更好地理解粉碎、搅拌、加热等单元操作的意义,教师应探索科学构建制药工程知识体系的方法,合理利用教材,更科学地整合教学内容。
 
  2.2合理整合教学内容,强化知识的系统性、兴趣性、实用性
 
  为使学生了解中药制药总体工程设计和剂型的生产设计,可以先讲解工艺设计和制剂工程化概念,给学生播放相关视频增加感性认识,有条件的话也可以到药厂去参观[7]。然后按照中药材进入工厂后的处理顺序进行学习,先学习粉碎筛分与混合,再学习固液萃取。在讲解粉碎时可结合中药的特点说明根茎等坚硬的药物要用高速的金属粉碎机,而花叶等柔软的药材可以用气流粉碎机,讲萃取时可分别介绍煎煮、浸渍、回流、渗漉等操作的优缺点。生产中经固液萃取所得提取液需要输送到下一个工段进行精制,涉及到液体输送,因此,可在此处学习流体流动和输送设备。讲输送时要结合中药较黏稠的特点重点介绍离心机的原理与应用。然后再学习提取液的精制纯化工序——过滤与沉降,讲清中药精制通常是先沉降除去大颗粒杂质再过滤除去细小杂质[8]。提取液需进行浓缩,从而引出传热与蒸发。讲明减压蒸发最适合中药液浓缩。加热时搅拌可促进浓缩,故在学习传热与蒸发时,可学习液体搅拌的内容。若采用乙醇提取,浓缩回收的乙醇需进行蒸馏,以提高浓度后再重复使用,即可导入学习蒸馏。生产液体制剂就用流浸膏。如果制备固体制剂,需要将浓缩得到的流浸膏进一步除湿而制成浸膏,再学习干燥(见图1)。这样,通过与实际生产过程相结合学习《中药制药工程原理与设备》这门课的主要内容,使学生对中药制剂的工业生产,从药材前处理到剂型制备、包装储存的全过程有一个较系统、综合、深入的了解,有利于提高学生对制药产业的认知和对制药工程原理与设备的兴趣,也可为相关课程的学习或深造打下一个良好的基础。
  2.3追踪制药企业的设备发展
 
  由于教材的编写有一定周期,因此总会落后于生产实际。追踪科研、生产中制药设备的发展趋势,在《中药制药工程原理与设备》的教学中就显得尤为重要。例如,组织学生定期参观药厂或经常为学生放有关新制药技术的视频,使学生时刻把握制药工程的最新发展动态。密切联系企业在教学中非常必要[9]。虽然屠呦呦等研究的中药青蒿成为世界公认的抗疟神药青蒿素并获得了诺贝尔奖,但国际青蒿素市场90%的份额却被外国制药公司占据。这一事实既证明了传统中医药的价值也表明中药制剂现代化我国做得还远远不够。作为教师一定要教导学生继承好中医药宝库并使之发扬光大,这一目标靠过去的手工作坊等方法肯定行不通,必须通过工业化和产业化来实现[10]。
 
  3采用多种教学方法与手段
 
  3.1采用多种教学方法
 
  《中药制药工程原理与设备》课程具有理论性强、概念抽象、知识融合面广等特点,特别是设备部分实践性强,大量设备学生以前从未接触过,若直接以书面教材或板书讲授,体现的只是平面的图示,学生缺乏感性的认识,往往使学生感到抽象、乏味,不易理解,教学难度大而且效果差。若在教学过程中引入“案例教学法”,开展实习或到药厂参观实践,则可以提高学生工程素质并加深对这门课的认知,产生非常好的效果。也可采用“问题教学法”,让学生在练习解决问题的过程中,学习和培养制药工程的素质与能力。
 
  3.2充分运用多媒体技术
 
  利用多媒体计算机辅助教学有着明显的优势,它能够把文字、图形、影像、动画声音、视频等多种媒体信息集成和综合,并可方便地进行编辑调出、存储等,使学生身临其境,提高学习效率[11]。如教师可以收集视频录像或Flash动画等动态展示资源,将这些素材应用到多媒体教学中,制作的课件图文并茂,而且声光俱全,学生在学习过程中可对设备进行详细的了解,也可对提取、分离等单元操作的原理进行反复的演示从而加深理解[12]。例如对本课程涉及的过滤机、离心泵、精馏塔、蒸发器等设备,采用Flash动画演示其工作原理与内外部结构,在演示过程中及时提出问题并分析问题,可取得很好的教学效果。若有条件也可自行设计制备设备模型,以便直观教学。再比如按剂型制作动画,把片剂、丸剂、注射剂等剂型从原料进厂,到制作流浸膏等半成品,再到加辅料制成制剂的生产全过程给学生演示出来,使学生在课堂上就如同进入生产车间,对药品生产产生感性认识乃至兴趣爱好,坚定其为医药产业做出贡献的决心和信心。
 
  3.3教学改革前后的效果对比
 
  施行教学改革前,学生普遍反应课程枯燥难懂,毕业生则在刚进入生产车间时茫然不知所措,适应工作缓慢。而教学改革后,通过工厂实践和实地讲解使学生理解了课程的重要性并兴趣大增,能够认真分析设备运行原理甚至提出了一些改进建议。近几年毕业学生的期末考试平均分,学生自己对学习效果的满意度及生产企业对学生的认可程度均大幅提升。
 
  4结语
 
  《中药制药工程原理与设备》是兼理论和实际于一体的一门课程,随着现代教学手段的丰富和发展、教育观念的更新,传统的以教师为中心、以书本为中心、以课堂为中心的“三个中心”教学模式,与市场经济的新形势越来越不适应。因此,必须通过改革教学手段、教学模式和教学方法,把教学工作重心转移到新的“一主体、两个中心”——以学生为主体、以生产实际为中心、以适应发展为中心上来,从而培养出社会需要的人才。
 
  参考文献
 
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  [3]王霞,晏妮,吕中明,等.1例复杂性药品不良反应的药学监护[J].中南药学,2019,17(5):782-784.
 
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  [5]苏娴,高云佳.国内外仿制药一致性评价的研究及监管要求[J].中南药学,2018,16(9):1339-1342.
 
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  [12]陈春兰.《制药工程原理与设备》课堂多媒体组合教学设计[J].成都中医药大学学报(教育科学版),2002,(1):52-53.
 

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