STEM 理念下药学教学方法与案例实践

一、引言

药学是一门集化学、生物学、医学、工程学等多学科于一体的应用型学科，其核心目标是培养能够解决药品研发、生产、质量控制、临床应用等实际问题的专业人才。当前，传统药学教学存在课程体系碎片化、理论与实践脱节、学生创新能力培养不足等问题，难以适应医药产业对复合型人才的需求 [1]。​STEM 理念强调以真实问题为导向，通过跨学科知识融合和项目式学习，培养学生的科学探究能力、技术应用能力、工程实践能力和数学思维能力。将 STEM 理念融入药学教学，能够打破学科壁垒，促进理论知识与实践操作的深度结合，激发学生的学习主动性和创新意识，为药学人才培养注入新活力[2]。

二、STEM 理念的内涵与药学教学价值

（一）STEM 理念的核心内涵

STEM 理念并非科学、技术、工程、数学四门学科的简单叠加，而是以“解决实际问题”为核心，实现四门学科知识的有机融合。其核心特征包括：一是跨学科融合，强调从多学科视角分析和解决问题；二是项目式学习，以具体项目为载体，引导学生自主探究；三是实践导向，注重将理论知识转化为实际应用能力；四是创新驱动，鼓励学生突破传统思维，提出创新性解决方案[3]。

（二）STEM 理念在药学教学中的应用价值

药学学科涉及化学、生物学、医学、工程学、数学等多个学科领域，例如药物研发需要运用化学知识设计药物分子结构、运用生物学知识研究药物作用机制、运用数学知识进行药物剂量计算和数据分析、运用工程学知识优化药物生产工艺。STEM 理念强调跨学科融合，能够帮助学生构建系统的知识体系，打破学科壁垒，提升学生的跨学科综合素养。​药学学科的最终目标是研发安全有效的药品、保障药品质量、指导临床合理用药，这需要学生具备较强的实践能力和问题解决能力。STEM 理念以实践为导向，通过项目式学习让学生参与药品研发、生产、质量控制等实际环节，能够有效提升学生的实践能力，契合药学学科的应用型属性。当前医药行业正处于快速发展阶段，新型药物制剂、新型药物分析技术、精准药学等领域不断涌现新的需求和挑战，这需要药学专业人才具备较强的创新能力。STEM 理念通过引导学生围绕实际问题开展探究式学习，鼓励学生提出创新性的解决方案，能够有效培养学生的创新思维和创新能力。

三、STEM 理念下药学教学方法设计

（一）重构课程体系，实现跨学科知识整

基于STEM 理念，打破传统药学课程按学科划分的模式，以“药品生产全周期”为主线，重构跨学科课程体系。具体措施包括：（​ 1）增设跨学科核心课程，开设《药物研发工程》《药品质量控制》《临床药学实践》等课程，将化学、生物学、工程学、数学、医学等知识融入药品研发、生产、质量控制、临床应用等环节，实现跨学科知识的有机整合[4]。（​ 2）优化课程内容衔接，在课程内容设计中，注重不同课程之间的知识衔接，例如在《药物化学》课程中介绍药物分子结构设计后，在《药剂学》课程中引导学生基于药物分子结构设计合适的药物制剂，在《药物分析》课程中教授如何检测该药物制剂的质量，在《药理学》课程中研究该药物制剂的药理作用，形成“设计 - 制备 - 检测 - 评价”的完整知识链。（​ 3）引入行业前沿内容，邀请医药企业专家参与课程设计，将行业前沿技术（如 3D 打印药物制剂、人工智能药物筛选、新型色谱分析技术等）融入课程内容，让学生了解行业发展动态，提升学生对行业的认知和适应能力。

（二）创新教学模式，推动实践与探究结合

广泛使用项目式教学，以实际药学问题为导向，设计贯穿多门课程的项目任务，让学生以小组为单位开展探究式学习[5]。例如，设计“诺氟沙星胶囊的优化与质量控制”项目，将《药剂学》（制剂工艺优化）、《药物分析》（质量检测方法建立）、《药物化学》（有效成分分析）、《数学》（实验数据统计分析）等课程知识融入项目中，学生需完成制剂处方设计、工艺优化、质量检测方法建立、数据分析与评价等任务，在项目实施过程中提升实践能力和问题解决能力。

采取虚拟仿真与实体实验相结合教学方法，利用虚拟仿真技术构建药品研发、生产、质量控制等虚拟场景，让学生在虚拟环境中进行危险性高、成本高、周期长的实验操作，再结合实体实验进行验证和实践。该教学方法既可以降低实验风险和成本，又可以提升了学生的操作熟练度。

构建长效校企协同教学模式，与医药企业建立长期合作关系，将企业的实际项目引入教学过程，邀请企业工程师担任校外导师，与学校教师共同指导学生。例如，与制药企业合作开展“仿制药一致性评价”项目，学生在学校教师和企业工程师的指导下，参与药物制剂的体外溶出度检测、体内生物等效性试验设计等工作，直接接触行业实际问题，提升职业素养和实践能力。

（三）完善评价体系，注重综合能力考核

基于 STEM 理念的药学教学评价体系应突破传统的考试成绩为主的评价模式，构建注重学生综合能力（实践能力、创新能力、跨学科应用能力、团队协作能力）的多元化评价体系。首先采用过程性评价与终结性评价结合的方式，过程性评价主要关注学生在项目学习中的表现，包括方案设计、实验操作、数据分析、团队协作等，可通过课堂观察、实验报告、小组汇报等方式进行；终结性评价主要关注学生对跨学科知识的掌握和问题解决能力，可通过综合性考试、项目成果展示等方式进行。两者权重分别设定为 60% 和 40% ，全面反映学生的学习效果。​其次引入多元化评价主体，除学校教师外，邀请企业导师、同学参与评价。企业导师从行业实际需求出发，评价学生的实践能力和职业素养；同学之间通过小组互评，评价团队协作能力和贡献度，形成“教师评价- 企业评价- 学生互评”的多元化评价主体。​再者，创新性评价指标：增设“创新方案设计”“技术改进建议”等创新性评价指标，对提出创新性解决方案或技术改进建议的学生给予额外加分，鼓励学生积极创新。

四、STEM 理念下药学教学案例实践

（一）案例一：诺氟沙星新型缓释片剂的设计与制备

案例背景：缓释片剂能够延长药物作用时间，减少服药次数，提高患者用药依从性，是

当前药物制剂研发的热点方向。本案例以“诺氟沙星缓释片剂的设计与制备”为项目任务，

融合《药剂学》《药物化学》《药物分析》《数学》等学科知识，引导学生开展STEM 式学习。实施过程：

（1）项目启动：教师提出项目任务，介绍诺氟沙星的药理作用、现有剂型存在的问题，引导学生明确项目目标（设计并制备出释放时间达12 小时的诺氟沙星缓释片剂）。

（2）方案设计：学生以小组为单位，查阅文献，运用《药物化学》知识分析诺氟沙星的理化性质（如溶解度、稳定性），运用《药剂学》知识选择合适的缓释材料（如羟丙甲纤维素、乙基纤维素）和制剂工艺，运用《数学》知识设计正交试验方案，确定关键工艺参数。

（3）实验实施：学生按照设计方案进行实验，制备诺氟沙星缓释片剂，运用《药物分析》知识建立体外溶出度检测方法，测定不同时间点的药物溶出量，记录实验数据。​

（4）数据分析与优化：学生运用《数学》知识对实验数据进行统计分析，绘制溶出曲线，评价缓释效果。若缓释效果未达到要求，则分析原因，优化方案并重新实验，直至达到项目目标。​

（5）成果展示与评价：各小组汇报项目成果，包括方案设计思路、实验过程、数据分析结果、缓释片剂的性能评价等，教师、企业导师和同学进行评价，提出改进建议。​

案例成效：通过本案例实践，学生不仅掌握了缓释片剂的设计与制备方法、药物溶出度检测技术等专业知识，还提升了跨学科应用能力，如运用数学知识设计实验方案和分析数据、实践能力和创新能力。部分小组通过优化缓释材料配比，成功制备出释放时间达 14 小时的诺氟沙星缓释片剂，提出了创新性的制剂方案。

（二）案例二：中药中有效成分的检测与分析

案例背景：中药材质量控制是保障中药临床疗效和用药安全的关键，其中有效成分的检测是中药材质量控制的核心内容。本案例以“甜菜根中甜菜碱的检测与分析”为项目任务，融合《药物分析》《分析化学》《数学》《信息技术》等学科知识，开展STEM 式教学。

实施过程：

（1）问题提出：教师介绍甜菜碱在中药中的应用价值，以及当前中药材市场中甜菜根质量参差不齐的问题，提出项目任务：建立甜菜根中甜菜碱的检测方法，并对不同产地的甜菜根样品进行检测与分析。

（2）方法建立：学生运用《分析化学》知识选择检测方法，优化检测条件，运用《数学》知识进行方法学验证，确保检测方法的可靠性。

（3）样品检测：学生收集不同产地（如内蒙古、云南、山西）的甜菜根样品，进行样品前处理，运用建立的检测方法测定样品中甜菜碱的含量，记录检测数据。

（4）数据分析与可视化：学生运用《信息技术》知识对检测数据进行统计分析，绘制不同产地甜菜根中甜菜碱的含量的柱状图和折线图，运用《数学》知识分析产地环境对甜菜碱含量的影响，形成数据分析报告。

（5）成果应用：学生将数据分析报告提交给合作的中药企业，为企业选择优质甜菜根原料提供参考，同时提出提升甜菜根质量的建议。

案例成效：本案例实践让学生将药物分析技术、数学统计方法、信息技术有机结合，提升了学生的实践操作能力和数据分析能力。同时，学生的成果直接应用于企业实际生产，增强了学生的职业认同感和社会责任感，也为中药企业的质量控制提供了技术支持。

五、总结与展望

将 STEM 理念融入药学教学，通过重构跨学科课程体系、实施项目式与校企协同结合的教学模式、完善多元化评价体系，可有效解决传统药学教学中理论与实践脱节、学生创新能力不足等问题。​未来，STEM 理念在药学教学中的应用可以下方面进一步深化：一是加强数字化教学资源建设，利用人工智能等技术加强构建虚拟仿真教学平台，提升教学的趣味性和互动性；二是引入国外先进的 STEM 教学经验和医药行业资源，培养具有国际视野的药学人才 [6] ；三是建立长效的校企协同机制，推动教学与企业实际需求的深度对接，实现“教学 -实践- 就业”的无缝衔接，为医药行业持续输送高素质的复合型人才。

参考文献

[1] 袁嘉辰 . 我国药学人才培养现状及热点的可视化分析 [J]. 西藏科技 ，2025，47（03）：39-46.

[2] 刘畅， 孙海明， 王春梅， 等. 药学专业教育的创新之路：基于“STEM”理念的改革探索 [J]. 吉林医药学院学报 ，2025，46（04）：306-308.

[3] 王曦平. 联合国教科文组织STEM 教育政策与实践路径研究[D]. 上海师范大学，2025.

[4] 孙善亮 ， 薛鑫 ， 房方 ， 等 . 创新型药学人才培养模式下药物设计课程改革探索 [J]. 药学教育 ，2024，40（06）：89-93.

[5] 谢颖 . 基于项目式学习的 STEM 课程过程性评价模型构建与应用研究 [D]. 沈阳大学 ，2024.

[6] 樊玉录 ， 别春晓 ， 徐一新 ， 等 . 中外药学类人才培养模式比较研究 [J]. 药学教育 ，2024，40（06）：24-28.

作者简介：程海英（1981.07-），女，汉族，教师，研究方向：高等教育、药物研发。

基金项目： 2021 年度市教育科学规划课题“STEM 教育理念下本科药学专业教学模式与课程建设研究”（项目编号： HIE210371）。