《制藥設(shè)備與車間工藝設(shè)計(jì)》課程混合式教學(xué)模式探索與實(shí)踐*

涂清波，單 鑫，錢 潔，朱安宏

(南京中醫(yī)藥大學(xué)翰林學(xué)院，江蘇 泰州 225300)

醫(yī)藥工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)保障老百姓的健康和提高生活質(zhì)量意義重大。醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展與制藥設(shè)備息息相關(guān)。當(dāng)前，我國制藥設(shè)備市場規(guī)模超過450億元，增長速度在20%以上，行業(yè)發(fā)展迅速[1]。雖然GMP認(rèn)證制度在醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的全面實(shí)施，制藥設(shè)備國際化、標(biāo)準(zhǔn)化和智能化程度提高，然而我國從業(yè)人員專業(yè)化程度不高，制藥設(shè)備技術(shù)水平及工程設(shè)計(jì)能力相對(duì)較低，這些問題制約著我國制藥設(shè)備發(fā)展，乃至整個(gè)醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展。大力培養(yǎng)具備制藥設(shè)備技術(shù)水平及工程設(shè)計(jì)能力，解決實(shí)際生產(chǎn)問題的應(yīng)用型人才勢(shì)在必行[2]。

《制藥設(shè)備與車間工藝設(shè)計(jì)》是制藥工程專業(yè)的一門工程類課程，課程包括理論課程和課程設(shè)計(jì)兩個(gè)課程部分。主要是學(xué)習(xí)藥品生產(chǎn)過程中常用的設(shè)備類型及其運(yùn)行原理，熟悉廠址選擇和制藥車間的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生具備一定的工程設(shè)計(jì)能力[3]。本文分析了傳統(tǒng)教學(xué)模式下課程教學(xué)存在的一些弊端，采取線上線下、案例式、啟發(fā)式等混合教學(xué)方法，建立混合式課程教學(xué)模，以期通過教學(xué)改革達(dá)到良好的授課效果。

1 當(dāng)前教學(xué)過程中主要問題分析

該課程為多學(xué)科交叉課程[4]，不僅要具備制藥技術(shù)基礎(chǔ)，還要具備工程制圖、化工原理和儀表與自動(dòng)化等多種工程專業(yè)的相關(guān)知識(shí)。課程開設(shè)在大三年級(jí)下學(xué)期，學(xué)生已完成制藥工藝學(xué)、藥劑學(xué)、化工原理、工程制圖和儀表與自動(dòng)化等相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，但多門課程開設(shè)學(xué)期不同，學(xué)生對(duì)一些相關(guān)知識(shí)點(diǎn)比較模糊，課程中很多概念較為抽象，有一定的實(shí)踐性操作要求，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)較為吃力。經(jīng)學(xué)情調(diào)查分析，主要存在以下問題：

1)專業(yè)知識(shí)理解困難，思政教育精力有限

該門課程綜合了化工原理、工程制圖和制藥工藝學(xué)等學(xué)科知識(shí)，涉及較多的工程概念、計(jì)算公式和制藥設(shè)備等抽象知識(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來比較困難，往往需要花費(fèi)大量的時(shí)間理解和記憶。教師更多的精力是如何生動(dòng)而詳細(xì)地講解重要知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生更好地熟悉和掌握課堂知識(shí)，而在課程思政教育方面投入的精力較少，有時(shí)思政內(nèi)容與課程內(nèi)容切合度不高，思政教育顯得過于形式化和模式化，沒有達(dá)到理想的思想教育效果。

2)課程教材更新較慢，與實(shí)際聯(lián)系不緊密

課程教材普遍注重知識(shí)理論體系的完善，與最新的生產(chǎn)實(shí)際和科研前沿聯(lián)系不夠緊密[5]。課程依據(jù)藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(GMP)和相關(guān)工程技術(shù)理念，學(xué)習(xí)制藥生產(chǎn)設(shè)備和車間設(shè)計(jì)。我國制藥生產(chǎn)設(shè)備及車間要求迅猛，GMP與國際化接軌緊密，一些先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備能夠很快的從國外或自主研發(fā)。而教材版本需要一定的周期，更新相對(duì)較慢。如藥劑生產(chǎn)設(shè)備章節(jié)很少提及微膠囊等新劑型生產(chǎn)設(shè)備，制藥車間設(shè)計(jì)章節(jié)有的還是使用100級(jí)潔凈度等老版術(shù)語，教學(xué)內(nèi)容滯后于實(shí)際生產(chǎn)。

3)理論知識(shí)涵蓋面廣，課堂學(xué)習(xí)枯燥乏味

課程包含中藥、化學(xué)和生物制藥的生產(chǎn)設(shè)備及車間設(shè)計(jì)，主要章節(jié)分為提取、粉碎、篩分、分離、干燥、蒸發(fā)、輸送、發(fā)酵、丸劑、片劑、膠囊、注射劑、包裝、廠址選擇、車間設(shè)計(jì)、管道設(shè)計(jì)和公用工程等，知識(shí)體系涵蓋面廣。在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)，多數(shù)教學(xué)方案是按照大綱要求的知識(shí)點(diǎn)理論講解，如設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理、操作過程及適用特點(diǎn)，學(xué)生缺乏對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的感性認(rèn)識(shí)，如果靠課堂傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方式，學(xué)生學(xué)習(xí)起來比較枯燥。

4)實(shí)踐教學(xué)資源匱乏，教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)固化

由于該課程主要講的是生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)車間，學(xué)校在這方面的教學(xué)資源比較有限。因此課程教學(xué)多是以理論教學(xué)為主，實(shí)踐課程比較薄弱。另外，在設(shè)計(jì)課程中缺乏的相應(yīng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和完整的教學(xué)體系，同時(shí)教師的研究背景多是科研創(chuàng)新方面，對(duì)于生產(chǎn)實(shí)踐的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足，項(xiàng)目設(shè)計(jì)的實(shí)際價(jià)值難以把握，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的任務(wù)往往比較簡單，題目比較單一固化，工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練比較少，教學(xué)質(zhì)量難以保障。

2 混合式課程教學(xué)體系

結(jié)合中醫(yī)藥院校課程的培養(yǎng)方針，采用圖1混合式課程教學(xué)模式，對(duì)制藥設(shè)備與車間工藝設(shè)計(jì)這門課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化和改革。

圖1 混合式課程教學(xué)體系

2.1 建立網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)，有機(jī)融合課堂教學(xué)

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)迎來新的發(fā)展，當(dāng)前全國各大高?！敖鹫n”建設(shè)正如火如荼，在線教學(xué)是“金課”的一大特色?！吨扑幵O(shè)備與車間工藝設(shè)計(jì)》課程通過免費(fèi)公共網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)課程，將教學(xué)教材、課程視頻，以及制藥設(shè)備與車間視頻等課內(nèi)課外相關(guān)視頻搬到線上；設(shè)置作業(yè)測試、觀點(diǎn)討論和重點(diǎn)歸納等自主學(xué)習(xí)模塊，讓學(xué)生提前熟悉相關(guān)知識(shí)背景；并結(jié)合調(diào)查問卷分析學(xué)情，在課堂上及時(shí)調(diào)整教學(xué)方案，側(cè)重講解重要知識(shí)點(diǎn)及疑難點(diǎn)；合理壓縮理論教學(xué)，留出更多的時(shí)間進(jìn)行案例討論；有機(jī)融合在線教學(xué)和課堂教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了有效保障教學(xué)內(nèi)容完整的同時(shí)讓學(xué)生接觸課本外的新知識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維能力。

2.2 采用PBL法教學(xué)，提高學(xué)生的積極性

先進(jìn)的教學(xué)手段有助于提升課堂效率和質(zhì)量。課程中存在比較多的復(fù)雜、抽象的設(shè)備和原理，授課時(shí)可采用PBL法教學(xué)。該教學(xué)方法于1969年由加拿大麥克瑪斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)院首先應(yīng)用，以問題為基礎(chǔ)，學(xué)生為主體，注重學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)[6]。教師制定有意義的具體任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生通過資料學(xué)習(xí)、自主思考、相互討論的方式完成任務(wù)的考核，從而培養(yǎng)學(xué)生的自主思考和團(tuán)隊(duì)合作的能力。例如，在講解注射劑設(shè)備章節(jié)時(shí)，首先將學(xué)生分成水針劑、大輸液、粉針劑和凍干劑四個(gè)小組，分配制藥工藝、制藥設(shè)備和車間要求的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生經(jīng)過查閱文獻(xiàn)和書籍。然后進(jìn)行小組討論和調(diào)查匯報(bào)，教師進(jìn)行引導(dǎo)性的提問互動(dòng)，補(bǔ)充不足。最后，各小組進(jìn)行學(xué)習(xí)總結(jié)。采用PBL法教學(xué)，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.3 梳理課程重點(diǎn)難點(diǎn)，強(qiáng)化預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)過程

根據(jù)教材大綱，梳理課程每章要求掌握的重要的知識(shí)概念、計(jì)算公式和生產(chǎn)設(shè)備等內(nèi)容，提前放在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，讓學(xué)生在課堂上課前做好充分的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備。尤其是對(duì)于一些抽象難懂的重要知識(shí)點(diǎn)，搜集網(wǎng)絡(luò)資源，做好線上學(xué)習(xí)平臺(tái)。比如，輸送機(jī)械設(shè)備章節(jié)中網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)放置伯努利方程原理、泵的介紹和操作等學(xué)習(xí)視頻，讓學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)能夠更好地理解。以課堂提問及課后作業(yè)的方式鞏固重點(diǎn)難點(diǎn)。比如，干燥原理與設(shè)備章節(jié)，要求學(xué)生繪制干燥特性曲線、描述噴霧干燥器、冷凍干燥器等流程。通過對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)的預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)，強(qiáng)化知識(shí)的理解和掌握。

2.4 加強(qiáng)思政元素融入，樹立愛國愛拼精神

習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會(huì)議和全國中醫(yī)藥大會(huì)議作的關(guān)于“把思想政治工作貫穿教育教學(xué)的全過程”[7]和“加快推進(jìn)中醫(yī)藥現(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)化”[8]的重要講話，我們作為中醫(yī)藥院校的教育工作者，在傳授專業(yè)知識(shí)的同時(shí)必須加強(qiáng)學(xué)生的思想政治教育和中藥文化熏陶。例如，在學(xué)習(xí)緒論章節(jié)時(shí)，講解《神農(nóng)本草經(jīng)》《新修本草》《食療本草》和《本草綱目》等中藥巨著，熏陶中藥傳統(tǒng)思想，勵(lì)志振興民族文化。學(xué)習(xí)藥物提取設(shè)備章節(jié)時(shí)，講解屠呦呦團(tuán)隊(duì)發(fā)展青蒿素的事跡過程[9]，翻閱2000余方藥，篩選640種方劑，經(jīng)歷了191次嘗試，激發(fā)學(xué)生愛國情懷和拼搏奮斗的求學(xué)精神，如表1所示。

表1 思政元素融入課程教學(xué)案例

2.5 競賽項(xiàng)目作為案例，加強(qiáng)設(shè)計(jì)模塊訓(xùn)練

大學(xué)生專業(yè)競賽目的是鞏固和拓展本學(xué)科的知識(shí)體系，促進(jìn)專業(yè)知識(shí)在實(shí)踐中的綜合應(yīng)用，培養(yǎng)大學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用技能和創(chuàng)新能力。制藥工程相關(guān)專業(yè)的競賽以一年一度的全國大學(xué)生制藥工程設(shè)計(jì)競賽具代表性，根據(jù)最新的藥物生產(chǎn)動(dòng)態(tài)給定生產(chǎn)項(xiàng)目，要求參賽者完成項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)說明書和繪制車間設(shè)計(jì)圖[10]。近幾年都以治療新冠病毒藥物的生產(chǎn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)為題，鍛煉學(xué)生的制藥工程設(shè)計(jì)能力的同時(shí)為疫情防控獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。我們本著“以賽促改，以學(xué)帶賽，賽學(xué)結(jié)合”的思路，加強(qiáng)制藥設(shè)備與車間工藝設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐教學(xué)，在課程設(shè)計(jì)課程中參照大學(xué)生專業(yè)競賽的題目及考核方法進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。將課程分為制藥工藝、物料衡算、能量衡算、設(shè)備選型、車間設(shè)計(jì)、工程繪圖等知識(shí)模塊，以項(xiàng)目的先后順序依次進(jìn)行模塊訓(xùn)練，通過項(xiàng)目融合各個(gè)知識(shí)模塊，培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。

2.6 完善課程考核方式，加強(qiáng)過程形成性評(píng)價(jià)

開設(shè)課程的意義在于通過理論知識(shí)培養(yǎng)學(xué)生具備一定的解決實(shí)際生產(chǎn)問題的能力，一味的單由考試成績不能準(zhǔn)確地反映出學(xué)生的整體水平和實(shí)踐能力。課程的總成績由線上成績、線下成績和考試成績成績組成，將期末考試成績的比值降至50%，注重過程形成性評(píng)價(jià)分析。線下成績由課堂考勤、討論互動(dòng)和作業(yè)測試組成。考勤成績比值降至10%。加強(qiáng)課堂學(xué)習(xí)過程中的互動(dòng)和測試，鼓勵(lì)學(xué)生在課上多提多問，比較學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)與作業(yè)成績的正比關(guān)系。設(shè)計(jì)課程的考試成績由設(shè)計(jì)任務(wù)書體現(xiàn)，采取分組討論，各組一題，任務(wù)到人的原則，根據(jù)競賽審評(píng)規(guī)則的評(píng)分細(xì)則進(jìn)行評(píng)分，以求真實(shí)公正地對(duì)每位同學(xué)給出評(píng)分。

3 結(jié)語

我國醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展快速，科技知識(shí)日新月異，課程教學(xué)改革的路還很長，需要我們不斷完善教學(xué)內(nèi)容、豐富教學(xué)方法，緊跟時(shí)代步伐，才能培養(yǎng)出符合制藥企業(yè)需要的高素質(zhì)人才。制藥設(shè)備與車間工藝設(shè)計(jì)課程的理論知識(shí)繁多、工程實(shí)用性強(qiáng)。在教學(xué)實(shí)踐中，加強(qiáng)中藥文化熏陶和思政教育，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷和拼搏精神。針對(duì)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)狀況，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化和改革，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，與時(shí)俱進(jìn)地采用一些創(chuàng)新性教學(xué)方法，實(shí)施“因材施教”和“學(xué)生為本”的教學(xué)理念，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。通過項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)任務(wù)書，訓(xùn)練學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。