工程教育認證下“制藥設備與車間設計”教學實踐與探討

劉文波 郝 樹 姜登釗 王亞麗 何 剛

(九江學院 藥學與生命科學學院,江西 九江 332000)

目前,工程教育認證具有三大核心理念:以學生為中心(Student Centered, SC)、以成果為導向(Outcome Based Education, OBE)、以質量持續改進為目標(Continuous Quality Improvement, CQI),這些理念是工程教育改革的標桿,將指引改革的方向[1]。因此,高校工程類專業教育改革的主要目標是在符合三大核心理念的基礎上,加強對傳統教育模式的改革,培養符合產業發展的高素質、應用型技術人才,進而提高工程教育的質量[2]。我校于2016年開設制藥工程專業,目前正積極準備制藥專業工程認證。在學院申報制藥工程認證的大背景下,作者結合自身教學體會,對“制藥設備與車間設計”課程進行了一系列的教學改革與探索。

1 “制藥設備與車間設計”課程現狀分析

該課程是在大三下學期開設的一門專業必修課, 也是制藥工程專業的專業核心課。該課程在開設之時學生已完成了藥學和工程學相關理論和實驗課程的學習,具有一定理論知識儲備, 但存在如下4方面問題。

1.1 課程內容繁多,更新不及時,學時少,教學方法單一,學生課堂參與度不高

該課程教學內容繁多且瑣碎,幾乎涉及制藥過程中所有機械設備及各種類型的車間設計;教學內容較為陳舊,與飛速發展的現代制藥技術不匹配,不能滿足教學需求[3,4]。該課程一般為48學時,個別學校為32學時。顯然,在如此有限的課時內無法囊括如此多的內容。見習時間較少,尤其是受到新冠疫情影響,因此對制藥設備和生產車間工藝的感性認識不足,信息掌握不夠[5]。與此同時,大部分高校還是采用傳統理論課的教學方式進行授課,很大程度上影響了學生對課程知識的感性認識和靈活運用[6,7]。

1.2 專業教師缺乏工程實踐經歷

制藥工程專業是化學、藥學與工程學交叉學科,這就要求任課教師既要有藥學理論基礎,又要有一定的工程實踐能力[8]。然而,目前高校招聘專任教師普遍要求具有博士學位,專業理論功底非常扎實,但是普遍缺乏一線生產經歷[9]。這就造成青年教師在課堂教學上不善于理論聯系實際,不能很好地指導學生的實習實訓活動,無法提高學生的興趣。

1.3 課程設計考核方式不夠完善

目前,各高校對于“制藥設備與車間設計”這門課程普遍采用的是傳統的課程考核方式,對學生學習效果的檢查以期末考試為主,主要是對課本理論知識掌握程度的考查,一般采取閉卷的形式。這就導致學生在平時的學習過程中很難提高學習的積極性。而“制藥設備與車間設計”這門課程實踐性比較強,與企業生產息息相關,重視解決實際生產問題的能力以及處理設備異常的能力。由此看來,目前采用的傳統考核方式很難使學生達到上述學習效果,學生分析問題、解決問題的能力得不到提升。

2 “制藥設備與車間設計”課程的探索式教學改革

2.1 整合教學內容,使其系統化、模塊化

依據課本內容,結合歷年參賽優秀作品(“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計競賽,以下簡稱“國藥杯大賽”)和實際生產案例,我們將該課程分為四大模塊: 提取設備及車間設計(6學時)、固體制劑設備及車間設計(10學時)、液體制劑設備及車間設計(8學時)、虛擬仿真實訓(8學時),總計32學時。每個模塊設備部分重點講述典型設備和車間設計方案。

2.2 借助網絡資源,將前沿知識帶進課堂

依托網絡資源和平臺的優勢,在教學過程中,我們利用超新學習通教學平臺,構建了“制藥設備與車間設計”網絡教學平臺(https://mooc1-1.chaoxing.com/course-ans/ps/205368273),將相關教學文件和資源上傳到指定虛擬空間,預設時間進行章節知識點即時測試,就專業熱點問題舉辦課程網絡論壇、大作業的網上溝通與指導、優秀作業的網絡展示等,突破課堂教學學時限制,激發學生的學習熱情。同時為了增強學生CAD基礎,又分別增加了AutoCAD2020實戰案例網絡教學平臺(https://mooc1-1.chaoxing.com/course-ans/ps/217024090)和AutoCAD2020實用教程網絡教學平臺(https://mooc1-1.chaoxing.com/course-ans/ps/216947453)。將優質網絡資源引入教學當中,如愛課程中的資源共享課、中國制藥網等網站、制藥通等手機APP等,不僅吸取先進的教學方法,同時將制藥行業、制藥機械設備最前沿的發展動態補充到教學內容中,擴展知識層面。

2.3 通過虛擬仿真結合車間實訓,加強理論和實際結合

目前我院已引進南京藥育虛擬仿真系統,借助制劑的虛擬仿真內容,學生能夠接觸并深入了解“真實”制藥設備的操作原理及“真實”制藥設備的運行參數,能“身臨其境”地體驗藥物制造的全過程及其工藝流程,并且能不斷優化實驗參數。虛擬仿真實驗教學有效解決了學生在藥企實習難的問題,顯著提高了制藥工程專業學生的實踐能力及解決復雜工程問題的能力。

進入藥廠實習是進一步鞏固理論知識和鍛煉動手操作能力的最有效手段。目前我院已經在33家藥廠建立實習實踐基地,利用假期,學生進入藥廠實習,實地參觀、親自動手,對現代藥廠車間廠房布置、制劑過程、制藥機械設備形成直觀性的認識,進一步鞏固理論知識和鍛煉動手操作能力。

2.4 完善課程考核制度,提高學生的綜合素質

降低期末考試成績在整個考核過程中的比重(改為20%),增加項目考核成績的比重(提高到80%)。在考核過程中增加項目式考核,引入專業競賽的模式。3～5人一個小組,由老師下達任務書,要求學生在規定的時間內完成設計說明書的撰寫和相關圖紙的繪制,并制作PPT進行展示匯報,鼓勵其他小組成員進行質疑和提問。由指導老師綜合考慮設計說明書、設計圖紙、匯報答辯三部分情況進行打分。

2.5 鼓勵教學團隊和學生積極參與企業技術研究開發、推廣和創新

學院積極鼓勵教師加強與醫藥設計院、藥企之間的合作,積極申報企業橫向課題。組織學生積極參與教師的橫向課題研究,加深學生對所學知識的應用認知。我院每年會委派專業教師去醫藥設計院學習交流半年,參與實際生產設計。同時我院已與江西博萊大藥廠有限公司合作成立九江市博正生物科技產業研究院,解決生產實際問題,目前已有部分教師和學生參與研究院的項目研究。

2.6 組織教學團隊參與各級各類專業競賽,增強學生的學習興趣和動力,促進和反饋課程教學

積極鼓勵師生參加“國藥杯大賽”。依托“國藥杯大賽”結果和專家點評,反饋理論學習,提高制藥工程課程設計的系統性和深度,以賽促學,以賽促教,對制藥設備與車間設計課程進行針對性教學改革與實踐,從而全面提升學生的綜合能力和專業素養。目前課題組老師帶領制藥工程學生團隊獲得三等獎1項、二等獎3項。通過競賽提高教師的工程實踐能力,反饋教學。

3 課程改革成效

通過將上述改革理念和措施引入到“制藥設備與車間設計”課堂并經過兩年的教學實踐,收到了良好的教學效果,主要表現在以下幾方面: 構建了完善的網絡教學平臺;學生學習和參與專業競賽的興趣明顯提高,學習的主動性逐步增強;評價體系更趨多元化和客觀性,更關注學生掌握知識和能力的程度; 專業教師的實踐技能得到提升,具有實踐經歷或行業背景的教師占比逐步提高,團隊知識結構更加優化。

4 結語

結合我院制藥工程專業現狀及工程教育認證理念,以“制藥設備與車間設計”教學為突破口,從整合教學資源、引入優質網絡資源、虛擬仿真結合車間實訓、完善課程考核制度、激發團隊、參與企業技術研究開發和專業競賽等方面著手,對“制藥設備與車間設計”教學模式進行改革,提高學生的學習興趣,深化學生的工程觀念,增強“藥-工”聯系,加強學生的創新能力和動手能力,從而提高教學質量,使“制藥設備與車間設計”課程教學改革沿著正確的方向不斷向前推進。