創(chuàng)新實踐教學(xué)模式 培養(yǎng)制藥工程卓越人才的實踐能力

蔣建蘭,趙廣榮,朱宏吉,夏淑倩,白 鵬,元英進(jìn)

(天津大學(xué) 化工學(xué)院,天津 300354)

為促進(jìn)工程教育改革和創(chuàng)新,全面提高我國工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量,2010年教育部實施了卓越工程師教育培養(yǎng)計劃[1]。天津大學(xué)制藥工程本科專業(yè)為首批進(jìn)入卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的專業(yè)[2-3]。根據(jù)學(xué)校的辦學(xué)定位和專業(yè)特色[4],按照卓越人才培養(yǎng)要求,制訂了“3+1”學(xué)程模式的培養(yǎng)計劃,突出“創(chuàng)新性、強(qiáng)實踐、國際化”特色,特別加強(qiáng)了實踐類課程建設(shè),并與石家莊四藥有限公司合作建立了國家級工程實踐教育中心[5]，與國際工程教育接軌,加強(qiáng)設(shè)計類課程建設(shè),不斷更新實踐教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新實踐教學(xué)模式,并組織學(xué)生參加各類競賽,實現(xiàn)多元化實踐培養(yǎng),明顯提升了學(xué)生的工程實踐能力。

1 實施“3+1”學(xué)程模式,提高實踐類課程權(quán)重

在我國大學(xué)本科生的培養(yǎng)計劃中,一般理論教學(xué)(含實驗)為3.5學(xué)年,綜合實踐教學(xué)為0.5學(xué)年。通常在大四的第8學(xué)期進(jìn)行綜合實踐教學(xué),其主要模式為畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計[6]。只有一學(xué)期的綜合實踐教學(xué),對于工程專業(yè)本科生的實踐能力培養(yǎng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。針對實踐教學(xué)時間較短、學(xué)時較少的突出問題,同時為了實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃,及時修訂天津大學(xué)制藥工程本科專業(yè)培養(yǎng)計劃,構(gòu)建了3年基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)、1年工程實踐的“3+1”學(xué)程模式。在總學(xué)時數(shù)不減的情況下,將理論教學(xué)由原來的3.5學(xué)年壓縮為3學(xué)年,第一學(xué)年主要進(jìn)行通識類課程教學(xué),第二學(xué)年主要進(jìn)行專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué),第三學(xué)年主要進(jìn)行專業(yè)課程的教學(xué)。增加實踐類課程,將綜合實踐教學(xué)增加到一整學(xué)年,在第4學(xué)年分2階段進(jìn)行。

天津大學(xué)制藥工程本科專業(yè)從2011級開始實施 “3+1”學(xué)程模式。在“課程設(shè)計”“畢業(yè)論文/設(shè)計”等綜合實踐類課程教學(xué)的基礎(chǔ)上,探索了“企業(yè)實踐”課程的教學(xué)新模式(見表1)。將短學(xué)期“生產(chǎn)實習(xí)”融入“企業(yè)實踐”中,包括企業(yè)課程和崗位實踐,使實習(xí)、實踐一體化。企業(yè)課程的主要內(nèi)容包括EHS(Environment、Health、Safety,環(huán)境、健康、安全)、GMP(Good Manufacturing Practice,藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范)、SOP(Standard Operation Procedure,崗位操作規(guī)程)等的工程倫理、制藥實踐和崗位培訓(xùn),經(jīng)考核合格后,進(jìn)入正式崗位實踐。企業(yè)實踐的崗位涉及工程、生產(chǎn)(車間)、質(zhì)保、研發(fā)、藥品注冊與知識產(chǎn)權(quán)等部門,讓學(xué)生直接參與制藥企業(yè)的生產(chǎn)研發(fā)與經(jīng)營等活動,提升學(xué)生的職業(yè)道德和綜合素質(zhì),訓(xùn)練了專業(yè)技能,提高了工程實踐能力。

表1 天津大學(xué)制藥工程專業(yè)集中實踐類課程安排

在企業(yè)實踐的教學(xué)管理方面,主要采取以下實施措施:

(1) 雙導(dǎo)師制。綜合考慮實踐企業(yè)、實踐部門、實踐崗位及職責(zé)要求等,統(tǒng)籌安排校內(nèi)導(dǎo)師,與企業(yè)導(dǎo)師共同組成雙導(dǎo)師,具體指導(dǎo)學(xué)生的企業(yè)實踐。同時,學(xué)校院系與企業(yè)及學(xué)生簽訂三方協(xié)議,明確學(xué)生實踐時間、實踐內(nèi)容和要求、勞保安全等各方職責(zé)。

(2) 企業(yè)實踐記錄與工程實踐報告。在企業(yè)實踐過程中,要求遵紀(jì)守法、按時出勤、認(rèn)真實踐,主動積極工作,記錄實踐內(nèi)容,并由企業(yè)導(dǎo)師簽字。企業(yè)實踐結(jié)束后,要求按照統(tǒng)一格式撰寫工程實踐報告,主要內(nèi)容包括實踐的目的、實踐單位及崗位介紹、實踐工作內(nèi)容、收獲與體會等。

(3) 企業(yè)實踐課程的考核評價。由企業(yè)考核和答辯兩部分構(gòu)成。根據(jù)學(xué)生平時表現(xiàn)填寫企業(yè)實踐考核評分表,由企業(yè)導(dǎo)師完成企業(yè)考核評分,考核觀測點包括組織紀(jì)律與出勤到崗、職業(yè)道德與思想表現(xiàn)、基礎(chǔ)知識與專業(yè)技能、工作態(tài)度與任務(wù)執(zhí)行、自我學(xué)習(xí)與創(chuàng)新意識、團(tuán)隊合作與溝通交流等6項,填寫綜合評語,給出考核成績,并簽字蓋公章后返回學(xué)校專業(yè)負(fù)責(zé)人。企業(yè)導(dǎo)師的評分占學(xué)生“企業(yè)實踐”課程成績的50%。由學(xué)校教師與企業(yè)導(dǎo)師共同組成答辯委員會,進(jìn)行工程實踐報告的答辯,給出答辯評分并填寫綜合評價,占學(xué)生“企業(yè)實踐”課程成績的50%。

2 加強(qiáng)設(shè)計類課程建設(shè),工程設(shè)計與科技研發(fā)能力并重

雖然企業(yè)實踐使學(xué)生受到了實際訓(xùn)練,提高了工作能力,但由于部門和崗位不同,與國際工程教育認(rèn)證的通識性設(shè)計能力要求仍然有一定距離。為此,對2013級及以后培養(yǎng)計劃做了適當(dāng)調(diào)整,將“企業(yè)實踐”修訂為“畢業(yè)設(shè)計”,培養(yǎng)方案國際化?！皩I(yè)課程設(shè)計”融入“畢業(yè)設(shè)計”中,要求全部學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計,而不是以往的少部分學(xué)生。同時,為了突出天津大學(xué)的研究型大學(xué)定位,將畢業(yè)論文的學(xué)時由原來的16周增加為20周,所有學(xué)生都進(jìn)行研發(fā)型課題訓(xùn)練,使學(xué)生在工程設(shè)計和科技研發(fā)2個軌道上都受到實踐能力訓(xùn)練。

針對畢業(yè)設(shè)計過程中出現(xiàn)的基礎(chǔ)知識不足的問題,完善了2015級培養(yǎng)方案,增強(qiáng)了工程設(shè)計知識,在“工程制圖”課程的基礎(chǔ)上,增設(shè)必修課程“化工過程計算機(jī)模擬”,將專業(yè)核心課程“制藥設(shè)備及工程設(shè)計”拓展成“機(jī)械基礎(chǔ)及制藥設(shè)備”和“制藥工程設(shè)計”2門課程。

“化工過程計算機(jī)模擬”主要結(jié)合AspenPlus軟件講授計算機(jī)模擬技術(shù)在化工設(shè)計中的應(yīng)用,將16學(xué)時課堂講授與32學(xué)時上機(jī)訓(xùn)練穿插進(jìn)行,培養(yǎng)學(xué)生化工計算及分析問題和解決問題的能力。

“機(jī)械基礎(chǔ)及制藥設(shè)備” 課程將工程力學(xué)、工程材料、機(jī)械設(shè)計、化學(xué)原料藥生產(chǎn)設(shè)備、生物制藥設(shè)備、中藥提取設(shè)備、制劑專用機(jī)械等內(nèi)容進(jìn)行了集成、優(yōu)化整合,主要內(nèi)容包括GMP規(guī)范要求下的制藥設(shè)備的分類、結(jié)構(gòu)組成、操作原理及應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生對制藥設(shè)備進(jìn)行選型計算和設(shè)計的能力。“制藥工程設(shè)計”主要講授制藥工程設(shè)計的基本原則、工程計算和設(shè)計方法,制藥工藝設(shè)計與設(shè)備選型、車間布置與管路設(shè)計、潔凈廠房設(shè)計、清潔生產(chǎn)與末端治理等。課堂講授與若干次專項習(xí)題訓(xùn)練相結(jié)合,邊講邊練,使學(xué)生能夠?qū)χ扑幑こ淘O(shè)計的任務(wù)、內(nèi)容、基本步驟和方法有初步的認(rèn)識,培養(yǎng)學(xué)生使用先進(jìn)的工程設(shè)計工具對藥品生產(chǎn)及潔凈車間進(jìn)行初步工程設(shè)計的能力。

集中在國家級工程實踐教育中心合作企業(yè)進(jìn)行“生產(chǎn)實習(xí)”,在此基礎(chǔ)上,由5名左右的學(xué)生組成1個小組,分組進(jìn)行“畢業(yè)設(shè)計”。每個小組的設(shè)計課題獨立而且互補(bǔ)異同,來源于我國藥事監(jiān)管法規(guī)對企業(yè)生產(chǎn)的要求,主要內(nèi)容包括潔凈車間廠房設(shè)計、產(chǎn)品(原料藥或制劑)工藝流程設(shè)計及相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計等,培養(yǎng)學(xué)生解決實際的復(fù)雜制藥工程問題能力。按照工程設(shè)計的實際工作流程,“畢業(yè)設(shè)計”分為3個階段:可研階段(小組可研報告)、詳細(xì)設(shè)計階段(個人設(shè)計報告)、總結(jié)階段(小組總結(jié)報告)。

在實施過程中,借鑒了天津大學(xué) IChemE 畢業(yè)設(shè)計,強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊合作、職業(yè)道德的教育、自我管理能力的培養(yǎng)、自我獲取知識能力的提高、綜合運用現(xiàn)有知識解決實際工程問題的能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等[7]。要求每周至少召開一次畢業(yè)設(shè)計組會,學(xué)生與導(dǎo)師參加，做好討論會記錄,學(xué)生對設(shè)計工作進(jìn)行互評打分(占總成績30%),嚴(yán)格要求完成規(guī)定時間段內(nèi)的個人設(shè)計任務(wù)和小組設(shè)計任務(wù)。

對畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行集體答辯,由指導(dǎo)教師和評閱教師及答辯委員會評分,確定答辯成績,指導(dǎo)教師評分占30%、評閱教師評分占20%、答辯評分占20%。通過全部學(xué)生作畢業(yè)設(shè)計,明顯提高了學(xué)生的綜合工程設(shè)計能力和團(tuán)隊合作與溝通能力。

3 開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué),組織學(xué)生參加各種大賽

在培養(yǎng)計劃中,設(shè)置了創(chuàng)新與研修類選修模塊,包括研究與創(chuàng)新課程、跨學(xué)科選修課程、學(xué)生創(chuàng)新實踐計劃(PSIP)。研究與創(chuàng)新課程有“新藥創(chuàng)制”“生物大分子研究中的化學(xué)工程問題”等,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索未知事物的職業(yè)精神。PSIP結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃展開,大創(chuàng)計劃項目分為國家級、天津市級、校級、院級,主要環(huán)節(jié)包括立項論證、中期檢查和結(jié)題評審,培養(yǎng)學(xué)生的研發(fā)創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力。積極引導(dǎo)和激勵學(xué)生參加全國大學(xué)生挑戰(zhàn)杯競賽、全國大學(xué)生制藥工程設(shè)計競賽[8]等活動,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、工程設(shè)計能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。要求所有承擔(dān)大創(chuàng)計劃項目的團(tuán)隊都參加全國大學(xué)生挑戰(zhàn)杯的校級競賽,逐級選拔,從學(xué)校、到天津市、再到全國參加項目展示比賽。

天津大學(xué)從2011年開始組織學(xué)生參加第一屆全國大學(xué)生制藥工程設(shè)計競賽。通過網(wǎng)絡(luò)平臺宣傳制藥工程設(shè)計競賽,召開現(xiàn)場宣講和招募大會,往屆參賽學(xué)生介紹競賽經(jīng)驗。由5名學(xué)生組成參賽隊伍,由校內(nèi)教師帶隊,聘請具有社會責(zé)任感的企業(yè)專家共同指導(dǎo)。根據(jù)設(shè)計競賽內(nèi)容,到制藥企業(yè)實地參觀、學(xué)習(xí),接受企業(yè)專家的講解和現(xiàn)場培訓(xùn)。在設(shè)計過程中,充分利用互聯(lián)網(wǎng)+教育[9],建立師生微信群、QQ群,對設(shè)計中出現(xiàn)的疑難問題進(jìn)行線上指導(dǎo)和討論。定期召開競賽小組間的面對面交流和設(shè)計進(jìn)展匯報,指導(dǎo)教師提出修改和完善意見。通過將線上與線下相結(jié)合的討論和交流,不斷改進(jìn)和提高設(shè)計能力。在校內(nèi)選拔優(yōu)秀的設(shè)計團(tuán)隊,參加全國設(shè)計競賽。

通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué),組織學(xué)生參與具有專業(yè)特色、工程特色的設(shè)計競賽,激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新意識和團(tuán)隊合作精神,提高了學(xué)生分析問題、解決復(fù)雜工程問題的能力,為培養(yǎng)行業(yè)需求的工程技術(shù)人才奠定了基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

天津大學(xué)制藥工程本科專業(yè)結(jié)合工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)標(biāo)準(zhǔn),以制藥行業(yè)對人才需求為導(dǎo)向,進(jìn)行多元化實踐能力培養(yǎng),創(chuàng)新實踐教學(xué)方式,培養(yǎng)創(chuàng)新性、強(qiáng)實踐的卓越制藥工程人才。天津大學(xué)制藥工程本科生獲得大學(xué)生挑戰(zhàn)杯競賽天津市特等獎1項、二等獎1項、全國三等獎1項,獲得全國制藥工程設(shè)計大賽一等獎2項、二等獎2項、三等獎4項。為了培養(yǎng)造就一大批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才,支撐我國新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,2017年教育部啟動了新工科研究與實踐[10-12]，進(jìn)一步推動教學(xué)改革的開展。

教學(xué)改革是一項長期的、貫穿在整個教研過程中的工作,與時俱進(jìn),持續(xù)創(chuàng)新工程教育,才能培養(yǎng)出符合我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展的新工科人才。制藥工程是普惠民生的健康保障工程,在國民經(jīng)濟(jì)中已經(jīng)占有重要地位。

天津大學(xué)制藥工程專業(yè)將繼續(xù)積極進(jìn)行教育教學(xué)改革與新工科成才路徑的探索,培養(yǎng)卓越制藥工程科技創(chuàng)新人才,服務(wù)于制藥行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

References)

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[2] 中華人民共和國教育部.教育部關(guān)于批準(zhǔn)第一批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”高校的通知(教高函[2010]7號)[EB/OL].(2010-06-13).http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/moe_742/s3860/201006/t20100630_109630.html.

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