以全國制藥工程設(shè)計競賽為契機培養(yǎng)工程設(shè)計人才

吳春姍，翁德會，楊艾玲

(武漢華夏理工學(xué)院 生物與制藥工程學(xué)院，湖北 武漢 430223)

由教育部高等學(xué)校藥學(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會舉辦，中國醫(yī)藥集團聯(lián)合工程有限公司和上海東富龍科技股份有限公司共同協(xié)辦的全國大學(xué)生制藥工程設(shè)計大賽迄今已經(jīng)第八屆了。全國大學(xué)生制藥工程設(shè)計大賽發(fā)展到現(xiàn)在，是目前國內(nèi)制藥工程專業(yè)類比賽中規(guī)模最大，影響最廣的頂級賽事之一。其目的是為了引導(dǎo)和激勵學(xué)生結(jié)合現(xiàn)代醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展的趨勢和技術(shù)需求，綜合應(yīng)用所學(xué)知識開展工程設(shè)計實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計、工程實踐能力及團隊協(xié)作精神，發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)一批在工程設(shè)計和工程實踐方面有作為和潛力的優(yōu)秀人才，從而不斷的推動中國高等學(xué)校制藥工程和相關(guān)專業(yè)教育的發(fā)展[1]。

武漢華夏理工學(xué)院生物與制藥工程學(xué)院一直以來積極的參與全國制藥工程設(shè)計競賽，并以該賽事為契機，不斷的探索以賽事促進教學(xué),培養(yǎng)人才，以團隊作為整體，不斷的提高團隊成員的工程設(shè)計能力的方式與方法，并取得了卓有效的成果：2014年獲得該賽事全國三等獎，2015年獲得該賽事全國二等獎，2018年獲得該賽事全國一等獎。

這些年來，武漢華夏學(xué)院生物與制藥工程學(xué)院一直非常重視學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)，在教師培養(yǎng)、課程建設(shè)、團隊建設(shè)方面不斷的努力和創(chuàng)新，摸索出了一條適合民辦高校培養(yǎng)工程設(shè)計人才的方法。

1 學(xué)院對教師的培養(yǎng)與教師的自我成長

教師是教學(xué)過程中的主力軍，要想提高教學(xué)的質(zhì)量，首要任務(wù)是培養(yǎng)在教學(xué)上有想法，敢于突破的教師隊伍。這些年來學(xué)院一直非常重視教師工程能力的培養(yǎng)，采用“送出去+學(xué)習(xí)反饋”的方式來培養(yǎng)青年教師隊伍。所謂的“送出去”指的是學(xué)院每年都會有目的性的選送與設(shè)計類授課課程相關(guān)的青年教師參加全國制藥工程教學(xué)指導(dǎo)委員會舉辦的設(shè)計類培訓(xùn)，“學(xué)習(xí)反饋”指的是要求參加培訓(xùn)的青年教師回校后給全院教師作專題匯報，以此來形成教師共同學(xué)習(xí)的氛圍，普及工程概念。學(xué)院對青年教師的發(fā)展也進行了合理的規(guī)劃，將教師按照課程體系和專業(yè)背景進行劃分，將專業(yè)任課教師分為藥學(xué)基礎(chǔ)類、制藥工藝類和工程設(shè)計三類(圖1)。三個類別的教師在其教學(xué)過程中各盡其責(zé)，在科研和指導(dǎo)競賽的過程中又相輔相成，通力合作。除此以外，學(xué)院鼓勵各類別的教師們在教學(xué)工作中形成團隊，不斷的整合該類別內(nèi)的課程，以團隊建設(shè)的模式打磨課程體系，使各門課程之間能夠融會貫通，授課內(nèi)容要與企業(yè)生產(chǎn)案例相結(jié)合，凸顯應(yīng)用性。

圖1 制藥工程專業(yè)課程分類圖

教師的成長除了外在因素的推動外，更重要的則是內(nèi)在動力，能夠不斷有意識的學(xué)習(xí)。努力將所看、所學(xué)、所想的制藥工程理念巧妙的運用到教學(xué)中去，從而不斷的推動教學(xué)的改革與創(chuàng)新。學(xué)校成立初期所引入的青年教師都是畢業(yè)于各大重點高校的碩士和博士生，他們沒有企業(yè)工作的經(jīng)歷，缺乏工程理念和工程實踐，但經(jīng)過近十多年的學(xué)習(xí)和沉淀，教師團隊在不斷的成長和壯大。如我院負責(zé)工程設(shè)計類課程的教師團隊會有意識的利用學(xué)生生產(chǎn)實習(xí)的機會下到企業(yè)里學(xué)習(xí)和鍛煉，通過實地的參觀學(xué)習(xí)及與企業(yè)技術(shù)人員交流收集企業(yè)生產(chǎn)中的鮮活案例，來不斷的豐富工程經(jīng)驗。在學(xué)生生產(chǎn)實習(xí)完畢后，帶隊實習(xí)的教師也需要提交帶隊實習(xí)的心得體會，將收集的企業(yè)案例在系例會中與教師們共同探討，篩選有用的內(nèi)容為教學(xué)服務(wù)。例如：將人福藥業(yè)實習(xí)時所了解的小牛血去蛋白藥物的提取全過程在教學(xué)過程中根據(jù)需要拆分為工藝、設(shè)計、CAD制圖三個模塊。企業(yè)生產(chǎn)的鮮活案例可以從不同的角度出發(fā)為教學(xué)而服務(wù)。除此以外，每年全國制藥工程設(shè)計競賽中一等獎的作品也都是教學(xué)過程中的良好學(xué)習(xí)素材，讓教師們受益匪淺。全國制藥工程設(shè)計競賽的題材涉及到了原料藥及制劑生產(chǎn)的方方面面，這些年來我院教師緊跟全國制藥工程設(shè)計競賽的步伐，在教學(xué)過程中“吃透”這些作品內(nèi)容，將先進的工程設(shè)計理念運用到教學(xué)中去，對不斷的提高工程教學(xué)的水平有極大的幫助。

2 課程體系建設(shè)融會貫通，凸顯應(yīng)用性

教師的“教”是為學(xué)生的“學(xué)”而服務(wù)的。堅持市場化、職業(yè)化、國際化的辦學(xué)方向，著力培養(yǎng)有較扎實的基礎(chǔ)理論、較強的專業(yè)知識和實踐能力、有健康的心理素質(zhì)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的應(yīng)用型人才是我校人才培養(yǎng)的定位。在此基礎(chǔ)上，專業(yè)課程體系的教學(xué)改革主要內(nèi)容是從學(xué)科內(nèi)課程的融合與貫通著手，以凸顯知識的應(yīng)用性作為主要研究的目的。

在此以工程設(shè)計類課程體系建設(shè)為例。我院制藥工程專業(yè)將《化工原理》《制藥工程制圖與CAD》《制藥設(shè)備與車間工藝設(shè)計》《化工原理課程設(shè)計》《制藥工程課程設(shè)計》等課程劃分到工程設(shè)計類課程類別中。其中《化工原理課程設(shè)計》和《制藥工程課程設(shè)計》分別是其對應(yīng)課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)?！吨扑幑こ讨茍D與CAD》課程則是理論教學(xué)與實踐的整合。我校在2014年之前，該門課程是由土木學(xué)院教授工程制圖的教師按照工程學(xué)科大類要求進行集體授課?？紤]到制藥工程專業(yè)的特殊性及學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和能力等問題，大類的工程制圖課程某些內(nèi)容對我校制藥工程專業(yè)學(xué)生而言難度過高且不適用，不能與專業(yè)相結(jié)合，故我院將該課程的教學(xué)內(nèi)容進行整合與創(chuàng)新，由本院負責(zé)工程設(shè)計類課程教學(xué)的教師進行授課，要求課程內(nèi)容與專業(yè)相結(jié)合，切實的提高學(xué)生的工程實踐水平和能力。經(jīng)過整合后的《制藥工程制圖與CAD》課程，其中理論課程32學(xué)時包括工程制圖和化工制圖兩個部分，創(chuàng)新性的將工程制圖中的畫法幾何、視圖的投影基礎(chǔ)等內(nèi)容與化工制圖課程內(nèi)容進行整合，以專業(yè)實用和適用作為主要原則進行合理選擇性融合；AutoCAD上機16學(xué)時為實踐教學(xué)部分，教師在機房里采用案例演示與學(xué)生手把手操作相結(jié)合的方式讓學(xué)生在僅有的16個學(xué)時內(nèi)掌握AutoCAD的功能操作，并能在規(guī)定的時間內(nèi)完成簡單工藝流程圖、設(shè)備裝配圖的繪制。通過近四年的教學(xué)觀察與實踐，我院學(xué)生識圖及繪圖的水平和能力得到了極大的提升。

為了凸顯知識的應(yīng)用性，專業(yè)課在授課過程中均要求采取知識點與工程案例相結(jié)合的方式進行案例式教學(xué)。以《制藥設(shè)備與車間工藝設(shè)計》課程教學(xué)為例，該課程教學(xué)可謂制藥工程類課程案例教學(xué)的典范。例如講解工藝流程設(shè)計章節(jié)時，可以將企業(yè)生產(chǎn)的案例或者全國制藥工程設(shè)計競賽中的作品案例貫穿其中，工藝流程設(shè)計內(nèi)容的講解可以通過某個生產(chǎn)工藝的具體圖示展開進行講解，并與其知識點：工藝流程框圖、設(shè)備的工藝流程圖、物料流程圖、帶控制點的工藝流程圖等內(nèi)容相呼應(yīng)。

3 設(shè)計競賽人才的選拔

我校生物與制藥工程學(xué)院根據(jù)學(xué)生的規(guī)模，每年只組一個隊參加全國制藥工程設(shè)計大賽，團隊成員全部由大三學(xué)生組成，指導(dǎo)教師也以全力以赴帶好一個隊作為主要的工作任務(wù)。我院每年12月份對大三學(xué)生進行賽事宣傳，并鼓勵學(xué)生積極報名。報名過程中采取自主報名的方式，然后在寒假期間對報名的學(xué)生分配學(xué)習(xí)任務(wù)，寒假過后通過考核的方式進行篩選。考核是在規(guī)定的時間內(nèi)主要從四個方面考察學(xué)生的能力：(1)繪圖能力。要求學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)繪制設(shè)備的工藝流程圖來考察學(xué)生的AutoCAD繪圖的水平。(2)理解能力。要求學(xué)生設(shè)計某產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程框圖并進行簡短的物料衡算來考察學(xué)生工藝理解能力。(3)語言表達能力。通過讓學(xué)生表述設(shè)計的產(chǎn)品的工藝路線及表述“我眼中的制藥工程設(shè)計”來考察學(xué)生語言組織及表達能力。(4)學(xué)習(xí)能力。要求學(xué)生寒假自學(xué)3DMAX、Solidworks等三維繪圖軟件，考核過程中要求他們在規(guī)定的時間繪制設(shè)備的3D效果圖來考察學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

4 校內(nèi)培訓(xùn)與校外參觀相結(jié)合

每年三月至五月中旬設(shè)計興趣小組成員每周進行集中培訓(xùn)一整天，五月中旬開始凡是學(xué)生課后有時間，要求必須集中培訓(xùn)。在此階段，教師在整個指導(dǎo)過程中作為引導(dǎo)全程參與，按照項目驅(qū)動式管理的方式來引導(dǎo)團隊成員有目的有計劃的完成設(shè)計任務(wù)。由于我校學(xué)生基礎(chǔ)和能力與參加比賽的眾多高校相比較為薄弱，另外我校在大三下學(xué)期才開設(shè)《制藥設(shè)備與車間工藝設(shè)計》課程，為了能讓團隊學(xué)員們更好的理解設(shè)計的思路掌握設(shè)計的方法，不斷的提升他們的工程設(shè)計能力，校內(nèi)培訓(xùn)是必不可少的環(huán)節(jié)。校內(nèi)培訓(xùn)主要由帶隊指導(dǎo)教師和聘請的企業(yè)工程師共同指導(dǎo)展開。以2018年第八屆“國藥工程-東富龍杯”全國制藥工程設(shè)計競賽為例，2018年的競賽題目為：分期建設(shè)的多品種口服固體制劑車間設(shè)計，校內(nèi)培訓(xùn)的模塊如表1所示。

表1 校內(nèi)培訓(xùn)模塊

圖2 “一拖三”模式圖

對設(shè)計興趣小組的培訓(xùn)通常定在周六全天進行，培訓(xùn)是以講解加討論相結(jié)合的方式進行。講解主要以知識點展開，而討論則是結(jié)合設(shè)計競賽的題目來進行，探討如何將知識點運用到設(shè)計中去。例如以“多品種固體制劑的排班思路比選”為例，團隊成員集思廣益設(shè)計出了三種排班思路，通過比較優(yōu)化，最終選擇了第三種設(shè)計方案，確立了“一拖三”的設(shè)計思路(圖2)：“一”代表總混之前的單元操作考慮設(shè)備共用；“三”代表總混及總混之后的單元操作按照劑型的不同分開生產(chǎn)?？傮w設(shè)計思路為總混之前的單元操作以重量計算，總混之后，以批量計算，以此來進行排班及物料衡算。

為了讓設(shè)計興趣小組的成員們更深刻的體驗工程放大的概念，我院聯(lián)系了武漢馬應(yīng)龍藥業(yè)和武漢人福藥業(yè)，帶學(xué)生們深入到制劑生產(chǎn)車間進行現(xiàn)場參觀學(xué)習(xí)，讓團隊成員在工程師的帶領(lǐng)下通過觀察設(shè)備、管道和閥門等生產(chǎn)運行情況，身臨其境的感受現(xiàn)代化的制藥企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境和狀況。

5 精益求精保質(zhì)量

參加比賽，從作品文字內(nèi)容的組織到圖紙的繪制、視頻的制作、及其半決賽和決賽PPT制作及團隊的匯報答辯，每個環(huán)節(jié)都至關(guān)重要。團隊的力量是無窮無盡的，作為指導(dǎo)教師在指導(dǎo)的過程中需要對設(shè)計說明書和圖紙嚴格把關(guān)，及時提出修改建議，并激發(fā)團隊成員的斗志，不斷的鼓勵并引導(dǎo)他們克服困難，挑戰(zhàn)自我。從六月一直到八月底比賽結(jié)束，團隊指導(dǎo)教師和隊員們就沒有放過一天假，每天都在設(shè)計教室里專心研究設(shè)計方案、不斷的修改圖紙上的一些問題、并進行PPT演練、分析從工程視角出發(fā)答辯時專家可能會問到的問題。

一切辛勤的付出都會有收獲的。民辦高校以全國制藥工程設(shè)計競賽為契機，不斷的摸索和培養(yǎng)工程設(shè)計性人才，在此過程中讓教師隊伍不斷的成長和壯大、教學(xué)方法進行改革與創(chuàng)新凸顯應(yīng)用性、并總結(jié)了參加設(shè)計競賽過程中團隊人才培養(yǎng)的方式和方法，取得了一系列卓有效的成果。