新工科背景下基于CDIO理念的制藥類畢業(yè)設(shè)計教學(xué)改革探索*

蔣德旗

（玉林師范學(xué)院 生物與制藥學(xué)院，廣西 玉林 537000）

新工科建設(shè)是一種新的工程教育發(fā)展模式，培養(yǎng)具備更強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的新型工程科技人才。CDIO為Conceive構(gòu)思、Design設(shè)計、Implement實現(xiàn)及Operate運作的首字母組合，它是一種以產(chǎn)品開發(fā)至產(chǎn)品使用整個周期為載體的工程教育理念，可使學(xué)生工程學(xué)習(xí)的形式變得積極主動，所學(xué)課程間融會貫通［1］。CDIO與新工科兩者在工程教育重視這點上是完全相同的，CDIO顯示課程之間的系統(tǒng)連貫性和工程教育的主導(dǎo)地位。畢業(yè)設(shè)計（論文）作為制藥類專業(yè)人才培養(yǎng)方案中實踐教學(xué)的核心內(nèi)容，是工科能力培養(yǎng)的關(guān)鍵課程。在新工科背景下，結(jié)合人才培養(yǎng)理念與目標(biāo)，改革和創(chuàng)新制藥類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學(xué)模式，提高學(xué)生實踐、創(chuàng)新及工程能力，對于滿足社會發(fā)展對制藥人才需求具有十分重要的意義。

我國普通地方院校由于辦學(xué)條件的限制，制藥類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學(xué)過程還有以下問題尚需解決：學(xué)生重視程度不夠；畢業(yè)設(shè)計題目偏重基礎(chǔ)研究，工程設(shè)計類題目較少；學(xué)生實踐操作能力不強；就業(yè)壓力是影響畢業(yè)論文質(zhì)量的重要因素，畢業(yè)生大四期間大多忙于參加各種招聘會、考研及復(fù)試；學(xué)校與企事業(yè)單位合作不成熟、不深入，直接阻礙校外導(dǎo)師參與畢業(yè)設(shè)計工作；校內(nèi)導(dǎo)師態(tài)度不積極、主觀能動性不足，不重視畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)過程：這些將直接影響畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量。大多數(shù)校內(nèi)導(dǎo)師工程經(jīng)驗不豐富，指導(dǎo)過程比較困難；研究經(jīng)費不足及工程實訓(xùn)條件缺乏；畢業(yè)設(shè)計考核評價機制不合理。在新工科背景下如何結(jié)合制藥類專業(yè)特點進行畢業(yè)設(shè)計教學(xué)改革，對于制藥工程人才工程實踐能力提升非常重要。

1 制藥類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)狀調(diào)查與分析

以玉林師范學(xué)院2021—2022年畢業(yè)的制藥工程和生物制藥專業(yè)本科畢業(yè)生為對象，開展問卷調(diào)查，主要對畢業(yè)設(shè)計（論文）實施過程中的問題進行考查，以獲得畢業(yè)設(shè)計教學(xué)質(zhì)量的學(xué)生評價情況。收到有效問卷210份，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：學(xué)生選擇畢業(yè)設(shè)計（論文）課題主要考慮就業(yè)需要（48.2%），其次結(jié)合考研專業(yè)與方向（32.6%），還考慮時間長短及靈活度是否影響就業(yè)找工作（15.8%）［2］；畢業(yè)設(shè)計類型中基礎(chǔ)研究類題目占78.5%，工程設(shè)計類占14.6%；畢業(yè)設(shè)計地點則絕大部分在校內(nèi)，占比87.2%，企事業(yè)單位占12.8%；畢業(yè)設(shè)計難易程度分別為中等（32.5%）、容易（58.4%）、難（9.1%）；畢業(yè)設(shè)計工作量分別為大（25.4%）、適中（60.4%）、少（14.2%）；經(jīng)過畢業(yè)設(shè)計或論文實驗訓(xùn)練，學(xué)生素質(zhì)與能力獲得提升的次序為：分析解決問題能力（64.2%）、文獻資料查閱及綜述技能（64.5%）、實驗操作動手能力（58.3%）、試驗設(shè)計與創(chuàng)新思維（56.4%）、團隊協(xié)作能力（31.8%）；經(jīng)過畢業(yè)設(shè)計實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練后，受訪者認為現(xiàn)有課程教學(xué)中應(yīng)該進一步強化的環(huán)節(jié)包括：文獻檢索與科技論文寫作（62.8%）、實驗教學(xué)（42.3%）、專業(yè)英語（40.6%）、工程制圖（21.5%）、生產(chǎn)實習(xí)（25.7%）、專業(yè)理論課（30.2%）和工科基礎(chǔ)課（13.8%）；學(xué)生對老師指導(dǎo)形式的滿意程度中“很滿意”占比52.7%，“滿意”占比41.8%，“不滿意”比例為5.5%。此外，受訪者建議以后實驗課多開設(shè)開放性試驗及自主創(chuàng)新性試驗，還認為現(xiàn)有實驗硬件條件不能完全滿足需要，部分儀器設(shè)備陳舊，需加強實驗儀器設(shè)備購置和更新。以上結(jié)果說明制藥類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計還存在工程設(shè)計能力及創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足等諸多問題尚待解決。

2 基于CDIO理念的制藥類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學(xué)改革措施

2.1 基于CDIO工程教育理念的四階段畢業(yè)設(shè)計教學(xué)模式的探索

根據(jù)CDIO理念“構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運作”四個階段，畢業(yè)設(shè)計教學(xué)過程可對應(yīng)分為“引導(dǎo)—選題—實施—總結(jié)”四環(huán)節(jié)［3］。第一階段（第一至第四學(xué)期），傳授學(xué)生制藥工程專業(yè)基礎(chǔ)知識和基本實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生的工程專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新思維；第二階段（第五至第六學(xué)期）讓學(xué)生根據(jù)自己的本科學(xué)習(xí)經(jīng)歷和職業(yè)目標(biāo)選擇畢業(yè)設(shè)計（論文）課題；第三階段（第七學(xué)期）構(gòu)思畢業(yè)設(shè)計（論文）方案，按照實驗計劃或設(shè)計方案實施，期間可做微小調(diào)整或修改，獲得相關(guān)設(shè)計成果或?qū)嶒灲Y(jié)論；第四階段（第八學(xué)期）對畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計作品進行驗收或答辯，并提出切實可行的進一步研究建議或設(shè)計思路。

2.2 采用多元化畢業(yè)設(shè)計模式進行個性化培養(yǎng)

根據(jù)學(xué)生興趣及未來就業(yè)意向等，畢業(yè)設(shè)計選題可選擇與科研項目、大創(chuàng)項目、學(xué)科競賽及制藥企業(yè)課題等相結(jié)合的多元化模式，以適應(yīng)新工科工程教育人才質(zhì)量培養(yǎng)要求。與科研課題相結(jié)合，吸納本科生參與科研項目，科教協(xié)同育人，增強學(xué)生實驗操作技能，同時也可支持學(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)、撰寫學(xué)術(shù)論文或?qū)＠暾垥?，為將來研究生深造或企業(yè)科研院所工作奠定基礎(chǔ)。將企業(yè)生產(chǎn)實踐中遇到的問題納入畢業(yè)設(shè)計選題范疇，將有助于校企合作真正落實，互惠互利，既能培養(yǎng)高質(zhì)量人才，又能解決企業(yè)所遇到的生產(chǎn)難題。與學(xué)科競賽相結(jié)合，自主申報并完成大創(chuàng)項目，都有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識及綜合實踐能力。彈性學(xué)制可應(yīng)用于自主創(chuàng)業(yè)的學(xué)生，支持他們孵化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)成果。此外，還可拓展藥品市場調(diào)查與分析等形式的畢業(yè)設(shè)計，包含以上措施和辦法的多元化畢業(yè)設(shè)計模式將有助于創(chuàng)新教育與工程教育有機融合的實現(xiàn)［4］。畢業(yè)設(shè)計選題必須符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求，貫徹理論聯(lián)系實際的原則，盡可能選擇與生產(chǎn)、科研或?qū)嶒炇医ㄔO(shè)任務(wù)相結(jié)合的工程技術(shù)問題。具體包括：鞏固、靈活地應(yīng)用和擴大所學(xué)的專業(yè)理論知識，著重對學(xué)生進行一次工程師基本技能的綜合訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決本專業(yè)工程技術(shù)實際問題的獨立工作能力，深入鉆研本專業(yè)某一方面的工程技術(shù)問題，要根據(jù)個人的業(yè)務(wù)專長和興趣愛好選定課題，因為這樣的選題設(shè)計者基礎(chǔ)雄厚、勁頭足、容易出成果［5］。題目宜小不宜大，畢業(yè)設(shè)計受時間和經(jīng)費的限制，選題不宜太大，題目小，容易研究深透，易出成果，要注意發(fā)揮自己的主觀能動性和想象力，進行積極的思考。要充分運用自己的思考力，對材料進行積極加工，進行創(chuàng)造性想象，從而探索出適合自己的新課題。

2.3 導(dǎo)師制度的改革

新工科背景下畢業(yè)設(shè)計應(yīng)實施和建立新的指導(dǎo)教師制度，以學(xué)生為主體、導(dǎo)師為“顧問”。學(xué)生自由選擇畢業(yè)設(shè)計題目，學(xué)生在導(dǎo)師“顧問”身份的正確指導(dǎo)下完成畢業(yè)設(shè)計。不同學(xué)習(xí)經(jīng)歷和研究專業(yè)方向的3～4位導(dǎo)師構(gòu)成一個指導(dǎo)小組，變革以往“一師多生”的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)模式，建立新工科發(fā)展要求下“教學(xué)團隊全方位”指導(dǎo)模式。此外，綜合考慮導(dǎo)師研究經(jīng)費、職稱及工程實踐經(jīng)驗等因素，分配畢業(yè)設(shè)計學(xué)生名額，改革以往平均分的狀況。畢業(yè)設(shè)計各個環(huán)節(jié)，從選題、準(zhǔn)備材料，到課題設(shè)計、繪圖，編制設(shè)計任務(wù)書、答辯等，都應(yīng)有指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，這樣不僅節(jié)省時間，少走彎路，而且能夠得到導(dǎo)師的指教，正確運用科研方法，提高設(shè)計水平和研究能力，從而更好地達到教學(xué)目的。

2.4 構(gòu)建校企合作畢業(yè)設(shè)計模式

加強學(xué)校與制藥企業(yè)合作交流，聘請企業(yè)工程師參與畢業(yè)論文指導(dǎo)，實行“校內(nèi)導(dǎo)師+校外導(dǎo)師”雙導(dǎo)師制。校外導(dǎo)師的主要優(yōu)勢是有真實的課題需求、市場敏感度、相應(yīng)的開發(fā)環(huán)境和技術(shù)、規(guī)范的過程管理、積極向上的企業(yè)文化精神，對設(shè)計結(jié)果有更嚴格的測試要求，文檔撰寫的規(guī)范等［6］。定期選派教師參與制藥企業(yè)工程培訓(xùn)和掛職鍛煉，提升教師工程實踐指導(dǎo)水平。積極招聘具有大型藥企工作經(jīng)歷的藥學(xué)專業(yè)高職稱或高學(xué)歷人才，其解決復(fù)雜工程問題的能力與素養(yǎng)對于學(xué)生成長大有裨益。支持引導(dǎo)學(xué)生完成與大中型制藥企業(yè)生產(chǎn)實際相結(jié)合的畢業(yè)設(shè)計（論文），將理論知識切實運用于生產(chǎn)實踐中，努力實現(xiàn)CDIO“做中學(xué)，學(xué)中做”的目標(biāo)［7］。

2.5 畢業(yè)設(shè)計過程監(jiān)督及考核評價制度改革

畢業(yè)設(shè)計（論文）實施過程的各個環(huán)節(jié)應(yīng)接受學(xué)校、院系、教研室三個層面的階段性檢查，定期考核其進度及工作質(zhì)量，檢查實驗記錄是否規(guī)范等。注重畢業(yè)設(shè)計（論文）考核評價和答辯制度的改革，質(zhì)量評價體系應(yīng)加強“過程”考核，確保覆蓋設(shè)計研究過程的各個環(huán)節(jié)，論文形式審核由專人嚴格按照要求執(zhí)行，答辯資格審查可由2人以上教師團隊完成，意見不一致交由第三者決定，通過方可參加現(xiàn)場答辯［8］；實行指導(dǎo)教師現(xiàn)場回避制度；每個答辯小組至少邀請一名具有工程經(jīng)驗的校外導(dǎo)師參加；答辯提問方式應(yīng)由“批判式”改為“探討式”；畢業(yè)設(shè)計成績評定要公平公正，權(quán)衡各項評價指標(biāo)，應(yīng)加強對畢業(yè)設(shè)計“過程”的考核，減少“結(jié)果”所占分數(shù)比例。為了使畢業(yè)設(shè)計最大限度地發(fā)揮出應(yīng)有的人才培養(yǎng)的效果，可以參照科研課題的方式安排學(xué)生的工作過程，由此可以形成過程性安排與教學(xué)指導(dǎo)的基本模式——“四規(guī)模式”，即規(guī)定時間、規(guī)定地點、規(guī)定任務(wù)和目標(biāo)規(guī)定，指導(dǎo)過程記錄［6］。每周見面指導(dǎo)的時間和地點安排相對固定，每周每個學(xué)生接受指導(dǎo)的時間應(yīng)為1 h左右。特別是見面指導(dǎo)的時間安排要參照上課課表，能公開報送學(xué)院備案，并接受督導(dǎo)和檢查。首先要參照科研課題模式制定階段性計劃，每次見面指導(dǎo)應(yīng)以所制定計劃相應(yīng)各項任務(wù)的落實情況、存在問題等為依據(jù)進行交流。每次見面指導(dǎo)都應(yīng)參照科研課題的過程模式，形成準(zhǔn)確的記錄，記錄項目的實際進展情況，并為后續(xù)的人才培養(yǎng)質(zhì)量分析提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。此外，對低質(zhì)量的畢業(yè)設(shè)計執(zhí)行末位淘汰制，試行二次答辯，即第一次未通過答辯的學(xué)生，參加二次答辯，如仍未通過，則無法正常畢業(yè)，這項措施可促使學(xué)生端正畢業(yè)設(shè)計態(tài)度、保證畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量。

2.6 跨專業(yè)跨學(xué)科畢業(yè)設(shè)計聯(lián)合指導(dǎo)方案摸索

跨學(xué)科畢業(yè)設(shè)計聯(lián)合指導(dǎo)方案是工程教育實踐教學(xué)改革的必然趨勢，同時也符合跨學(xué)科發(fā)展的新工程建設(shè)理念［4］。在畢業(yè)設(shè)計（論文）中嘗試開展多學(xué)院、多專業(yè)聯(lián)合指導(dǎo)，多學(xué)科交叉培育，充分發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢和產(chǎn)學(xué)研一體化理念，對接新工科專業(yè)?？缭皆合怠I(yè)之間的隔閡，制藥類專業(yè)可與化工、生物、機械工程、市場營銷等專業(yè)共同制定畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)方案，讓同學(xué)們以團隊成員的身份一起學(xué)習(xí)，同時拓展知識面，改善思維模式。

3 總結(jié)

綜上所述，將CDIO工程教育理念應(yīng)用于地方院校制藥類專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計（論文）教學(xué)改革中，建立“引導(dǎo)-選題-執(zhí)行-總結(jié)”四過程的畢業(yè)設(shè)計教學(xué)模式。采取多元化模式進行畢業(yè)設(shè)計，實現(xiàn)個性化人才培養(yǎng)。變革以往“一師多生”的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)模式，建立新工科發(fā)展要求下“教學(xué)團隊全方位”指導(dǎo)模式，指導(dǎo)過程建議使用“四規(guī)模式”，保證教師指導(dǎo)真正落到實處。協(xié)作式的團隊科研訓(xùn)練和學(xué)科競賽相比“單打獨斗”方式更有利于學(xué)生創(chuàng)新欲望激發(fā)和創(chuàng)新能力提升，教師團隊指導(dǎo)模式能夠彌補導(dǎo)師專業(yè)知識缺陷及指導(dǎo)經(jīng)驗不足等缺點，有助于學(xué)生綜合素養(yǎng)提高和能力全面發(fā)展。新工科背景下CDIO執(zhí)行階段盡可能地選擇在制藥企業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計，只有選題與企業(yè)生產(chǎn)實際問題相結(jié)合，才能保證校企合作和工程教育落到實處。改進的畢業(yè)設(shè)計考核評價體系將設(shè)計過程、工程性、團隊協(xié)作及創(chuàng)新性等作為考核指標(biāo)，“批判式”答辯方式應(yīng)改為“探討式”，答辯還可執(zhí)行末位淘汰制，畢業(yè)設(shè)計考核“結(jié)果”評價方式應(yīng)向“過程”傾斜，確保畢業(yè)設(shè)計考核評價的全面性。在畢業(yè)設(shè)計（論文）中還可嘗試摸索跨專業(yè)跨學(xué)科畢業(yè)設(shè)計聯(lián)合指導(dǎo)方案，滿足學(xué)生對不同專業(yè)知識及新工科對綜合性工程人才的需求。CDIO工程教育理念與地方應(yīng)用型高校制藥類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學(xué)的有機融合，將有助于制藥專業(yè)高級技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量與就業(yè)競爭力的提升。