工程教育認證背景下制藥工程專業(yè)實驗室建設的研究與實踐

陳帥，祝波，劉少華，楊秀東，王慧竹*

（1.吉林化工學院 化學與制藥工程學院，吉林吉林 132022；2.吉林化工學院研究生院，吉林吉林 132022）

建立工程教育專業(yè)認證制度，是實現(xiàn)我國工程教育全面協(xié)調可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。2016 年6 月我國正式成為《華盛頓協(xié)議》成員國，這成為我國工程師按照國際標準培養(yǎng)、提高工程技術人才培養(yǎng)質量的重要舉措，對于我國工程技術領域應對國際競爭、走向世界具有重要意義[1-2]。吉林化工學院（以下簡稱本校）制藥工程專業(yè)始建于1999 年，2018 年被評為吉林省特色高水平專業(yè)，并通過中國工程教育專業(yè)認證，已躋身全球工程教育第一方陣。2019 年被評為吉林省一流專業(yè)，同年獲批國家級一流專業(yè)建設點。專業(yè)貫徹落實立德樹人根本任務，以培養(yǎng)能夠運用自然科學及藥學理論知識，分析和解決藥品生產(chǎn)過程中工程技術問題，具有良好的職業(yè)道德和社會責任感，人文修養(yǎng)和心理素質，具有創(chuàng)新精神、團隊意識、環(huán)保理念、國際視野和跨文化交流能力的工程技術人才為目標[3]。

實驗室是高校的重要組成部分，其建設層次和管理水平直接影響著人才培養(yǎng)質量。工程教育認證考察過程中，專業(yè)實驗室是重要的考察評估點。為滿足工程教育認證的要求及做好認證通過后的持續(xù)改進工作，本校從以下幾個方面對制藥工程專業(yè)實驗室加強建設和實踐。

1 整合優(yōu)化實驗室構建模式及基礎設施

1.1 整合功能實驗室，提高實驗室使用效率

在原有實驗室布局基礎上進行整合優(yōu)化，優(yōu)化的思路為突出制藥工程特色，優(yōu)化資源，保證效率，具體設置為藥理學與藥代動力學實驗室1 個、天然藥物化學實驗室1 個、藥物化學實驗室1 個、藥物分析實驗室1 個、儀器分析實驗室1 個、天平室1 個、制藥工藝實驗室1 個、學生課外科技活動實驗室2 個、工程訓練實驗室2 個。其中藥理學與藥代動力學實驗室、天然藥物化學實驗室、藥物化學實驗室以及藥物分析實驗室作為專業(yè)基礎實驗室主要承擔制藥工程專業(yè)藥理學、藥物代謝動力學、天然藥物化學、藥物化學和藥物分析5 門專業(yè)基礎課的實驗教學工作，制藥工藝實驗室要承擔藥物合成工藝的實驗教學工作。整合后的功能實驗在完成實驗教學工作的同時，與儀器分析實驗室、天平室、課外科技活動實驗室等公共實驗室一起全天候對制藥類專業(yè)學生開放，滿足學生課外科技活動的需要，實驗室使用效率大大提升。

1.2 建設藥品標本室和細胞室

建成藥品標本室1 個和細胞室1 個，其中藥品標本室著力突出“藥”的特色，主要培養(yǎng)制藥類學生對藥品（包括中藥材）直觀認識的能力，通過此途徑激發(fā)學生對專業(yè)知識的學習興趣。細胞室可以拓寬藥物體外活性研究的途徑，在鍛煉學生動手能力的同時，開拓學生的創(chuàng)新思維，使其可以更直接地觀察到自己合成或提取的物質（成分）所能夠產(chǎn)生的藥理活性，而不再僅僅停留在指導教師“口授”的層面上或僅僅獲得了幾個化合物。通過對本校制藥專業(yè)師生的滿意度調查發(fā)現(xiàn)，99%的師生認為新建的藥品標本室和細胞室有助于學生對所學知識進行更好的實踐，同時還能大大激發(fā)學生的學習興趣。

1.3 建設制藥工程專業(yè)仿真實訓平臺

隨著制藥技術的快速發(fā)展，藥物制備的方法、劑型越來越多，生產(chǎn)過程對設備控制要求越來越高，而進入藥廠進行實際動手操作的機會越來越少[4]，為了擺脫這一困境，本?；I措資金320 萬元，建成了制藥工程專業(yè)仿真實訓平臺，平臺主要由兩大子平臺構成：（1）藥品生產(chǎn)GMP 虛擬仿真實訓子平臺；（2）“互聯(lián)網(wǎng)+智能共享”阿司匹林原料藥合成綜合實踐子平臺。其中，藥品生產(chǎn)GMP 虛擬仿真實訓子平臺可以供80 個學生同時進行藥物制劑車間稱量、粉碎過篩、混合、制粒、干燥、壓片以及膠囊填充等各個單元操作的仿真操作，學生做完整套仿真實訓，會對制劑生產(chǎn)車間的各個崗位有比較清晰的感官認識?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+智能共享”阿司匹林原料藥合成綜合實踐子平臺依托“互聯(lián)網(wǎng)+智能共享”阿司匹林原料藥合成綜合實踐裝置，應用WebGL 技術實現(xiàn)網(wǎng)頁版在線教學系統(tǒng)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術將實驗裝置以及學習資源也接入到網(wǎng)絡平臺上，讓學生不出學校就能真實體驗“中國制造2025”和“互聯(lián)網(wǎng)+”在生產(chǎn)制造企業(yè)的運營模式。仿真實訓平臺的構建對于解決學生實習困難，培養(yǎng)學生分析解決實際問題的能力起到了重要的作用，同時也為制藥工程專業(yè)實踐類課程體系、實踐學時的比重、綜合設計實驗內(nèi)容等的調整提供了必要的保障。

1.4 實驗室功能的擴展

項目組積及研究和制定實驗室開放的相關制度和實施細則，先后制定了《藥學與制藥工程實驗中心開放管理（暫行）規(guī)定》《藥學與制藥工程實驗中心實驗室衛(wèi)生及安全管理制度》《假期實驗室使用安全管理規(guī)定》，修訂和完善了《吉林化工學院實驗室安全規(guī)程》。在滿足本科專業(yè)教學需求基礎上，加大實驗室開放力度，探索預約制，為制藥類專業(yè)學生的課外實踐活動提供場所和條件，如學生課外科技活動、全國大學生挑戰(zhàn)杯競賽計劃、全國醫(yī)藥院校藥學/中藥學專業(yè)大學生實驗技能競賽以及全國（吉林?。┥茖W創(chuàng)新實驗大賽等。近3 年，本校制藥類專業(yè)學生獲學科競賽國家二等獎2 項，三等獎1 項，省級獎項20 余項。

2 儀器設備的使用與管理

2.1 大型儀器設備的使用與管理

對制藥工程專業(yè)實驗室內(nèi)超過5 萬元以上的儀器設備進行分類、建檔，制作標準化的儀器操作規(guī)程，完善儀器設備使用前預約、使用后登記制度。針對大型儀器使用操作的復雜性及學生的流動性，實驗室每學期分批次舉辦儀器使用培訓會，對儀器的用途、工作原理、樣品要求和操作規(guī)程進行詳細講解，這樣不僅可以減少樣品不合格可能對儀器造成的損害，還可以大大提高儀器的使用效率。

2.2 普通儀器設備的使用與管理

結合各功能實驗室特點和儀器設備種類，將5 萬元以下儀器設備分放到各功能實驗室（研究室），由各實驗室（研究室）負責管理和維護。學期末，各實驗室（研究室）要將自己負責的儀器設備的使用、故障及維修等情況匯總上報給實驗中心，方便統(tǒng)計儀器設備的利用率，并形成儀器設備采購論證的依據(jù)。改革后的儀器設備管理模式既擺脫了儀器設備集中放置管理不到位的現(xiàn)象，還提高了儀器的利用率，對于學生工程實踐能力的培養(yǎng)具有重要的推動作用，得到師生的一致好評。

2.3 儀器設備配置的提升

采用“引進先進、改進老舊、研制專用”三結合的方式提升儀器設備配置?！耙M先進”即以申請中央支持地方高校發(fā)展專項資金和省級財政支持高等教育發(fā)展專項資金為契機，采購先進的教學和科研儀器設備；“改進老舊”即遵循“能修則修”的原則，請專業(yè)技術人員對破舊儀器設備進行維修，或使用對規(guī)格型號相同的設備進行拆解后再拼湊的方式進行維修，使固定資產(chǎn)的利用價值最大化，沒有維修或拼湊價值的設備由管理人員提出報廢申請；“研制專用”即以學校自制設備專項基金為契機，鼓勵實驗技術人員研制開發(fā)專用設備，積極申請立項。通過上述3 種方式提升制藥工程專業(yè)實驗室儀器設備配置后，在保證現(xiàn)有儀器設備資源利用最大化的基礎上，不斷補充先進的儀器設備，既保證了工程教育的順利開展，同時也保障了學生工程實踐能力的提升。

3 實驗內(nèi)容調整與優(yōu)化

3.1 以“綠色”為主線調整與優(yōu)化實驗內(nèi)容

“綠色”即在實驗內(nèi)容中體現(xiàn)環(huán)境保護的意識，項目組從精選實驗內(nèi)容入手，盡量采用微量半微量的實驗，在保證實現(xiàn)教學目的前提下，以節(jié)約試劑為主，同時培養(yǎng)學生的環(huán)保意識。在對實驗項目進行優(yōu)化和調整過程中，本校也從環(huán)境保護的角度來篩選和調整實驗項目，淘汰對環(huán)境污染較大的實驗項目，調換環(huán)境污染小的實驗項目，在保證完成實驗教學目標的前提下，選用毒性小、廢棄物少、污染輕的實驗項目[5]。

調整前的藥物化學實驗項目“地巴唑的合成”，實驗過程中會產(chǎn)生較強的刺激氣味，殘留在人體皮膚及衣服上，長時間都不能散盡。為此，項目組根據(jù)實驗目的對實驗項目進行了重新篩選，最終選擇了“苯佐卡因的合成”，大大降低了實驗過程中刺激性氣味的排放。此外，在實驗項目優(yōu)化和調整過程中嘗試開展了實驗室間的聯(lián)合：制藥工藝實驗多數(shù)為藥物合成實驗，而有機化學實驗多數(shù)為簡單藥物中間體的合成制備實驗，在制藥工藝實驗中以前期藥物化學實驗中的產(chǎn)品為原料進行藥物的合成，這種連續(xù)的合成實驗有效解決了前期藥物原料中間體產(chǎn)品長期放置或變?yōu)閺U棄物容易引起環(huán)境污染的問題，既節(jié)約了原料，又減少了污染。例如，藥物化學實驗項目“對乙酰氨基酚的合成”最終產(chǎn)物為對乙酰氨基酚，同時對乙酰氨基酚又為藥物撲炎痛合成的中間體原料，在實驗內(nèi)容的優(yōu)化和調整上，本文嘗試在藥物化學實驗項目“對乙酰氨基酚的合成”中增加產(chǎn)物純化結晶、純度檢測的內(nèi)容，經(jīng)過檢測的產(chǎn)物最終會被用來作為制藥工藝實驗項目“撲炎痛的合成”的原料，這樣既節(jié)約了成本，又減少了污染，得到師生的一致好評。

3.2 建立實驗課程群，多開設體現(xiàn)制藥工藝特色的綜合大實驗

按照功能實驗室的劃分和實驗教學內(nèi)容的異同，構建了工藝學實驗群、藥物分析實驗群、分離工程實驗群和制劑實驗群。其中藥物分析實驗群、制劑實驗群為專業(yè)基礎板塊，主要應以驗證性實驗為主，重點掌握藥物制劑與分析過程中的基礎知識；工藝學實驗群及分離工程實驗群為專業(yè)板塊，以綜合設計型實驗為主，要求學生重點掌握制藥工藝過程單元操作知識與技能。在“四大實驗課程群”基礎上，增開多個綜合性、設計性實驗項目，同時按照制藥工藝學的思想將所開設實驗有機串連整合起來，形成了以綜合大實驗為主、體現(xiàn)制藥工程特色的實驗教學體系[6]。

4 人員隊伍建設與管理

實驗技術人員的專業(yè)水平?jīng)Q定了實驗室的管理水平，項目建設期內(nèi)實驗室負責人配合學院積極溝通聯(lián)系，通過各種途徑提高實驗技術人員的專業(yè)水平，努力引進高層次人才充實實驗隊伍，通過有計劃有步驟地安排實驗技術人員參加學習、培訓，盡可能為其提供各種研討、交流、考察活動的機會，提供學習掌握新技能、了解科技最新成果、拓寬知識面的機會。實驗室成功引進1 名制藥類專業(yè)博士研究生，實驗室管理隊伍得到了充實。

此外，本項目組積極探索實驗室管理新模式，如在學工部和院學生辦公室的協(xié)作下，結合學校勤工助學崗位，選拔出1 ～2 名優(yōu)秀的研究生學生助理參與實驗室管理，通過實驗室的制度培訓、安全培訓、技能培訓后，其能夠協(xié)助實驗員準備實驗、實驗室的日常管理，包括實驗室的儀器設備維護、實驗室打掃衛(wèi)生等方面的工作。新模式試運行近一年，從各方反饋信息可以得出實施效果較好。

5 強化安全意識，加強實驗室安全教育

在學期初、期中、期末分別對實驗室專職人員和實驗指導教師進行實驗室安全管理方面的督導，強化實驗室安全意識。由于學生每學期進行實驗的場所（實驗室）、種類均不同，所以在每學期初均應對學生進行實驗室規(guī)章制度等安全培訓與教育，并組織現(xiàn)場考試，考試通過方可開展實驗，以此來提高學生的安全意識。

對于實驗過程中化學藥品的管理采用“記賬簿”形式，即學期初進貨量+上學期庫存=整學期消耗量+學期末庫存量。其中比較關鍵和重要的是整學期消耗量，即日常臺帳的記錄，從記錄里可以明確得知試劑使用量等信息，因此化學試劑的“記賬簿”體現(xiàn)了化學藥品監(jiān)管的規(guī)范性。但“賬簿”的形成前期需要對實驗的學生進行監(jiān)管，待學生養(yǎng)成主動記錄真實的相關信息的習慣，這樣才能保證賬目的真實可信。

6 結語

培養(yǎng)面向生產(chǎn)一線的工程技術人才是制藥工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標，因此，學生的實驗操作動手能力、工程素質的培養(yǎng)尤為重要。作為工程技術人才培養(yǎng)重要場所，實驗室扮演著重要角色。而功能齊備、規(guī)章制度合理有效、實驗教學體系以學生為中心是實驗室評價的重要指標。為順應工程教育對學生的要求，本校結合自身特色和優(yōu)勢，從實驗室構建及基礎設施完善、儀器設備的使用與管理、實驗內(nèi)容的調整與優(yōu)化、人員隊伍、實驗室規(guī)章制度和實驗室檔案建設6 個方面加強了制藥工程專業(yè)實驗室的建設與探索，建設后的制藥工程專業(yè)實驗室能夠為人才培養(yǎng)提供更為有力的硬件保障。