工程教育認證下“制藥設(shè)備與車間設(shè)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(zhì)量持續(xù)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(yè)教育改革的主要目標是在符合三大核心理念的基礎(chǔ)上,加強對傳統(tǒng)教育模式的改革,培養(yǎng)符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高素質(zhì)、應(yīng)用型技術(shù)人才,進而提高工程教育的質(zhì)量[2]。我校于2016年開設(shè)制藥工程專業(yè),目前正積極準備制藥專業(yè)工程認證。在學院申報制藥工程認證的大背景下,作者結(jié)合自身教學體會,對“制藥設(shè)備與車間設(shè)計”課程進行了一系列的教學改革與探索。

1 “制藥設(shè)備與車間設(shè)計”課程現(xiàn)狀分析

該課程是在大三下學期開設(shè)的一門專業(yè)必修課, 也是制藥工程專業(yè)的專業(yè)核心課。該課程在開設(shè)之時學生已完成了藥學和工程學相關(guān)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(nèi)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(nèi)容繁多且瑣碎,幾乎涉及制藥過程中所有機械設(shè)備及各種類型的車間設(shè)計;教學內(nèi)容較為陳舊,與飛速發(fā)展的現(xiàn)代制藥技術(shù)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(nèi)無法囊括如此多的內(nèi)容。見習時間較少,尤其是受到新冠疫情影響,因此對制藥設(shè)備和生產(chǎn)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(tǒng)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(yè)教師缺乏工程實踐經(jīng)歷

制藥工程專業(yè)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(chǔ),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(yè)理論功底非常扎實,但是普遍缺乏一線生產(chǎn)經(jīng)歷[9]。這就造成青年教師在課堂教學上不善于理論聯(lián)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(shè)計考核方式不夠完善

目前,各高校對于“制藥設(shè)備與車間設(shè)計”這門課程普遍采用的是傳統(tǒng)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(shè)備與車間設(shè)計”這門課程實踐性比較強,與企業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān),重視解決實際生產(chǎn)問題的能力以及處理設(shè)備異常的能力。由此看來,目前采用的傳統(tǒng)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(shè)備與車間設(shè)計”課程的探索式教學改革

2.1 整合教學內(nèi)容,使其系統(tǒng)化、模塊化

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

2.2 借助網(wǎng)絡(luò)資源,將前沿知識帶進課堂

依托網(wǎng)絡(luò)資源和平臺的優(yōu)勢,在教學過程中,我們利用超新學習通教學平臺,構(gòu)建了“制藥設(shè)備與車間設(shè)計”網(wǎng)絡(luò)教學平臺(https://mooc1-1.chaoxing.com/course-ans/ps/205368273),將相關(guān)教學文件和資源上傳到指定虛擬空間,預設(shè)時間進行章節(jié)知識點即時測試,就專業(yè)熱點問題舉辦課程網(wǎng)絡(luò)論壇、大作業(yè)的網(wǎng)上溝通與指導、優(yōu)秀作業(yè)的網(wǎng)絡(luò)展示等,突破課堂教學學時限制,激發(fā)學生的學習熱情。同時為了增強學生CAD基礎(chǔ),又分別增加了AutoCAD2020實戰(zhàn)案例網(wǎng)絡(luò)教學平臺(https://mooc1-1.chaoxing.com/course-ans/ps/217024090)和AutoCAD2020實用教程網(wǎng)絡(luò)教學平臺(https://mooc1-1.chaoxing.com/course-ans/ps/216947453)。將優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)資源引入教學當中,如愛課程中的資源共享課、中國制藥網(wǎng)等網(wǎng)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(yè)、制藥機械設(shè)備最前沿的發(fā)展動態(tài)補充到教學內(nèi)容中,擴展知識層面。

2.3 通過虛擬仿真結(jié)合車間實訓,加強理論和實際結(jié)合

目前我院已引進南京藥育虛擬仿真系統(tǒng),借助制劑的虛擬仿真內(nèi)容,學生能夠接觸并深入了解“真實”制藥設(shè)備的操作原理及“真實”制藥設(shè)備的運行參數(shù),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(yōu)化實驗參數(shù)。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(yè)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(jīng)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(xiàn)代藥廠車間廠房布置、制劑過程、制藥機械設(shè)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(zhì)

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(yè)競賽的模式。3～5人一個小組,由老師下達任務(wù)書,要求學生在規(guī)定的時間內(nèi)完成設(shè)計說明書的撰寫和相關(guān)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(zhì)疑和提問。由指導老師綜合考慮設(shè)計說明書、設(shè)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(yè)技術(shù)研究開發(fā)、推廣和創(chuàng)新

學院積極鼓勵教師加強與醫(yī)藥設(shè)計院、藥企之間的合作,積極申報企業(yè)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(yīng)用認知。我院每年會委派專業(yè)教師去醫(yī)藥設(shè)計院學習交流半年,參與實際生產(chǎn)設(shè)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(chǎn)業(yè)研究院,解決生產(chǎn)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(yè)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(jié)果和專家點評,反饋理論學習,提高制藥工程課程設(shè)計的系統(tǒng)性和深度,以賽促學,以賽促教,對制藥設(shè)備與車間設(shè)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(yè)素養(yǎng)。目前課題組老師帶領(lǐng)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(shè)備與車間設(shè)計”課堂并經(jīng)過兩年的教學實踐,收到了良好的教學效果,主要表現(xiàn)在以下幾方面: 構(gòu)建了完善的網(wǎng)絡(luò)教學平臺;學生學習和參與專業(yè)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(guān)注學生掌握知識和能力的程度; 專業(yè)教師的實踐技能得到提升,具有實踐經(jīng)歷或行業(yè)背景的教師占比逐步提高,團隊知識結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化。

4 結(jié)語

結(jié)合我院制藥工程專業(yè)現(xiàn)狀及工程教育認證理念,以“制藥設(shè)備與車間設(shè)計”教學為突破口,從整合教學資源、引入優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)資源、虛擬仿真結(jié)合車間實訓、完善課程考核制度、激發(fā)團隊、參與企業(yè)技術(shù)研究開發(fā)和專業(yè)競賽等方面著手,對“制藥設(shè)備與車間設(shè)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(lián)系,加強學生的創(chuàng)新能力和動手能力,從而提高教學質(zhì)量,使“制藥設(shè)備與車間設(shè)計”課程教學改革沿著正確的方向不斷向前推進。