科技創(chuàng)新背景下制藥工程人才培養(yǎng)模式改革探索

李筱玲，鄧寒霜

（商洛學(xué)院 生物醫(yī)藥與食品工程學(xué)院，陜西商洛 726000）

制藥工程是一門綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，涉及多個領(lǐng)域的結(jié)合與應(yīng)用，在國民經(jīng)濟(jì)中起著重要的作用。制藥工程的繼續(xù)擴(kuò)大發(fā)展，離不開技術(shù)改革與創(chuàng)新，只有不斷研發(fā)新的制藥技術(shù)，開發(fā)更多的新產(chǎn)品，制藥工程行業(yè)才能不斷發(fā)展壯大。制藥工程行業(yè)是高技術(shù)、高風(fēng)險(xiǎn)、高投入的產(chǎn)業(yè)，研究環(huán)節(jié)復(fù)雜、周期長，進(jìn)入壁壘高，需要大量資金、人才儲備，這些都對制藥工程人才的培養(yǎng)提出了新的要求。

1 制藥工程行業(yè)發(fā)展概況

改革開放以來，制藥工業(yè)在我國快速發(fā)展，平均每年增長速度約為17%，至2008 年，我國已成為世界第二大制藥國，可生產(chǎn)化學(xué)原料藥1 300 多種[1]。但是我國絕大多數(shù)醫(yī)藥企業(yè)都處于產(chǎn)業(yè)鏈最下游的生產(chǎn)和銷售環(huán)節(jié)，不具備上游的基礎(chǔ)研究以及試驗(yàn)?zāi)芰Γ狈诵募夹g(shù)，缺少創(chuàng)新能力[2]。從該行業(yè)當(dāng)前發(fā)展形勢來講，我國醫(yī)藥工業(yè)仍以化學(xué)藥品為主，中藥及生物制藥所占比重較小。隨著我國加入WTO，國外大型制藥企業(yè)涌入，一方面有助于我國人民衛(wèi)生健康水平的提升，為我國制藥工業(yè)快速發(fā)展帶來了難得的機(jī)遇；同時也使國內(nèi)制藥企業(yè)直面全球化市場的激烈競爭，如不在創(chuàng)新和自主產(chǎn)品研發(fā)上下苦功，將面臨被市場淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。目前，我國制藥工程行業(yè)存在著仿制藥多、產(chǎn)品科技含量低、創(chuàng)新能力弱、缺乏國際認(rèn)證產(chǎn)品與國際市場運(yùn)作的經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新型人才等瓶頸問題。由于缺乏專業(yè)技術(shù)人才和科研配套條件，一些核心技術(shù)成為制約我國制藥企業(yè)進(jìn)入下游高技術(shù)、高附加值產(chǎn)品深加工領(lǐng)域的關(guān)鍵因素。我國醫(yī)藥市場產(chǎn)品更新?lián)Q代慢于國際市場，甚至國內(nèi)醫(yī)藥市場的一些高端領(lǐng)域被外資或合資企業(yè)占領(lǐng)[3]。

2 制藥工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

新中國成立以來，包括制藥工程專業(yè)在內(nèi)的藥學(xué)高等教育規(guī)模不斷壯大。從1952 年的高校改革與院系調(diào)整，將國立藥學(xué)專科學(xué)校與齊魯大學(xué)藥學(xué)系等合并建立華東藥學(xué)院（南京藥學(xué)院的前身）開始，到1955 年，我國藥學(xué)高等教育形成了南京藥學(xué)院、沈陽藥學(xué)院、北京醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系、上海醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系、四川醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系的“兩院三系”格局，我國藥學(xué)高等教育由此起步。我國制藥工程專業(yè)高等教育起步相對較晚，從1998 年教育部將制藥工程列入本科專業(yè)目錄，到2010 年底全國設(shè)置有制藥工程等藥學(xué)專業(yè)的本科類院校共有342 所[4]。然而，因制藥工程專業(yè)辦學(xué)歷史較短，教學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱，特別是在一些地方院校中實(shí)踐教學(xué)條件相對落后，開設(shè)制藥工程專業(yè)的高校大多是在原有化工（或精細(xì)化工）、藥學(xué)（或中藥學(xué)）、生物技術(shù)等專業(yè)的基礎(chǔ)上改建而來[5]。教學(xué)模式源自各高校原專業(yè)特長，課程設(shè)置要么重化工、化學(xué)而輕藥學(xué)；要么重藥學(xué)而工科特征不明顯。然而，制藥工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的工科類專業(yè)，涉及化學(xué)、化工、藥學(xué)、管理等多個學(xué)科，主要包括化學(xué)制藥、中藥制藥和生物制藥3 個專業(yè)方向，其辦學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)具備工學(xué)、藥學(xué)、化學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)，可從事藥學(xué)技術(shù)開發(fā)、工廠工程設(shè)計(jì)等行業(yè)，具備一定創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。制藥工程專業(yè)所涉及的藥學(xué)、化學(xué)工程學(xué)科兩者缺一不可，只有兼具兩者，藥學(xué)與化工相輔相成的制藥工程專業(yè)才能更具特色。地方普通院校的制藥工程專業(yè)建設(shè)面臨諸多局限，如受資源和平臺限制導(dǎo)致辦學(xué)資金不足，辦學(xué)資金的不足又限制了硬件設(shè)施的升級改造；學(xué)校教師缺少工科思維，管理層及一線教師專業(yè)背景多為教育學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等理科背景，辦學(xué)理念、管理制度較落后、少變通，不適應(yīng)新工科建設(shè)的新要求；工科師資力量薄弱，工科背景教師相對較少，“雙師型”教師更少，難以適應(yīng)人才培養(yǎng)目標(biāo)要求等。目前，制藥工程專業(yè)教學(xué)仍以理論講授為主，學(xué)生實(shí)踐機(jī)會較少，對學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的力度不夠，難以適應(yīng)未來智慧型工廠對制藥工程技術(shù)人才的要求[6-9]。

3 制藥工程技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展趨勢及人才要求

3.1 制藥工程技術(shù)創(chuàng)新與智能制藥

我國是一個人口大國，對藥品的需求量非常大。特別是國外的一些先進(jìn)的藥品，因?yàn)闆]有質(zhì)量相同的國內(nèi)藥品可供選擇，在一定程度上增加了公眾的醫(yī)療負(fù)擔(dān)，降低了社會醫(yī)療保障水平。制藥工程技術(shù)的創(chuàng)新可以促進(jìn)藥物制備能力的提升，還可以提高藥品的研發(fā)能力，從而降低進(jìn)口藥品的價(jià)格，為患者帶來實(shí)惠，促進(jìn)我國醫(yī)療服務(wù)水平的提升。制藥工程依賴于化學(xué)工程等技術(shù)，因此，這些領(lǐng)域的發(fā)展和創(chuàng)新將影響制藥工程技術(shù)的改革方向。未來智能制造必將主導(dǎo)工業(yè)領(lǐng)域，其核心理念就是將供應(yīng)、制造、銷售等生產(chǎn)環(huán)節(jié)信息化、數(shù)據(jù)化、智能化，實(shí)現(xiàn)個性化、快速、有效的調(diào)節(jié)。在此基礎(chǔ)上，德國學(xué)者提出了“工業(yè)4.0”的概念，即“第四次工業(yè)革命”。這些理念與2015 年國務(wù)院印發(fā)的《中國制造2025》的指導(dǎo)精神一致?！肮I(yè)4.0”是在人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐下進(jìn)行的工業(yè)升級，是制造企業(yè)必經(jīng)的提升和發(fā)展之路，也是我國制藥工業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路[10-11]。制藥工業(yè)智能制造未來發(fā)展可分為4 個階段：第一階段為本地硬件設(shè)備、軟件雙向突破，利用射頻識別（RFID）、電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制、生產(chǎn)環(huán)境檢測、藥品供應(yīng)鏈跟蹤和遠(yuǎn)程診斷管理的應(yīng)用；第二階段為車間自動化改造，提高設(shè)備性能，提高連續(xù)性、車間自動化程度，減少人員干預(yù)，提高車間的整體效率；第三階段為構(gòu)建數(shù)字化工廠，高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)集成，促進(jìn)制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）的落地；第四階段為實(shí)現(xiàn)集團(tuán)智慧工廠，引入創(chuàng)新解決方案，通過組建數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、資源分配、能力分配，提高利用率，實(shí)現(xiàn)智能化、智慧化生產(chǎn)工廠。理想的數(shù)字化、智能化工廠、生產(chǎn)設(shè)備可通過外部條件的變化自動調(diào)整生產(chǎn)過程，及時調(diào)整設(shè)備。智能制造設(shè)備可以對運(yùn)行中的故障進(jìn)行診斷，及時發(fā)現(xiàn)問題，有效避免設(shè)備故障造成的生產(chǎn)作業(yè)中斷。智能制造設(shè)備也可以“自我修復(fù)”故障，自我維護(hù)，使生產(chǎn)作業(yè)達(dá)到不需要人為干預(yù)的效果。智能制造設(shè)備也通過人工智能技術(shù)具有學(xué)習(xí)功能，并能繼續(xù)“自主學(xué)習(xí)”，逐步學(xué)會應(yīng)付以前從未遇到的新情況。目前，我國藥品已實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)簽管理，部分制藥企業(yè)在一定程度上已實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化、智慧化，但大多數(shù)企業(yè)的數(shù)字化、自動化管理仍然停留在單個設(shè)備或單一生產(chǎn)單元的控制階段，缺少多設(shè)備、多生產(chǎn)線、多車間，甚至是多生產(chǎn)廠家，乃至包括生產(chǎn)、物流、銷售等全產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)、統(tǒng)一的智能控制系統(tǒng)。在生產(chǎn)信息方面，因許多制藥生產(chǎn)過程是不可見的，生產(chǎn)過程中人員、設(shè)備、物料等方面的動態(tài)變化不能被及時獲取，不能及時協(xié)調(diào)生產(chǎn)資源與生產(chǎn)任務(wù)的分配，離真正意義上的智能制造還有一段距離。另外，一些醫(yī)藥領(lǐng)域數(shù)據(jù)大多依靠人工輸入，增加了出錯概率，難以保證制造過程信息的真實(shí)性。藥品是特殊的商品，具有專屬性、兩重性、質(zhì)量重要性、時效性的特殊屬性，不能簡單將智能制造的理念套用于制藥工業(yè)，例如，定制設(shè)計(jì)中汽車和電子產(chǎn)品的研究和開發(fā)更多地依賴于客戶的喜好，而藥品的研發(fā)難以做到這點(diǎn)。因此，面對新的工業(yè)革命、技術(shù)創(chuàng)新的形勢，應(yīng)理性分析和應(yīng)用建設(shè)智能工廠的基本原則，利用好物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算，搭建制藥行業(yè)的智慧工廠[12-14]。

3.2 技術(shù)創(chuàng)新對制藥工程人才的要求

制藥工程涉及的專業(yè)知識范圍很廣，對人才素質(zhì)要求較高，當(dāng)前就整個制藥行業(yè)來說，精通制藥工程的人才還十分缺乏，培養(yǎng)制藥工程專業(yè)人才已成為影響我國制藥工業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。未來制藥工程技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展對制藥工程人才提出了更高的要求，面對這樣的形勢，醫(yī)學(xué)類高校制藥工程專業(yè)應(yīng)以未來制藥工程發(fā)展方向?yàn)橹笇?dǎo)，加強(qiáng)制藥工程人才培養(yǎng)。未來制藥工程專業(yè)人才應(yīng)具有創(chuàng)新意識、不故步自封，要勇于革新、不因循守舊，才能適應(yīng)制藥工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的快速發(fā)展。未來制藥工程人才應(yīng)具備以下能力：

（1）掌握基本的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)自然科學(xué)知識，具有較強(qiáng)的計(jì)算與邏輯思維能力；

（2）系統(tǒng)掌握藥學(xué)、化工原理等理論知識，掌握制藥工程流程設(shè)計(jì)、優(yōu)化，制藥生產(chǎn)過程控制、設(shè)備操控等基本方法，具有解決制藥工程實(shí)際問題的能力；

（3）掌握現(xiàn)代計(jì)算機(jī)基本理論、自動化控制技術(shù)，能用計(jì)算機(jī)進(jìn)行化工工藝計(jì)算、化工流程設(shè)計(jì)、單元設(shè)備設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、化工系統(tǒng)優(yōu)化等操作；

（4）具有良好的人際交往、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和組織管理能力，有團(tuán)隊(duì)意識與合作精神，具有終身學(xué)習(xí)與適應(yīng)制藥行業(yè)發(fā)展的能力。

4 制藥工程人才培養(yǎng)改革的幾點(diǎn)設(shè)想

4.1 調(diào)整制藥工程人才培養(yǎng)目標(biāo)

制藥工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)根據(jù)制藥工業(yè)發(fā)展趨勢和社會需要不斷做出調(diào)整，著力滿足國家和行業(yè)科技創(chuàng)新、技術(shù)發(fā)展的需要。在繼續(xù)強(qiáng)化實(shí)踐能力訓(xùn)練、培養(yǎng)應(yīng)用型人才的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論、人工智能、智能制造等領(lǐng)域的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生以現(xiàn)代科技分析、解決復(fù)雜工程問題的能力。

4.2 優(yōu)化制藥工程專業(yè)課程體系

圍繞具有新工科特色的制藥工程應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)以及未來制藥工業(yè)發(fā)展需求，優(yōu)化制藥工程專業(yè)教學(xué)課程體系設(shè)置，重點(diǎn)突出應(yīng)用性、實(shí)踐性、創(chuàng)新性?；A(chǔ)課程主要包括無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等化學(xué)類課程及化工原理、藥物化學(xué)、工程實(shí)踐等化工類課程；專業(yè)課程主要包括制藥設(shè)備與車間設(shè)計(jì)、藥劑學(xué)、制藥工藝等制藥工程專業(yè)核心課程。在滿足教育部制藥工程專業(yè)指導(dǎo)委員會要求的基礎(chǔ)上，增加機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言處理、計(jì)算機(jī)視覺等人工智能領(lǐng)域以及大數(shù)據(jù)管理、物聯(lián)網(wǎng)等方面的課程。

4.3 教學(xué)模式改革

4.3.1 理論課程教學(xué)

在教學(xué)內(nèi)容方面，以人才培養(yǎng)目標(biāo)為要求，以學(xué)生能力培養(yǎng)為主線，跟蹤學(xué)科最新研究進(jìn)展，及時更新教學(xué)內(nèi)容。部分課程的部分章節(jié)可以講座、學(xué)術(shù)報(bào)告形式開設(shè)，邀請國內(nèi)外知名學(xué)者或大型制藥企業(yè)管理者來校講授，注意教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性、時代性和科學(xué)性。在教學(xué)方法上，以線上結(jié)合線下教學(xué)進(jìn)行，探索以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，采用啟發(fā)式、研究式、討論式教學(xué)方法，以問題為引導(dǎo)，鼓勵學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。

4.3.2 實(shí)踐課程教學(xué)

充分利用“虛擬實(shí)驗(yàn)室”資源，彌補(bǔ)真實(shí)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)室的不足，增加學(xué)生實(shí)踐操作的機(jī)會。將STS（Science，Technology，Society）理念融入實(shí)踐教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生以科學(xué)思維去觀察、思考社會上的熱點(diǎn)問題，運(yùn)用所學(xué)知識尋找解決方案，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與動手能力，增強(qiáng)社會責(zé)任感[8]。利用學(xué)生易于接受新媒體的特點(diǎn)，將儀器分析、制藥設(shè)備與車間設(shè)計(jì)等課程的一些授課內(nèi)容制成動畫影像，或是拍攝一些常見儀器、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程的小視頻，并上傳至在線授課平臺，方便學(xué)生在課余時間隨時查看，以加深學(xué)習(xí)印象。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面，可增加綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比重。可由教師依據(jù)教學(xué)內(nèi)容結(jié)合實(shí)際問題給出實(shí)驗(yàn)題目，讓學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，增加學(xué)生在教學(xué)中的參與感。學(xué)生在完成此類實(shí)驗(yàn)時會因利用所學(xué)知識解決了實(shí)際問題而自豪，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及對未來職業(yè)的認(rèn)同感。針對某些地方院校教學(xué)儀器、設(shè)備不足的問題，可加強(qiáng)與當(dāng)?shù)刂扑幤髽I(yè)的合作辦學(xué)，地方院校可與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)聯(lián)合共建實(shí)驗(yàn)室，甚至是直接將某些實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目，比如“中藥制劑粉末的顯微鑒別”“片劑的制備與質(zhì)量檢查”“未知粉末的紅外光譜鑒別”“制藥設(shè)備與車間設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)”“中藥顆粒劑的制備工藝、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及穩(wěn)定性試驗(yàn)研究”等開設(shè)在企業(yè)，充分利用企業(yè)儀器、設(shè)備齊全的優(yōu)勢培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，同時可使學(xué)生更早地適應(yīng)企業(yè)環(huán)境與工作標(biāo)準(zhǔn)，為將來的就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

4.4 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

完善教師繼續(xù)教育制度，鼓勵教師外出培訓(xùn)。建立相應(yīng)考評制度，規(guī)定一線教師每隔一定時間必須在企業(yè)兼職鍛煉，以增強(qiáng)教師的實(shí)踐能力，避免課堂教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)。支持教師考取各種職業(yè)資格證書并給予獎勵，既能使教師不斷學(xué)習(xí)、提高自身的業(yè)務(wù)水平，也可為學(xué)生做榜樣，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。邀請企業(yè)、行業(yè)專家或兄弟院校教師來校舉辦講座或承擔(dān)某些實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)課程的主講任務(wù)，充分發(fā)揮高校教師理論知識扎實(shí)、科學(xué)素養(yǎng)較高和企業(yè)專家實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、操作技能嫻熟的優(yōu)勢，提升學(xué)生實(shí)踐能力，解決本校應(yīng)用型師資不足的問題。

4.5 完善考核方式

以成果為導(dǎo)向構(gòu)建多層次的考核評價(jià)體系，加強(qiáng)過程考核，對不同學(xué)生采取差異化考核。多層次的考核方式包含理論知識考查、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的合理性與可行性考查、實(shí)踐操作能力考查以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性、校外實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)的考核等多個方面。可通過理論考試、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)報(bào)告等書面內(nèi)容考核學(xué)生對基礎(chǔ)知識、理念的掌握情況；可通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方案考查學(xué)生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力；可通過實(shí)踐操作的規(guī)范性考核學(xué)生動手能力。以突出學(xué)生主體地位的多層次評價(jià)體系進(jìn)行考核，可激發(fā)學(xué)生活力，引導(dǎo)學(xué)生主動獲取各類學(xué)習(xí)成果，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展[15-16]。

5 結(jié)論與展望

新時代，人們生活水平、健康意識也發(fā)展到了一個新的階段，科技的發(fā)展也對制藥工程提出了新的要求。結(jié)合國外的一些先進(jìn)技術(shù)，不斷發(fā)展與提升我國制藥行業(yè)的水平，是制藥人不懈努力的追求目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，高校需要不斷培養(yǎng)適應(yīng)新時代要求的高級制藥工程技術(shù)人才。但目前制藥工程專業(yè)教學(xué)還存在著諸如重理論輕實(shí)踐、教學(xué)內(nèi)容更新不及時、教學(xué)觀念與管理方法落后、師資力量不足等問題，難以滿足我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對制藥工程專業(yè)技術(shù)人才的需求。課題組結(jié)合近幾年制藥工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革實(shí)踐方面的經(jīng)驗(yàn)，圍繞科技創(chuàng)新對制藥工程人才培養(yǎng)新要求進(jìn)行了探索，并提出了關(guān)于改進(jìn)制藥工程人才培養(yǎng)模式的幾點(diǎn)構(gòu)想，希望能對制藥工程專業(yè)發(fā)展提供幫助。