制藥工程專業(yè)理論與實踐教學體系構建與實施

張珩,喻發(fā)全,張秀蘭,王凱,萬春杰,劉子維,郭舉

武漢工程大學化工與制藥學院　(武漢　430073)

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制藥工程專業(yè)理論與實踐教學體系構建與實施

張珩,喻發(fā)全,張秀蘭,王凱,萬春杰,劉子維,郭舉

武漢工程大學化工與制藥學院(武漢430073)

摘要文章從構建以工程實踐能力培養(yǎng)為核心的理論和實踐教學體系、構建工程實踐環(huán)節(jié)的標準化管理體系、構建以工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標的學科競賽體系、構建涵蓋專業(yè)知識、工程素質(zhì)和創(chuàng)新實踐的特色教材體系、建設規(guī)范性的制藥工程產(chǎn)業(yè)鏈式校內(nèi)外實踐基地等五個方面闡述了以工程能力培養(yǎng)為核心的制藥工程專業(yè)理論與實踐教學體系構建與實施的體會。該文意在解決工程教育“工程性”不足和工程實踐“規(guī)范化”不足的問題，努力為制藥工程專業(yè)培養(yǎng)卓越制藥工程師后備人才構建規(guī)范、可操作的工程實踐教學體系。

關鍵詞制藥工程；工程能力；實踐環(huán)節(jié)；教學體系

制藥工程工科院校是培養(yǎng)制藥工程師的“搖籃”。為適應醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展對人才的需求,制藥工程專業(yè)經(jīng)十幾年發(fā)展，開辦院校增至260余所，成為戰(zhàn)略性新興支柱產(chǎn)業(yè)—醫(yī)藥工業(yè)的支撐專業(yè)[1]。

我國制藥工程專業(yè)經(jīng)10余年發(fā)展，人才培養(yǎng)體系基本形成。但對于工程能力培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié)——實踐教學，各校尚無成熟、系統(tǒng)的經(jīng)驗可資借鑒。武漢工程大學于1978年開辦化學制藥專業(yè)，針對我國制藥工程專業(yè)工程實踐教學的現(xiàn)狀和行業(yè)發(fā)展需求，按照工程教育從工程科學回歸工程實踐的頂層設計，以自身多年教學改革經(jīng)驗為基礎，借助藥學類教指委平臺和教育部第二批卓越工程師教育培養(yǎng)計劃，于2012年啟動了制藥工程專業(yè)全面培養(yǎng)卓越工程師后備人才培養(yǎng)的研究與實踐，結(jié)合人才培養(yǎng)定位及自身特色，以如何有效培養(yǎng)工程能力和創(chuàng)新思維為主旨，進行了數(shù)年探索和研究，努力為制藥工程專業(yè)培養(yǎng)卓越制藥工程師后備人才構建規(guī)范、可操作的工程實踐教學體系。

工程能力培養(yǎng)是制藥工程專業(yè)核心要素，培養(yǎng)的有效途徑是工程實踐教學。當前制藥工程專業(yè)教學目前存在三大問題：一是理論教學與工程實踐教學體系不完善，理論和實踐相脫節(jié)；二是實踐教學環(huán)節(jié)管理不規(guī)范，導致執(zhí)行走樣；三是工程實踐能力培養(yǎng)保障條件不到位，工程能力培養(yǎng)不達標。因此，如何培養(yǎng)具有工程創(chuàng)新意識和工程實踐能力的制藥工程合格人才，是我國制藥工程高等教育面臨的重要課題，急需規(guī)范。本研究的目的是要解決工程教育“工程性”不足和工程實踐“規(guī)范化”不夠的問題。研究目標是以培養(yǎng)研發(fā)、設計和生產(chǎn)與質(zhì)量管理制藥工程師后備人才為宗旨，以國家卓越工程師教育培養(yǎng)計劃實施為契機，以制藥工程專業(yè)實踐教學創(chuàng)新為龍頭,以優(yōu)化人才培養(yǎng)方案為先導，以制藥工程人才培養(yǎng)模式與課程體系及工程實踐能力培養(yǎng)為抓手，以國家精品課程、國家特色專業(yè)、國家教學團隊建設為重點，以著力構建具有工程能力和創(chuàng)新意識的制藥工程人才培養(yǎng)體系為根本。通過創(chuàng)新構建和豐富實踐的理論教學與畢業(yè)實踐雙支撐的教學模式，探索具有中國特色的制藥工程人才培養(yǎng)之路。

1構建以工程實踐能力培養(yǎng)為核心的理論和實踐教學體系

制藥工程人才培養(yǎng)的重點是工程實踐能力提高，關鍵是構建人才培養(yǎng)的創(chuàng)新教學體系。本研究按照制藥工程專業(yè)規(guī)范對工程實踐能力培養(yǎng)要求和實踐—理論—實踐的認識論思想，創(chuàng)新提出強化工程能力培養(yǎng)的理論教學與工程實踐雙支撐工程實踐教學模式：實踐性教學(認識與生產(chǎn)實習)—理論教學(工藝與設備課程群)—專業(yè)課程設計(小型工藝設計)—實踐性教學(畢業(yè)實習與設計)。以增強實踐的理論指導和強化畢業(yè)實踐作為提高工程能力的兩大要務。

理論支撐：理論教學以建設國家精品課程“制藥工藝設計”等特色工藝與設備課程群為核心，構建制藥工程專業(yè)服務于實踐教學的理論平臺，全面提升學生工程能力培養(yǎng)的理論教學水平。

實踐支撐：工程實踐以畢業(yè)環(huán)節(jié)為核心，創(chuàng)新構建“一個主題、二條主線、三個重點、四種能力、五項制度”標準化實習教學管理法，使學生工程能力培養(yǎng)形成規(guī)范。

1.1構建以工程實踐能力培養(yǎng)的理論教學體系

在雙支撐的教學模式下，強化理論教學支撐作用，設計和建設了制藥工程專業(yè)工程教育具有特色的系列精品課程，以滿足制藥工程人才培養(yǎng)的需求。

為滿足高校制藥工程人才培養(yǎng)的共同需求和不同人才培養(yǎng)特點需要，在制藥工程專業(yè)課程體系中，抓住化學類課程(有機化學、物理化學等)、藥學類課程(藥理學、藥物化學等)和工程類課程(化學制藥工藝學、制藥反應工程、制藥工藝設計等)三條主線，重點建設以“制藥工藝設計”國家精品課程為核心的工程精品特色課程群，構建提高工程能力的課程內(nèi)容多樣化、教學資源信息化、技能教學情景化、課外輔導網(wǎng)絡化、引入行業(yè)發(fā)展動態(tài)、引入行業(yè)標準的“四化兩引入”理論教學體系，打造實踐的理論教學平臺[2]。

在教學理念上以學生、制藥生產(chǎn)實踐、醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展為中心的新“三個中心”代替以教師、書本、課堂為中心的老“三個中心”傳統(tǒng)教學模式；在教學內(nèi)容上構建選材科學性、內(nèi)容系統(tǒng)性、知識前沿性、理論新穎性和原則規(guī)范性的工程知識結(jié)構；在教學方法上采用“三點”“兩個注重”教育：“三點”即突破知識重點、化解知識難點、彌補知識薄弱點?！皟蓚€注重”：注重啟發(fā)式教學方式，形成師生互動教學新模式。如將實習產(chǎn)品工藝引進課堂，從理論上講解、分析和討論，學生思想有共鳴，討論有語言，理解有深度，理論得升華。注重直觀性教學方法。利用實踐教學物理圖像清晰特點，進行車間和管道設計教學，現(xiàn)場講授帶控制點工藝流程圖的繪制，延伸理論性，提高趣味性，使學生受到潛移默化工程熏陶。教學手段上：多媒體課件應用增加了授課信息量，拓展和擴大課堂教學的時間與空間。課程網(wǎng)站、課程QQ群、課程微信群使用實現(xiàn)師生網(wǎng)上互動，成為課堂教學的有益補充，使課程教學示范效應輻射更廣。為此本校參加了教育部制藥工程教指委組織的制藥工程專業(yè)規(guī)范、專業(yè)介紹制定和制藥工程專業(yè)認證標準研制。本校核心課程體系已列入教育部新制藥工程專業(yè)介紹作為范例。在“中國高教學會醫(yī)學教育專業(yè)委員會藥學教育研究會第四次理事大會暨2010年學術年會”上，本校作了“制藥類專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究中的工程能力培養(yǎng)”報告[3]。研究成果連獲三屆湖北省高等學校教學成果一等獎，第一、第二屆中國化工教育科學研究成果二等和三等獎，突出其引導作用。

1.2積極搭建梯度精品課程教學平臺

工程能力的培養(yǎng)必須有深厚的理論教學支撐。按照制藥工程人才培養(yǎng)頂層設計，做好理論教學的根本是實現(xiàn)“兩型”式梯度精品課程群教學平臺建設。以“化工原理”、“制藥工程電算”、“制藥反應工程”、“制藥分離工程”等為系列，以“制藥工藝設計”和“制藥工程原理與設備”為核心，形成特色工程課程群。通過“一流教材”以及融合在教材中的“一流教學內(nèi)容”構建課程內(nèi)容的核心，建設“教學內(nèi)容一教材建設型”精品課程，實現(xiàn)一流教學和一流教材建設任務的同步達成。追求用“一流教學方法”和創(chuàng)新教學手段積極推進研究性教學，建設“教學方法一教學手段型”精品課程。實現(xiàn)理論教學與實踐教學在內(nèi)容上的深度融合，建設系列精品課程覆蓋制藥工程專業(yè)的核心工程課程。2010年在全國國家精品課程“藥廠設備與車間設計”師資培訓班上，本校作為主講教師對全國18個省市教師進行了培訓。2009年全國制藥工程專業(yè)教學研討會上，本校為全國86所高校制藥工程專業(yè)代表作了“07年國家精品課程制藥工藝設計的建設體會”報告。2013年本?！爸扑幑に囋O計”獲批國家精品資源共享課并上網(wǎng)，發(fā)揮了示范作用。

1.3科學構建標準化工程教育課程體系

在課程體系上順應工程教育的特點，將傳統(tǒng)的公共基礎課、專業(yè)基礎課、專業(yè)課三段論“階梯型”課程結(jié)構改變?yōu)椤扒榫郴惫こ探逃n程結(jié)構；構建課程內(nèi)容多樣化、教學資源信息化、技能教學情景化、課外輔導網(wǎng)絡化、引入行業(yè)發(fā)展動態(tài)、引入行業(yè)標準的提高工程能力的“四化兩引入”理論教學體系，打造實踐的理論教學平臺。努力使教學體系建設成為可在全國制藥工程專業(yè)交流的范例。

2構建工程實踐環(huán)節(jié)的標準化管理體系

為使實踐環(huán)節(jié)更加規(guī)范，提出實習實踐環(huán)節(jié)的“一二三四五”(一個主題、二條主線、三個重點、四種能力、五項制度)標準化實習教學管理法、“三同四段式”(同吃、同住、同實踐+學生提問、教師提問、雙向討論式提問、考核提問)工作新機制；工程設計環(huán)節(jié)的“三三三”(三真三全三高——真題、真做、真要求+全工藝、全流程、全繪圖+高標準、高規(guī)范、高質(zhì)量)全程控制法，使工程能力培養(yǎng)形成規(guī)范。工程實踐以畢業(yè)環(huán)節(jié)為核心，通過四年不斷線的實踐、理論、實踐相融合，落實工程能力的培養(yǎng)[4]。該體系已為全國制藥工程專業(yè)規(guī)范所采用。

2.1提出實習實踐環(huán)節(jié)的“一二三四五”(一個主題、二條主線、三個重點、四種能力、五項制度)標準化實習教學管理法

主要內(nèi)容：①一個主題：以提高工程能力作為畢業(yè)實習的主題和根本出發(fā)點，為使學生受到良好的工程師素質(zhì)的訓練，主題思想強調(diào)畢業(yè)實踐作為工程能力培養(yǎng)的科學訓練方法具有不可取代性；②二條主線：狠抓以工藝和設備兩條主線是提高工程能力的科學訓練方法，以工藝為依據(jù)和中心，以設備為線索和環(huán)境，實習按工藝和設備兩大主線展開，采用的是整體—部分—整體普遍聯(lián)系的工程教學訓練[5- 6]；③三個重點：突破重點、難點和薄弱點是提高學生工程能力的關鍵，制藥工程專業(yè)實習的重點是物料、能量、設備衡算，車間、管道布置。難點是熱力學數(shù)據(jù)收集等，薄弱點是公用工程等。畢業(yè)實習通過三點突破、兩條主線展開，突出了提高工程能力的主題思想；④四種能力：培養(yǎng)動手、觀察、分析、綜合等四種能力可促使工程能力的提高落到實處，通過多看、多想、多問、多學、多講、多寫，培養(yǎng)收集畢業(yè)資料的動手能力；讓學生收集定量數(shù)據(jù)培養(yǎng)觀察能力，教會學生發(fā)現(xiàn)、提出、解釋問題；將實習資料比較分類、分析提煉培養(yǎng)分析能力，使學生對事物融會貫通；對資料的提煉概括和應用培養(yǎng)綜合能力，使學生工程能力提高中包含更多創(chuàng)新思維成分；⑤五項制度：落實五項制度(調(diào)研提綱、跟班定崗、現(xiàn)場提問、實習筆記檢查、實習報告制度)是強化工程能力培養(yǎng)的重要制度保證。調(diào)研提綱解決實習中做什么、怎么做和什么時候做；跟班定崗從形式與時間上保證動手與觀察能力培養(yǎng)；現(xiàn)場提問了解實習進度與深度，擴大學生視野與思維空間，解決分析與綜合能力培養(yǎng)；實習筆記檢查使實習時間和空間得以延伸和擴展；實習報告是評估學生工程能力的質(zhì)量檢驗[7]。

2.2提出實習工作“三同四段式”工作新機制

“三同”為教師與學生在實習中同吃、同住、同實踐，特別是同實踐才能抓住工程能力培養(yǎng)主動權。四段式提問為：學生學習提問、教師交流提問、教師與學生討論式提問與教師考核提問。標準化實習教學管理法成效關鍵是現(xiàn)場提問，按照認識論循循善誘理念，初期學生學習提問是啟迪理論性探討，中期教師交流提問是進行理論性引導，末期教師與學生討論式提問是注重理論性思考，最后教師考核提問是追求理論性升華，這樣可確保工程能力培養(yǎng)取得可量化的制度化保證。

2.3提出工程設計環(huán)節(jié)的“三三三”(三真三全三高)全程控制法

設計前期選題做到真題(來自科研一線)、真做(按照標準設計)、真要求(學生設計比例與擴初設計深度)；設計過程做到：工藝全流程設計、內(nèi)容全流程計算、主項全流程繪圖；設計后期驗收高標準、高規(guī)范、高質(zhì)量。為使畢業(yè)設計達到提高工程能力的效果，從設計說明書撰寫水平、繪圖質(zhì)量、規(guī)范化程度、畢業(yè)答辯四方面提高設計質(zhì)量。通過答辯形式讓學生知曉設計中優(yōu)點和不足及改進方向，并明確設計的發(fā)展方向。使學生運用知識、設計、計算、繪圖、計算機應用、文獻資料應用、外文應用、技術經(jīng)濟分析等八種工程設計能力培養(yǎng)落到實處[8]。

3構建以工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標的學科競賽體系

為檢驗和推動制藥工程專業(yè)工程能力核心要素-工程設計和工程創(chuàng)新能力的全面提高，按照頂層設計的思想，在研究實踐中將工程實踐訓練項目化(如實驗競賽—挑戰(zhàn)杯等、設計訓練—設計競賽、研究訓練—論文競賽等)。與四川大學、合肥工業(yè)大學大學等高校創(chuàng)立了“全國大學生制藥工程設計大賽”和“全國制藥工程研究論文競賽(暨國際制藥工程研究論文比賽中國區(qū)預選賽)”兩大賽事，至今已經(jīng)分別舉辦了四屆。競賽搭建學生廣泛參與面向項目、面向行業(yè)、面向全國的制藥工程專業(yè)全國工程設計交流平臺，以檢驗制藥工程專業(yè)學生工程設計能力及創(chuàng)新思維能力。構建學生訓練實戰(zhàn)化、成果作品化，評價多元化、培養(yǎng)可量化的規(guī)范和標準，強化工程設計創(chuàng)新能力培養(yǎng)。該平臺已成為教育部藥學類專業(yè)教指委主要用于指導全國工程創(chuàng)新的品牌窗口。本校在全國制藥工程設計競賽獲一等獎1項、二等獎3項、三等獎5項；全國制藥工程研究征文競賽獲二等獎2項、三等獎3項。在全國大學生藥苑論壇榮獲一等獎；在大學生化工設計創(chuàng)業(yè)大賽獲金獎。

4構建涵蓋專業(yè)知識、工程素質(zhì)和創(chuàng)新實踐的特色教材體系

本校工程特色教材體系建設是課程體系建設中的亮點。按照制藥工程專業(yè)規(guī)范提高工程能力的總要求，認清專業(yè)教材建設是工程實踐能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)的特色之一，從提高教材建設質(zhì)量來提高工程能力培養(yǎng)水平，全面規(guī)劃教材建設，堅持實用性與多樣性、實踐性與新穎性、權威性與規(guī)范性、科學性與系統(tǒng)性、遞進性五大建設原則，本校規(guī)劃并打造制藥工程專業(yè)選用率最高的內(nèi)容時代化、形式立體化、體系干線化、理工一體化、貼近工程實際的“四化一貼近”工程特色教材，建設涵蓋專業(yè)知識、工程素質(zhì)和創(chuàng)新實踐的特色教材體系，出版教材和類型達20余種，內(nèi)容涵蓋90%以上制藥工程專業(yè)工程教材，教材多冠名齊全(國家精品課程教材、普通高等教育“十一五”國家精品教材和國家規(guī)劃教材、高等學校制藥工程專業(yè)系列和藥學類規(guī)劃教材)、出版社檔次高(多為高等教育、化學工業(yè)、中國醫(yī)藥科技、科學等國家級出版社)，為制藥工程理論教學提供規(guī)范的示范教材。如本校主編的教材《制藥工程工藝設計》(第一版)與(第二版)作為國家精品課程和國家精品資源共享課程配套教材被985、211和地方高校制藥工程專業(yè)幾十個院校廣泛選用。本校主編的教材《藥物制劑過程裝備與工程設計》已獲批第二批“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材，教材建設凸顯輻射作用。

5建設規(guī)范性的制藥工程產(chǎn)業(yè)鏈式校內(nèi)外實踐基地

建設“四類型三層次”實習基地，以四種實習基地群(化學、中藥、生物制藥和藥物制劑)滿足三個層次實習(認識、生產(chǎn)、畢業(yè)實習)需求，使專業(yè)實習的藥物生產(chǎn)類型實現(xiàn)全覆蓋。

建設小型標準工業(yè)化制藥車間的校內(nèi)實訓基地。鑒于制藥企業(yè)生產(chǎn)過程需要，遵循GMP規(guī)范來保障藥品生產(chǎn)質(zhì)量，制藥工程專業(yè)學生在實習過程中，想要進入具有潔凈要求的藥品生產(chǎn)核心區(qū)域，難度很大，在生產(chǎn)一線近距離了解藥品生產(chǎn)過程的機會極少。為滿足工程實踐四年不斷線的需求，根據(jù)制藥工程專業(yè)工程實踐要求，學校建設了校內(nèi)符合藥品生產(chǎn)管理規(guī)范要求的原料藥多功能標準工業(yè)化制藥中試放大實訓平臺和制藥工程實踐中心。校內(nèi)制藥實訓平臺的特點是涵蓋多個相關學科專業(yè)、設備種類齊全、學生能親自動手拆裝。實訓平臺提供學生能鍛煉動手能力的參與藥物生產(chǎn)過程的實踐，是對現(xiàn)有校外實踐基地的有力補充，提高了制藥工程專業(yè)學生實踐教學效果，為學生工程設計提供了近距離接觸條件，確保校內(nèi)實訓規(guī)范化，更好地實現(xiàn)專業(yè)工程能力培養(yǎng)目標。

建設校外醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)鏈式實習教學基地。校外實習基地是培養(yǎng)制藥工程能力的重要場所。為滿足學生不同學習階段對認識、生產(chǎn)、畢業(yè)等三層次實習需求，建設化學制藥、中藥制藥、生物制藥、藥物制劑四種實習基地，實現(xiàn)實習生產(chǎn)類型全覆蓋。通過與藥物研發(fā)公司建立研發(fā)實訓基地(如人福醫(yī)藥集團股份公司研究院，武漢藥明康德新藥開發(fā)有限公司)，與醫(yī)藥設計院建立設計實訓基地(如中國醫(yī)藥集團聯(lián)合工程有限公司等)，與藥廠構建建立生產(chǎn)實訓基地(如武漢遠大制藥集團有限公司等)，形成集研發(fā)、設計、生產(chǎn)于一體的一條龍產(chǎn)業(yè)鏈式的實習教學基地。2013年教育部等部委批準武漢工程大學制藥工程專業(yè)與武漢人福藥業(yè)有限責任公司第一批共建國家級工程實踐教育中心。基地均為專業(yè)的示范性校內(nèi)外實踐基地，以全方位確保提高工程能力?，F(xiàn)在基地正承擔本校制藥工程專業(yè)卓越工程師計劃的實施。

6結(jié)束語

制藥工程本科專業(yè)教學質(zhì)量國家標準即將頒布，本校將不斷推動以工程實踐能力培養(yǎng)為核心的理論和實踐教學體系構建與實踐，不斷創(chuàng)新卓越制藥工程師培養(yǎng)計劃的實施方法與手段，不斷完善制藥工程專業(yè)論證的軟環(huán)境與硬條件，毫不怠懈努力將制藥工程專業(yè)人才的培養(yǎng)水平不斷提高到新的水平。

參考文獻

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Construction and Implement of an Academics and Practice Teaching

System of Pharmaceutical Engineering

ZHANG Heng,YU Faquan，ZHANG Xiulan,WANG Kai,WAN Chunjie,LIU Ziwei,GUO ju

(SchoolofChemicalEngineering&Pharmacy,WuhanInstituteofTechnology,Wuhan430073，China)

Abstract:An academics and practice teaching system of pharmaceutical engineering aiming at cultivating engineering practice ability was set up and applied.Related experience was summarized.The aims of the teaching system were to construct an academic and practice teaching system whose core is engineering practice ability,to give standard management system of engineering practice courses,to offer discipline completion system aiming at engineering innovation ability,to compile characteristic textbooks which cover profession knowledge,engineering quality and innovation spirit and to set up campus practice bases covering pharmaceutical engineering industry line.The academics and practice teaching system would overcome engineering insufficience of engineering education and standard insufficience of engineering practice,and more importantly,it is a standard and practical teaching system for cultivating prospective pharmaceutical engineer elites.

Key words:Pharmaceutical engineering;Engineering ability;Practice courses;Teaching system

基金項目:2012年度教育部人文社會科學研究專項項目,編號12JDGC018;中國高等教育學會醫(yī)學教育專業(yè)委員會藥學教育研究會2014年立項重點課題，編號201408。

收稿日期:2014-11- 05。