“新工科”背景下民族高校制藥設(shè)備與車間設(shè)計(jì)教學(xué)改革探索①

李?yuàn)檴?，曾銳，張齊雄，王曉玲，郭坤，馮雪婷

1.西南民族大學(xué) 藥學(xué)院， 成都 610225;2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院 四川省人民醫(yī)院， 成都 610072

2017年2月， 教育部高等教育司發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知》， 該通知的發(fā)布標(biāo)志著“新工科”建設(shè)從理論到實(shí)踐層面的全面鋪開(kāi)[1-3]. “新工科”建設(shè)即是面向未來(lái)、面向新興產(chǎn)業(yè)、面向新經(jīng)濟(jì)形態(tài)， 培養(yǎng)能夠適應(yīng)、甚至引領(lǐng)未來(lái)工程需求， 實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)復(fù)合型人才[4]. 隨著我國(guó)人口老齡化進(jìn)程的加快， 健康服務(wù)業(yè)蓬勃發(fā)展， 人民群眾對(duì)藥物的需求越來(lái)越高. 雖然改革開(kāi)放以來(lái)， 一致性評(píng)價(jià)、藥品上市許可持有人制度、“健康中國(guó)2030”等新政策的頒布， 在一定程度上規(guī)范和促進(jìn)了醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[5-7]， 但目前我國(guó)制藥產(chǎn)業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然存在較大的差距， 特別是民族醫(yī)藥制造存在發(fā)展滯后、自動(dòng)化程度低、人才匱乏等問(wèn)題.

民族醫(yī)藥作為我國(guó)傳統(tǒng)中醫(yī)藥的重要組成部分， 經(jīng)濟(jì)潛力巨大、原創(chuàng)優(yōu)勢(shì)明顯， 為保障我國(guó)少數(shù)民族地區(qū)人民健康做出了重大貢獻(xiàn)， 其重要性已得到廣泛認(rèn)可， 傳承創(chuàng)新、振興發(fā)展中醫(yī)藥民族醫(yī)藥事業(yè)已經(jīng)成為國(guó)家戰(zhàn)略[8]. 民族高校是我國(guó)培養(yǎng)民族人才的重要陣地， 振興民族產(chǎn)業(yè)、服務(wù)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展， 是民族高校的責(zé)任[9].

目前多所民族高校已設(shè)立制藥工程專業(yè)， 該專業(yè)旨在培養(yǎng)從事藥品制造方面的專業(yè)人才， 著力解決藥品生產(chǎn)過(guò)程中工程技術(shù)以及藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范問(wèn)題. 制藥設(shè)備與車間設(shè)計(jì)是制藥工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建議的專業(yè)核心課程之一， 在制藥工程專業(yè)學(xué)科中占有重要地位[10]. 因此， 立足于民族高校， 結(jié)合“新工科”建設(shè)背景， 對(duì)制藥設(shè)備與車間設(shè)計(jì)課程教學(xué)進(jìn)行改革， 建立新的教學(xué)模式， 對(duì)制藥工程專業(yè)相關(guān)課程的教學(xué)改革， 以及培養(yǎng)引領(lǐng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的卓越工程科技人才具有現(xiàn)實(shí)意義.

1 民族高校校情及教學(xué)現(xiàn)狀分析

從學(xué)校層面來(lái)看， 民族高校學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)存在“文多理少工弱”的現(xiàn)狀， 工科發(fā)展起步晚， 后期投入力度弱， 服務(wù)地方民族經(jīng)濟(jì)能力不足的問(wèn)題凸顯[11]. 制藥工程專業(yè)屬工科應(yīng)用型專業(yè)， 應(yīng)用性強(qiáng)， 要求辦學(xué)單位擁有經(jīng)驗(yàn)豐富的師資、貴重精密的實(shí)訓(xùn)設(shè)備， 然而民族高校在師資和硬件條件上都相對(duì)薄弱， 如何在民族高?，F(xiàn)有辦學(xué)條件下， 對(duì)該專業(yè)課程教學(xué)方式進(jìn)行改革， 使學(xué)生學(xué)有所成、學(xué)以致用， 已迫在眉睫. 另一方面， 從生源來(lái)看， 民族高校生源結(jié)構(gòu)中少數(shù)民族學(xué)生所占比例高， 不同少數(shù)民族區(qū)域教育發(fā)展不平衡， 生源個(gè)體文化背景、語(yǔ)言背景、思維模式等方面差異較大， 因此亟需探索出與此相適應(yīng)的教學(xué)培養(yǎng)模式.

制藥設(shè)備與車間設(shè)計(jì)是一門以制藥機(jī)械和制藥工程學(xué)理論為基礎(chǔ)， 以制藥實(shí)踐為依托的綜合性課程， 具有實(shí)踐性強(qiáng)、跨學(xué)科交叉性強(qiáng)的特點(diǎn). 近年來(lái)， 不同高等校院的學(xué)者對(duì)制藥設(shè)備與車間設(shè)計(jì)的教學(xué)方法進(jìn)行了探索[12-14]， 但立足于民族高校校情的研究未見(jiàn)報(bào)道. 目前制藥設(shè)備與車間設(shè)計(jì)課程教學(xué)存在以下幾方面問(wèn)題： 一是教材更新滯后. 該課程內(nèi)容涉及面廣， 相關(guān)行業(yè)準(zhǔn)則規(guī)范多， 隨著法律、法規(guī)的修訂完善、制藥產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展、新技術(shù)的持續(xù)涌現(xiàn)、設(shè)備的快速更新?lián)Q代， 相對(duì)滯后的教材內(nèi)容從廣度和深度都跟不上新成果和新技術(shù)的步伐， 不能滿足教學(xué)需求. 二是教學(xué)模式傳統(tǒng). 由于理論教學(xué)任務(wù)重， 總學(xué)時(shí)相對(duì)較少， 加之受硬件條件局限， 導(dǎo)致該課程的實(shí)踐教學(xué)十分欠缺， 目前其主要的教學(xué)模式為教師課堂講解， 學(xué)生被動(dòng)汲取， 教學(xué)方法缺乏生動(dòng)性， 學(xué)生容易產(chǎn)生倦怠感， 自主學(xué)習(xí)積極性不高. 三是考核評(píng)價(jià)單一. 考勤、作業(yè)情況以及期末卷面考試的簡(jiǎn)單考核方式， 易造成學(xué)生課堂上懈怠、期末突擊復(fù)習(xí)死記硬背、不求甚解的局面， 難以調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)的重視度.

2 教學(xué)模式的改革實(shí)踐

2.1 教學(xué)資源整合

相較于制藥設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)計(jì)規(guī)范的快速更迭， 制藥設(shè)備與車間設(shè)計(jì)課程則是教材內(nèi)容滯后， 不足以支撐本課程培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn). 一方面， 隨著智能化進(jìn)程的加快， 教材中介紹的某些傳統(tǒng)設(shè)備已經(jīng)被淘汰， 例如傳統(tǒng)的熱輻射干燥設(shè)備越來(lái)越多地被流化床干燥、噴霧干燥、冷凍干燥等新技術(shù)設(shè)備所替代， 人工手動(dòng)包衣鍋也被全自動(dòng)高效包衣機(jī)所替代. 另一方面， 隨著我國(guó)制藥生產(chǎn)企業(yè)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)逐漸接軌， 車間設(shè)計(jì)涉及的行業(yè)規(guī)范也處于不斷修訂完善中. 例如教材中《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50457-2008)實(shí)際應(yīng)用中已更新為《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50457-2019)， 2010版藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(GMP)相較于1998版GMP在潔凈級(jí)別劃分、物料與產(chǎn)品管理、人員培訓(xùn)、產(chǎn)品召回等方面都進(jìn)行了更改. 此外， 由于教材中的講解多局限于設(shè)備與設(shè)計(jì)的平面圖紙和文字描述， 僅依靠課件和教材進(jìn)行課堂講授， 對(duì)于毫無(wú)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生而言， 十分枯燥和抽象.

因此， 本課程教學(xué)對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行了更新與整合， 除跟進(jìn)每年兩屆的中國(guó)國(guó)際制藥機(jī)械博覽會(huì)(CIPM)、熟讀制藥車間廠房設(shè)計(jì)規(guī)范、參與生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)等更新教學(xué)內(nèi)容， 還收集整合了包括制藥設(shè)備構(gòu)造及運(yùn)行原理圖紙、視頻介紹、Flash仿真動(dòng)畫(huà)， 車間設(shè)計(jì)圖紙、車間布局三維動(dòng)畫(huà)、工程項(xiàng)目可行性報(bào)告等多樣化的教學(xué)素材， 從多維度將理論知識(shí)落到實(shí)地， 使抽象概念具象化， 增加課堂講授的生動(dòng)性， 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

2.2 教學(xué)方法創(chuàng)新

針對(duì)課堂講授教學(xué)方式單一， 學(xué)生參與度低的問(wèn)題， 我們?cè)诮虒W(xué)中設(shè)計(jì)了多層次的教學(xué)模式. 第一層次： 依靠多樣化教學(xué)資源， 通過(guò)課堂講授和案例分析等教學(xué)方法， 按照“設(shè)備結(jié)構(gòu)—操作原理—運(yùn)行特點(diǎn)—檢修維護(hù)”結(jié)構(gòu)框架重點(diǎn)介紹各類典型制藥設(shè)備， 講解制藥企業(yè)從立項(xiàng)到建廠過(guò)程中涉及的主要流程、指導(dǎo)法規(guī)和文件資料， 讓學(xué)生初步掌握制藥企業(yè)常用的設(shè)備類型， 了解制藥企業(yè)設(shè)計(jì)的程序和方法等相關(guān)知識(shí). 第二層次： 進(jìn)行以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的OBE(Outcome Based Education)教學(xué)[15]. 通過(guò)設(shè)置任務(wù)課題、分小組匯報(bào)討論的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式， 充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性， 培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、總結(jié)分享的綜合能力， 實(shí)現(xiàn)學(xué)生從對(duì)知識(shí)的被動(dòng)汲取到主動(dòng)獲取的跨越. 具體而言， 在制藥設(shè)備和車間設(shè)計(jì)兩部分分別設(shè)置1～2項(xiàng)研究型或拓展型任務(wù)， 例如通過(guò)設(shè)備原理分析流化床制粒設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中易發(fā)生“塌床”的原因并提出解決方案； 結(jié)合制藥生產(chǎn)企業(yè)GMP認(rèn)證現(xiàn)狀， 從人員、機(jī)器、物料、法規(guī)、環(huán)境等任一方面解讀新版GMP要求； 分析歷屆制藥工程設(shè)計(jì)競(jìng)賽車間設(shè)計(jì)圖的優(yōu)缺點(diǎn)等. 以學(xué)生為中心， 建立任務(wù)驅(qū)動(dòng)型的多維互動(dòng)式教學(xué)模式， 培養(yǎng)學(xué)生自主探索與互動(dòng)協(xié)作能力. 在組內(nèi)溝通交流學(xué)習(xí)中， 實(shí)行基礎(chǔ)好的學(xué)生帶動(dòng)基礎(chǔ)差的學(xué)生， 減少生源差異性， 使學(xué)生均能學(xué)有所獲. 第三層次： 在以上兩個(gè)層次基礎(chǔ)上， 注重理論知識(shí)落地于生產(chǎn)實(shí)踐. 利用本校以及外校的生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)， 組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)， 切身感受制藥設(shè)備的操作運(yùn)行以及GMP車間的設(shè)計(jì)建造， 加深對(duì)課堂理論知識(shí)的理解； 此外， 邀請(qǐng)制藥企業(yè)中生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師與學(xué)生面對(duì)面分享生產(chǎn)實(shí)踐中的難題和經(jīng)驗(yàn)， 為學(xué)生畢業(yè)后投身制藥生產(chǎn)實(shí)踐開(kāi)啟入門第一課.

2.3 課程思政融合

民族團(tuán)結(jié)與發(fā)展是民族高校永恒不變的任務(wù)[16]， 在教學(xué)過(guò)程中融入思想政治教育對(duì)民族高校來(lái)說(shuō)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義， 對(duì)開(kāi)展民族團(tuán)結(jié)教育、民族自信教育， 宣傳黨和國(guó)家民族政策發(fā)揮著關(guān)鍵作用[17]. 制藥設(shè)備與車間設(shè)計(jì)是制藥工程、藥學(xué)、中藥學(xué)、彝藥學(xué)、藏藥學(xué)專業(yè)的主干知識(shí)課程， 是培養(yǎng)新形勢(shì)下服務(wù)少數(shù)民族地區(qū)優(yōu)秀“新工科”人才的重要課程之一， 在授課過(guò)程中從職業(yè)素養(yǎng)、誠(chéng)信求真、團(tuán)隊(duì)意識(shí)、文化自信四個(gè)方面合理融入思政元素， 有助于引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的社會(huì)主義核心價(jià)值觀， 實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育目標(biāo).

首先， 藥學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后將從事藥品研發(fā)、生產(chǎn)檢驗(yàn)等工作， 這對(duì)其道德素質(zhì)要求很高. 若藥品生產(chǎn)過(guò)程中一旦出現(xiàn)差錯(cuò)， 將導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失， 或因藥物質(zhì)量不合格， 造成惡劣的社會(huì)影響. 例如在車間廠房設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有按照防火防爆規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)， 在后續(xù)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)可能造成重大的安全事故. 因而， 本課程要求學(xué)生扎實(shí)掌握專業(yè)知識(shí)， 明確崗位的責(zé)任和使命， 具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)素養(yǎng).

第二， 由于藥品與人類生命健康息息相關(guān)， 因此要求相關(guān)技術(shù)人員具備誠(chéng)信求真的道德品質(zhì). 在本課程的教學(xué)過(guò)程中， 可由某些先進(jìn)設(shè)備的數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄功能引入， 強(qiáng)調(diào)在實(shí)際研究或生產(chǎn)過(guò)程中真實(shí)記錄原始數(shù)據(jù)的重要性， 切忌弄虛作假， 保持誠(chéng)信求真的初心.

第三， 培養(yǎng)本科生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí). 制藥設(shè)備的正常操作與維護(hù)， 制藥車間廠房的設(shè)計(jì)與建造都是團(tuán)隊(duì)協(xié)作的成果， 廠址選擇、車間設(shè)計(jì)、建筑施工、試車運(yùn)行等過(guò)程都需要包括藥學(xué)、制藥工程、化工工藝、建筑、金融、水利、水電等專業(yè)技術(shù)人才的團(tuán)結(jié)合作. 在進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)型分組學(xué)習(xí)時(shí)， 要強(qiáng)調(diào)成員之間的協(xié)作配合， 增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識(shí).

第四， 目前我國(guó)已經(jīng)研發(fā)了上千種各類規(guī)格的制藥機(jī)械產(chǎn)品， 并涌現(xiàn)出了一批大型制藥設(shè)備制造企業(yè)， 如東富龍、楚天科技、迦南科技和天祥制藥機(jī)械等， 不僅滿足了智能化領(lǐng)域國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求， 還出口數(shù)十個(gè)國(guó)家和地區(qū)[18]. 特別是在新冠肺炎疫情期間， 北京生物制品研究所僅用2個(gè)月時(shí)間率先建成了全球首個(gè)新冠滅活疫苗車間， 彰顯了中國(guó)速度. 因此， 在教學(xué)過(guò)程中要對(duì)我國(guó)現(xiàn)代制藥科學(xué)技術(shù)發(fā)展成果進(jìn)行宣傳， 激發(fā)學(xué)生對(duì)我國(guó)制藥產(chǎn)業(yè)的自豪感， 增強(qiáng)中國(guó)特色社會(huì)主義制度自信和文化自信， 鑄牢中華民族共同體意識(shí)， 為民族地區(qū)培養(yǎng)具有愛(ài)國(guó)主義情懷的高素質(zhì)人才. 同時(shí)我們應(yīng)清醒地認(rèn)識(shí)到在自控水平、精密度方面我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家之間仍存在差距， 引導(dǎo)學(xué)生采用唯物辯證法的觀點(diǎn)客觀看待問(wèn)題， 更好地服務(wù)于國(guó)家和民族.

2.4 課程考核多元化

課程考核是評(píng)價(jià)教學(xué)效果、監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)的有效手段. 為避免學(xué)生出現(xiàn)日常學(xué)習(xí)懈怠、期末考試突擊的現(xiàn)象， 本課程建立了“課前—課中—課后”的多元化考核方式加強(qiáng)日常教學(xué)管理(圖1)， 及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況， 保證教學(xué)質(zhì)量， 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性. 具體而言， 課前通過(guò)“超星學(xué)習(xí)通”平臺(tái)建立課程， 將課件及相關(guān)教學(xué)素材上傳， 并發(fā)布相應(yīng)章節(jié)的客觀考核題目， 要求學(xué)生在課前完成并提交， 強(qiáng)化學(xué)生對(duì)課前預(yù)習(xí)的重視； 課中除對(duì)學(xué)生出勤進(jìn)行考核外， 還增加對(duì)學(xué)生課堂聽(tīng)課積極性、隨堂作業(yè)情況、自主PPT匯報(bào)表現(xiàn)等方面考核的占比， 提高學(xué)生的課堂參與度， 提高課堂時(shí)間的利用效率； 課后考核主要通過(guò)“超星學(xué)習(xí)通”平臺(tái)及時(shí)發(fā)布課后作業(yè)， 題型包括客觀題、簡(jiǎn)答題、開(kāi)放性思考題等， 其中以開(kāi)放性思考題居多， 要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)章節(jié)內(nèi)容， 針對(duì)思考題內(nèi)容， 進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、資料匯總、撰寫報(bào)告. 最后與期末考試成績(jī)綜合， 得到學(xué)生對(duì)本門課程的掌握情況.

圖1 課程教學(xué)改革框架

3 結(jié)語(yǔ)

新時(shí)代賦予民族高校培養(yǎng)各民族高素質(zhì)人才、促進(jìn)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、推動(dòng)民族團(tuán)結(jié)進(jìn)步的使命， 隨著“新工科”建設(shè)和醫(yī)藥智能制造的推進(jìn)， 對(duì)制藥工程學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)提出了更高的要求. 本課題堅(jiān)持思政引領(lǐng)， 充分挖掘制藥設(shè)備與車間設(shè)計(jì)課程中的思政元素， 培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷， 提高學(xué)生的民族自豪感， 樹(shù)立正確的職業(yè)價(jià)值觀； 此外， 結(jié)合課程特點(diǎn)， 整合更新教學(xué)內(nèi)容， 改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)方法， 豐富課程考核節(jié)點(diǎn)， 做到以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向、學(xué)生為中心， 提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)以及獨(dú)立思考的能力. 本教學(xué)改革在探索培養(yǎng)“識(shí)大局、懂專業(yè)、善思考”的高素質(zhì)制藥人才的有效途徑方面， 在更好地促進(jìn)民族地區(qū)高質(zhì)量發(fā)展方面， 做了一些有益探索.