翁德会 吴春姗
(武汉华夏理工学院生物与制药工程学院,湖北 武汉 430223)
制药类专业作为一门传统的工科专业,在新工科改革中,需要紧跟行业发展脚步,用丰富的工程实践来培养学生的创新创业实践能力。 文献研究显示,关于实践教学研究较多的集中在教学框架构架和教学总体模式的研究等,而针对实践教学内容在实际教学过程中如何去开展研究较少,本文主要根据实践教学活动形式和实施主体不同,将实践教学分为第一课堂和第二课堂,通过与智能化生产优质制药企业深度合作,学校和企业共同承担教学任务,两类课堂递进交叉,深入开展实践教学,培养具有社会责任感高、实践能力强的应用技术型制药人才。
根据人才培养方案, 实践教学包括实验课程、课程设计、仿真实训、毕业设计、认知实习、专业实习、项目实习、生产实习、科技活动、学科竞赛、社会实践、创业训练等方面。 根据实践教学开展的形式、实施主体等不同,将实践教学分为第一课堂和第二课堂,其中实验课程、课程设计、仿真实训、毕业设计、认知实习、专业实习、项目实习、生产实习等实践教学活动划分成第一课堂,科技活动、学科竞赛、社会实践、创业训练等实践活动划分为第二课堂,并将第一课堂和第二课堂有机结合,构建交替融合的授课范式,见图1 所示,在教学过程,深入挖掘所授课程和教学方式中蕴含的思想政治教育元素,潜移默化地将思政育人始终贯穿到专业教育的全过程,贯穿“立德树人”的思想。
图1 两类实践课堂交替融合模式
第二课堂活动内容源于第一课堂知识和能力的积累,第二课堂活动的开展是第一课堂知识和能力的升华,两类实践教学课堂交替融合。 在第一课堂教学中教师有意识的引导学生积极参与第二课堂实践活动,并以第一课堂所学的知识与技能指导学生开创第二课堂实践活动,在第二课堂教育活动中,采取校企双导,分层施教,强化学生的创新创业能力培养,实现应用技术型个性化人才培养目标。
第一课堂教学获取的知识为第二课堂活动顺利开展提供保障,第二课堂实践活动获取的能力为第一课堂教学质量提升提供动力,两者有机融合,相互促进,相扶相长。 解决了第一课堂实践教学与第二课堂实践活动融合度不高、教学脱节的问题。
实验课程(基础实验、专业实验、专业综合实验等)、课程设计、仿真实训、毕业设计构成工程知识链,认识实习、专业实习、项目实习、生产实习工程实践链。 为达到新工科对制药类人才培养要求,提高人才培养质量,按照工程知识链、工程实践链两条线来整合实践教学内容,同时与优质制药企业建立长效校企合作机制,共同探索整合企业资源,合理开展教学,全面培养学生的工程素养和工程能力。
根据知识、能力的需要,进一步组建由学校主导、企业辅导的“实验课程—课程设计—仿真实训—毕业设计”工程知识链和由企业主导、学校辅导的“认识实习—专业实习—项目实习—生产实习”工程实践链的“双链”教学体系,见图2 所示。
图2 双链教学体系
根据各专业的特色和优势,整合工程知识链教学内容,使学生获取必备的工程知识。 根据制药行业需求兼顾各专业的要求和培养目标,整合工程实践链教学内容。 依托校企合作企业,合理设置认识实习、专业实习、项目实习和生产实习内容和开展时间,聘请高水平企业导师,并选派工程实践技能过硬的专业教师协同开展,使学生获取必备的工程实践。
在教学中学校选择在知名企业或上市公司,如武汉人福药业集团、武汉生物技术研究院、武汉药明康德新药有限公司等进行。 同时探索校内教育与校外体验相结合、专职教师和企业人员讲授相结合的认识实习培养方式,引领新生了解专业背景,树立正确的人生观、价值观、职业观,奠定专业学习和实践课程教学基础。
如“生物化学实验”中“HBV 病原体DNA 的提取及荧光定量PCR 检测”实验项目,课程内容来源于校企合作单位武汉百泰基因工程有限公司合作,PCR 检测技术是湖北生物制药行业广泛应用的实验技能,该实验项目的开展使校内实验与行业技术应用同步。 通过校内实验项目的训练,为学生参与企业项目实习提供了实验技能基础。
例如,学生利用寒暑假走进无锡药明生物技术有限公司、常州合全药业有限公司、武汉明德生物技术有限公司、武汉药明康德新药开发技术公司和产学研工作室进行实习,通过产学研项目训练,学生深入一线了解企业的生产线、生产设备、管线、阀门和使用特性,加深对工艺的理解,为“课程设计”的顺利进行提供实践经验。
通过专业“课程设计”讲授从知识体系上梳理,在2 周内指导学生对某生产车间或工段重点完成三算两布置的粗线条设计,撰写基本的设计说明书,训练学生基本工程设计能力,为专业实习做好知识储备。
搭建虚拟仿真实验平台, 包括片剂和注射剂3D虚拟仿真、 青霉素发酵虚拟仿真和柯萨奇疫苗GMP生产虚拟仿真等在内的三大模块七项内容。 素材采用真实、等比缩小的实际装置为操作环境,其厂房布局、工艺流程、重要参数均来自行业企业。
通过虚拟仿真实训,学生可成为生产车间的一名核心成员,深入到各个单元操作,充分熟悉真实制药与化工企业厂房、 车间布局、 工艺流程、 控制系统、SOP、管理规范等。通过校内生产实训仿真平台辅助生产实习,在仿“真”环境中学习“工程知识”,同时也大大提升了学生实践应用能力、应变能力、职业素养,使工程素质教育与企业工程理念结合,为生产实习“工程实践”奠定基础。
筛选行业优质企业如与人福医药集团、 药明康德、武汉明德生物等单位,实习岗位包括软膏、搽剂、片剂、颗粒剂洁净区的生产,制剂分装、质量检查、处方核对、配药等。 通过实习前培训和顶岗实习,加深了对专业知识的理解和融会贯通,全面培养学生实操能力,为独立完成毕业设计奠定了坚实的基础。
贯穿大学四年的“实验课程—课程设计—仿真实训—毕业设计”工程知识链和“认识实习—项目实习—专业实习—生产实习” 工程实践链的双链式递进实践教学,强化了技术创新应用能力培养,逐步完成了从校内教育到校外实践的转变, 从认识专业到掌握专业转变,从学生到员工转变。 做中有学,“工程实践链”促进“工程知识”学习,学中有做,“工程知识链”内容来源于“工程实践”也实现了专业教育“技术知识”与通识教育“素质能力”的融合,实现了应用技术型通用人才培养目标。
实践教学第二课堂内容主要包括科技活动、竞赛活动、社会实践和创业训练等形式,在第一课堂教学的知识技术和能力素质的储备基础上,进一步展开的素质教育。
全方位挖掘制药类专业科技活动内容和活动方式,每年组织学生开展化学知识科技文化节、校园医药卫生志愿者服务队、医药知识演讲赛、医药知识普及宣传月等各种活动,学生可以根据自己的特长和兴趣选择不同的科技活动,运用所学知识积极倡导活动形式,在活动中培养学生的创新思维和社会使命感。
鼓励学生踊跃参加各类竞赛。 目前各级各类科技竞赛活动有湖北省教育厅大学生化学实验技能竞赛、湖北省工匠杯化学实验室项目竞赛,世界技能大赛湖北省选拔赛、 湖北省大学生化学化工创新成果报告会、制药工程设计大赛、全国大学生生命科学创新创业大赛、全国大学生化学创新实验设计竞赛、湖北省大学生生物实验技能竞赛、全国大学生生命科学创新创业大赛、“互联网+”、 挑战杯等与专业相关的竞赛。通过招募、考核、筛选组建学科竞赛学生团队,让学生在“学中做”“做中创”,以赛促学、以赛促创,在竞赛中不断磨炼“敬业、精益、专注”的坚忍不拔意志和培养学生的创新精神。
提供可供学生创业实训的机会,丰富学生第二课堂实践活动内容,并指导学生顺利开展。 每年暑假鼓励学生结合专业知识,组建一系列社会实践队,有走进深山调研药材种植情况的、有深入农村了解医药知识普及现状的、有搞环境污染程度调研的、有到贫困山区支教的等,在教师的带领下学生通过节假日深入企业调研、走访,或参与劳动,了解医药行业相关的发展现状、管理模式和存在的问题,激发学生去寻找解决问题途径的同时, 全面培养学生的双创精神和能力,培养学生的创业意识。
本专业的学生根据专业知识, 成立了楚韵怡香生物科技有限公司——手工皂、 杰明勒生物科技公司——药枕等项目基础上, 组建并培育新的创业团队,如白衣工作室、生物技术创新工作室等,为学生提供更多训练机遇,学生在创业团队建设中,得到较好训练,培养了学生的创业能力。
聚焦“药”字,打破生物制药、制药工程、中药制药、生物工程、药学、医学检验技术等专业界限,整合专业发展方向,为实现专业人才培养目标,从工程知识链、工程实践链和双创能力链出发,全面梳理各专业的实践教学内容,合理设置各专业通用培养和个性培养实践教学体系,打通学院多个专业实践教学内容之间的壁垒,实现各专业师资、课程资源、实验教学设备、实习基地等教学资源共享和优化配置。
各专业虽然有自己的专业特色,但在课程上有较多的渗透。 结合我校制药类各专业建设的特色定位,在人才培养方案制定、教师团队授课、生产实习点建设等各方面进行融合, 打破传统学科之间的壁垒,做到教学实践资源共享,促进学科交叉融合渗透,实现医工融合,并利用各专业优势,培养满足产业新业态发展需求的复合型应用型医药人才。
制药产业的迅猛发展和人才需求,实行“3+1”人才培养模式, 以加强学生基础理论知识培养为基础,注重人文素质、专业核心技能和实践能力培养。 充分利用优质企业资源,建立长期稳定的实习基地;形成校企联合、产学结合、工学交替来开展各类工程实践类教学活动,实现本科教学与行业发展相契合,增强学生的综合竞争力。
以协作精神为力量,以生物与制药课程群省级教学团队为核心,以“工匠精神”为引领,跨专业组建校内教师团队,同时聘请优质企业的技术骨干、专家作为兼职教师,共同打造一支有激情、有灵魂、有气度、有作为的制药类“专兼结合”的专业实践教学师资团队,协作开展“课程—实验—实训—实习—课程设计—毕业设计”等专业融合训练,指导学生参加“科技活动-竞赛-社会实践-创业”等活动,让学生在“学中做”“做中创”;让教师在创新中不断磨炼“敬业、精益、专注、创新”的职业精神,并不断提升教师指导实践教学的水平和能力。
以“学生发展为中心”,细化实践考核指标,优化第一课堂实践教学的考核方式。 改变原来以实验报告、实习报告、课程设计报告等作为考核的唯一方法,加入详细的过程评价方式,使实践教学考核方式多元化,激发学生的表现动机。 同时,建立统一但又相对独立的第二课堂实践活动评价方式和学分管理制度。 充分考虑第二课堂教学的特点和优势,针对具体的教学计划,建立与第一课堂相对应的考核方式和学分管理制度,让学生重视第二课堂实践教学。
具体是在教学过程中依据教学目标分级及其能力培养的科学规律,将学习过程考核的各项指标进行细化拆分,设计出能力评价五维模型,见图3 所示,从而形成学生个性化的学习能力反馈报告。
图3 “五维”评价体系
五维能力模型的建立是以与课程目标相对于的五种能力为基础建立的,分别由记忆能力、理解能力、应用分析能力、 口头表达能力和创新思维能力构成。将过程考核内容进行拆分组合,其中记忆能力由基本知识学习情况反映;理解能力由对基本知识理解后稍加分析情况反映;应用分析能力由对知识的综合分析解决问题的情况来反映;口头表达能力由过程考核中的平时表现中汇报、评述等环节来反映;思维创新能力由过程考核中PBL 项目设计来反映,从而考核课程知识—能力分级教学目标与能力的达成度,全面评价人才培养质量。
通过对制药类专业的实践教学模式的研究,重组符合工程知识链和工程实践链培养要求的第一课堂实践教学体系,以“学生发展为中心”,校企深度融合共同开展,培养学生的工程素养和工程能力;整合符合双创能力链培养要求的第二课堂实践教学形式,以“德、智、体、美、劳全面发展”的个性化发展模式开展,校企双导师共同指导, 培养学生的创新创业能力;探索第一课堂实践教学和第二课堂实践活动有机融合开展教学授课模式和多元化评价体系,建立了培养具有“新工科”特征的应用技术型个性化制药类人才的实践教学模式。
校企深度协作双“四段式”实践教学第一类课堂,充分发挥了校企深度融合的机制作用,人才培养与社会需求高度契合,学生在校企合作知名企业就业占比高;呈现出了“就业率高、对口率高、就业质量高”的“三高”良好态势。 融合创新创业内涵的实践教学第二课堂, 递进式提升了学生的工程素养和技术创新能力,教师带领学生不断拓展参赛类别,近5年学生在各类竞赛中成绩斐然。 在特色实践教学中,提高了教师的教育教学水平, 近五年来, 主持省级教研项目5项; 获省级质量工程项目6 项; 获校级教学成果奖5项;校企合作出版应用人才培养规划教材2 本,公开发表教研论文18 篇,教学成果得到广泛肯定。