《制药设备与车间工艺设计》课程混合式教学模式探索与实践*

涂清波，单 鑫，钱 洁，朱安宏

(南京中医药大学翰林学院，江苏 泰州 225300)

医药工业是国民经济的支柱产业，对保障老百姓的健康和提高生活质量意义重大。医药工业的发展与制药设备息息相关。当前，我国制药设备市场规模超过450亿元，增长速度在20%以上，行业发展迅速[1]。虽然GMP认证制度在医药产业的全面实施，制药设备国际化、标准化和智能化程度提高，然而我国从业人员专业化程度不高，制药设备技术水平及工程设计能力相对较低，这些问题制约着我国制药设备发展，乃至整个医药工业的发展。大力培养具备制药设备技术水平及工程设计能力，解决实际生产问题的应用型人才势在必行[2]。

《制药设备与车间工艺设计》是制药工程专业的一门工程类课程，课程包括理论课程和课程设计两个课程部分。主要是学习药品生产过程中常用的设备类型及其运行原理，熟悉厂址选择和制药车间的设计要点，培养学生具备一定的工程设计能力[3]。本文分析了传统教学模式下课程教学存在的一些弊端，采取线上线下、案例式、启发式等混合教学方法，建立混合式课程教学模，以期通过教学改革达到良好的授课效果。

1 当前教学过程中主要问题分析

该课程为多学科交叉课程[4]，不仅要具备制药技术基础，还要具备工程制图、化工原理和仪表与自动化等多种工程专业的相关知识。课程开设在大三年级下学期，学生已完成制药工艺学、药剂学、化工原理、工程制图和仪表与自动化等相关课程的学习，但多门课程开设学期不同，学生对一些相关知识点比较模糊，课程中很多概念较为抽象，有一定的实践性操作要求，导致学生学习较为吃力。经学情调查分析，主要存在以下问题：

1)专业知识理解困难，思政教育精力有限

该门课程综合了化工原理、工程制图和制药工艺学等学科知识，涉及较多的工程概念、计算公式和制药设备等抽象知识，学生学习起来比较困难，往往需要花费大量的时间理解和记忆。教师更多的精力是如何生动而详细地讲解重要知识点，帮助学生更好地熟悉和掌握课堂知识，而在课程思政教育方面投入的精力较少，有时思政内容与课程内容切合度不高，思政教育显得过于形式化和模式化，没有达到理想的思想教育效果。

2)课程教材更新较慢，与实际联系不紧密

课程教材普遍注重知识理论体系的完善，与最新的生产实际和科研前沿联系不够紧密[5]。课程依据药品生产质量管理规范(GMP)和相关工程技术理念，学习制药生产设备和车间设计。我国制药生产设备及车间要求迅猛，GMP与国际化接轨紧密，一些先进的生产设备能够很快的从国外或自主研发。而教材版本需要一定的周期，更新相对较慢。如药剂生产设备章节很少提及微胶囊等新剂型生产设备，制药车间设计章节有的还是使用100级洁净度等老版术语，教学内容滞后于实际生产。

3)理论知识涵盖面广，课堂学习枯燥乏味

课程包含中药、化学和生物制药的生产设备及车间设计，主要章节分为提取、粉碎、筛分、分离、干燥、蒸发、输送、发酵、丸剂、片剂、胶囊、注射剂、包装、厂址选择、车间设计、管道设计和公用工程等，知识体系涵盖面广。在有限的教学时间内，多数教学方案是按照大纲要求的知识点理论讲解，如设备的结构原理、操作过程及适用特点，学生缺乏对生产设备的感性认识，如果靠课堂传统的“填鸭式”教学方式，学生学习起来比较枯燥。

4)实践教学资源匮乏，教学质量评价固化

由于该课程主要讲的是生产设备和生产车间，学校在这方面的教学资源比较有限。因此课程教学多是以理论教学为主，实践课程比较薄弱。另外，在设计课程中缺乏的相应的生产数据和完整的教学体系，同时教师的研究背景多是科研创新方面，对于生产实践的教学经验不足，项目设计的实际价值难以把握，导致设计的任务往往比较简单，题目比较单一固化，工程设计训练比较少，教学质量难以保障。

2 混合式课程教学体系

结合中医药院校课程的培养方针，采用图1混合式课程教学模式，对制药设备与车间工艺设计这门课程的教学内容和教学方法进行优化和改革。

图1 混合式课程教学体系

2.1 建立网上教学平台，有机融合课堂教学

随着“互联网+”时代的到来，网络教学迎来新的发展，当前全国各大高校“金课”建设正如火如荼，在线教学是“金课”的一大特色。《制药设备与车间工艺设计》课程通过免费公共网络教学平台，构建网络课程，将教学教材、课程视频，以及制药设备与车间视频等课内课外相关视频搬到线上；设置作业测试、观点讨论和重点归纳等自主学习模块，让学生提前熟悉相关知识背景；并结合调查问卷分析学情，在课堂上及时调整教学方案，侧重讲解重要知识点及疑难点；合理压缩理论教学，留出更多的时间进行案例讨论；有机融合在线教学和课堂教学，实现了有效保障教学内容完整的同时让学生接触课本外的新知识；培养学生的自主学习和创新思维能力。

2.2 采用PBL法教学，提高学生的积极性

先进的教学手段有助于提升课堂效率和质量。课程中存在比较多的复杂、抽象的设备和原理，授课时可采用PBL法教学。该教学方法于1969年由加拿大麦克玛斯特大学医学院首先应用，以问题为基础，学生为主体，注重学生的主动学习[6]。教师制定有意义的具体任务，引导学生通过资料学习、自主思考、相互讨论的方式完成任务的考核，从而培养学生的自主思考和团队合作的能力。例如，在讲解注射剂设备章节时，首先将学生分成水针剂、大输液、粉针剂和冻干剂四个小组，分配制药工艺、制药设备和车间要求的学习任务，学生经过查阅文献和书籍。然后进行小组讨论和调查汇报，教师进行引导性的提问互动，补充不足。最后，各小组进行学习总结。采用PBL法教学，锻炼学生的团队协作能力，有效提高学生的学习积极性。

2.3 梳理课程重点难点，强化预习复习过程

根据教材大纲，梳理课程每章要求掌握的重要的知识概念、计算公式和生产设备等内容，提前放在网络平台，让学生在课堂上课前做好充分的学习准备。尤其是对于一些抽象难懂的重要知识点，搜集网络资源，做好线上学习平台。比如，输送机械设备章节中网上教学平台放置伯努利方程原理、泵的介绍和操作等学习视频，让学生对抽象知识能够更好地理解。以课堂提问及课后作业的方式巩固重点难点。比如，干燥原理与设备章节，要求学生绘制干燥特性曲线、描述喷雾干燥器、冷冻干燥器等流程。通过对重点难点的预习复习，强化知识的理解和掌握。

2.4 加强思政元素融入，树立爱国爱拼精神

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议和全国中医药大会议作的关于“把思想政治工作贯穿教育教学的全过程”[7]和“加快推进中医药现代化、产业化”[8]的重要讲话，我们作为中医药院校的教育工作者，在传授专业知识的同时必须加强学生的思想政治教育和中药文化熏陶。例如，在学习绪论章节时，讲解《神农本草经》《新修本草》《食疗本草》和《本草纲目》等中药巨著，熏陶中药传统思想，励志振兴民族文化。学习药物提取设备章节时，讲解屠呦呦团队发展青蒿素的事迹过程[9]，翻阅2000余方药，筛选640种方剂，经历了191次尝试，激发学生爱国情怀和拼搏奋斗的求学精神，如表1所示。

表1 思政元素融入课程教学案例

2.5 竞赛项目作为案例，加强设计模块训练

大学生专业竞赛目的是巩固和拓展本学科的知识体系，促进专业知识在实践中的综合应用，培养大学生的专业应用技能和创新能力。制药工程相关专业的竞赛以一年一度的全国大学生制药工程设计竞赛具代表性，根据最新的药物生产动态给定生产项目，要求参赛者完成项目的初步设计说明书和绘制车间设计图[10]。近几年都以治疗新冠病毒药物的生产项目设计为题，锻炼学生的制药工程设计能力的同时为疫情防控献计献策。我们本着“以赛促改，以学带赛，赛学结合”的思路，加强制药设备与车间工艺设计课程的实践教学，在课程设计课程中参照大学生专业竞赛的题目及考核方法进行系统的学习和训练。将课程分为制药工艺、物料衡算、能量衡算、设备选型、车间设计、工程绘图等知识模块，以项目的先后顺序依次进行模块训练，通过项目融合各个知识模块，培养学生的工程设计能力。

2.6 完善课程考核方式，加强过程形成性评价

开设课程的意义在于通过理论知识培养学生具备一定的解决实际生产问题的能力，一味的单由考试成绩不能准确地反映出学生的整体水平和实践能力。课程的总成绩由线上成绩、线下成绩和考试成绩成绩组成，将期末考试成绩的比值降至50%，注重过程形成性评价分析。线下成绩由课堂考勤、讨论互动和作业测试组成。考勤成绩比值降至10%。加强课堂学习过程中的互动和测试，鼓励学生在课上多提多问，比较学生的平时表现与作业成绩的正比关系。设计课程的考试成绩由设计任务书体现，采取分组讨论，各组一题，任务到人的原则，根据竞赛审评规则的评分细则进行评分，以求真实公正地对每位同学给出评分。

3 结语

我国医药工业发展快速，科技知识日新月异，课程教学改革的路还很长，需要我们不断完善教学内容、丰富教学方法，紧跟时代步伐，才能培养出符合制药企业需要的高素质人才。制药设备与车间工艺设计课程的理论知识繁多、工程实用性强。在教学实践中，加强中药文化熏陶和思政教育，激发学生的爱国情怀和拼搏精神。针对学生的实际学习状况，对教学内容和教学方法进行优化和改革，充分利用网络资源，与时俱进地采用一些创新性教学方法，实施“因材施教”和“学生为本”的教学理念，充分调动学生的主观能动性。通过项目初步设计任务书，训练学生的工程设计能力。