工程教育认证下“制药设备与车间设计”教学实践与探讨

刘文波 郝 树 姜登钊 王亚丽 何 刚

(九江学院 药学与生命科学学院,江西 九江 332000)

目前,工程教育认证具有三大核心理念:以学生为中心(Student Centered, SC)、以成果为导向(Outcome Based Education, OBE)、以质量持续改进为目标(Continuous Quality Improvement, CQI),这些理念是工程教育改革的标杆,将指引改革的方向[1]。因此,高校工程类专业教育改革的主要目标是在符合三大核心理念的基础上,加强对传统教育模式的改革,培养符合产业发展的高素质、应用型技术人才,进而提高工程教育的质量[2]。我校于2016年开设制药工程专业,目前正积极准备制药专业工程认证。在学院申报制药工程认证的大背景下,作者结合自身教学体会,对“制药设备与车间设计”课程进行了一系列的教学改革与探索。

1 “制药设备与车间设计”课程现状分析

该课程是在大三下学期开设的一门专业必修课, 也是制药工程专业的专业核心课。该课程在开设之时学生已完成了药学和工程学相关理论和实验课程的学习,具有一定理论知识储备, 但存在如下4方面问题。

1.1 课程内容繁多,更新不及时,学时少,教学方法单一,学生课堂参与度不高

该课程教学内容繁多且琐碎,几乎涉及制药过程中所有机械设备及各种类型的车间设计;教学内容较为陈旧,与飞速发展的现代制药技术不匹配,不能满足教学需求[3,4]。该课程一般为48学时,个别学校为32学时。显然,在如此有限的课时内无法囊括如此多的内容。见习时间较少,尤其是受到新冠疫情影响,因此对制药设备和生产车间工艺的感性认识不足,信息掌握不够[5]。与此同时,大部分高校还是采用传统理论课的教学方式进行授课,很大程度上影响了学生对课程知识的感性认识和灵活运用[6,7]。

1.2 专业教师缺乏工程实践经历

制药工程专业是化学、药学与工程学交叉学科,这就要求任课教师既要有药学理论基础,又要有一定的工程实践能力[8]。然而,目前高校招聘专任教师普遍要求具有博士学位,专业理论功底非常扎实,但是普遍缺乏一线生产经历[9]。这就造成青年教师在课堂教学上不善于理论联系实际,不能很好地指导学生的实习实训活动,无法提高学生的兴趣。

1.3 课程设计考核方式不够完善

目前,各高校对于“制药设备与车间设计”这门课程普遍采用的是传统的课程考核方式,对学生学习效果的检查以期末考试为主,主要是对课本理论知识掌握程度的考查,一般采取闭卷的形式。这就导致学生在平时的学习过程中很难提高学习的积极性。而“制药设备与车间设计”这门课程实践性比较强,与企业生产息息相关,重视解决实际生产问题的能力以及处理设备异常的能力。由此看来,目前采用的传统考核方式很难使学生达到上述学习效果,学生分析问题、解决问题的能力得不到提升。

2 “制药设备与车间设计”课程的探索式教学改革

2.1 整合教学内容,使其系统化、模块化

依据课本内容,结合历年参赛优秀作品(“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛,以下简称“国药杯大赛”)和实际生产案例,我们将该课程分为四大模块: 提取设备及车间设计(6学时)、固体制剂设备及车间设计(10学时)、液体制剂设备及车间设计(8学时)、虚拟仿真实训(8学时),总计32学时。每个模块设备部分重点讲述典型设备和车间设计方案。

2.2 借助网络资源,将前沿知识带进课堂

依托网络资源和平台的优势,在教学过程中,我们利用超新学习通教学平台,构建了“制药设备与车间设计”网络教学平台(https://mooc1-1.chaoxing.com/course-ans/ps/205368273),将相关教学文件和资源上传到指定虚拟空间,预设时间进行章节知识点即时测试,就专业热点问题举办课程网络论坛、大作业的网上沟通与指导、优秀作业的网络展示等,突破课堂教学学时限制,激发学生的学习热情。同时为了增强学生CAD基础,又分别增加了AutoCAD2020实战案例网络教学平台(https://mooc1-1.chaoxing.com/course-ans/ps/217024090)和AutoCAD2020实用教程网络教学平台(https://mooc1-1.chaoxing.com/course-ans/ps/216947453)。将优质网络资源引入教学当中,如爱课程中的资源共享课、中国制药网等网站、制药通等手机APP等,不仅吸取先进的教学方法,同时将制药行业、制药机械设备最前沿的发展动态补充到教学内容中,扩展知识层面。

2.3 通过虚拟仿真结合车间实训,加强理论和实际结合

目前我院已引进南京药育虚拟仿真系统,借助制剂的虚拟仿真内容,学生能够接触并深入了解“真实”制药设备的操作原理及“真实”制药设备的运行参数,能“身临其境”地体验药物制造的全过程及其工艺流程,并且能不断优化实验参数。虚拟仿真实验教学有效解决了学生在药企实习难的问题,显著提高了制药工程专业学生的实践能力及解决复杂工程问题的能力。

进入药厂实习是进一步巩固理论知识和锻炼动手操作能力的最有效手段。目前我院已经在33家药厂建立实习实践基地,利用假期,学生进入药厂实习,实地参观、亲自动手,对现代药厂车间厂房布置、制剂过程、制药机械设备形成直观性的认识,进一步巩固理论知识和锻炼动手操作能力。

2.4 完善课程考核制度,提高学生的综合素质

降低期末考试成绩在整个考核过程中的比重(改为20%),增加项目考核成绩的比重(提高到80%)。在考核过程中增加项目式考核,引入专业竞赛的模式。3～5人一个小组,由老师下达任务书,要求学生在规定的时间内完成设计说明书的撰写和相关图纸的绘制,并制作PPT进行展示汇报,鼓励其他小组成员进行质疑和提问。由指导老师综合考虑设计说明书、设计图纸、汇报答辩三部分情况进行打分。

2.5 鼓励教学团队和学生积极参与企业技术研究开发、推广和创新

学院积极鼓励教师加强与医药设计院、药企之间的合作,积极申报企业横向课题。组织学生积极参与教师的横向课题研究,加深学生对所学知识的应用认知。我院每年会委派专业教师去医药设计院学习交流半年,参与实际生产设计。同时我院已与江西博莱大药厂有限公司合作成立九江市博正生物科技产业研究院,解决生产实际问题,目前已有部分教师和学生参与研究院的项目研究。

2.6 组织教学团队参与各级各类专业竞赛,增强学生的学习兴趣和动力,促进和反馈课程教学

积极鼓励师生参加“国药杯大赛”。依托“国药杯大赛”结果和专家点评,反馈理论学习,提高制药工程课程设计的系统性和深度,以赛促学,以赛促教,对制药设备与车间设计课程进行针对性教学改革与实践,从而全面提升学生的综合能力和专业素养。目前课题组老师带领制药工程学生团队获得三等奖1项、二等奖3项。通过竞赛提高教师的工程实践能力,反馈教学。

3 课程改革成效

通过将上述改革理念和措施引入到“制药设备与车间设计”课堂并经过两年的教学实践,收到了良好的教学效果,主要表现在以下几方面: 构建了完善的网络教学平台;学生学习和参与专业竞赛的兴趣明显提高,学习的主动性逐步增强;评价体系更趋多元化和客观性,更关注学生掌握知识和能力的程度; 专业教师的实践技能得到提升,具有实践经历或行业背景的教师占比逐步提高,团队知识结构更加优化。

4 结语

结合我院制药工程专业现状及工程教育认证理念,以“制药设备与车间设计”教学为突破口,从整合教学资源、引入优质网络资源、虚拟仿真结合车间实训、完善课程考核制度、激发团队、参与企业技术研究开发和专业竞赛等方面着手,对“制药设备与车间设计”教学模式进行改革,提高学生的学习兴趣,深化学生的工程观念,增强“药-工”联系,加强学生的创新能力和动手能力,从而提高教学质量,使“制药设备与车间设计”课程教学改革沿着正确的方向不断向前推进。