《制药设备与车间设计》教学创新与实践*

刘文波，姜登钊，余群英，王亚丽，何 刚，金洪光，曾 明

(九江学院药学与生命科学学院，江西 九江 332000)

制药工程专业是一门多学科交叉专业，包含化学、药学(包括中药学)及工程学等学科，旨在培养能够从事药品生产制造的高级技术人才[1]。《制药设备与车间设计》是制药工程专业的重要的核心课程，旨在解决药物生产过程中的关键工艺问题及生产车间的合理设计问题；同时该课程所涵盖的知识点较为繁琐，具有抽象且复杂的特点。在信息化、智能化、全球化推动下，制药行业取得突飞猛进的进展，传统的课程内容与讲授方法已无法满足当前教育需要[2-3]。“学、研、训、赛”环环相扣教育模式具有独特的培养体系、内容、方法和手段，广泛应用于职业教育当中[4]。作者结合多年教学经验，以九江学院制药工程专业为例，对《制药设备与车间设计》课程教学内容和教学模式进行总结反思，并开展一系列的教学改革创新，将“学、研、训、赛” 环环相扣教学模式引入教学当中，以期能够对今后的教学工作提供有益的借鉴和参考。

1 教学中存在的问题

本课程主要参考王沛主编的《制药设备与车间设计》。全书可分四大部分，包括常见制药设备、生产工艺、制剂车间及工艺管道设计和辅助设施及非工艺项目设计，内容十分广泛[5]。现行教材中某些知识点相对来讲比较陈旧，没有按照当今医药产业一些前沿性的生产技术及时进行更新，与生产实际和科研创新关联度不够[6]。但是，一方面我国的制药生产设备发展日新月异，另一方面生产GMP每5年升级一次，促使制药车间设计的水平和要求也要不断提高。上述原因就造成现有的《制药设备与车间设计》课程教学内容和教学手段已经远远落后于实际生产需求，造成药-工脱节。

1.1 课堂参与度不高问题

制药设备与车间设计课程内容繁琐无序，专业实践性较强，而当前的理论教学只能让学生初步掌握中药制剂、化学制剂及生物制剂生产的工艺流程和车间设计，难以满足实际生产当中的生产工艺设计和车间设计要求。传统教学以老师为中心，方法单一陈旧，影响学生对课程知识的感性认识和灵活运用的能力，导致学生专业理论课课堂参与度不高，学习兴趣不浓厚。

1.2 学时少，课堂教学很难保证学生对所学知识系统掌握

当前，整体课时压缩是本科教育的重大趋势。目前该课程理论课时一般为48课时或32课时。单纯依靠有限的课堂教学时间，只能完成大纲要求的知识点理论讲解，主要讲解内容是常见制剂生产设备的构造、工作原理及适应范围，制剂车间设计内容也只能以原则介绍为主。往往忽略了制剂生产的生产制度、人员排班原则及工艺管道设计等内容，而这些恰恰是生产过程中设备选型和车间布置的重要基础。繁琐无序的知识点加之课时少导致教学中理论与实践结合不够，使得学生很难系统掌握知识点。

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主要是以期末考试为主，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设备异常处理能力。由此看来，针对该门课程目前采用的这种传统的考核方式很难使学生达到上述这种学习效果，学生的分析、解决问题的能力得不到提升。

1.4 专业教师缺乏工程实践经历

制药工程专业是典型的交叉学科，既要求有化学、药学的基础，同时又要具备有工程性质的基础[2]。这就要求制药工程专业教师要有丰富的生产实践阅历和一定车间设计实践基础。然而，目前高校招聘专任教师都是高层次引进人才，普遍要求具有博士学位。他们专业理论功底非常扎实，但由于是从学校直接到学校，缺乏药企实际工作经验[7]。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。

2 教学改革的措施与实践

本次教学研究以项目式教学和学科竞赛为导向，借助传统教学结合网络教学平台为基础，从虚拟仿真结合车间实训为切入点，形成“学、研、训、赛”环环相扣的教学方法提升教育教学理念。

2.1 学是前提

指专业知识学习，学生按照学科竞赛反馈和企业生产要求，学习理论知识，提高职业素质。

2.1.1 整合教学内容，使其系统化、模块化

精简学习内容，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)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)及虚拟仿真实训(8学时)，总计32学时。每个模块设备部分应该重点讲述典型设备和车间设计方案。

2.1.2 借助网络教学资源，将前沿知识带进课堂

在教学过程中，利用超新学习通平台，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)，将教学重点、PPT及其他资源上传到教学平台，课间进行章节知识点即时测试，课后就最新专业热点问题进行线上网络论坛、设计任务的网上沟通与指导、优秀作品图纸的网络展示等，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)，让学生利用课余时间学习。最后，充分利用网络资源，将中国制药网等网站、制药通等手机APP等最前沿的发展动态补充引入教学当中，扩展学生知识层面。通过上述措施可以激发起学生的学习兴趣和好奇心，促进学生更好地掌握课程内容，弥补传统课堂的不足。

2.1.3 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(20%)，增加项目考核成绩的比重(80%)。根据《制药设备与车间设计》课程的特殊性，增加项目式考核成绩比重。课程考核以制药工程专业竞赛的模式为基础，采取3～5人一个小组，分成若干组，由老师撰写并下达任务书，内容包括中药制剂、液体制剂、固体制剂(散剂、颗粒剂、胶囊剂、片剂)及注射剂生产工艺和生产车间的设计，教学团队教师指导学生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，由教学团队老师进行质疑和提问。最后由团队老师结合设计说明书、设计图纸、汇报答辩三部分情况进行综合打分。

2.2 研是基础

指技术研究，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。同时我院已于江西博莱大药厂有限公司合作成立的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。

2.3 训是关键

指专业技能培训，通过虚拟仿真结合车间实训，加强理论和实践结合。

制药工程专业虚拟仿真实验教学具有操作安全、教学直观及共享开放等优势[8-9]，可以弥补实训不足的短板。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教学，学生能接了解进一步制药设备的构造及操作原理，同时也能够能“身临其境”地熟悉药物制造的全过程及其工艺流程，也对车间布局有了深入的了解。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，尤其是在疫情期间发挥了重要作用。

进入药厂实习能够进一步巩固理论知识和锻炼动手操作能力。目前我院已经和33家药厂签订了实习实践协议，每个学期安排教师带领学生进入药厂实习一个月，实地参观并亲自参与生产；同时聘请企业一线技术员工作为兼职教师，讲解药厂车间厂房布置、制剂过程、制药机械设备等内容，进一步巩固理论知识和锻炼动手操作能力。

2.4 赛是动力

指专业学科竞赛，通过组织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“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛(简称：国药杯大赛)。国药杯大赛是由教育部高等学校药学类专业教指委主办的制药工程专业竞赛。将国药杯大赛结果和专家点评引入到理论学习，提高制药工程课程考核设计的系统性、专业性和深度，以赛促学，以赛促教，对制药设备与车间设计课程教学内容进行针对性补充，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：课程内容经过精简整合得到优化；学生的学习主动性明显增强，课堂参与度提高；课程考核制度得到完善和客观化，更注重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，团队知识结构更加优化。

4 结 语

在新技术迅速发展的推动下，制药行业发生着日新月异的变化，其人才培养质量的提高是决定该行业能否适应将来社会发展的基础。通过将“学、研、训、赛”环环相扣教学模式引入《制药设备与车间设计》教学当中，通过优化教学内容，增强教学团队工程实践能力，提升专业技能培训，完善考核制度等手段提高学生的学习兴趣，深化学生的工程观念，加强学生的创新能力和动手能力，增强药-工联系，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。