“新工科”视域下制药工程专业建设改革思路

曹帅

(亳州学院 中药学院,安徽 亳州 236800)

基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势,新技术、新产业、新业态、新模式和新经济对工程教育提出了更高要求,我国工程教育确立了“新工科”的改革方向[1]。“新工科”强调学科的前沿性和综合性,深化工程教育改革、突出实践创新能力培养是“新工科”建设的主要目标[2]。然而“新工科”的发展是对传统工科的升级改造,使人才培养能够适应未来技术创新需求,培养多元化(实践能力强、工程创新能力强、适应变化能力强)、复合型具有国际竞争力的卓越工程人才[3]。制药工程专业是交叉融合了化工、药学、医学、生物技术、机械和工程学等学科的工科专业,培养工程创新实践能力强,能够从事药品研发、工程设计、技术开发和产品生产质量管理等相关领域的应用型制药行业卓越工程技术型人才[2]109。作为传统产业的药工程专业,在“人工智能+”“大数据”“互联网+”等方面拓展变得尤为艰难,制药行业急需面向未来具有强前瞻性的工程实践能力及国际视野的高素质人才。此外,“新工科”的制药工程建设具有一定的特殊性(既“药”又“工”)且更加强调产业需求导向,因而对制药工程专业建设的改革势在必行。

1 “新工科”视域下制药工程专业建设普遍存在的问题

制药工程人才培养普遍存在一些问题:“工科教育偏理化”,办学特色不明显、专业同质化严重;教师缺乏工程背景,教学方法单一;产教融合和校企、校所合作“合而不深”,工程技术人才的培养与行业发展趋势的匹配度不高,人才供需错位;实验教学资源不足,实习实训环节薄弱、第二课堂实施及管理欠规范、学生的工程实践能力弱;“新工科”教学质量评价体系不健全,“实践与创新能力不足”等。这些,不能满足“新工科”的建设理念和人才培养的要求,是满足当前社会和行业、企业的发展需求急需解决的问题。

2 面向“新工科”的制药工程专业体系的构建

“新工科”的制药工程专业建设要针对服务面向(地方、产业),结合自身办学实际,突出优势特色,把握共性要求,明确改革的着眼点,确保成效。重塑制药工程专业“新工科”理念,重点把握“新工科”建设的关键任务(图1),突出“新工科+新技术、新标准”,以适应制药工程行业发展的需要,突出“新工科+新知识、新融合”,将制药工程与不同的学科专业有机交叉融合,培养复合型“新工科”卓越人才[4]。按照“新工科”的建设要求,调整制药工程专业的培养方向、优化课程体系、强化实践创新平台建设、建设工程型师资队伍、构建“新工科”教学质量评价体系、多元合作培养“新工科”制药人才。

图1 “新工科”的建设任务点

2.1 调整专业培养方向,创新“新工科”人才培养模式

在继承发扬传统的基础上,结合我国国情以“新工科”教育理念培养制药工程专业创新型人才。充分调研、全面了解制药工程产业“新业态”的现状、发展趋势和地方制药工程行业“新工科”的人才需求,主动适应地区制药行业经济发展及企业技术用人方面的差异化并支持学生的个性化发展的诉求[2]110。调整专业培养方向,融合“新思想、新课程、新方法、新师资、新评价”,递进式进行“制药工程认知能力-工程实践能力-工程创新能力”能力培养[5],构建多维度、多模式的“新工科”创新型工程人才培养模式。以国家制药工程专业质量标准和工程教育认证标准为基准,联合制药工程企业、相关院所、高校、政府相关职能部门共同参与培养方案的修订和完善,共同论证并确立较为合理的“以学生为中心、产出为导向、持续改进”的“准动态调控”专业培养方案。

2.2 依据制药行业发展新需求,构建制药工程实践教学体系

分析国内外制药工程行业技术发展对人才的新要求,把实践教学分为学科基础性模块(课内实验、学科基础实验)、专业基础型模块(专业实验)、综合设计型模块(专业实验、学科交叉实验等)、研究型模块(专业实验、专项研究实训等)和工程项目模块(专业综合课程设计、生产实习、专业竞赛、学生参与科研项目等)五个模块,各模块之间呈现递进式知识和能力培养关系,并对学生进行品行与能力评价并重的全过程评价。同时,为提高学生的实践与创新创业能力,在实践教学体系中构建“创新实验课(以专业综合性、学科交叉型实验为主)+学科技能竞赛(校-行业-省-国家-国际)+创新创业项目(校-省-国家)”能力提升模块,创设完善的创新创业激励机制(创新能力奖、创新学分认定、学分置换等)。

2.3 深化课程思政改革,全方位立德树人

“新工科”工程教育培养的学生应具有大国工匠精神、科技报国的家国情怀和使命担当。在人才培养过程中将思政教育元素融入到各类课程,让学生在学习知识和技能的同时,明确个人的价值,建立时代责任感和使命感。全面深化课程思政建设,细化思政案例,将思政知识点融入课程、教材、教学过程中,提高课程思政的融入度。建立多部门协同育人机制,联合马克思主义学院、学工部等多部门协同进行研讨课程建设,提升课程团队的思政育人水平。研制“新工科”课程思政体系标准,设定各个环节的指标,提升育人质量。建立课程思政激励制度,激发教师在课程思政建设方面的内在动力,加快思政理念与教学的融合。设立学生、家长、学校和企业等多元、多维度的综合评价机制,长期跟踪反馈考察课程思政的效果。

2.4 面向产业需求,优化创新型课程体系

“新工科”专业的人才培养应构建以产业需求为导向的“工科+新知识”课程体系,精药强工,更注重工程实践且与国家工程教育发展趋势、制药行业的“产业化、智能化”升级相适应,不断优化工程教育课程方案。

在课程设置方面,倡导新技术、新理论,注重多学科的交叉融合,构建以能力培养为核心,知识、能力、素质三位一体面向“新工科”问题的模块课程群,坚持理论教学与实践教学相结合的理念,注重工程实践素养和能力的培养,同时增大创新实践方面课程环节,并结合行业和企业实际论证设置的合理性,形成具有一定办学特色的创新应用型“新工科”课程体系。打造基于成果导向“三元”融合理念下的“新工科”实践教学体系(图2),注重提高学生学习的主动性和创新能力的培养,以教师为主导,教师的多角色充当,实施问题式、探究式、任务式、“互联网+”式等多种师生互动的线上线下混合式教学模式的学习。

图2 实践教学体系

对于实践性强的课程,融入企业具体化的任务或实际案例,探索“项目/任务指派教学”原则的工程教育课程教学改革。在课程教学中,采用“学生专题研究”的教学模式(图3),让学生作为教学的主体,既以学习者也以教师(工作者:老带新)身份自主参与学习[6],充分体现“教、学、做”一体化,提高学生工程应用、解决实际问题和科学研究以及团队合作的能力。

图3 “学生专题研究”的教学模式

2.5 “新工科+新技术”,搭建线上资源和教学平台

使现代信息技术、智能技术与工程教育教学相融合,实现课堂数字化、网络化、智能化,设计以人工智能、物联网等新技术为核心的人工智能多层级协同培养的数字化资源和智慧教学创新平台。加大在线课程建设(一流课程网)的力度和使用普及,所有学习资料、优质课程资源经过有效整合进行网络化,加快数字化资源库建设,便于学生课前感知学习、课中深入学习和课后复习、练习(素质拓展)。鼓励使用多样化的网络学习平台(学习通、雨课堂、大学慕课等),加强对学生学习过程中的各项数据分析,建立网络智慧学习门户、社区,提高教学效率和质量。

2.6 交叉融合,强化实践创新平台建设

整合二级教学单位、学校和企业实践教学资源构筑专题研究训练(学科基础实验-认知实习-专业基础实验)和工程实训(综合实验-生产实习-毕业设计)的制药工程实践教学体系,搭建开放共享的“三位一体”(二级教学单位-学校-企业)的制药工程类立体化工程专业实践平台[7]。

大力推进建设虚拟仿真实验教学项目,建立虚拟仿真中心,学生使用VR虚拟仿真技术设置制药企业的真实生产场景进行相关实习和实训,实现“校中有厂”的场景化教学,增强其制药工程专业的实践能力。

与企业合作搭建专业技能竞赛平台,创设企业实际岗位技能比赛,“以赛促学、以赛促教”,提升学生运用学校所学知识和技能解决实际岗位问题的实践能力。建立制药工程专业开放科研室、实验室、创客工作室、创意坊等实践创新平台,激励学生成立创新实验设计小组,配备科研导师,满足学生在实践教学的学习中或自身的创新项目课题的科研需求,培养学生的工程实践能力、创新能力和创造能力。

2.7 提升“新工科”教学质量,建设工程型师资队伍

秉承“内培+外引”的理念,构建适应“新工科”人才培养的工程型人才队伍。从制药工程企业和科研院所等邀请具有制药工程专业背景的国内外高素质、高水平专家和技术人员到校开展相关专业技能教师培养并聘请为兼职导师或教师,建立和充实工程型师资队伍,鼓励教师赴企业兼职(挂职)、参加专业建设交流会、技能培训、实践教学研讨会等,了解并掌握专业技术和学科前沿,以此提升和强化教师的制药工程教育能力,实现教师由学术研究型向工程创新型转变。为应对“新工科”人才培养的学科交叉要求,重视教师专业背景,大力引进多学科背景的教师组建不同课程群组的专业教学团队。

2.8 改革教学方法,构建“新工科”教学质量评价体系

基于“新工科”课程教学开放和与时俱进的特点,从培养学生的自主学习能力和创新能力出发,逐步推行“项目化”“模块化”“翻转课堂”“专题研究”等多种形式的教学模式改革,实行“以学生为主体”的教师、教管、产业共同参与的教学方法,提升学生的工程意识、实践能力和核心竞争力[8],并建立由激励机制(教学评优奖励)、监督机制(教育督导)、反馈机制(评课、学生评价)和约束机制(整改、限课、停课)形成自我完善闭环的教学质量保障体系,从而促使教学模式的不断完善、教师能力的提高和教学方法的改进。

“新工科”具有跨界性、多学科交融性、引领性和发展性等特点,因而,应对教学内容和知识点是否具有学科交叉性和知识引领性、课程教学中是否体现创新实践进行主体多元性考察[9]。另外,建设和完善学生信息员、教研室、二级教学单位和学校的四层联动、分工协作的“课程教学评价-专业建设评价-学校教学状态评价”的教学质量内部评价体系,实现“新工科”教学质量评价制度化与监控全覆盖,同时,结合“专业教学资源检查、日常教学检查、教学专项督查、企业、行业反馈”,构建多主体(教师、学生、校内专家、专业学会或机构等)、多维度(不同能力培养层次)、多元化(不同的教学目标完成度)、多指标(品性指标和能力指标并重)、多方式(定性和定量)的考核评价,强调动态化过程管理,实现制药工程专业教学质量评价与持续改进的常态化。

2.9 产教融合,多元合作培养“新工科”制药人才

以制药行业发展和产业技术进步驱动校企合作,使企业参与学生培养全过程,形成“接地区、近产业”的协同育人模式。与企业、科研院所、校内外学科交叉专业进行资源共享、联合设计,建立创新型、复合型专业综合实验室和实训室,弥补自身短板。与企业、科研院所建立协同育人合作组织,让学生实岗实习实训以提高工程实践能力。建立学生双导师(企业或行业专家+校内优秀教师)制,充分利用企业或行业专家的专业技术和校内优秀教师的专业理论保障学生具有的创新实践能力和卓越的“新工科”人员技术水平。

2.10 提升人才的国际竞争力,专业国际化培养

推进专业建设的国际交流和合作,“请进来和走出去”。推进学术、人才和学生的国际交流,聘请和引进国外专家或具有海外背景的专家为学生授课。引进先进的国外工程教育教育理念,吸收优秀的国际工程教育(课程体系、教学模式、评价标准等)资源,加强工程教育国际化,实现各方面与国际接轨。组织学生参加国际比赛、出国实践、国外高校短期培训等,增长学生的国际阅历,使培养的“新工科”人才既能传承中国的优秀文化,又具有国际视野和竞争力[10]。

3 结论

以“新工科”建设引领新教改、新质量、新体系、新文化的改革创新发展,提升国家硬实力。“新工科”发展的未来愿景是打造创新型、综合化、全周期的新理念[11],形成新的工科、工科新要求、交叉融合裂变的新结构,建设组织模式带动深层次变革的新模式,制定工程教育质量中国标准的新标准,形成世界水平、中国特色工程教育体系的新体系,能够培养符合并引领社会发展的新型卓越工程人才。在这种背景下,制药工程专业将秉承“新工科”人才培养的理念,改革人才培养模式,落地“新工科”人才培养方案,为制药工程行业发展和国家发展培养出卓越的新型制药工程人才。