新工科背景下地方高校制药工程专业实践能力培养的研究与实践

杨俊杰 李 灿

（信阳农林学院 生物与制药工程学院,河南 信阳464000）

自教育部2017年发布《关于开展新工科研究与实践的通知》以来,全国各行业和各高校都在开展“新工科”的探索与实践。制药工程专业作为工科类别中的小众专业,同时,设置本专业的高校办学背景相差甚大[1],有综合高校、工科高校、医药高校以及农林高校等,造成了该专业的新工科建设难度较大。制药工程专业对毕业生的实践能力要求较高,但由于制药行业的特殊性,制药企业因为药品生产质量管理规范（Good Manufacturing Practice, GMP）管理要求和自身企业保密的需要,不愿意接受学生实习,因此国内普遍存在制药工程专业实习困难、实践性教学不好开展的共性问题。学生实践能力的“短板”导致了创新能力和实践动手能力存在较大的不足[2,3],这与以新技术、新产业、新业态和新模式为特征的新工科的要求有较大的差距[4]。为了解决上述问题,我校立足于自身实际,充分调动各方资源,构建了一个能够顺应新工科发展要求的地方高校制药工程专业实践能力培养模式。

1 如何凝练制药工程专业的“新工科”之“新”

新工科是以新技术、新产业、新业态和新模式为特征的新经济对工程教育的新要求[5]。就制药工程专业而言,作为一个传统产业,无法在“人工智能+”、“互联网+”等方面挖掘。因此,我们设计制药工程专业新工科理念时,着重突出“新工科+新技术”和“新工科+新融合”,即在课程设计中引入最新的制药工程技术,以适应新时代制药工业发展的需要,将药学、工程学、化工技术、自动化技术等与制药工程密切相关的学科技术有机融合,培养复合型人才。

2 如何在新工科浪潮下找准自己的定位

作为地方应用型本科高校,没有工科背景优势,也没有综合性大学的理科优势,既不能创造“工科+”,也不能走理工交叉融合,催生新兴专业。地方高校的使命是培养服务地方的应用型人才,因此新工科的定位应该围绕服务一线产业和服务于办学定位两个方面来拓展。我校地处中药资源丰富的大别山区,以农林特色为基础,所有专业都要围绕“强农兴农”大局来发展。我校制药工程专业主要围绕立足于特色中药资源的大健康产业进行拓展和创新。我校传统的中药相关学科,比如中药资源农药、中药兽药、中药渔药、中药及中成药制品、中药保健食品、中药化妆品,分散在不同的学院和专业,通过制药工程专业为纽带,将上述资源整合成大健康产业链,通过新工科的带动,促使传统的手工作坊式、实验室瓶瓶罐罐式的教学和研究向工业化4．0 方向迈进。

3 如何打造新工科理念下的成果导向（Outcome Based Education,OBE）的实践教学体系

3．1 培养目标定位

为了适应新时期社会发展的需求,制药工程专业不能局限于本专业的科学技术与技能的培养,还需要具备与其他学科交叉融合的技能。地方本科高校的核心办学定位就是服务地方。同时根据我校的农林特色,将我校的制药工程专业人才培养目标定位为:培养能够适应新形势发展要求,服务于地方中药及相关产业,德智体美劳全面发展的应用型人才。

3．2 毕业能力要求

传统的毕业要求重点强调掌握制药工程相关的基本知识,具备对制药工艺进行研究、开发和设计的基本能力等专业技能。按照新工科建设要求,改革更新实践教学内容,培养学生科学、人文、工程素养,增强将制药技术、工程管理、质量管理、成本核算及节能环保等知识融会贯通并运用到解决实际工程问题的能力[2]的培养。

3．3 构建能力培养为导向,“三元”融合的实践教学体系

实践教学是巩固理论知识和加深对理论认知的重要手段,是培养学生实践能力和创新能力的主要方法,构建科学的实践教学体系是提高人才培养质量的重要保证[6]。在设定实践教学时,首先对能力培养进行细化分解,对应到每个学期、每门课程。将实践教学“课程实验”、“课程实习与设计”、“毕业综合训练”三个环节有机融合起来。课程实验要解决问题的“点”,培养学生基本能力；课程实习与设计要解决问题的“线”,培养学生专业能力；毕业综合训练,要解决问题的“面”,培养学生职业能力。以毕业要求达成度为依据,反馈实践教学效果,然后持续改进,形成良性循环。

4 健全保障体系,确保实践教学效果

4．1 完善校内实践平台建设

由于受到场地和条件的限制,过去的制药工程专业实验多以工艺理论为主,与生产实践脱轨。为了确保实践教学的工程属性,我校投资建设了药物制剂生产线,选用的喷雾干燥设备、药物粉碎、混合、过筛设备、沸腾制粒设备、压片设备等均为实际生产的最小型号或者是中试设备,与大生产基本吻合。并且与企业合作,将企业的药物合成中试车间直接搬进校园,真正实现了教学与一线的零距离。

4．2 开展“产教融合”、“校企合作”,拓展校外实践空间

制药工程人才培养的目的是为医药行业输送合格的、满足需求的人才,供需双方沟通是否畅通直接影响到人才培养的质量。为了确保毕业综合训练的效果,必须有一定数量合作关系良好的、稳定的校外实践基地。目前我校制药工程专业已经与河南羚锐制药股份有限公司、河南同源制药有限公司、河南息半夏药业有限公司、遂成药业股份有限公司等共17家企业达成产学研合作协议。2019年我校成功申报了教育部产教协同项目1 项,与广州汇标测试中心就新工科检测人才进行联合培养。以上校企合作为校外实践教学提供了保障。

4．3 打造实训仿真平台,弥补校内实践教学短板

国内制药工程专业普遍存在生产实习企业落实困难、实习过程简单、学生缺少自主动手练习机会等诸多困难。同时制药化工还存在易燃、易爆、有毒等不安全因素。虚拟仿真技术将药厂生产过程用虚拟现实技术（Virtual Reality, VR）技术重现,学生可以身临其境的观看药厂车间布局、各种药物剂型的生产工艺流程[7]。但建设虚拟仿真平台投资成本较高,且使用面有限,各个高校均自行建设会造成极大的资源浪费。因此,我校采用和其他高校联合的方式来建设虚拟仿真实验平台。本校学生可以通过互联网登录其他高校的云端虚拟仿真项目,或在本校虚拟仿真实验室通过VR 装备进行更为逼真的沉浸式实训操作。

5 强化师资力量,提高实践教学能力

教师的实践教学能力对实践教学水平起到了决定性作用。为了弥补高校教师大多是学术型硕博士毕业而实践教学能力不足的问题,我校采用“走出去,请进来”的办法。要求年轻老师到合作育人单位锻炼,每年不少于30 天。从企业“挖”高层人才到我校任教。目前本专业的学科带头人及部分骨干教师均来自一线企业。聘请企业高层次人才担任我校兼职教师,负责实习实训指导和毕业论文设计。通过以上举措,有力地提升了我校实践教学师资力量。

6 加强特色教材、特色课程建设,提升教学水平

为了突出应用型本科教学特色,我校作为“河南省应用型本科教材建设联盟”单位,负责制药工程专业教材开发。目前已经建成应用型本科教材《制药工程原理与设备》和《药剂学》。《制药工程原理与设备》课程被评为河南省一流课程,得到了省内同行的认可。

7 更新教学观念、改进教学方法,确保实践教学效果

为了应对新形势下高等教育面临的挑战,首先要更新教学观念,从传统的以“教”为中心转变为以“学”为中心。老师再不能几十年如一日重复教条的知识点,需要去学习和思考如何去设计一节课、一个环节,褪去“主角”光环,变身为导演和编剧,让学生成为课堂和学习的主角。根据不同情境要求,采用案例教学、讨论课、问题驱动（Problem Based Learning,PBL）等多种教学方法和手段让课堂“活”起来,学生“动”起来。

总之,新工科建设对制药工程专业而言,既是机遇又是挑战,为地方高校开辟了一个专门的比赛轨道。但是能否在竞争中立于不败之地,还要靠自身努力。实践能力培养是本专业建设的重中之重。因此,我们要认清自身的差距和不足,以问题为导向,持续改进,不断提升我校制药工程专业的实践能力,为地方经济和行业发展做出贡献。