新工科背景下基于CDIO理念的制药类毕业设计教学改革探索*

蒋德旗

（玉林师范学院 生物与制药学院，广西 玉林 537000）

新工科建设是一种新的工程教育发展模式，培养具备更强创新创业能力的新型工程科技人才。CDIO为Conceive构思、Design设计、Implement实现及Operate运作的首字母组合，它是一种以产品开发至产品使用整个周期为载体的工程教育理念，可使学生工程学习的形式变得积极主动，所学课程间融会贯通［1］。CDIO与新工科两者在工程教育重视这点上是完全相同的，CDIO显示课程之间的系统连贯性和工程教育的主导地位。毕业设计（论文）作为制药类专业人才培养方案中实践教学的核心内容，是工科能力培养的关键课程。在新工科背景下，结合人才培养理念与目标，改革和创新制药类专业毕业设计教学模式，提高学生实践、创新及工程能力，对于满足社会发展对制药人才需求具有十分重要的意义。

我国普通地方院校由于办学条件的限制，制药类专业毕业设计教学过程还有以下问题尚需解决：学生重视程度不够；毕业设计题目偏重基础研究，工程设计类题目较少；学生实践操作能力不强；就业压力是影响毕业论文质量的重要因素，毕业生大四期间大多忙于参加各种招聘会、考研及复试；学校与企事业单位合作不成熟、不深入，直接阻碍校外导师参与毕业设计工作；校内导师态度不积极、主观能动性不足，不重视毕业设计（论文）指导过程：这些将直接影响毕业设计质量。大多数校内导师工程经验不丰富，指导过程比较困难；研究经费不足及工程实训条件缺乏；毕业设计考核评价机制不合理。在新工科背景下如何结合制药类专业特点进行毕业设计教学改革，对于制药工程人才工程实践能力提升非常重要。

1 制药类专业毕业设计现状调查与分析

以玉林师范学院2021—2022年毕业的制药工程和生物制药专业本科毕业生为对象，开展问卷调查，主要对毕业设计（论文）实施过程中的问题进行考查，以获得毕业设计教学质量的学生评价情况。收到有效问卷210份，结果发现：学生选择毕业设计（论文）课题主要考虑就业需要（48.2%），其次结合考研专业与方向（32.6%），还考虑时间长短及灵活度是否影响就业找工作（15.8%）［2］；毕业设计类型中基础研究类题目占78.5%，工程设计类占14.6%；毕业设计地点则绝大部分在校内，占比87.2%，企事业单位占12.8%；毕业设计难易程度分别为中等（32.5%）、容易（58.4%）、难（9.1%）；毕业设计工作量分别为大（25.4%）、适中（60.4%）、少（14.2%）；经过毕业设计或论文实验训练，学生素质与能力获得提升的次序为：分析解决问题能力（64.2%）、文献资料查阅及综述技能（64.5%）、实验操作动手能力（58.3%）、试验设计与创新思维（56.4%）、团队协作能力（31.8%）；经过毕业设计实践环节训练后，受访者认为现有课程教学中应该进一步强化的环节包括：文献检索与科技论文写作（62.8%）、实验教学（42.3%）、专业英语（40.6%）、工程制图（21.5%）、生产实习（25.7%）、专业理论课（30.2%）和工科基础课（13.8%）；学生对老师指导形式的满意程度中“很满意”占比52.7%，“满意”占比41.8%，“不满意”比例为5.5%。此外，受访者建议以后实验课多开设开放性试验及自主创新性试验，还认为现有实验硬件条件不能完全满足需要，部分仪器设备陈旧，需加强实验仪器设备购置和更新。以上结果说明制药类专业毕业设计还存在工程设计能力及创新能力培养不足等诸多问题尚待解决。

2 基于CDIO理念的制药类专业毕业设计教学改革措施

2.1 基于CDIO工程教育理念的四阶段毕业设计教学模式的探索

根据CDIO理念“构思—设计—实现—运作”四个阶段，毕业设计教学过程可对应分为“引导—选题—实施—总结”四环节［3］。第一阶段（第一至第四学期），传授学生制药工程专业基础知识和基本实验技能，培养学生的工程专业素质和创新思维；第二阶段（第五至第六学期）让学生根据自己的本科学习经历和职业目标选择毕业设计（论文）课题；第三阶段（第七学期）构思毕业设计（论文）方案，按照实验计划或设计方案实施，期间可做微小调整或修改，获得相关设计成果或实验结论；第四阶段（第八学期）对毕业论文或毕业设计作品进行验收或答辩，并提出切实可行的进一步研究建议或设计思路。

2.2 采用多元化毕业设计模式进行个性化培养

根据学生兴趣及未来就业意向等，毕业设计选题可选择与科研项目、大创项目、学科竞赛及制药企业课题等相结合的多元化模式，以适应新工科工程教育人才质量培养要求。与科研课题相结合，吸纳本科生参与科研项目，科教协同育人，增强学生实验操作技能，同时也可支持学生分析实验数据、撰写学术论文或专利申请书，为将来研究生深造或企业科研院所工作奠定基础。将企业生产实践中遇到的问题纳入毕业设计选题范畴，将有助于校企合作真正落实，互惠互利，既能培养高质量人才，又能解决企业所遇到的生产难题。与学科竞赛相结合，自主申报并完成大创项目，都有利于培养学生的创新意识及综合实践能力。弹性学制可应用于自主创业的学生，支持他们孵化创新创业成果。此外，还可拓展药品市场调查与分析等形式的毕业设计，包含以上措施和办法的多元化毕业设计模式将有助于创新教育与工程教育有机融合的实现［4］。毕业设计选题必须符合专业培养目标的要求，贯彻理论联系实际的原则，尽可能选择与生产、科研或实验室建设任务相结合的工程技术问题。具体包括：巩固、灵活地应用和扩大所学的专业理论知识，着重对学生进行一次工程师基本技能的综合训练，培养学生分析和解决本专业工程技术实际问题的独立工作能力，深入钻研本专业某一方面的工程技术问题，要根据个人的业务专长和兴趣爱好选定课题，因为这样的选题设计者基础雄厚、劲头足、容易出成果［5］。题目宜小不宜大，毕业设计受时间和经费的限制，选题不宜太大，题目小，容易研究深透，易出成果，要注意发挥自己的主观能动性和想象力，进行积极的思考。要充分运用自己的思考力，对材料进行积极加工，进行创造性想象，从而探索出适合自己的新课题。

2.3 导师制度的改革

新工科背景下毕业设计应实施和建立新的指导教师制度，以学生为主体、导师为“顾问”。学生自由选择毕业设计题目，学生在导师“顾问”身份的正确指导下完成毕业设计。不同学习经历和研究专业方向的3～4位导师构成一个指导小组，变革以往“一师多生”的毕业设计指导模式，建立新工科发展要求下“教学团队全方位”指导模式。此外，综合考虑导师研究经费、职称及工程实践经验等因素，分配毕业设计学生名额，改革以往平均分的状况。毕业设计各个环节，从选题、准备材料，到课题设计、绘图，编制设计任务书、答辩等，都应有指导教师的指导，这样不仅节省时间，少走弯路，而且能够得到导师的指教，正确运用科研方法，提高设计水平和研究能力，从而更好地达到教学目的。

2.4 构建校企合作毕业设计模式

加强学校与制药企业合作交流，聘请企业工程师参与毕业论文指导，实行“校内导师+校外导师”双导师制。校外导师的主要优势是有真实的课题需求、市场敏感度、相应的开发环境和技术、规范的过程管理、积极向上的企业文化精神，对设计结果有更严格的测试要求，文档撰写的规范等［6］。定期选派教师参与制药企业工程培训和挂职锻炼，提升教师工程实践指导水平。积极招聘具有大型药企工作经历的药学专业高职称或高学历人才，其解决复杂工程问题的能力与素养对于学生成长大有裨益。支持引导学生完成与大中型制药企业生产实际相结合的毕业设计（论文），将理论知识切实运用于生产实践中，努力实现CDIO“做中学，学中做”的目标［7］。

2.5 毕业设计过程监督及考核评价制度改革

毕业设计（论文）实施过程的各个环节应接受学校、院系、教研室三个层面的阶段性检查，定期考核其进度及工作质量，检查实验记录是否规范等。注重毕业设计（论文）考核评价和答辩制度的改革，质量评价体系应加强“过程”考核，确保覆盖设计研究过程的各个环节，论文形式审核由专人严格按照要求执行，答辩资格审查可由2人以上教师团队完成，意见不一致交由第三者决定，通过方可参加现场答辩［8］；实行指导教师现场回避制度；每个答辩小组至少邀请一名具有工程经验的校外导师参加；答辩提问方式应由“批判式”改为“探讨式”；毕业设计成绩评定要公平公正，权衡各项评价指标，应加强对毕业设计“过程”的考核，减少“结果”所占分数比例。为了使毕业设计最大限度地发挥出应有的人才培养的效果，可以参照科研课题的方式安排学生的工作过程，由此可以形成过程性安排与教学指导的基本模式——“四规模式”，即规定时间、规定地点、规定任务和目标规定，指导过程记录［6］。每周见面指导的时间和地点安排相对固定，每周每个学生接受指导的时间应为1 h左右。特别是见面指导的时间安排要参照上课课表，能公开报送学院备案，并接受督导和检查。首先要参照科研课题模式制定阶段性计划，每次见面指导应以所制定计划相应各项任务的落实情况、存在问题等为依据进行交流。每次见面指导都应参照科研课题的过程模式，形成准确的记录，记录项目的实际进展情况，并为后续的人才培养质量分析提供基础性数据。此外，对低质量的毕业设计执行末位淘汰制，试行二次答辩，即第一次未通过答辩的学生，参加二次答辩，如仍未通过，则无法正常毕业，这项措施可促使学生端正毕业设计态度、保证毕业设计质量。

2.6 跨专业跨学科毕业设计联合指导方案摸索

跨学科毕业设计联合指导方案是工程教育实践教学改革的必然趋势，同时也符合跨学科发展的新工程建设理念［4］。在毕业设计（论文）中尝试开展多学院、多专业联合指导，多学科交叉培育，充分发挥学科优势和产学研一体化理念，对接新工科专业。跨越院系、专业之间的隔阂，制药类专业可与化工、生物、机械工程、市场营销等专业共同制定毕业设计指导方案，让同学们以团队成员的身份一起学习，同时拓展知识面，改善思维模式。

3 总结

综上所述，将CDIO工程教育理念应用于地方院校制药类专业的毕业设计（论文）教学改革中，建立“引导-选题-执行-总结”四过程的毕业设计教学模式。采取多元化模式进行毕业设计，实现个性化人才培养。变革以往“一师多生”的毕业设计指导模式，建立新工科发展要求下“教学团队全方位”指导模式，指导过程建议使用“四规模式”，保证教师指导真正落到实处。协作式的团队科研训练和学科竞赛相比“单打独斗”方式更有利于学生创新欲望激发和创新能力提升，教师团队指导模式能够弥补导师专业知识缺陷及指导经验不足等缺点，有助于学生综合素养提高和能力全面发展。新工科背景下CDIO执行阶段尽可能地选择在制药企业完成毕业设计，只有选题与企业生产实际问题相结合，才能保证校企合作和工程教育落到实处。改进的毕业设计考核评价体系将设计过程、工程性、团队协作及创新性等作为考核指标，“批判式”答辩方式应改为“探讨式”，答辩还可执行末位淘汰制，毕业设计考核“结果”评价方式应向“过程”倾斜，确保毕业设计考核评价的全面性。在毕业设计（论文）中还可尝试摸索跨专业跨学科毕业设计联合指导方案，满足学生对不同专业知识及新工科对综合性工程人才的需求。CDIO工程教育理念与地方应用型高校制药类专业毕业设计教学的有机融合，将有助于制药专业高级技术人才培养质量与就业竞争力的提升。