《制藥設(shè)備與車間設(shè)計》教學(xué)創(chuàng)新與實踐*

劉文波，姜登釗，余群英，王亞麗，何 剛，金洪光，曾 明

(九江學(xué)院藥學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，江西 九江 332000)

制藥工程專業(yè)是一門多學(xué)科交叉專業(yè)，包含化學(xué)、藥學(xué)(包括中藥學(xué))及工程學(xué)等學(xué)科，旨在培養(yǎng)能夠從事藥品生產(chǎn)制造的高級技術(shù)人才[1]?！吨扑幵O(shè)備與車間設(shè)計》是制藥工程專業(yè)的重要的核心課程，旨在解決藥物生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工藝問題及生產(chǎn)車間的合理設(shè)計問題；同時該課程所涵蓋的知識點較為繁瑣，具有抽象且復(fù)雜的特點。在信息化、智能化、全球化推動下，制藥行業(yè)取得突飛猛進的進展，傳統(tǒng)的課程內(nèi)容與講授方法已無法滿足當(dāng)前教育需要[2-3]?！皩W(xué)、研、訓(xùn)、賽”環(huán)環(huán)相扣教育模式具有獨特的培養(yǎng)體系、內(nèi)容、方法和手段，廣泛應(yīng)用于職業(yè)教育當(dāng)中[4]。作者結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗，以九江學(xué)院制藥工程專業(yè)為例，對《制藥設(shè)備與車間設(shè)計》課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式進行總結(jié)反思，并開展一系列的教學(xué)改革創(chuàng)新，將“學(xué)、研、訓(xùn)、賽” 環(huán)環(huán)相扣教學(xué)模式引入教學(xué)當(dāng)中，以期能夠?qū)窈蟮慕虒W(xué)工作提供有益的借鑒和參考。

1 教學(xué)中存在的問題

本課程主要參考王沛主編的《制藥設(shè)備與車間設(shè)計》。全書可分四大部分，包括常見制藥設(shè)備、生產(chǎn)工藝、制劑車間及工藝管道設(shè)計和輔助設(shè)施及非工藝項目設(shè)計，內(nèi)容十分廣泛[5]?，F(xiàn)行教材中某些知識點相對來講比較陳舊，沒有按照當(dāng)今醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)一些前沿性的生產(chǎn)技術(shù)及時進行更新，與生產(chǎn)實際和科研創(chuàng)新關(guān)聯(lián)度不夠[6]。但是，一方面我國的制藥生產(chǎn)設(shè)備發(fā)展日新月異，另一方面生產(chǎn)GMP每5年升級一次，促使制藥車間設(shè)計的水平和要求也要不斷提高。上述原因就造成現(xiàn)有的《制藥設(shè)備與車間設(shè)計》課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于實際生產(chǎn)需求，造成藥-工脫節(jié)。

1.1 課堂參與度不高問題

制藥設(shè)備與車間設(shè)計課程內(nèi)容繁瑣無序，專業(yè)實踐性較強，而當(dāng)前的理論教學(xué)只能讓學(xué)生初步掌握中藥制劑、化學(xué)制劑及生物制劑生產(chǎn)的工藝流程和車間設(shè)計，難以滿足實際生產(chǎn)當(dāng)中的生產(chǎn)工藝設(shè)計和車間設(shè)計要求。傳統(tǒng)教學(xué)以老師為中心，方法單一陳舊，影響學(xué)生對課程知識的感性認(rèn)識和靈活運用的能力，導(dǎo)致學(xué)生專業(yè)理論課課堂參與度不高，學(xué)習(xí)興趣不濃厚。

1.2 學(xué)時少，課堂教學(xué)很難保證學(xué)生對所學(xué)知識系統(tǒng)掌握

當(dāng)前，整體課時壓縮是本科教育的重大趨勢。目前該課程理論課時一般為48課時或32課時。單純依靠有限的課堂教學(xué)時間，只能完成大綱要求的知識點理論講解，主要講解內(nèi)容是常見制劑生產(chǎn)設(shè)備的構(gòu)造、工作原理及適應(yīng)范圍，制劑車間設(shè)計內(nèi)容也只能以原則介紹為主。往往忽略了制劑生產(chǎn)的生產(chǎn)制度、人員排班原則及工藝管道設(shè)計等內(nèi)容，而這些恰恰是生產(chǎn)過程中設(shè)備選型和車間布置的重要基礎(chǔ)。繁瑣無序的知識點加之課時少導(dǎo)致教學(xué)中理論與實踐結(jié)合不夠，使得學(xué)生很難系統(tǒng)掌握知識點。

1.3 課程設(shè)計考核方式不夠完善

目前，各高校對于制藥設(shè)備與車間設(shè)計這門課程普遍采用的是傳統(tǒng)的課程考核方式，對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的檢查主要是以期末考試為主，主要是對課本理論知識掌握程度的考查，一般采取閉卷的形式。這就導(dǎo)致學(xué)生在平時的學(xué)習(xí)過程中很難提高學(xué)習(xí)的積極性。而制藥設(shè)備與車間設(shè)計這門課程實踐性比較強，與企業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān)，重視解決實際生產(chǎn)問題的能力以及設(shè)備異常處理能力。由此看來，針對該門課程目前采用的這種傳統(tǒng)的考核方式很難使學(xué)生達(dá)到上述這種學(xué)習(xí)效果，學(xué)生的分析、解決問題的能力得不到提升。

1.4 專業(yè)教師缺乏工程實踐經(jīng)歷

制藥工程專業(yè)是典型的交叉學(xué)科，既要求有化學(xué)、藥學(xué)的基礎(chǔ)，同時又要具備有工程性質(zhì)的基礎(chǔ)[2]。這就要求制藥工程專業(yè)教師要有豐富的生產(chǎn)實踐閱歷和一定車間設(shè)計實踐基礎(chǔ)。然而，目前高校招聘專任教師都是高層次引進人才，普遍要求具有博士學(xué)位。他們專業(yè)理論功底非常扎實，但由于是從學(xué)校直接到學(xué)校，缺乏藥企實際工作經(jīng)驗[7]。這就造成青年教師在課堂教學(xué)上不善于理論聯(lián)系實際，不能很好地指導(dǎo)學(xué)生的實習(xí)實訓(xùn)活動，無法提高學(xué)生的興趣。

2 教學(xué)改革的措施與實踐

本次教學(xué)研究以項目式教學(xué)和學(xué)科競賽為導(dǎo)向，借助傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺為基礎(chǔ)，從虛擬仿真結(jié)合車間實訓(xùn)為切入點，形成“學(xué)、研、訓(xùn)、賽”環(huán)環(huán)相扣的教學(xué)方法提升教育教學(xué)理念。

2.1 學(xué)是前提

指專業(yè)知識學(xué)習(xí)，學(xué)生按照學(xué)科競賽反饋和企業(yè)生產(chǎn)要求，學(xué)習(xí)理論知識，提高職業(yè)素質(zhì)。

2.1.1 整合教學(xué)內(nèi)容，使其系統(tǒng)化、模塊化

精簡學(xué)習(xí)內(nèi)容，依據(jù)課本內(nèi)容結(jié)合歷年參賽優(yōu)秀作品(“國藥工程杯”全國大學(xué)生制藥工程設(shè)計競賽)和實際生產(chǎn)案例，我們將該課程分為四大模塊：提取設(shè)備及車間設(shè)計(6學(xué)時)、固體制劑設(shè)備及車間設(shè)計(10學(xué)時)，液體制劑設(shè)備及車間設(shè)計(8學(xué)時)及虛擬仿真實訓(xùn)(8學(xué)時)，總計32學(xué)時。每個模塊設(shè)備部分應(yīng)該重點講述典型設(shè)備和車間設(shè)計方案。

2.1.2 借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，將前沿知識帶進課堂

在教學(xué)過程中，利用超新學(xué)習(xí)通平臺，構(gòu)建了制藥設(shè)備與車間設(shè)計網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(https：//mooc1-1.chaoxing.com/course-ans/ps/205368273)，將教學(xué)重點、PPT及其他資源上傳到教學(xué)平臺，課間進行章節(jié)知識點即時測試，課后就最新專業(yè)熱點問題進行線上網(wǎng)絡(luò)論壇、設(shè)計任務(wù)的網(wǎng)上溝通與指導(dǎo)、優(yōu)秀作品圖紙的網(wǎng)絡(luò)展示等，突破課堂教學(xué)學(xué)時限制，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。同時為了增強學(xué)生CAD基礎(chǔ)，又分別增加了AutoCAD2020實戰(zhàn)案例網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(https：//mooc1-1.chaoxing.com/course-ans/ps/217024090)和AutoCAD2020實用教程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(https：//mooc1-1.chaoxing.com/course-ans/ps/216947453)，讓學(xué)生利用課余時間學(xué)習(xí)。最后，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，將中國制藥網(wǎng)等網(wǎng)站、制藥通等手機APP等最前沿的發(fā)展動態(tài)補充引入教學(xué)當(dāng)中，擴展學(xué)生知識層面。通過上述措施可以激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心，促進學(xué)生更好地掌握課程內(nèi)容，彌補傳統(tǒng)課堂的不足。

2.1.3 完善課程考核制度，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)

降低期末考試成績在整個考核過程中的比重(20%)，增加項目考核成績的比重(80%)。根據(jù)《制藥設(shè)備與車間設(shè)計》課程的特殊性，增加項目式考核成績比重。課程考核以制藥工程專業(yè)競賽的模式為基礎(chǔ)，采取3～5人一個小組，分成若干組，由老師撰寫并下達(dá)任務(wù)書，內(nèi)容包括中藥制劑、液體制劑、固體制劑(散劑、顆粒劑、膠囊劑、片劑)及注射劑生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)車間的設(shè)計，教學(xué)團隊教師指導(dǎo)學(xué)生完成設(shè)計說明書的撰寫和相關(guān)圖紙的繪制，并制作PPT進行展示匯報，由教學(xué)團隊老師進行質(zhì)疑和提問。最后由團隊老師結(jié)合設(shè)計說明書、設(shè)計圖紙、匯報答辯三部分情況進行綜合打分。

2.2 研是基礎(chǔ)

指技術(shù)研究，積極參與企業(yè)技術(shù)研究開發(fā)、推廣和創(chuàng)新。

學(xué)院積極鼓勵教師加強與醫(yī)藥設(shè)計院、藥企之間的合作，積極申報企業(yè)橫向課題。組織學(xué)生積極參與教師的橫向課題研究，加深學(xué)生對所學(xué)知識的應(yīng)用認(rèn)知。我院每年會委派專業(yè)教師去醫(yī)藥設(shè)計院學(xué)習(xí)交流半年，參與實際生產(chǎn)設(shè)計。同時我院已于江西博萊大藥廠有限公司合作成立的九江市博正生物科技產(chǎn)業(yè)研究院，解決生產(chǎn)實際問題，目前已有部分教師和學(xué)生參與研究院的項目研究。

2.3 訓(xùn)是關(guān)鍵

指專業(yè)技能培訓(xùn)，通過虛擬仿真結(jié)合車間實訓(xùn)，加強理論和實踐結(jié)合。

制藥工程專業(yè)虛擬仿真實驗教學(xué)具有操作安全、教學(xué)直觀及共享開放等優(yōu)勢[8-9]，可以彌補實訓(xùn)不足的短板。目前我院已引進南京藥育虛擬仿真系統(tǒng)，借助制劑的虛擬仿真教學(xué)，學(xué)生能接了解進一步制藥設(shè)備的構(gòu)造及操作原理，同時也能夠能“身臨其境”地熟悉藥物制造的全過程及其工藝流程，也對車間布局有了深入的了解。虛擬仿真實驗教學(xué)有效解決了學(xué)生在藥企實習(xí)難的問題，顯著提高了制藥工程專業(yè)學(xué)生的實踐能力及解決復(fù)雜工程問題的能力，尤其是在疫情期間發(fā)揮了重要作用。

進入藥廠實習(xí)能夠進一步鞏固理論知識和鍛煉動手操作能力。目前我院已經(jīng)和33家藥廠簽訂了實習(xí)實踐協(xié)議，每個學(xué)期安排教師帶領(lǐng)學(xué)生進入藥廠實習(xí)一個月，實地參觀并親自參與生產(chǎn)；同時聘請企業(yè)一線技術(shù)員工作為兼職教師，講解藥廠車間廠房布置、制劑過程、制藥機械設(shè)備等內(nèi)容，進一步鞏固理論知識和鍛煉動手操作能力。

2.4 賽是動力

指專業(yè)學(xué)科競賽，通過組織參與各級各類專業(yè)競賽，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力，促進和反饋課程教學(xué)。

積極鼓勵師生參加“國藥工程杯”全國大學(xué)生制藥工程設(shè)計競賽(簡稱：國藥杯大賽)。國藥杯大賽是由教育部高等學(xué)校藥學(xué)類專業(yè)教指委主辦的制藥工程專業(yè)競賽。將國藥杯大賽結(jié)果和專家點評引入到理論學(xué)習(xí)，提高制藥工程課程考核設(shè)計的系統(tǒng)性、專業(yè)性和深度，以賽促學(xué)，以賽促教，對制藥設(shè)備與車間設(shè)計課程教學(xué)內(nèi)容進行針對性補充，從而全面提升學(xué)生的綜合能力和專業(yè)素養(yǎng)。目前課題組老師帶領(lǐng)制藥工程學(xué)生團隊獲得三等獎1項，二等獎3項。通過競賽提高教師工程實踐能力，反饋教學(xué)。

3 課程改革成效

通過將上述改革理念和措施引入到《制藥設(shè)備與車間設(shè)計》課堂并經(jīng)過兩年的教學(xué)實踐，收到了良好的教學(xué)效果，主要表現(xiàn)在以下幾方面：課程內(nèi)容經(jīng)過精簡整合得到優(yōu)化；學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性明顯增強，課堂參與度提高；課程考核制度得到完善和客觀化，更注重學(xué)生掌握知識和能力的程度；專業(yè)教師的實踐技能得到提升，團隊知識結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化。

4 結(jié) 語

在新技術(shù)迅速發(fā)展的推動下，制藥行業(yè)發(fā)生著日新月異的變化，其人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高是決定該行業(yè)能否適應(yīng)將來社會發(fā)展的基礎(chǔ)。通過將“學(xué)、研、訓(xùn)、賽”環(huán)環(huán)相扣教學(xué)模式引入《制藥設(shè)備與車間設(shè)計》教學(xué)當(dāng)中，通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，增強教學(xué)團隊工程實踐能力，提升專業(yè)技能培訓(xùn)，完善考核制度等手段提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，深化學(xué)生的工程觀念，加強學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力，增強藥-工聯(lián)系，從而提高教學(xué)質(zhì)量，使《制藥設(shè)備與車間設(shè)計》課程教學(xué)改革沿著正確的方向不斷向前推進。