吳鳳麟 張文峰 徐彬 李黃金

[摘 要] 以構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行為核心環(huán)節(jié)的CDIO模式代表了工程教育的系統(tǒng)性改革。廣東藥科大學(xué)生物制藥專業(yè)根據(jù)專業(yè)特色，在實(shí)踐教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中開展了系列CDIO模式改革。包括建立基于課程群的“跨課程綜合性實(shí)驗(yàn)“培養(yǎng)系統(tǒng)集成能力;通過導(dǎo)師制《專業(yè)拓展訓(xùn)練》強(qiáng)化創(chuàng)新思維培養(yǎng)，結(jié)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽塑造構(gòu)思與設(shè)計(jì)能力;建立基于生物醫(yī)藥企業(yè)孵化器的“3+1”協(xié)同育人模式，讓學(xué)生在企業(yè)中了解項(xiàng)目實(shí)施、運(yùn)行過程，并通過優(yōu)化重組核心課程群，建立多環(huán)節(jié)、多角度的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系，保障CDIO模式改革的順利實(shí)施。

[關(guān)鍵詞] CDIO;生物制藥;實(shí)踐教育;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

[基金項(xiàng)目] 2018年度廣東省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“基于‘CDIO模式的生物制藥創(chuàng)業(yè)教育體系構(gòu)建與創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目孵化”

[作者簡介] 吳鳳麟（1979—），男，安徽銅陵人，博士，廣東藥科大學(xué)生命科學(xué)與生物制藥學(xué)院生物制藥系副教授，主要從事生物制藥研究;張文峰（1981—），男，湖南婁底人，博士，廣東藥科大學(xué)生命科學(xué)與生物制藥學(xué)院生物制藥系副教授，主要從事基因工程研究;徐 彬（1976—），女，四川眉山人，博士，廣東藥科大學(xué)生命科學(xué)與生物制藥學(xué)院生物制藥系教授，主要從事生物技術(shù)藥物研究;李黃金（1964—），男，湖南岳陽人，博士，廣東藥科大學(xué)生命科學(xué)與生物制藥學(xué)院生物制藥系教授，主要從事基因工程藥物研究與產(chǎn)業(yè)化、學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）42-0165-04? ?[收稿日期] 2021-05-24

一、CDIO工程教育的基本理念

CDIO模式產(chǎn)生于21世紀(jì)初，是由美國麻省理工學(xué)院、瑞典皇家工學(xué)院等4所工程類大學(xué)發(fā)起的新型工程教育模式。CDIO模式包括構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Implement）、運(yùn)行（Operate）四個(gè)核心環(huán)節(jié)，涵蓋了現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品從構(gòu)思、研發(fā)、制造、運(yùn)行乃至終結(jié)廢棄的全生產(chǎn)過程。CDIO模式代表了工程教育理念和體系的全面、系統(tǒng)性改革[1，2]。

CDIO模式針對以往工程教育中重理論、輕實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)個(gè)人學(xué)術(shù)能力、輕視團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，重視知識學(xué)習(xí)、忽略創(chuàng)新拓展等突出問題。提出了一體化解決方案。CDIO模式包含了三個(gè)核心文件：1個(gè)愿景（為學(xué)生提供一種強(qiáng)調(diào)工程基礎(chǔ)的、建立于來自真實(shí)世界產(chǎn)品和系統(tǒng)的構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行過程基礎(chǔ)上的工程教育），1個(gè)大綱（3級、70條、400多款，將工程師必須具備的工程基礎(chǔ)知識、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和整個(gè)CDIO全過程能力以逐級細(xì)化的方式表達(dá)出來）[3]，12條標(biāo)準(zhǔn)（涵蓋個(gè)人學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)方式、學(xué)生考核，教師能力與教學(xué)能力提升，工程導(dǎo)論、工程實(shí)踐場所、專業(yè)評估等多層次的分級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)）[4]。

生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是當(dāng)前發(fā)展最迅猛的行業(yè)之一，截至2020年，全球生物藥物市場規(guī)模已超過3000億美元，其中我國市場規(guī)模超過3500億元[5]。我國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力的不斷提升、生物藥物從“仿制”到“創(chuàng)新”的跨越式發(fā)展都需要具備系統(tǒng)工程能力，與行業(yè)發(fā)展需要對接的生物制藥人才。而生物制藥專業(yè)屬于藥學(xué)類專業(yè)，具有較鮮明的工程教育特色，要求學(xué)生具備生物技術(shù)、藥學(xué)和工程學(xué)等多學(xué)科交叉知識背景。能夠從事生物藥物研制、生產(chǎn)、工藝設(shè)計(jì)、技術(shù)創(chuàng)新、質(zhì)量控制和生產(chǎn)管理等相關(guān)工作。因此，無論從生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，還是從生物制藥專業(yè)建設(shè)目標(biāo)來看。CDIO模式中強(qiáng)調(diào)工程基礎(chǔ)、強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品全流程周期作為工程教育框架、強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的核心理念都能為生物制藥人才培養(yǎng)模式改革提供全新思路。

二、廣東藥科大學(xué)生物制藥專業(yè)CDIO培養(yǎng)模式的主要探索

廣東藥科大學(xué)生物制藥專業(yè)與生物工程專業(yè)同屬生物工程大類招生，具備較為鮮明的工程教育特色。我們對實(shí)習(xí)基地和用人單位開展了廣泛調(diào)研，發(fā)現(xiàn)畢業(yè)生普遍存在創(chuàng)新意識和拓展能力滯后，掌握知識與技能碎片化、系統(tǒng)集成與綜合運(yùn)用能力缺失等不足。針對上述問題，本專業(yè)近年來嘗試以CDIO的標(biāo)準(zhǔn)和大綱對實(shí)踐教學(xué)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育進(jìn)行重構(gòu)和融合，建立了以CDIO理念為基礎(chǔ)的生物醫(yī)藥創(chuàng)新性應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。主要包括以下舉措。

（一）在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以基于課程群的“跨課程綜合性實(shí)驗(yàn)”培養(yǎng)系統(tǒng)集成能力

本專業(yè)依據(jù)認(rèn)知規(guī)律，結(jié)合生物醫(yī)藥產(chǎn)品開發(fā)實(shí)踐，將具有上下游關(guān)聯(lián)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容抽提出來組成綜合性實(shí)驗(yàn)獨(dú)立開課。以《生物制造綜合性工程訓(xùn)練》（72學(xué)時(shí)）和《生物技術(shù)藥物綜合性實(shí)驗(yàn)》（108學(xué)時(shí)）為代表。綜合性實(shí)驗(yàn)均以項(xiàng)目為載體，以生物醫(yī)藥產(chǎn)品開發(fā)流程為主線組織教學(xué)。

《生物制造綜合性工程訓(xùn)練》以上游研究為主。以重組腸激酶為項(xiàng)目載體，以獲得高純度、有活性的生物大分子（重組蛋白）為最終目的。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括工程菌構(gòu)建、目的蛋白表達(dá)、蛋白產(chǎn)物純化三大模塊。從而以基因工程、發(fā)酵工程、生物分離工程三大技術(shù)為核心為學(xué)生建立生物工程的系統(tǒng)技能體系。

《生物技術(shù)藥物綜合性實(shí)驗(yàn)》偏重下游研究。以重組堿性成纖維細(xì)胞生長因子和自殺基因質(zhì)粒pCDNA3.1-tk-EGFP為項(xiàng)目載體，以完成重組蛋白和重組DNA兩種主要生物技術(shù)藥物的藥理、藥效、制劑和毒理評價(jià)為最終目的。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括生物技術(shù)藥物實(shí)驗(yàn)基本技能與方法、基因工程藥物評價(jià)和重組DNA藥物評價(jià)三大模塊。最終以藥物研究、開發(fā)、生產(chǎn)各環(huán)節(jié)原理、工藝及評價(jià)體系再現(xiàn)生物藥物開發(fā)的完整流程。

通過跨課程綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的知識和技能綜合運(yùn)用與集成的能力顯著提高，并初步認(rèn)識了生物醫(yī)藥產(chǎn)品研究、開發(fā)與評價(jià)系統(tǒng)流程。為學(xué)生適應(yīng)CDIO模式培養(yǎng)奠定了良好的理論與技能基礎(chǔ)。

（二）以導(dǎo)師制《專業(yè)拓展訓(xùn)練》強(qiáng)化創(chuàng)新思維培養(yǎng)，結(jié)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽塑造構(gòu)思（Conceive）與設(shè)計(jì)（Design）能力

針對本專業(yè)學(xué)生之前存在的創(chuàng)新意識和拓展能力滯后的弱點(diǎn)。以選修課的形式，開設(shè)了貫穿大三全學(xué)年的《專業(yè)拓展訓(xùn)練》（72學(xué)時(shí)）。其核心特色是以“導(dǎo)師制”為教學(xué)形式，已經(jīng)完整構(gòu)思與設(shè)計(jì)過程形成的兼具創(chuàng)新性和可行性的項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃為載體，并從中遴選創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽項(xiàng)目。

在教學(xué)組織形式上。該課程面向生物制藥專業(yè)所有學(xué)生。而師資力量則不局限于本專業(yè)，而是將生科院各專業(yè)師資均納入導(dǎo)師隊(duì)伍，并可聘請校內(nèi)外合作導(dǎo)師。導(dǎo)師根據(jù)專業(yè)背景組成不同導(dǎo)師組，以團(tuán)隊(duì)形式招募與指導(dǎo)學(xué)生。從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生跨學(xué)科、跨專業(yè)流動，滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需要。

在教學(xué)載體上，要求通過教師指導(dǎo)—學(xué)生構(gòu)思—教師評價(jià)—學(xué)生設(shè)計(jì)—教師評議考核的流程，以項(xiàng)目商業(yè)計(jì)劃書的形式提交結(jié)題報(bào)告。其中大三上學(xué)期末考核節(jié)點(diǎn)是形成可行性報(bào)告，重點(diǎn)考核項(xiàng)目的科學(xué)性。學(xué)生在導(dǎo)師指導(dǎo)下，以文獻(xiàn)調(diào)研為核心，提出原始方案。項(xiàng)目可結(jié)合導(dǎo)師組的研究特色和學(xué)生自身興趣做適當(dāng)拓展。在大三下學(xué)期，最終考核指標(biāo)是項(xiàng)目商業(yè)計(jì)劃書，重點(diǎn)考核項(xiàng)目市場前景與運(yùn)營規(guī)劃。要求學(xué)生以市場調(diào)研和行業(yè)考察為核心，充分了解市場需求和企業(yè)運(yùn)營規(guī)律。以標(biāo)準(zhǔn)的商業(yè)計(jì)劃書為格式，不斷完善包括項(xiàng)目與產(chǎn)品簡介、行業(yè)與市場分析、營銷策略與發(fā)展規(guī)劃、組織與團(tuán)隊(duì)架構(gòu)、財(cái)務(wù)與風(fēng)險(xiǎn)分析等主要內(nèi)容。

在完成可行性報(bào)告和商業(yè)計(jì)劃書的過程中，學(xué)生對產(chǎn)品的科學(xué)性和市場前景進(jìn)行了深入調(diào)研和思考。以項(xiàng)目為載體，完成了構(gòu)思—設(shè)計(jì)能力的塑造。本專業(yè)還鼓勵(lì)學(xué)生以《專業(yè)拓展訓(xùn)練》項(xiàng)目為基礎(chǔ)參加各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽。由于所遴選的項(xiàng)目經(jīng)過了導(dǎo)師和學(xué)生團(tuán)隊(duì)的多輪評議與修改，在時(shí)間和質(zhì)量上有充分保證。并且通過嚴(yán)格的院內(nèi)初評進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的競爭意識和協(xié)作精神。

（三）建立基于生物醫(yī)藥企業(yè)孵化器的“3+1”協(xié)同育人模式，在實(shí)踐中了解項(xiàng)目實(shí)施（Implement）、運(yùn)行（Operate）過程。

在CDIO教育模式的四大核心環(huán)節(jié)中，項(xiàng)目的實(shí)施和運(yùn)行是生物制藥專業(yè)的教學(xué)難點(diǎn)。本專業(yè)在大四學(xué)年中設(shè)置了遠(yuǎn)超同專業(yè)平均長度的八個(gè)月實(shí)習(xí)期，并依托區(qū)位優(yōu)勢，建立了基于生物醫(yī)藥企業(yè)孵化器的“3+1”協(xié)同育人模式。讓學(xué)生在企業(yè)實(shí)戰(zhàn)中了解項(xiàng)目實(shí)施與運(yùn)行過程。

由于生物醫(yī)藥行業(yè)的高風(fēng)險(xiǎn)、高投資特征，目前我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)中以初創(chuàng)期和成長期企業(yè)為主[6]。特別是珠三角地區(qū)存在大量各級政府主辦的生物醫(yī)藥企業(yè)孵化器或產(chǎn)業(yè)園。廣東藥科大學(xué)與廣州大學(xué)城健康產(chǎn)業(yè)產(chǎn)學(xué)研孵化基地（廣州市番禺區(qū)與廣東藥科大學(xué)聯(lián)合建立，累計(jì)引入企業(yè)281家）近在咫尺，與廣州國際生物島（生物技術(shù)企業(yè)逾兩百家，致力于打造完善的生物產(chǎn)業(yè)升級版孵化器）距離不到8公里，具有突出的區(qū)位優(yōu)勢。孵化器和初創(chuàng)企業(yè)能夠讓學(xué)生在最短時(shí)間內(nèi)認(rèn)識創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的實(shí)施和運(yùn)行全過程，在企業(yè)實(shí)戰(zhàn)中補(bǔ)齊CDIO模式的完整流程。

依托長期以來的校企合作關(guān)系，本專業(yè)從大三“專業(yè)拓展訓(xùn)練”課程開始就鼓勵(lì)學(xué)生走進(jìn)企業(yè)開展調(diào)研。已建立校外實(shí)踐基地30余家，并積極將企業(yè)引入校園，將實(shí)習(xí)招聘與就業(yè)招聘結(jié)合后舉辦雙選會。上述舉措讓學(xué)生、企業(yè)有更全面深入的了解，從而為大四實(shí)習(xí)實(shí)踐提供了廣闊空間。

三、廣東藥科大學(xué)生物制藥專業(yè)CDIO培養(yǎng)模式改革的保障措施

CDIO的12條標(biāo)準(zhǔn)中對課程體系、教師能力、和專業(yè)評估等方面提出了明確要求。為適應(yīng)CDIO模式改革，本專業(yè)落實(shí)了以下保障措施。

（一）優(yōu)化重組了生命科學(xué)、生物工程和生物藥物等三大“核心課程群”

CDIO的核心標(biāo)準(zhǔn)中明確提出要建立一體化的教學(xué)計(jì)劃與課程體系。結(jié)合生物制藥專業(yè)理論知識與實(shí)驗(yàn)技能體系，我們將專業(yè)課程優(yōu)化重組為三大核心課程群。

生命科學(xué)課程群：主要包括：基因和基因組的結(jié)構(gòu)與功能、基因表達(dá)與調(diào)控、基因操作，蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu)與功能，細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能、信號傳導(dǎo)。最終以基因、蛋白質(zhì)和細(xì)胞三個(gè)層次的結(jié)構(gòu)、功能與信息傳遞貫穿生命科學(xué)基礎(chǔ)知識。

生物工程課程群：基因工程、發(fā)酵工程、生物分離工程等與生物制藥工藝和過程控制高度關(guān)聯(lián)的核心技術(shù)原理、方法和流程。最終建立生物工程基礎(chǔ)技能體系。

生物技術(shù)藥物課程群：生物技術(shù)藥物的制劑類型、處方設(shè)計(jì)原理與主要工藝，生物學(xué)指標(biāo)相關(guān)檢測原理與方法，生物技術(shù)藥物有效性和安全性評價(jià)體系、研發(fā)流程、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。最終以藥物研發(fā)、生產(chǎn)各環(huán)節(jié)原理、工藝和評價(jià)體系再現(xiàn)生物藥物開發(fā)的完整流程。

（二）建立多環(huán)節(jié)、多角度的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系

為實(shí)現(xiàn)對教學(xué)進(jìn)程的多環(huán)節(jié)、全流程監(jiān)督，對人才培養(yǎng)質(zhì)量的多角度、持續(xù)性評估與反饋。本專業(yè)建立了較為全面的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系。

以系統(tǒng)制度規(guī)范教學(xué)過程。建立了課程質(zhì)量、督導(dǎo)聽課、學(xué)生評教、同行評議等多環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量評價(jià)體系。制定了課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、專業(yè)拓展、實(shí)習(xí)實(shí)踐的全流程教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。如在跨課程綜合性實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，以實(shí)驗(yàn)原始記錄、現(xiàn)場技能考核和論文形式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成課程考核，較全面的覆蓋了教學(xué)內(nèi)容。在《專業(yè)拓展訓(xùn)練》中，要求學(xué)生以開題報(bào)告、中期考核（以項(xiàng)目可行性報(bào)告的形式提交）和結(jié)題匯報(bào)（以項(xiàng)目商業(yè)計(jì)劃書的形式提交）完成各節(jié)點(diǎn)考核。以導(dǎo)師組的形式完成成績評議與反饋。并要求學(xué)生以專業(yè)拓展周志的形式記錄每周的集體教學(xué)活動。導(dǎo)師組根據(jù)上述構(gòu)成項(xiàng)綜合評定學(xué)生成績，最終成績經(jīng)各系督導(dǎo)和教學(xué)副院長審核反饋后上報(bào)。

積極引入第三方評價(jià)，深入調(diào)研用人單位與畢業(yè)生，跟蹤反饋人才培養(yǎng)質(zhì)量。近四年來，本專業(yè)每年收集來源于第三方獨(dú)立機(jī)構(gòu)（麥可思數(shù)據(jù)）調(diào)查的畢業(yè)生反饋信息和用人單位評價(jià)。數(shù)據(jù)全面反饋了人才培養(yǎng)質(zhì)量（包括關(guān)于學(xué)生就業(yè)情況、社會需求、用人單位評價(jià)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育達(dá)成情況等）和教學(xué)質(zhì)量（包括教學(xué)建設(shè)效果、核心課程教學(xué)效果、實(shí)驗(yàn)課程評價(jià)、教學(xué)改進(jìn)、師生互動等）。此外，院系定期走訪實(shí)習(xí)單位、用人單位。并通過網(wǎng)絡(luò)問卷，組織返校座談等不同形式跟蹤調(diào)研畢業(yè)生反饋。最終根據(jù)以上反饋信息不斷改進(jìn)人才培養(yǎng)方案和教學(xué)質(zhì)量。

四、廣東藥科大學(xué)生物制藥專業(yè)CDIO培養(yǎng)模式改革的成效

經(jīng)過四年多的探索和實(shí)踐，本專業(yè)的CDIO培養(yǎng)模式改革取得了初步成效，得到了考生，畢業(yè)生，企業(yè)的一致認(rèn)可。本專業(yè)招生情況良好，近四年第一志愿錄取率均為100%，報(bào)到率100%;人才培養(yǎng)質(zhì)量顯著提高，近幾年學(xué)生的畢業(yè)率和學(xué)位授予率均為100%，畢業(yè)生考研錄取率在60%以上，畢業(yè)生升學(xué)率穩(wěn)定在20%以上;就業(yè)情況良好，學(xué)生滿意度高，學(xué)生的初次就業(yè)人數(shù)占比在98%～100%，畢業(yè)生對母校推薦率、深造率、現(xiàn)狀滿意度、教學(xué)滿意度等均居本校各專業(yè)排名前三;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育成果顯著，近三年來獲得學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目30項(xiàng)，其中國家級8項(xiàng)，省級22項(xiàng);獲得“挑戰(zhàn)杯”等省級以上創(chuàng)新競賽獎(jiǎng)19次。

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Reform of Biopharmaceutical Personnel Training Model Based on CDIO： Exploration on the Integration of Practical Education with Mass Entrepreneurship and Innovation

WU Feng-lin， ZHANG Wen-feng， XU Bin， LI Huang-jin

（School of Life Sciences and Biopharmaceuticals， Guangdong Pharmaceutical University，? Guangdong， Guangzhou， 510006， China）

Abstract： The CDIO model， with conceiving， designing， implementing and operating as its core links， represents a systematic reform of engineering education. According to the characteristics of biopharmaceuticals， a series of reform based on CDIO were conducted in practical education and mass entrepreneurship and innovation in Guangdong Pharmaceutical University. Cross-courses comprehensive experiments were set up to cultivate system integration capability. Professional development training guided by tutor was designed to strengthen innovation ability， and the capabilities of conceiving and designing were developed by the mass entrepreneurship and innovation competitions. The “3 years+1year” cooperative education model based on bio-pharmaceutical enterprise incubator was established to make students understand the implementation and operation process in enterprises. The core curriculum group was reorganized and to establish a multi-link and multi-level teaching quality controlling system， so as to ensure the implementation of CDIO-based reform， which has achieved good results.

Key words： CDIO; biopharmaceuticals; practical education; mass entrepreneurship and innovation