趙立新,王海霞,于和水,陳曦,李正
天津中醫(yī)藥大學(xué)中藥制藥工程學(xué)院 (天津 300193)
制藥工程導(dǎo)論課程是制藥工程專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)必修課,該課程基本目的是向初學(xué)者介紹藥物發(fā)現(xiàn)、藥品制造的歷史與進(jìn)展、制藥工程技術(shù)的含義、藥物生產(chǎn)基本原理和方法,以及藥物制造過程中涉及的其他因素[1]。其作用是加深學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和專業(yè)認(rèn)同感,并為后期專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)[2]。2017年2月及4月,教育部分別在復(fù)旦大學(xué)和天津大學(xué)召開了綜合性高校和工科優(yōu)勢(shì)高校的新工科研討會(huì),形成了新工科建設(shè)的“復(fù)旦共識(shí)”和“天大行動(dòng)”,此舉是為了應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革所面臨的新機(jī)遇、新挑戰(zhàn)而提出了“新工科理念”[3]。制藥工程專業(yè)作為本校的工科專業(yè),學(xué)院于2018年承接新工科研究與創(chuàng)新項(xiàng)目,開始對(duì)制藥工程專業(yè)的教學(xué)開展研究和改革,探索如何優(yōu)化改進(jìn)專業(yè)課程的教學(xué)以適應(yīng)我國制藥行業(yè)在新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)下對(duì)新工科人才的要求。其中針對(duì)制藥工程導(dǎo)論課程教學(xué)進(jìn)行了相應(yīng)的改革。教學(xué)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過幾年的實(shí)踐克服了傳統(tǒng)課程的不足,探索出一條適合新工科理念的教學(xué)模式,并為今后的教學(xué)工作打下一定的基礎(chǔ)。
制藥工程導(dǎo)論作為制藥工程專業(yè)啟蒙課程,傳統(tǒng)教學(xué)方法在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)方法等都存在一定的不足,具體包括以下方面。
該門課程作為專業(yè)啟蒙課程,學(xué)生和教師大都認(rèn)為內(nèi)容淺,將來還要學(xué)習(xí),通常不重視[4];教學(xué)目標(biāo)一般只限定在課本知識(shí)的傳授上,教師并沒有從開闊學(xué)生視野及擴(kuò)展思維的角度去設(shè)定該課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方法[5]。
課程內(nèi)容缺乏新穎性、興趣性和實(shí)踐性,教學(xué)信息資源匱乏,教學(xué)過分依賴書本內(nèi)容和理論知識(shí)的講授,缺乏藥廠實(shí)際應(yīng)用及實(shí)際操作方面的內(nèi)容;同時(shí)理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合程度不夠;另外,在教學(xué)內(nèi)容的廣度、學(xué)生興趣培養(yǎng)方面缺乏相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì),不利于提升學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與開拓思維。
教學(xué)形式以課堂教師講授為主,授課方式單一,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高;工程方面實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的情景教學(xué)方式太少或者沒有,以至于學(xué)生對(duì)真實(shí)藥品生產(chǎn)工程方面內(nèi)容了解不多;課上學(xué)生參與積極性不高。
傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)以期末閉卷考試為主,參考平時(shí)作業(yè)、出勤等,教學(xué)考核知識(shí)化太強(qiáng),不足以支撐學(xué)生個(gè)人效能、知識(shí)能力、學(xué)術(shù)能力、技術(shù)能力和社會(huì)能力等核心綜合能力的評(píng)估要求,更不足以支撐新工科建設(shè)的多元復(fù)合型人才培養(yǎng)目標(biāo)。
總之,傳統(tǒng)教學(xué)方式不完全符合培養(yǎng)新工科的新型人才的理念,并不能適應(yīng)新形勢(shì)下對(duì)工科人才的實(shí)用性和時(shí)代發(fā)展的需要,所以高校有必要對(duì)制藥工程導(dǎo)論課程進(jìn)行改革,制定科學(xué)合理的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)科學(xué)創(chuàng)新的教學(xué)內(nèi)容,合理調(diào)節(jié)課程設(shè)置,創(chuàng)新教學(xué)方法和教學(xué)手段,完善考核評(píng)價(jià)體系以適應(yīng)新時(shí)代對(duì)制藥工程專業(yè)人才的要求。
新工科,全稱是新的工程學(xué)科或新的工科學(xué)科,其中“工科”是本質(zhì),“新”是取向,其內(nèi)涵可以從三個(gè)層面來理解。首先是理念新,新工科強(qiáng)調(diào)積極應(yīng)對(duì)變化塑造未來,目標(biāo)理念更高,引領(lǐng)創(chuàng)新,探索不斷變化背景下的工程教育新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系[6],培養(yǎng)能夠適應(yīng)時(shí)代和未來變化的卓越工程人才。新工科應(yīng)走出“適應(yīng)社會(huì)”的觀念局限,主動(dòng)肩負(fù)起造福人類、塑造未來的使命責(zé)任,強(qiáng)調(diào)未來卓越工程師應(yīng)具備良好的專業(yè)素質(zhì)、職業(yè)道德、愛國情懷、社會(huì)責(zé)任感和使命感。另外,多學(xué)科共融是新工科的特點(diǎn),厚基礎(chǔ)、寬知識(shí),集技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理、法規(guī)于一體,培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才,注重培養(yǎng)藥品生產(chǎn)企業(yè)實(shí)際應(yīng)用型同時(shí)能夠根據(jù)具體情況善于改革創(chuàng)新且有創(chuàng)新能力的人才,在解決復(fù)雜工程問題時(shí)探索用新方法實(shí)現(xiàn)工程目標(biāo)。操作技能方面應(yīng)在原人才培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上增添現(xiàn)代管理操作能力目標(biāo)和開發(fā)新產(chǎn)品新技術(shù)目標(biāo),旨在為工程建設(shè)探索新方法,引領(lǐng)未來制藥行業(yè)發(fā)展新趨勢(shì)[7]。再者是途徑新,秉承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享的理念,通過人才培養(yǎng)理念的升華、體制機(jī)制的改革以及培養(yǎng)模式的創(chuàng)新應(yīng)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的快速變化和未來不確定的變革挑戰(zhàn),開展個(gè)性化課程體系、小班化教學(xué)、雙導(dǎo)師制等“以學(xué)生為中心”的教育模式變革,培養(yǎng)具有深厚數(shù)理基礎(chǔ)和人文素養(yǎng),善于從工程中發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題,并能運(yùn)用科學(xué)原理解決工程難題、重大問題和國家重大戰(zhàn)略需求的制藥領(lǐng)域未來工程領(lǐng)軍人才;基于多學(xué)科交叉、產(chǎn)學(xué)研融合是工程科技創(chuàng)新的源泉,是重大工程科技創(chuàng)新的突破點(diǎn),關(guān)鍵核心技術(shù)和重大工程創(chuàng)新科技成果的突破大多源于學(xué)科交叉;另外以協(xié)調(diào)推動(dòng)新工科專業(yè)結(jié)構(gòu)和人才培養(yǎng)質(zhì)量提升,建設(shè)開放式辦學(xué),創(chuàng)新校企合作的深度和廣度,構(gòu)建產(chǎn)教融合、校企合作、校校合作的資源集成、多元合作的協(xié)同育人機(jī)制[8]。
為適應(yīng)新工科的教育要求,在結(jié)合制藥工程導(dǎo)論課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,學(xué)院對(duì)本門課程教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。在知識(shí)層面,擴(kuò)展該課程知識(shí)的范圍和廣度,傳授的知識(shí)不僅包括制藥工程專業(yè)通識(shí)知識(shí),還增加前沿技術(shù)及未來行業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向,除了課本及教學(xué)大綱要求的內(nèi)容,該課程還注重生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際及靈活運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)問題能力的培養(yǎng)。由于課時(shí)的限制,該門課程在增加知識(shí)廣度的同時(shí)需要降低知識(shí)的深度,要求學(xué)生了解制藥工程全范圍通識(shí)知識(shí),不必對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)深入了解,同時(shí)在知識(shí)的內(nèi)容選擇及設(shè)計(jì)上充分考慮提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和專業(yè)思維能力。在意識(shí)層面上,該課程通過教學(xué)過程中融入思政教育,培養(yǎng)學(xué)生熱愛制藥工程專業(yè)并樂于學(xué)習(xí)與專業(yè)相關(guān)的課程,引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的專業(yè)價(jià)值觀,提高學(xué)生專業(yè)認(rèn)同感和專業(yè)使命感,讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)方向和路徑,培育主動(dòng)學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力[9]。在實(shí)際應(yīng)用方面,該課程要求學(xué)生熟悉國內(nèi)外藥品生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向,了解當(dāng)今藥品生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀、存在的問題和實(shí)際生產(chǎn)過程,強(qiáng)調(diào)課堂理論知識(shí)與實(shí)踐的結(jié)合,啟發(fā)學(xué)生利用所學(xué)理論知識(shí)分析實(shí)際生產(chǎn)中的問題并力爭解決的興趣和信心。
總之,制藥工程導(dǎo)論課的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)當(dāng)由單純的專業(yè)知識(shí)傳授向掌握知識(shí)體系、了解實(shí)際、利用知識(shí)、勇于創(chuàng)新的新工科理念的轉(zhuǎn)變,建立適應(yīng)未來企業(yè)發(fā)展需要的新型制藥工程人才的培養(yǎng)目標(biāo)。
為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),教學(xué)團(tuán)隊(duì)按照新工科人才的培養(yǎng)理念重新設(shè)定了該門課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式。
本課程建立交叉融合的課程體系,增加知識(shí)內(nèi)容的多元化設(shè)計(jì):教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)注重前沿知識(shí)和學(xué)科交叉知識(shí)融合,注重制藥工程全方面學(xué)科知識(shí)的廣度及深度的調(diào)節(jié),專業(yè)知識(shí)突出廣泛性,從藥物研究—工程設(shè)計(jì)—藥物生產(chǎn)—檢驗(yàn)整個(gè)藥品的生命周期劃分出不同章節(jié),讓學(xué)生充分了解藥品生產(chǎn)全過程的基本內(nèi)容和程序,同時(shí)增加相關(guān)新知識(shí),開闊學(xué)生的眼界。在授課時(shí)間安排上,教師縮短課本知識(shí)點(diǎn)講述時(shí)間,書本內(nèi)容占用50%課堂時(shí)間,其他時(shí)間傳授相關(guān)前沿技術(shù)與新技術(shù)、新方法等內(nèi)容。例如,在制劑生產(chǎn)一章中,除傳統(tǒng)劑型的生產(chǎn)技術(shù)作為通識(shí)內(nèi)容介紹外,課堂留出更多時(shí)間以示例的形式介紹藥物脂質(zhì)體、緩控釋技術(shù)及靶向技術(shù)等在制劑方面的應(yīng)用;在質(zhì)量控制章節(jié)中增加計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)在藥品生產(chǎn)質(zhì)量控制上的應(yīng)用;在新藥研發(fā)一章中加入計(jì)算機(jī)在藥物篩選中的應(yīng)用內(nèi)容,以提升學(xué)生的興趣和新鮮感。
本課程注重實(shí)踐創(chuàng)新性課程體系建設(shè):注重專業(yè)教育與創(chuàng)新教育、理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的融合,教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合專業(yè)課程和綜合素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)來設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué),授課內(nèi)容緊密聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用,把大量工廠實(shí)際的示例引入教學(xué)過程中,盡量以案例作為知識(shí)點(diǎn)的授課形式以代替理論內(nèi)容講解。充分利用本校中藥制藥廠及附屬醫(yī)院制劑生產(chǎn)車間的條件開展現(xiàn)場教學(xué)和實(shí)際操作訓(xùn)練,如教師安排到制劑車間實(shí)地講授車間布置設(shè)計(jì)的內(nèi)容,中藥生產(chǎn)過程一章的介紹在中藥前處理車間進(jìn)行,通過實(shí)地講授,加深學(xué)生印象;另外學(xué)生參觀真實(shí)的藥廠車間工程設(shè)計(jì),提高了他們對(duì)課本理論知識(shí)的理解程度,提供了實(shí)踐實(shí)操機(jī)會(huì)加深學(xué)生對(duì)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的印象;同時(shí)課后作業(yè)也結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況選題,如廠房設(shè)計(jì)內(nèi)容、機(jī)械設(shè)計(jì)等,學(xué)生可以與實(shí)際生產(chǎn)車間進(jìn)行對(duì)比后提出自己的想法和建議,引導(dǎo)開發(fā)他們的創(chuàng)新思維。
本課程提高課程知識(shí)內(nèi)容的趣味性:增加新事物、新技術(shù)、新方法講授,提高學(xué)生對(duì)制藥工程專業(yè)的興趣度和求知欲。教師可以采用藥害事故、生產(chǎn)實(shí)際案例、藥廠勵(lì)志故事、新藥偶然發(fā)現(xiàn)等示例,同時(shí)結(jié)合圖片、笑話等形式呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。
課程教學(xué)內(nèi)容及過程與思政教育相結(jié)合,厚植學(xué)生熱愛國家、熱愛專業(yè),熱愛生產(chǎn)的情懷,培養(yǎng)他們努力學(xué)習(xí)、任勞任怨的精神,愿意為制藥工程事業(yè)貢獻(xiàn)自己的青春和力量。
在教學(xué)方法上,學(xué)院堅(jiān)持以學(xué)生為中心、以現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)為支撐,借助現(xiàn)代科技手段實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的多元化培養(yǎng),實(shí)現(xiàn)從知識(shí)本位到知識(shí)創(chuàng)造的轉(zhuǎn)變。
教學(xué)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新教學(xué)方式,應(yīng)用互動(dòng)性、智能化和個(gè)性化的教學(xué)方式與技術(shù),普及探究式、討論式、參與式教學(xué)和混合式學(xué)習(xí)等教學(xué)方法。教師在課上授課更多地插入動(dòng)畫、圖片、短片內(nèi)容,充分利用制藥工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)廠房設(shè)計(jì)、藥品生產(chǎn)過程、質(zhì)量控制方法等內(nèi)容;增加實(shí)踐教學(xué),學(xué)院組織學(xué)生參觀藥廠、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn),設(shè)置兩次共計(jì)4學(xué)時(shí)的藥廠實(shí)地現(xiàn)場講解課程,其中中藥、天然藥物生產(chǎn)內(nèi)容在中藥生產(chǎn)前處理車間完成,制劑生產(chǎn)章節(jié)在學(xué)校附屬醫(yī)院制劑生產(chǎn)車間完成授課。另外教學(xué)團(tuán)隊(duì)把課程與線上學(xué)習(xí)平臺(tái)關(guān)聯(lián),作業(yè)、提問、討論都在平臺(tái)上完成,把課本上沒有的相關(guān)擴(kuò)展知識(shí)內(nèi)容補(bǔ)充到平臺(tái)資料中,鼓勵(lì)學(xué)生課后網(wǎng)上觀看學(xué)習(xí);學(xué)院還將虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)室課后對(duì)學(xué)生開放,學(xué)生業(yè)余時(shí)間也可以在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)工廠實(shí)際操作流程,了解實(shí)際生產(chǎn)過程。
另外,針對(duì)該課程知識(shí)內(nèi)容范圍廣的特點(diǎn),教學(xué)團(tuán)隊(duì)采用多教師授課教學(xué)形式,組建交叉學(xué)科教學(xué)團(tuán)隊(duì),根據(jù)教師所從事的研究方向分別安排熟悉章節(jié)授課,充分利用各位教師的知識(shí)特點(diǎn),增加授課內(nèi)容的精度、廣度和準(zhǔn)確度,并精選出重點(diǎn)問題和當(dāng)今研究發(fā)展熱點(diǎn)內(nèi)容傳授給學(xué)生,提高學(xué)習(xí)興趣,開闊學(xué)生視野。
學(xué)院采用期末成績與過程成績相結(jié)合的考核方式,各占比50%,取消期末閉卷考試形式,以開卷小論文的形式替代,論文題目通常選擇制藥工程方面的現(xiàn)實(shí)問題與發(fā)展方向問題。如中藥生產(chǎn)質(zhì)量控制問題的探討、中藥前處理技術(shù)的發(fā)展方向、新型制劑技術(shù)的概述等題目,允許學(xué)生廣泛查找資料,充分拓展學(xué)生思維,考查學(xué)生獨(dú)立分析問題及靈活解決問題的能力。另外增加過程成績的考評(píng)范圍,平時(shí)成績不僅僅包括課后作業(yè)、考勤,還包括網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、虛擬實(shí)驗(yàn)室練習(xí)、實(shí)習(xí)見習(xí)活動(dòng)、小組討論發(fā)言等多個(gè)方面,考核內(nèi)容涵蓋學(xué)生對(duì)該門課的知識(shí)掌握程度、學(xué)習(xí)態(tài)度、興趣度、過程參與度與動(dòng)手能力等多個(gè)方面[10],多元化學(xué)生考核評(píng)價(jià)體系可滿足新工科培養(yǎng)目標(biāo)的要求。
通過四年的教學(xué)改革,筆者搜集了數(shù)據(jù)并進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)研,總結(jié)教學(xué)改革的效果并進(jìn)行了相應(yīng)的評(píng)價(jià)。
在知識(shí)掌握方面,學(xué)生對(duì)制藥工程有了全面的了解,特別是專業(yè)前沿技術(shù)和實(shí)際生產(chǎn)過程操作內(nèi)容,同時(shí)也獲得一些如計(jì)算機(jī)應(yīng)用、大數(shù)據(jù)、新制藥技術(shù)等相關(guān)知識(shí),開闊了視野;平時(shí)成績提高明顯,期末小論文成績良好,學(xué)生掌握的制藥工程知識(shí)廣度增加。教師覺得課程改革后學(xué)生思維靈活、知識(shí)面寬泛,考慮問題更切合實(shí)際。
在學(xué)習(xí)態(tài)度與過程上,筆者通過向?qū)W生發(fā)放學(xué)情調(diào)查表、與學(xué)生的訪談等方式進(jìn)行調(diào)查并對(duì)教學(xué)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納和總結(jié),教改后學(xué)生上課出勤率由之前的89%提高到98%,過程學(xué)習(xí)時(shí)間如課后上網(wǎng)自學(xué)、虛擬實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)等增加了大約一倍,這些反映出學(xué)生普遍喜歡并樂于接受新的教學(xué)模式;由于采用多學(xué)科融合、教學(xué)途徑多樣化的教學(xué)方式,學(xué)生聽課認(rèn)真,課上提問、課后答疑明顯增多,主動(dòng)參與課上互動(dòng),課堂氣氛活躍,學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性明顯提高;期末考試形式的變更減輕了以往學(xué)生考試死記硬背壓力,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題及理論聯(lián)系實(shí)際的能力;思政教育引入教學(xué)過程后,學(xué)生在內(nèi)心確立“一切為了社會(huì)”的理念,立志為制藥事業(yè)做出自己的貢獻(xiàn)。
在實(shí)際應(yīng)用方面,教師采用大量的藥廠實(shí)際應(yīng)用示例,學(xué)生更加切身了解實(shí)際藥品生產(chǎn)過程,工廠參觀實(shí)習(xí)及實(shí)操鍛煉提高了學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)能力,同時(shí)也增強(qiáng)課本基礎(chǔ)內(nèi)容與實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合;另外期末開卷小論文考試形式不僅考查了學(xué)生書本知識(shí)的掌握程度,更加注重提高學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決實(shí)際問題的思路及方法。
由于需要準(zhǔn)備制藥工程課程相關(guān)的前沿技術(shù)及實(shí)際工廠應(yīng)用示例等教學(xué)素材,教師備課時(shí)長明顯增加,備課時(shí)間大約增加30%左右,雖然授課內(nèi)容的廣度擴(kuò)大很多,但是學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的提高帶動(dòng)了教師授課熱情和課后備課的積極性,責(zé)任心明顯提高。
總之,按照新工科的理念,針對(duì)制藥工程導(dǎo)論課程的特點(diǎn),學(xué)院通過設(shè)立符合新工科理念的制藥工程導(dǎo)論的培養(yǎng)目標(biāo),調(diào)整該課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法,幾年的實(shí)踐體現(xiàn)出較好的教學(xué)效果,學(xué)生在知識(shí)廣度、興趣度、學(xué)習(xí)意識(shí)和興趣、理論結(jié)合實(shí)際思維等多方面都得到一定的提高,同時(shí)也為未來進(jìn)一步提升該門課程的教學(xué)效果奠定了一定的基礎(chǔ)。另外,新工科內(nèi)涵非常豐富,新工科理念也在不斷發(fā)展,新工科建設(shè)是高等工程教育為了應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn)而采取的積極行動(dòng),將來一定會(huì)隨著社會(huì)的進(jìn)步和改革而不斷完善。