曾瞬欽 舒友 羅瓊林
[摘? ? ? ? ? ?要]? 制藥工程工藝設(shè)計實驗是制藥工程專業(yè)學生必修的核心課程。為了提高制藥工程工藝設(shè)計實驗的教學質(zhì)量,激發(fā)學生的自主性和學習興趣,更好地促使學生掌握實際制藥車間方面的應(yīng)用能力,促進教學與實踐的緊密結(jié)合,針對高校制藥工程工藝設(shè)計實驗教學的現(xiàn)狀,對制藥工程工藝設(shè)計實驗課程進行了模擬車間型教學探究,以期能提升教學效果,培養(yǎng)出熟練掌握有關(guān)制藥生產(chǎn)過程和車間管理使用方法的綜合型藥學復(fù)合人才。
[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 制藥工程工藝設(shè)計實驗;模擬車間教學;綜合型藥學人才
[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603(2023)04-0105-04
制藥工程工藝學是研究藥物生產(chǎn)工藝原理及其控制的科學,包括原料與工藝路線的選擇、反應(yīng)與分離工藝參數(shù)控制、車間中試放大與工藝驗證,從而建立穩(wěn)定、可控的藥物生產(chǎn)過程[1]。制藥工程工藝的研發(fā)貫穿整個制藥過程,在藥物研發(fā)和生產(chǎn)的不同階段,對保障藥物合格、安全起到了重要作用。而制藥工程工藝設(shè)計實驗是制藥工程專業(yè)的基礎(chǔ)實驗,是制藥工程專業(yè)實驗教學的重要組成部分。主要介紹制藥實驗室及藥廠工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的各種制藥技術(shù),涵蓋化學制藥、生物制藥、中藥制藥和藥物制劑等技術(shù)[2]。
隨著各國制藥行業(yè)的蓬勃發(fā)展,我國市場對制藥專業(yè)人才的需求逐漸增加,同時對制藥專業(yè)技術(shù)人員要求也越來越高。制藥工程工藝設(shè)計實驗作為制藥專業(yè)的核心課程,在培養(yǎng)學生技術(shù)素養(yǎng)方面起到重大作用。目前大部分院校在課程設(shè)置上力求突出藥物制備與工藝設(shè)計基本技術(shù)的實驗內(nèi)容,進行藥物制備技術(shù)部分學習以及生產(chǎn)車間基礎(chǔ)實驗的基本知識和技能學習[3],這在一定程度上有助于學生快速掌握制藥的基本技術(shù),包括實驗類型、實驗原理、實驗方法和設(shè)備操作等知識。但實際的制藥方面的應(yīng)用能力還不夠完善,教學與實踐的結(jié)合還不夠緊密[4]。當代社會,醫(yī)藥企業(yè)中缺的不僅僅是學術(shù)研究型人才,更缺的是應(yīng)用型技術(shù)人才[5]。而車間是制藥生產(chǎn)型企業(yè)的中心,所以在實驗方案設(shè)計的過程中我們更需要注重所設(shè)計的實驗是否能應(yīng)用到實際的制藥生產(chǎn)中、是否能達到制藥生產(chǎn)的目的[6]。為了提高制藥工程工藝設(shè)計實驗的教學質(zhì)量和學生的綜合素質(zhì),激發(fā)學生的自主力和學習興趣,筆者提出了制藥工程工藝設(shè)計實驗課程模擬車間教學,做了以下設(shè)想。
一、模擬車間教學的含義
模擬制藥車間設(shè)計法教學是指教師通過布置給學生一個相應(yīng)的制藥工程工藝設(shè)計任務(wù),要求學生利用已學的專業(yè)知識,模擬制藥車間進行工藝流程、設(shè)備選型、廠房布置等方面的設(shè)計[7]。這種方法能有力地引導學生對制藥專業(yè)知識的學習,引導學生積極思考實際生產(chǎn)中遇到的問題,不斷提高學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,讓學生更加深入地了解并掌握制藥行業(yè)相應(yīng)的知識,同時也讓學生由被動接受知識變成主動探索和運用知識。
二、模擬車間教學課程的總體培養(yǎng)目標
1.具備制藥車間各崗位的基本職業(yè)素養(yǎng)。2.利用所學知識設(shè)計廠房的初步布局圖。3.根據(jù)物料衡算、能量衡算結(jié)果進行相關(guān)設(shè)備的選型。4.保障車間的安全生產(chǎn)和生產(chǎn)中減少“三廢”的排放。
三、模擬車間設(shè)計教學課程的主要內(nèi)容
以實際的車間生產(chǎn)為導向?qū)F(xiàn)有的學科理論教學體系應(yīng)用于實際應(yīng)用型教學體系,充分學習企業(yè)生產(chǎn)實際經(jīng)驗,注重學生職業(yè)能力和素養(yǎng)的培養(yǎng),以制藥生產(chǎn)的特定職業(yè)崗位為依據(jù),滿足企業(yè)的需要,滿足社會發(fā)展的需要。
(一)制藥工藝流程設(shè)計
工藝流程設(shè)計是一項綜合統(tǒng)籌的工作,進行工藝流程的設(shè)計需要從技術(shù)、經(jīng)濟、社會、安全和環(huán)保等多方面進行綜合考慮。如優(yōu)化工藝設(shè)計路線、簡化生產(chǎn)流程、具有寬泛性、良好的經(jīng)濟效益、確保安全生產(chǎn)、遵循“三協(xié)調(diào)”原則、降低生產(chǎn)能耗和減少廢水廢氣排放,盡量采用機械化、自動化,以確保實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)和保障藥品品質(zhì)。工藝流程設(shè)計的任務(wù)包括:確定流程的組成;確定載能介質(zhì)的技術(shù)規(guī)格和流向;確定生產(chǎn)控制方法;確定廢水、廢渣、廢氣即“三廢”的治理方法;制定安全技術(shù)措施;繪制工藝流程圖;編寫工藝操作方法。
(二)設(shè)備選型設(shè)計
設(shè)備選型設(shè)計必須貫徹高效、節(jié)能、安全、經(jīng)濟合理、先進可靠、系統(tǒng)最優(yōu)原則,滿足GDP要求,滿足工藝要求,滿足設(shè)備結(jié)構(gòu)要求,提高生產(chǎn)效率,滿足技術(shù)經(jīng)濟指標的要求,制藥設(shè)備的材質(zhì)必須滿足制藥生產(chǎn)要求。設(shè)備造型設(shè)計任務(wù):確定單元操作所用設(shè)備的類型;根據(jù)工藝要求決定工藝設(shè)備的材料;確定標準設(shè)備型號;確定標準圖圖號和型號;編制工藝設(shè)備一覽表。
(三)車間平面設(shè)計
車間平面布置設(shè)計應(yīng)符合生產(chǎn)工藝流程及空氣凈度等級要求,根據(jù)工藝設(shè)備安全和維修、管線布置、氣流類型以及凈化空調(diào)等各種技術(shù)措施的要求綜合確定。符合制藥企業(yè)布置規(guī)范和國家有關(guān)的法規(guī),妥善處理防火、防爆、防毒等問題。
四、目前模擬車間教學方法存在的問題
(一)制藥工程工藝設(shè)計實驗課程內(nèi)容方面
目前,制藥類專業(yè)制藥工程工藝設(shè)計實驗?zāi)M車間課程內(nèi)容相對來說太陳舊,某些實驗項目已經(jīng)有十幾年沒有更新,與現(xiàn)代化制藥企業(yè)實際生產(chǎn)脫節(jié)。因而會造成學生學習積極性不高,教師教學效果不理想,很大程度上影響了綜合型藥學復(fù)合人才的培養(yǎng)。
(二)實驗設(shè)備陳舊
制藥工程工藝設(shè)計實驗課程模擬車間設(shè)備陳舊,有些設(shè)備使用時間過長,很多部件都損壞了,導致有些經(jīng)典的實驗無法開展,同時由于設(shè)備太陳舊,學生不能及時熟悉相關(guān)的新設(shè)備,不能與時俱進。
(三)實驗考核方式單一
制藥工程工藝設(shè)計實驗課程主要是結(jié)果考核,其中平時成績占比10%、實驗操作占比40%、實驗報告占比10%、期末考查成績占比40%,這樣的考核方式缺乏對學生主動性的過程評價,不利于學生自主意識學習及學習積極性。
(四)教學模式單一
目前制藥工程工藝設(shè)計實驗課程模擬車間上課模式主要是教師對其實驗內(nèi)容進行講授,然后再對實驗進行演練,學生只是重復(fù)教師的實驗動作。這樣的教學方式會讓學生缺乏自主學習的能力,同時學生復(fù)制教師的實驗會讓他們在實驗中喪失發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。
五、解決問題的思路
為了培養(yǎng)高質(zhì)量的綜合型、復(fù)合型藥學人才,提高學生的主觀能動性,教學方法我做了以下設(shè)想。
(一)以學生為主體的教學模式
在課堂上,學生的主要任務(wù)是學,教師的主要任務(wù)是教。如果學得沒有主動性、能動性、思考性等,那么教得再多也只是呈現(xiàn)一個表面上的教學“效果”。因此,我們提倡以學生為主體[8],在課堂上要體現(xiàn)學生主人公的地位,教師為輔。在實驗教學開始前,教師先把實驗課題發(fā)給學生,讓學生自主組隊,小組成員自主選題,學生也可根據(jù)自己的興趣愛好自主立題。以小組為單位進行實驗課題的方案設(shè)計,方案經(jīng)教師批改審核通過后,實驗方案做成PPT向教師及全班同學進行匯報,由教師和其他小組成員對其進行提問及考核打分??己顺煽兒细竦男〗M可自行到模擬車間進行實驗操作,實驗操作結(jié)束后,需規(guī)整所有的實驗數(shù)據(jù),并把實驗過程、實驗結(jié)果與分析做成PPT進行全面的匯報,并寫成小論文,教師及其他小組成員對其進行再次考核。考核通過后,整個實驗即完成。整個實驗過程中,教師都起輔導的作用,學生可隨時隨地通過課堂、郵件、QQ、微信、抖音等方式跟教師進行交流學習。
(二)與多元化開放性實踐教學相結(jié)合
實踐的本質(zhì)就是讓學生自己動手去操作,去驗證理論知識。校內(nèi)的教學模擬車間實驗室及教學平臺應(yīng)對學生進行開放[8]。鼓勵院與院部之間的學生加強合作,交叉學習,達到事半功倍的效果。學生先參加學校組織的實驗安全與管理、基本儀器使用操作規(guī)程培訓[9],等考核成績通過后方可進入模擬車間實驗室及教學平臺進行實驗。針對校外的教學平臺,學校先與企業(yè)進行溝通,企業(yè)平臺對學生實行周末開放制政策。學生先參加由企業(yè)組織的實驗安全與管理、基本儀器使用操作規(guī)程培訓[9]等。考核成績通過后方可進入企業(yè)實踐教學基地進行實驗。實驗內(nèi)容可以是學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、參與科研教師的科研課題、參加比賽的制藥化工設(shè)計大賽等。多元化開放性實踐不僅能培養(yǎng)學生的獨立性和表達性,還可以培養(yǎng)學生對科研的興趣。
(三)校企合作講學
實踐是檢驗真理的唯一標準,我們要加強運用校企合作模式[9],建立良好的校外實踐教學基地。理論學習上,高校應(yīng)當聘請校外企業(yè)指導教師來校對學生進行教學,校外企業(yè)指導教師具有豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗,可以更好地指導學生的實際生產(chǎn)實踐學習;高校專業(yè)課教師不能只滿足于書本上的理論知識,還應(yīng)該利用暑假或者寒假的時間到相關(guān)的企業(yè)去進行社會實踐活動,增加自己的專業(yè)知識,把從企業(yè)學到的工廠實踐經(jīng)驗手把手地教給學生,理論聯(lián)系實際才是最有效的教學方法。把課堂從學校教室搬到工廠,組織學生到實踐教學基地進行理論和實踐學習。學生通過實際生產(chǎn)、研發(fā)一線實踐的綜合學習,可以更好地理解制藥工藝流程設(shè)計、設(shè)備選型設(shè)計、車間平面設(shè)計等要求。這樣可以進一步培養(yǎng)出熟練掌握有關(guān)制藥生產(chǎn)過程和車間管理使用方法的高質(zhì)量藥學人才。同時,高校也可組織學生利用暑假或寒假到企業(yè)進行實習。學生只有親自動手去操作生產(chǎn)設(shè)備,親身到研發(fā)一線的實驗基地,融入企業(yè)的內(nèi)部生產(chǎn),才能真正把理論知識與實際完美結(jié)合。
(四)賽教相長的教學方式
相關(guān)部門每年都會舉辦多場藥學相關(guān)的學生競賽活動,如“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設(shè)計、全國大學生化工設(shè)計競賽、化學化工設(shè)計大賽、中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等。我們可以讓學生以競賽的方式去學習制藥工程工藝設(shè)計實驗課程。以“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽為例進行講述,中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽是目前為止我國級別最高[10]、影響力最大、規(guī)模最廣、參與度最高,也是歷時最長(整個過程需要8個月)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)賽事。先讓學生自由組成一個團隊,可與別的學院的學生(選擇了該門課程的學生或想自主學習的學生)進行組隊。學生人數(shù)控制在4~10名。由制藥工程工藝設(shè)計實驗課程任課教師和企業(yè)指導教師或具有豐富創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗的外聘專家作為指導教師,人數(shù)一般為1~5名。學生分好組后,制藥工程工藝設(shè)計實驗課程任課教師給出學生課題。學生根據(jù)教師所給出的選題進行實驗方案的設(shè)計、實驗工藝的改造、實驗過程的演練和探究。以學生作為主體,指導教師全程對學生的項目進行跟蹤指導和輔助。實驗項目完成后,學生自主去撰寫大學生“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)申報書。這可以使學生對項目理論知識更好地進行梳理,同時也能體現(xiàn)學生對項目的真正掌握情況。參賽路演時的PPT也由學生自主去制作,不僅能鍛煉學生的電腦操作能力,同時還能體現(xiàn)出學生對項目真正的理解程度。在整個過程中,指導教師對學生的項目不斷地進行重復(fù)指導,同時學生也可隨時通過多種方式(課堂、郵件、QQ、微信、抖音等)跟指導教師進行交流溝通,以使參賽項目趨于完善。多種跡象表明,學生在進行項目路演環(huán)節(jié)時更能增加學生與學生之間、學生與指導教師之間的交流學習,指導效果呈現(xiàn)最明顯,同時學生對制藥工程工藝設(shè)計實驗課程的掌握度也有很大的提升。學生參加競賽可以提升創(chuàng)新思維能力。比賽還可以提升學生間的團隊協(xié)作能力,因為比賽并不是一個單打獨斗的過程,要和小伙伴們一起組建一個團體,在團隊之中不斷打磨自己的項目,不斷進行職責分工,而在這個過程當中,也提升了人際交往能力與組織能力。競賽對于學生日后的發(fā)展來說是非常有幫助的。因此,將制藥專業(yè)實驗項目指導與“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽項目指導相融合,既能保證教學質(zhì)量,又能提高學生的學習積極性。
(五)多樣化的課程評價方式
實行多種考核形式并行模式,學生考核成績由教師(學校教師或企業(yè)指導教師)和學生(其他組學生)共同打分進行,考核成績包括:學生自主設(shè)計的實驗項目方案(20%)、自主完成實驗(50%)、實驗小論文(30%)。我們還可以鼓勵學生以免修的方式進行考核,即學生參加“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設(shè)計、全國大學生化工設(shè)計競賽、化學化工設(shè)計大賽、中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等項目,獲得省級三等獎以上,可以采取課程免修的方式,如學生參加了“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設(shè)計大賽,并獲得了省級三等獎以上的榮譽,那么學生就可以選擇免修制藥工程工藝設(shè)計實驗課程,并給予成績等級為良好以上的評價。同時也可以采取主持或參與項目的方式進行學分置換,即學生作為項目主持人或者作為教師課題項目的主要參與者。學生作為主持人主持了校級以上制藥相關(guān)的科研項目,并取得了良好的成果,項目圓滿結(jié)題,評價為合格以上,可以用項目所得的學分抵用制藥工程工藝設(shè)計實驗課程所需學分;學生作為教師課題項目的主要參與者,全程參與了教師的科研項目,當教師主持的課程結(jié)題后,由教師對該學生在整個科研項目中的表現(xiàn)進行綜合評價,考核分為優(yōu)秀、良好、一般、合格、不合格等級,教師考核成績?yōu)楹细褚陨系燃壍?,可憑項目主持人(教師)填寫的科研項目綜合情況表抵用制藥工程工藝設(shè)計實驗課程所需學分。還可以采取頂崗實習的模式進行學分的置換。頂崗實習是指學生在基本完成教學實習和學過大部分基礎(chǔ)技術(shù)課之后,到專業(yè)對口的現(xiàn)場直接參與生產(chǎn)過程,綜合運用本專業(yè)所學的知識和技能,以完成一定的生產(chǎn)任務(wù),并進一步獲得感性認識,掌握操作技能,學習企業(yè)管理,養(yǎng)成正確勞動態(tài)度的一種實踐性教學形式。頂崗實習一般是在大四的第一個學期或第二個學期進行,但是我們的制藥工程工藝設(shè)計實驗是在大二的第二學期開設(shè),學生可根據(jù)自己的情況,向院部申請制藥工程工藝設(shè)計實驗延期到大四采用頂崗實習進行學分置換。頂崗實習安排在大四,是為了避免一個對崗位懵然無知的學生,不能較快適應(yīng)實習崗位,在一些機械操作性或理論實踐研究的崗位上,還可能因為缺乏相應(yīng)理論知識,危及人身安全。而企業(yè)在接收缺乏基本理論知識學生實習時,也必須投入更多的人力、物力、財力,甚至自身的生產(chǎn)也會被拖累,這樣的實習生,企業(yè)當然不愿意接收。故頂崗實習的學生在校期間,應(yīng)夯實理論基礎(chǔ),同時學校也會及時跟蹤市場需求的變化,主動適應(yīng)區(qū)域、行業(yè)經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要,有針對性地調(diào)整和設(shè)置專業(yè);以就業(yè)為導向,以提高學生職業(yè)能力為目標,改革課程體系,使其更加貼近企業(yè)工作流程,使學生進入企業(yè)后能夠勝任工作。只有這些準備都做好了,頂崗實習才能使學生學到真正的技能,同時實習單位也才可能從中發(fā)現(xiàn)可用之才,校企合作才能找到契合點,并長期推動下去,學校之于實習單位,也不再是一個硬塞實習生的角色,而是能助推企業(yè)發(fā)展的人才供應(yīng)站,學生就業(yè)率也會相應(yīng)提高。學生在頂崗實習期間,由學校安排理論指導教師,企業(yè)安排實踐操作指導教師,在實習期滿后(一般最少為6個月),由學校教師(占比40%)及企業(yè)指導教師(占比60%)對其實習期間的表現(xiàn)進行綜合評價,成績分為優(yōu)秀、良好、一般、合格、不合格等級,雙重指導教師考核成績?yōu)楹细褚陨系燃壍?,可憑實習單位開具的頂崗實習考核表抵用制藥工程工藝設(shè)計實驗課程所需學分。多樣化的考核方式,使教學不再是單一、枯燥、無味的,學生的選擇也多了,學習積極性提高了,教學效果也有了明顯的提高。
六、結(jié)語
制藥工程工藝設(shè)計實驗作為制藥工程專業(yè)實驗教學的重要組成部分,授課內(nèi)容要突出藥物制備與工藝設(shè)計的基本技術(shù),使學生掌握制藥方面實驗基本類型、實驗基本原理、實驗方法、實驗操作要點等實驗?zāi)芰?。除此之外,教師在教學過程中要提高模擬車間的教學內(nèi)容、教學方式,提高學生的自主學習能力、學習興趣,與時俱進與企業(yè)實踐緊密結(jié)合,進一步提高學生發(fā)現(xiàn)和解決制藥企業(yè)車間問題的能力,使學生將所學的專業(yè)知識完美地應(yīng)用于實際的生產(chǎn)過程中。教師也要不斷提高制藥工程工藝設(shè)計實驗課程的教學水平,為制藥行業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)、高水平的專業(yè)技術(shù)人員。
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◎編輯 馬燕萍