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坚持问题导向的《制药工程原理与设备》课程改革*

2020-03-07郭心灵杨俊杰

广州化工 2020年14期
关键词:制药原理导向

李 灿,郭心灵,杨俊杰

(信阳农林学院生物与制药工程学院,河南 信阳 464000)

制药工程是化学、药学、工程学、生物学等多学科交叉的工科专业,主要培养从事原料药和药剂制造的高素质工程技术人才。随着我国医药行业的不断发展,制药工程专业的人才培养规模也在不断壮大,据统计全国共有近300所高校开设制药工程专业,每年的招生人数总和接近2万人[1]。我国虽是医药大国,但不是医药强国,社会和行业对应用型和创新型的高素质制药工程人才的需求日益迫切。制药工程高等教育在我国起步较晚,各校办学基础不同,课程设置也不同[2],全国高校对制药工程专业人才培养模式不断进行着探索和改革,并取得了一定的改革成效,但仍存在一些问题[3]。

《制药工程原理与设备》是我校制药工程专业的一门专业主干课程,在制药工程专业基础课和专业课之间起着承前启后的作用,是自然科学领域的基础课向工程科学的专业课过渡的入门课程。该课程系统地阐述了制药过程中各个单元操作、单元反应的基本原理及典型的生产设备[4],以期培养符合制药工程多元化工作岗位需求的复合型、应用型人才。《制药工程原理与设计》课程的教学过程尚不完善,在教学中还存在着一些问题:①教材资源少,内容陈旧,理论性强,应用侧重少;②老师单向灌输,学生被动接受,教学效率低下;③教学手段单一;④部分制药设备缺少相关模型,通过平面图及剖面图较难理解设备结构及运行机制[4];⑤理论知识强,操作及解决实际问题能力较弱。

针对以上课程中的常见问题,结合新工科发展理念,我校进行了一系列以问题为导向的教学改革尝试,找准存在症结,对所发现的问题进行“靶向治疗”。

1 建成适应应用型本科教学的特色教材

信阳农林学院定位为应用型本科高校,进行《制药工程原理与设备》课程教学时,应坚持以行业和市场需求导向为原则,以“应用型”为需求,以岗位为导向,坚持“基础知识、基本理论、基本技能”“思想性、科学性、先进性、启发性、实用性”为原则,培养出符合我国制药工程多元化工作岗位需求的应用型人才。

借鉴省内外兄弟院校制药工程专业办学经验,对照国家质量标准,立足我校应用型本科高校的办学定位及制药类应用型本科教育的培养目标,将《化工原理》和《制药设备》两门课程进行有机融合,以学生能力需求为导向,打破传统章节教学模式,在内容选取上,以动量、热量和质量传递为主线,以制药工程中面临的主要问题为出发点进行项目设计。设备部分以医药行业最新生产线设备为示例进行介绍,更好与生产一线接轨,形成了以项目为核心、任务为驱动,以三大传递为纲、单元操作为目的立体化教学体系,并弱化纯理论教学和模型公式的推导,强化培养学生的实践技能和创新应用能力[5],建成了一本能够适用于应用型本科制药工程专业教学需要的特色教材[6],形成工学结合、理实一体化的教学内容。

我校作为“河南省应用型本科教材建设联盟”制药工程专业的牵头建设单位,首批建设了河南省应用型特色教材《制药工程原理与设备》,作为联盟首个完成项目投入并使用。该教材很好地满足了我校教学需要,得到了师生们的一致好评。

2 坚持问题导向教学法,打造学生主动学习、积极思考,师生互动的课堂

传统教学是“以教师、课堂、教材为中心”的教学方法,教师是教学的主体,教师决定教什么,学生被动接受,师生缺乏互动。传统的课堂教学没有确立学生的主体地位,忽视了学生的自主性和能动性[7],因此难以调动学生的学习兴趣。

为了在进行每个项目内容介绍前,设计一个生活中常见的问题作为驱动问题,逐步引导学生进行探索式学习。例如,在进行干燥时间计算时,引导学生发现不同季节、不同天气晾衣服速度不同,进一步激发学生的求知欲,使归纳总结并提出问题:①为什么晴天比阴天干的快?②为什么夏天比冬天干的快?③为什么有风比无风时干的快?

问题驱动教学法(Problem-Based Learning,PBL)与传统教学法不同,是一种以学生为主体、以专业领域内的相关问题为学习起点,以问题为核心规划学习内容,让学生围绕问题寻求解决方案、教师围绕问题来进行教学设计的一种学习方法[8],能够提高学生学习的主动性,提高学生在教学过程中的参与程度,激起学生的求知欲,活跃其思维。同时,实际问题的提出,也使原本枯燥的理论公式立体化,加深理解、加强记忆,使理论讲解达到深入浅出的效果。

3 开展多种形式的辅助教学、衍伸教学

与传统的教学手段相比,多媒体教学具有信息量大,空间感强的特点[9],它能够使一些在传统教学手段下很难展现的知识内容或无法观察到的现象,通过多媒体形象、生动、直观地显示出来。

本课程涉及大量结构复杂的设备,通过平面图及剖面图较难阐释设备结构及运行机制。在教学过程中,针对每种具体的制药机械,充分利用网络资源,检索并筛选出适合教学的设备运行动画。这些动画不但能够展现设备的外观图、内部结构图、安装拆解过程,还能提供设备运行的动画演示过程,使原来书本上二维平面的设备“立体化”、“鲜活化”,从而将设备的结构及工作原理更直观的展现给学生。多媒体丰富的画面、文字和声音等视听信息,提供了更多的学习内容,大大增加课堂信息量,且能够调动学生的各项感官刺激,大大提高教学效率。

4 打造制药生产实践教学平台

实践教学是巩固理论知识和加深对理论认知的重要手段,是培养学生实践能力和创新能力的主要方法,构建科学的实践教学体系是提高人才培养质量的重要保证。目前实践教学是高校人才培养过程中普遍存在的薄弱环节,也是提高人才培养质量的切入点和突破口。

我校根据自己的特色对实验资源进行整合,投资建设了药物制剂生产线,包括多功能提取罐、粉碎机、筛分机、多维运动混合机、喷雾干燥机、快速混合制粒机、沸腾制粒机、热风干燥箱、真空干燥箱、旋转压片机、制丸机等[6],形成了较为完善的实践教学平台。

并与企业合作开展产学合作协同育人,推进课堂、实验实训场所、企业环境相结合的“三个相结合”,打造多主体协同育人的长效机制,构建了产教融合、校企合作的良好生态。

课堂上使用文字、图片及三维动画等形式结合来讲解与阐述设备运行机理,再通过带领学生深入药物制剂生产线,来进一步加深学生对制药设备的了解,并通过实际操作设备,来提高学生发现问题及解决实际问题的能力。

5 建立理实一体化教学体系

与传统《制药工程原理与设备》重理论轻实践不同,为了避免培养的学生只会“纸上谈兵”,本课程特别强调“学以致用”,在教学中弱化了纯理论教学和模型的推导,加大实训课程所占比重,强化应用能力的教学和培养。实践教学部分在课程设计时将实践任务分解到各个项目中去,构建了理论教学和实践教学一体化的教学模式。并创新地开设了“流体输送机械的原理及拆卸”、“沉降与过滤设备的原理与拆卸”、“干燥原理与设备的结构”、“粉碎、筛分与混合设备的结构与原理”、“制剂设备的结构与原理”、“车间工艺设计”等实训任务。上述任务的实训不仅培养了学生的实践能力,同时也增加了本课程的趣味性,相比传统的枯燥无味的理论讲授,增加了课程吸引力。

在实训过程中,鼓励学生拿起维修工具,进行各种制药设备的拆卸和安装,直观的学习制药设备的内部构造、工作原理及生产线的生产工艺流程。在实际操作设备时,主张启发式教学——不给学生设定操作步骤,鼓励学生自行探索,发现问题并解决问题,倡导学生自主性学习和探究性学习,极大地调动了学生学习的积极性。

本课程在常规的理论考核和试验考核外,还将“制药车间平面设计”作为一项考核的重要内容,要求学生根据《药品生产质量管理规范》(Good Manufacture Practice,GMP)要求、制药工程设计原理,初步设计出要求的制药车间平面图,培养学生进行制药工程设计的能力[6]。

坚持问题导向,就是要瞄着问题去、追着问题走,以解决问题为发展突破口,抓住要害、聚焦发力、持续用劲,这样就能激发发展动力,在事业上有新突破、在改革中有新作为。

真正的问题导向,必然是与成果导向相一致的,本课程在建设与改革中,以新工科理念为发展目标,不断强化问题导向,调整和优化课程内容,与时俱进,使理论教学与实训结合互补,教学更趋完善。通过本课程的学习,学生的理论水平与实践能力均得到了明显的提升,教学效果得到了大家的普遍认可。

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