宋利星 汪忠华 吴晶晶 吴范宏

上海应用技术大学化学与环境工程学院 上海 201418

《华盛顿协议》是现今国际上权威性和影响力最大的工程教育本科学位互认协议[1],2016年,中国加入并成为其中的正式会员。工程教育专业认证是对教育质量的合理性评价,是可国际通行的工程教育保证,因此,开展工程教育专业认证会促进我国工程教育的质量和学位的国际互认,提升我国工程类学生的国际竞争力。工程教育专业认证的三个基本理念是以学生为中心,以产出为导向,坚持持续改进。要求高校教师坚持以学生能取得的学习成果为导向进行教学设计与教学实施,围绕培养学生工程知识、分析和解决问题的能力、职业素养及终身学习能力等毕业要求进行教育资源的配置和教学安排。

2017年,我国教育部提出“新工科”的概念[2],对工程教育提供了新要求,概念指出要以立德树人为引领,以应对变化、塑造未来为建设理念,以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径,培养未来多元化、创新型卓越工程人才。新工科是我国工程教育为了服务国家战略发展、提升国际竞争新优势以及落实立德树人新要求而提出的新思维、新方式。新工科对学生在专业知识与技术、学术、社会活动及个人效能等综合核心能力提出了新的要求,也对高等教育提出了更高的教学要求。在持续进行工程认证与改进、新工科建设的双重背景和契机下,想要提升我国工程类高等教育人才培养的质量,就必须从课程教学模式、课堂教学实施等方面的改革入手。

制药工艺学作为制药工程本科专业培养中的核心课程[3],是在四大基础化学、化工原理、药物化学等专业课程的基础上,充分考虑药物的特殊性,针对药品生产条件、工艺环境等的具体要求,从而研究药物制造原理、工艺流程、生产技术和质量控制的综合性课程。制药工艺学的主要教学目标是使学生掌握药物制造流程的基本理论和专业知识及技能,并能够运用所学知识解决药物制造中复杂的工程问题、产品的生产工艺创新等[4-5]。为达到以上的教学目标和毕业要求,笔者们根据工程认证要求、结合新工科建设理念对制药工艺学的教学进行了一系列的改革研究和教学实践。

一、校企合作教学团队建设

培养实用型技术人才是制药工程专业人才培养的理念和目的,企业专家可以结合自己丰富的企业研发与生产经验给予学生不同的专业知识及经验[6]。笔者所在的教学团队探讨并实践了“校企合作”理实一体化教学模式。从2017年起,对教学团队开展了针对性调整,集合在制药领域有丰富从业经验的资深专家,形成校企合作的教学团队。选取代表性章节,比如中试放大研究和典型制药工艺,邀请企业专家同堂授课,通过企业实际生产案例的讲解,学生可以更加深刻地理解理论知识并提高解决实际工艺问题的能力。

同时,邀请企业讲师参与课程教学大纲的制定,从企业实际岗位对知识和技能等方面的要求为出发点对课程的教学效果进行评价,以此为依据不断改进理实一体化教学。另外,本团队结合应用型本科制药工程专业特点,与企业专家联合出版了新型数字化教材[7]。教材引入了大量制药企业的实际工艺案例,比如抗菌药环丙沙星、解热镇痛药布洛芬等药物在连续流反应器中的全合成工艺,制药厂的实际“三废”处理项目等。教材中各章节均附有二维码,扫描后可观看PPT教案,后期教学团队可以丰富数字资源,包含教学视频等。这本教材更大程度地引入制药企业实际案例,符合应用型人才的培养理念。

图1 教学团队出版的数字化教材封面

二、专业课程思政建设

课程思政的内涵是将思政教育引领与专业知识的讲授密切结合,在专业教育中充分发挥思政教育的育人作用,落实“立德树人”的根本任务。笔者们分析制药工艺学的教学大纲,依据制药工程专业课程思政教学指南,结合课程的知识传授和能力培养,挖掘出国家意识、工匠精神、社会责任等三大方面的思政体系,实现社会主义核心价值观与课程隐性育人元素的有效渗透融通(图2)。教学团队分别从制药强国战略、中国药品研发与生产的发展史、药品安全和绿色生产、科学家科技创新的先进事迹等几个方面深入发掘专业课程思政素材。在不改变课程自身知识图谱和逻辑体系的基础上,找准思政内容和专业知识的契合点,将“课程思政”化整为零,分散推进。

图3 线上线下结合的教学模式流程图

图4 “原料药结晶工艺的优化与放大”章节教学活动的设计思路

三、线上线下混合式教学

传统的线下教学模式中,教师和学生可以进行面对面的交流,教师实时监督学生的学习状态。但线下教学受课时的限制,学生参与课堂的需求往往无法得到充分满足。在信息化背景下,丰富的网络资源和信息化技术可以为教学设计和教学实施增辉加彩。开展线上课程最主要的优势是可以充分高效利用信息技术,提高学生的自主学习意识和能力[8]。笔者结合教学目标及对学生的学情分析,设计了针对应用型制药工程本科的线上线下混合式教学模式,更有效地提高教学效果。

本课程依托超星学习通平台,教师在课前上传充分的预习材料和知识点讲解视频等方便学生课前预习。学生通过自主探究学习理解知识点,也可以在线提出疑问、讨论交流,教师根据学生的讨论等反馈结果,及时调整线下的教学方案与方法,对知识点进行重点讲解。在课后利用在线测验了解学生的知识掌握水平。整个模式可以让学生在教学中成为主体,同时教师可以及时了解每一名学生的学习进度与掌握程度,从而针对性地改进教学方案。

四、科教融合,科研反哺教学

注重科教融合,在教学内容上融入教学团队的科研成果。本校获批“上海绿色氟代制药工程技术研究中心”,教学团队作为工程中心的核心成员,完成了很多含氟新药的开发、仿制药合成工艺优化项目。这些科研成果进课堂,可以让学生通过身边的案例正确认识制药工程专业,提升学生分析、解决复杂问题的能力,实现价值引导、职业素养、科技创新等方面的无痕化教育。

在新出版的教材中,增加含氟药物等特色章节,重点讲解含氟新药的研发、含氟仿制药工艺优化及绿色氟代制药技术的应用等,令学生了解前沿的氟代合成方法、含氟药物的工艺优化,结合研发实例,激发学生的科学探索精神,培养学生解决实际问题的能力。

五、教学设计案例

以“原料药结晶工艺的优化与放大”章节为例,教师提前在超星学习通平台发布“利托那韦药物晶型开发事件”案例资料,通过案例引入的方式激发学生的学习和讨论热情。同时发布主题讨论活动,引导学生去查阅资料,找寻药物晶型对药物理化性质影响的实际案例。案例的引入增加了学生在课堂中的参与度和主动思考与学习的积极性,实现了以学生为中心、以学生为主导的教学活动,让学生在讨论中学习了药物晶型研究和控制的重要性。同时这些实际案例的发生能够激发学生学习专业知识的热情,牢牢掌握药物多晶型的概念、类型及研究方法以及结晶工艺优化的参数及控制。最后讲解我国及欧美国家对药品注册与申报中多晶型问题的法规要求,令学生了解行业前沿法规要求,培养学生的国际视野及科学探究精神。在教学实施中无形地向学生灌输了规则意识、科技创新精神、精益求精的工作态度及国际视野,做到了思政素质培养与专业教学的有机结合。

结语

工程教育专业认证和新工科的建设均要求高等工程教育要从新理念、新形态、新体系等层面来进行教学设计和改革。本文从教学团队建设、教学设计、教学资源、课程思政等方面对制药工艺学进行了一系列的教学改革,提升了学生的知识技能和综合竞争力。