《制藥設備與車間工藝設計》課程混合式教學模式探索與實踐*

涂清波，單 鑫，錢 潔，朱安宏

(南京中醫藥大學翰林學院，江蘇 泰州 225300)

醫藥工業是國民經濟的支柱產業，對保障老百姓的健康和提高生活質量意義重大。醫藥工業的發展與制藥設備息息相關。當前，我國制藥設備市場規模超過450億元，增長速度在20%以上，行業發展迅速[1]。雖然GMP認證制度在醫藥產業的全面實施，制藥設備國際化、標準化和智能化程度提高，然而我國從業人員專業化程度不高，制藥設備技術水平及工程設計能力相對較低，這些問題制約著我國制藥設備發展，乃至整個醫藥工業的發展。大力培養具備制藥設備技術水平及工程設計能力，解決實際生產問題的應用型人才勢在必行[2]。

《制藥設備與車間工藝設計》是制藥工程專業的一門工程類課程，課程包括理論課程和課程設計兩個課程部分。主要是學習藥品生產過程中常用的設備類型及其運行原理，熟悉廠址選擇和制藥車間的設計要點，培養學生具備一定的工程設計能力[3]。本文分析了傳統教學模式下課程教學存在的一些弊端，采取線上線下、案例式、啟發式等混合教學方法，建立混合式課程教學模，以期通過教學改革達到良好的授課效果。

1 當前教學過程中主要問題分析

該課程為多學科交叉課程[4]，不僅要具備制藥技術基礎，還要具備工程制圖、化工原理和儀表與自動化等多種工程專業的相關知識。課程開設在大三年級下學期，學生已完成制藥工藝學、藥劑學、化工原理、工程制圖和儀表與自動化等相關課程的學習，但多門課程開設學期不同，學生對一些相關知識點比較模糊，課程中很多概念較為抽象，有一定的實踐性操作要求，導致學生學習較為吃力。經學情調查分析，主要存在以下問題：

1)專業知識理解困難，思政教育精力有限

該門課程綜合了化工原理、工程制圖和制藥工藝學等學科知識，涉及較多的工程概念、計算公式和制藥設備等抽象知識，學生學習起來比較困難，往往需要花費大量的時間理解和記憶。教師更多的精力是如何生動而詳細地講解重要知識點，幫助學生更好地熟悉和掌握課堂知識，而在課程思政教育方面投入的精力較少，有時思政內容與課程內容切合度不高，思政教育顯得過于形式化和模式化，沒有達到理想的思想教育效果。

2)課程教材更新較慢，與實際聯系不緊密

課程教材普遍注重知識理論體系的完善，與最新的生產實際和科研前沿聯系不夠緊密[5]。課程依據藥品生產質量管理規范(GMP)和相關工程技術理念，學習制藥生產設備和車間設計。我國制藥生產設備及車間要求迅猛，GMP與國際化接軌緊密，一些先進的生產設備能夠很快的從國外或自主研發。而教材版本需要一定的周期，更新相對較慢。如藥劑生產設備章節很少提及微膠囊等新劑型生產設備，制藥車間設計章節有的還是使用100級潔凈度等老版術語，教學內容滯后于實際生產。

3)理論知識涵蓋面廣，課堂學習枯燥乏味

課程包含中藥、化學和生物制藥的生產設備及車間設計，主要章節分為提取、粉碎、篩分、分離、干燥、蒸發、輸送、發酵、丸劑、片劑、膠囊、注射劑、包裝、廠址選擇、車間設計、管道設計和公用工程等，知識體系涵蓋面廣。在有限的教學時間內，多數教學方案是按照大綱要求的知識點理論講解，如設備的結構原理、操作過程及適用特點，學生缺乏對生產設備的感性認識，如果靠課堂傳統的“填鴨式”教學方式，學生學習起來比較枯燥。

4)實踐教學資源匱乏，教學質量評價固化

由于該課程主要講的是生產設備和生產車間，學校在這方面的教學資源比較有限。因此課程教學多是以理論教學為主，實踐課程比較薄弱。另外，在設計課程中缺乏的相應的生產數據和完整的教學體系，同時教師的研究背景多是科研創新方面，對于生產實踐的教學經驗不足，項目設計的實際價值難以把握，導致設計的任務往往比較簡單，題目比較單一固化，工程設計訓練比較少，教學質量難以保障。

2 混合式課程教學體系

結合中醫藥院校課程的培養方針，采用圖1混合式課程教學模式，對制藥設備與車間工藝設計這門課程的教學內容和教學方法進行優化和改革。

圖1 混合式課程教學體系

2.1 建立網上教學平臺，有機融合課堂教學

隨著“互聯網+”時代的到來，網絡教學迎來新的發展，當前全國各大高校“金課”建設正如火如荼，在線教學是“金課”的一大特色。《制藥設備與車間工藝設計》課程通過免費公共網絡教學平臺，構建網絡課程，將教學教材、課程視頻，以及制藥設備與車間視頻等課內課外相關視頻搬到線上；設置作業測試、觀點討論和重點歸納等自主學習模塊，讓學生提前熟悉相關知識背景；并結合調查問卷分析學情，在課堂上及時調整教學方案，側重講解重要知識點及疑難點；合理壓縮理論教學，留出更多的時間進行案例討論；有機融合在線教學和課堂教學，實現了有效保障教學內容完整的同時讓學生接觸課本外的新知識；培養學生的自主學習和創新思維能力。

2.2 采用PBL法教學，提高學生的積極性

先進的教學手段有助于提升課堂效率和質量。課程中存在比較多的復雜、抽象的設備和原理，授課時可采用PBL法教學。該教學方法于1969年由加拿大麥克瑪斯特大學醫學院首先應用，以問題為基礎，學生為主體，注重學生的主動學習[6]。教師制定有意義的具體任務，引導學生通過資料學習、自主思考、相互討論的方式完成任務的考核，從而培養學生的自主思考和團隊合作的能力。例如，在講解注射劑設備章節時，首先將學生分成水針劑、大輸液、粉針劑和凍干劑四個小組，分配制藥工藝、制藥設備和車間要求的學習任務，學生經過查閱文獻和書籍。然后進行小組討論和調查匯報，教師進行引導性的提問互動，補充不足。最后，各小組進行學習總結。采用PBL法教學，鍛煉學生的團隊協作能力，有效提高學生的學習積極性。

2.3 梳理課程重點難點，強化預習復習過程

根據教材大綱，梳理課程每章要求掌握的重要的知識概念、計算公式和生產設備等內容，提前放在網絡平臺，讓學生在課堂上課前做好充分的學習準備。尤其是對于一些抽象難懂的重要知識點，搜集網絡資源，做好線上學習平臺。比如，輸送機械設備章節中網上教學平臺放置伯努利方程原理、泵的介紹和操作等學習視頻，讓學生對抽象知識能夠更好地理解。以課堂提問及課后作業的方式鞏固重點難點。比如，干燥原理與設備章節，要求學生繪制干燥特性曲線、描述噴霧干燥器、冷凍干燥器等流程。通過對重點難點的預習復習，強化知識的理解和掌握。

2.4 加強思政元素融入，樹立愛國愛拼精神

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議和全國中醫藥大會議作的關于“把思想政治工作貫穿教育教學的全過程”[7]和“加快推進中醫藥現代化、產業化”[8]的重要講話，我們作為中醫藥院校的教育工作者，在傳授專業知識的同時必須加強學生的思想政治教育和中藥文化熏陶。例如，在學習緒論章節時，講解《神農本草經》《新修本草》《食療本草》和《本草綱目》等中藥巨著，熏陶中藥傳統思想，勵志振興民族文化。學習藥物提取設備章節時，講解屠呦呦團隊發展青蒿素的事跡過程[9]，翻閱2000余方藥，篩選640種方劑，經歷了191次嘗試，激發學生愛國情懷和拼搏奮斗的求學精神，如表1所示。

表1 思政元素融入課程教學案例

2.5 競賽項目作為案例，加強設計模塊訓練

大學生專業競賽目的是鞏固和拓展本學科的知識體系，促進專業知識在實踐中的綜合應用，培養大學生的專業應用技能和創新能力。制藥工程相關專業的競賽以一年一度的全國大學生制藥工程設計競賽具代表性，根據最新的藥物生產動態給定生產項目，要求參賽者完成項目的初步設計說明書和繪制車間設計圖[10]。近幾年都以治療新冠病毒藥物的生產項目設計為題，鍛煉學生的制藥工程設計能力的同時為疫情防控獻計獻策。我們本著“以賽促改，以學帶賽，賽學結合”的思路，加強制藥設備與車間工藝設計課程的實踐教學，在課程設計課程中參照大學生專業競賽的題目及考核方法進行系統的學習和訓練。將課程分為制藥工藝、物料衡算、能量衡算、設備選型、車間設計、工程繪圖等知識模塊，以項目的先后順序依次進行模塊訓練，通過項目融合各個知識模塊，培養學生的工程設計能力。

2.6 完善課程考核方式，加強過程形成性評價

開設課程的意義在于通過理論知識培養學生具備一定的解決實際生產問題的能力，一味的單由考試成績不能準確地反映出學生的整體水平和實踐能力。課程的總成績由線上成績、線下成績和考試成績成績組成，將期末考試成績的比值降至50%，注重過程形成性評價分析。線下成績由課堂考勤、討論互動和作業測試組成。考勤成績比值降至10%。加強課堂學習過程中的互動和測試，鼓勵學生在課上多提多問，比較學生的平時表現與作業成績的正比關系。設計課程的考試成績由設計任務書體現，采取分組討論，各組一題，任務到人的原則，根據競賽審評規則的評分細則進行評分，以求真實公正地對每位同學給出評分。

3 結語

我國醫藥工業發展快速，科技知識日新月異，課程教學改革的路還很長，需要我們不斷完善教學內容、豐富教學方法，緊跟時代步伐，才能培養出符合制藥企業需要的高素質人才。制藥設備與車間工藝設計課程的理論知識繁多、工程實用性強。在教學實踐中，加強中藥文化熏陶和思政教育，激發學生的愛國情懷和拼搏精神。針對學生的實際學習狀況，對教學內容和教學方法進行優化和改革，充分利用網絡資源，與時俱進地采用一些創新性教學方法，實施“因材施教”和“學生為本”的教學理念，充分調動學生的主觀能動性。通過項目初步設計任務書，訓練學生的工程設計能力。