新工科背景下基于CDIO理念的制藥類畢業設計教學改革探索*

蔣德旗

（玉林師范學院 生物與制藥學院，廣西 玉林 537000）

新工科建設是一種新的工程教育發展模式，培養具備更強創新創業能力的新型工程科技人才。CDIO為Conceive構思、Design設計、Implement實現及Operate運作的首字母組合，它是一種以產品開發至產品使用整個周期為載體的工程教育理念，可使學生工程學習的形式變得積極主動，所學課程間融會貫通［1］。CDIO與新工科兩者在工程教育重視這點上是完全相同的，CDIO顯示課程之間的系統連貫性和工程教育的主導地位。畢業設計（論文）作為制藥類專業人才培養方案中實踐教學的核心內容，是工科能力培養的關鍵課程。在新工科背景下，結合人才培養理念與目標，改革和創新制藥類專業畢業設計教學模式，提高學生實踐、創新及工程能力，對于滿足社會發展對制藥人才需求具有十分重要的意義。

我國普通地方院校由于辦學條件的限制，制藥類專業畢業設計教學過程還有以下問題尚需解決：學生重視程度不夠；畢業設計題目偏重基礎研究，工程設計類題目較少；學生實踐操作能力不強；就業壓力是影響畢業論文質量的重要因素，畢業生大四期間大多忙于參加各種招聘會、考研及復試；學校與企事業單位合作不成熟、不深入，直接阻礙校外導師參與畢業設計工作；校內導師態度不積極、主觀能動性不足，不重視畢業設計（論文）指導過程：這些將直接影響畢業設計質量。大多數校內導師工程經驗不豐富，指導過程比較困難；研究經費不足及工程實訓條件缺乏；畢業設計考核評價機制不合理。在新工科背景下如何結合制藥類專業特點進行畢業設計教學改革，對于制藥工程人才工程實踐能力提升非常重要。

1 制藥類專業畢業設計現狀調查與分析

以玉林師范學院2021—2022年畢業的制藥工程和生物制藥專業本科畢業生為對象，開展問卷調查，主要對畢業設計（論文）實施過程中的問題進行考查，以獲得畢業設計教學質量的學生評價情況。收到有效問卷210份，結果發現：學生選擇畢業設計（論文）課題主要考慮就業需要（48.2%），其次結合考研專業與方向（32.6%），還考慮時間長短及靈活度是否影響就業找工作（15.8%）［2］；畢業設計類型中基礎研究類題目占78.5%，工程設計類占14.6%；畢業設計地點則絕大部分在校內，占比87.2%，企事業單位占12.8%；畢業設計難易程度分別為中等（32.5%）、容易（58.4%）、難（9.1%）；畢業設計工作量分別為大（25.4%）、適中（60.4%）、少（14.2%）；經過畢業設計或論文實驗訓練，學生素質與能力獲得提升的次序為：分析解決問題能力（64.2%）、文獻資料查閱及綜述技能（64.5%）、實驗操作動手能力（58.3%）、試驗設計與創新思維（56.4%）、團隊協作能力（31.8%）；經過畢業設計實踐環節訓練后，受訪者認為現有課程教學中應該進一步強化的環節包括：文獻檢索與科技論文寫作（62.8%）、實驗教學（42.3%）、專業英語（40.6%）、工程制圖（21.5%）、生產實習（25.7%）、專業理論課（30.2%）和工科基礎課（13.8%）；學生對老師指導形式的滿意程度中“很滿意”占比52.7%，“滿意”占比41.8%，“不滿意”比例為5.5%。此外，受訪者建議以后實驗課多開設開放性試驗及自主創新性試驗，還認為現有實驗硬件條件不能完全滿足需要，部分儀器設備陳舊，需加強實驗儀器設備購置和更新。以上結果說明制藥類專業畢業設計還存在工程設計能力及創新能力培養不足等諸多問題尚待解決。

2 基于CDIO理念的制藥類專業畢業設計教學改革措施

2.1 基于CDIO工程教育理念的四階段畢業設計教學模式的探索

根據CDIO理念“構思—設計—實現—運作”四個階段，畢業設計教學過程可對應分為“引導—選題—實施—總結”四環節［3］。第一階段（第一至第四學期），傳授學生制藥工程專業基礎知識和基本實驗技能，培養學生的工程專業素質和創新思維；第二階段（第五至第六學期）讓學生根據自己的本科學習經歷和職業目標選擇畢業設計（論文）課題；第三階段（第七學期）構思畢業設計（論文）方案，按照實驗計劃或設計方案實施，期間可做微小調整或修改，獲得相關設計成果或實驗結論；第四階段（第八學期）對畢業論文或畢業設計作品進行驗收或答辯，并提出切實可行的進一步研究建議或設計思路。

2.2 采用多元化畢業設計模式進行個性化培養

根據學生興趣及未來就業意向等，畢業設計選題可選擇與科研項目、大創項目、學科競賽及制藥企業課題等相結合的多元化模式，以適應新工科工程教育人才質量培養要求。與科研課題相結合，吸納本科生參與科研項目，科教協同育人，增強學生實驗操作技能，同時也可支持學生分析實驗數據、撰寫學術論文或專利申請書，為將來研究生深造或企業科研院所工作奠定基礎。將企業生產實踐中遇到的問題納入畢業設計選題范疇，將有助于校企合作真正落實，互惠互利，既能培養高質量人才，又能解決企業所遇到的生產難題。與學科競賽相結合，自主申報并完成大創項目，都有利于培養學生的創新意識及綜合實踐能力。彈性學制可應用于自主創業的學生，支持他們孵化創新創業成果。此外，還可拓展藥品市場調查與分析等形式的畢業設計，包含以上措施和辦法的多元化畢業設計模式將有助于創新教育與工程教育有機融合的實現［4］。畢業設計選題必須符合專業培養目標的要求，貫徹理論聯系實際的原則，盡可能選擇與生產、科研或實驗室建設任務相結合的工程技術問題。具體包括：鞏固、靈活地應用和擴大所學的專業理論知識，著重對學生進行一次工程師基本技能的綜合訓練，培養學生分析和解決本專業工程技術實際問題的獨立工作能力，深入鉆研本專業某一方面的工程技術問題，要根據個人的業務專長和興趣愛好選定課題，因為這樣的選題設計者基礎雄厚、勁頭足、容易出成果［5］。題目宜小不宜大，畢業設計受時間和經費的限制，選題不宜太大，題目小，容易研究深透，易出成果，要注意發揮自己的主觀能動性和想象力，進行積極的思考。要充分運用自己的思考力，對材料進行積極加工，進行創造性想象，從而探索出適合自己的新課題。

2.3 導師制度的改革

新工科背景下畢業設計應實施和建立新的指導教師制度，以學生為主體、導師為“顧問”。學生自由選擇畢業設計題目，學生在導師“顧問”身份的正確指導下完成畢業設計。不同學習經歷和研究專業方向的3～4位導師構成一個指導小組，變革以往“一師多生”的畢業設計指導模式，建立新工科發展要求下“教學團隊全方位”指導模式。此外，綜合考慮導師研究經費、職稱及工程實踐經驗等因素，分配畢業設計學生名額，改革以往平均分的狀況。畢業設計各個環節，從選題、準備材料，到課題設計、繪圖，編制設計任務書、答辯等，都應有指導教師的指導，這樣不僅節省時間，少走彎路，而且能夠得到導師的指教，正確運用科研方法，提高設計水平和研究能力，從而更好地達到教學目的。

2.4 構建校企合作畢業設計模式

加強學校與制藥企業合作交流，聘請企業工程師參與畢業論文指導，實行“校內導師+校外導師”雙導師制。校外導師的主要優勢是有真實的課題需求、市場敏感度、相應的開發環境和技術、規范的過程管理、積極向上的企業文化精神，對設計結果有更嚴格的測試要求，文檔撰寫的規范等［6］。定期選派教師參與制藥企業工程培訓和掛職鍛煉，提升教師工程實踐指導水平。積極招聘具有大型藥企工作經歷的藥學專業高職稱或高學歷人才，其解決復雜工程問題的能力與素養對于學生成長大有裨益。支持引導學生完成與大中型制藥企業生產實際相結合的畢業設計（論文），將理論知識切實運用于生產實踐中，努力實現CDIO“做中學，學中做”的目標［7］。

2.5 畢業設計過程監督及考核評價制度改革

畢業設計（論文）實施過程的各個環節應接受學校、院系、教研室三個層面的階段性檢查，定期考核其進度及工作質量，檢查實驗記錄是否規范等。注重畢業設計（論文）考核評價和答辯制度的改革，質量評價體系應加強“過程”考核，確保覆蓋設計研究過程的各個環節，論文形式審核由專人嚴格按照要求執行，答辯資格審查可由2人以上教師團隊完成，意見不一致交由第三者決定，通過方可參加現場答辯［8］；實行指導教師現場回避制度；每個答辯小組至少邀請一名具有工程經驗的校外導師參加；答辯提問方式應由“批判式”改為“探討式”；畢業設計成績評定要公平公正，權衡各項評價指標，應加強對畢業設計“過程”的考核，減少“結果”所占分數比例。為了使畢業設計最大限度地發揮出應有的人才培養的效果，可以參照科研課題的方式安排學生的工作過程，由此可以形成過程性安排與教學指導的基本模式——“四規模式”，即規定時間、規定地點、規定任務和目標規定，指導過程記錄［6］。每周見面指導的時間和地點安排相對固定，每周每個學生接受指導的時間應為1 h左右。特別是見面指導的時間安排要參照上課課表，能公開報送學院備案，并接受督導和檢查。首先要參照科研課題模式制定階段性計劃，每次見面指導應以所制定計劃相應各項任務的落實情況、存在問題等為依據進行交流。每次見面指導都應參照科研課題的過程模式，形成準確的記錄，記錄項目的實際進展情況，并為后續的人才培養質量分析提供基礎性數據。此外，對低質量的畢業設計執行末位淘汰制，試行二次答辯，即第一次未通過答辯的學生，參加二次答辯，如仍未通過，則無法正常畢業，這項措施可促使學生端正畢業設計態度、保證畢業設計質量。

2.6 跨專業跨學科畢業設計聯合指導方案摸索

跨學科畢業設計聯合指導方案是工程教育實踐教學改革的必然趨勢，同時也符合跨學科發展的新工程建設理念［4］。在畢業設計（論文）中嘗試開展多學院、多專業聯合指導，多學科交叉培育，充分發揮學科優勢和產學研一體化理念，對接新工科專業。跨越院系、專業之間的隔閡，制藥類專業可與化工、生物、機械工程、市場營銷等專業共同制定畢業設計指導方案，讓同學們以團隊成員的身份一起學習，同時拓展知識面，改善思維模式。

3 總結

綜上所述，將CDIO工程教育理念應用于地方院校制藥類專業的畢業設計（論文）教學改革中，建立“引導-選題-執行-總結”四過程的畢業設計教學模式。采取多元化模式進行畢業設計，實現個性化人才培養。變革以往“一師多生”的畢業設計指導模式，建立新工科發展要求下“教學團隊全方位”指導模式，指導過程建議使用“四規模式”，保證教師指導真正落到實處。協作式的團隊科研訓練和學科競賽相比“單打獨斗”方式更有利于學生創新欲望激發和創新能力提升，教師團隊指導模式能夠彌補導師專業知識缺陷及指導經驗不足等缺點，有助于學生綜合素養提高和能力全面發展。新工科背景下CDIO執行階段盡可能地選擇在制藥企業完成畢業設計，只有選題與企業生產實際問題相結合，才能保證校企合作和工程教育落到實處。改進的畢業設計考核評價體系將設計過程、工程性、團隊協作及創新性等作為考核指標，“批判式”答辯方式應改為“探討式”，答辯還可執行末位淘汰制，畢業設計考核“結果”評價方式應向“過程”傾斜，確保畢業設計考核評價的全面性。在畢業設計（論文）中還可嘗試摸索跨專業跨學科畢業設計聯合指導方案，滿足學生對不同專業知識及新工科對綜合性工程人才的需求。CDIO工程教育理念與地方應用型高校制藥類專業畢業設計教學的有機融合，將有助于制藥專業高級技術人才培養質量與就業競爭力的提升。