“制藥設備與車間設計”課程教學改革*

王天帥，張 艷，孫敬龍，郝新才，李 飛

(湖北醫藥學院 藥學院，湖北 十堰 442000)

制藥工程專業是一門綜合運用化學、藥學、工程學等學科的原理和方法，研究解決藥品規范化生產過程中的工藝、工程、質量與管理等問題的多學科交叉學科。“制藥設備與車間設計”是制藥工程專業的核心課程之一，課程覆蓋面廣，是學生在系統學習了化學、藥學、藥品生產質量管理規范、工程制圖、化工原理、制藥工藝學、化工儀表及自動化等學科后的一門工程綜合應用課程。本課程主要闡明制藥設備的基本理論和制藥車間工藝設計的基本知識和方法，培養具有通過工程思維解決藥品生產過程中實際工程問題能力和創新能力的高素質制藥工程專業人才[1]。但是該門課程的內容對于學生來說，學起來較難，主要是因為學生沒有任何的生產實踐經驗，甚至沒有見過制藥生產廠房和設備，在學習過程中很難將所學的內容與工程實際建立聯系[2]。傳統的教學模式單一，學生學習興趣不高；考核方式單一，考核內容僵化，難以促進學生畢業能力的達成[3]。因此，傳統的教學模式和考核模式并不適用于該課程的學習。如何將課程教學內容與實際工程和設備建立聯系，讓學生通過具體的實物來學習理論的知識，即能提高學生學習的興趣度、降低學生學習的難度又能提高教學的質量和效率是該課程在教學改革過程中需要解決的首要問題。

1 構建完整的制藥工程專業實踐體系

從知識到能力、從模擬到實戰、從室內到室外、從學校到社會，是學生發展歷程中必須實現的跨越。實踐教學作為人才培養機制中的重要一環，其核心功能就在于促進這些跨越。制藥工程專業又是一門實踐性強的工科專業，因此我校根據制藥工程專業學生培養要求，不斷完善制藥工程專業軟硬件建設，改善基礎實驗室和制藥工程專業實驗室條件，新建制藥工程虛擬仿真實驗室和校內制藥工程實訓教學中心，提高與校外醫院和制藥企業共建見習、實習基地的質量。已建成了從基礎到專業，從驗證到應用，從模擬到實操，從校內到校外，從實習到工作完整的制藥工程實踐體系[4]，如圖1所示。

2 根據教學內容采用不同的教學模式

“制藥設備與車間設計”課程主要教授學生學習制藥設備和制藥車間設計兩個方面的知識，但是現有教材中一些教材以制藥設備為主進行重點闡述，一些教材以制藥車間設計為重點進行詳細闡述，鮮有制藥設備和車間設計均詳細闡述編纂的教材。根據該課程針對制藥設備和制藥車間設計內容進行定位并參考多本教材授課，制藥設備篇內容主要圍繞化學原料藥、生物藥、中藥等原料藥及藥物制劑生產設備的原理、結構、特點和應用，以“制藥設備與工程設計”教材中設備篇內容學習為主[5]。制藥車間設計篇內容全面系統地闡述了制藥車間設計的基本內容，并與其他先修課程的知識銜接和互補，以“制藥工程工藝設計”教材中設計內容學習為主[6]。根據這兩部分內容的特點，結合我校制藥工程專業實驗室、虛擬仿真實驗室、校內實訓中心、校外見習基地等條件和資源，合理安排理論教學與實踐教學，改善教與學的過程和方式，解決本課程教學過程中所存在的傳統手段難以解決的困難，提高教學的質量和效率。設備篇的內容采用理實一體化、虛實結合、線上線下結合教學教學模式，設計篇的內容采用任務驅動式、案例式教學方法結合以賽促教、線上線下教學模式，通過教學模式的實施和優化，探索出一種適合該課程的教學模式。制藥設備與車間設計教學模式和教學方法如圖2所示。

圖2 制藥設備與車間設計教學模式和教學方法

1)設備篇采用“3333”教學模式和理實一體化/虛實結合/線上線下結合教學方法

針對制藥工程設備篇內容，采用“3333”教學模式，充分利用虛擬仿真實驗室和制藥工程實訓中心。以3個理論章節為一個學習單元，3次課完成一個學習單元，將班級學生分為3個小組，實行組長制，三個小組輪轉完成3個任務，即：任務一，課前預習，總結知識點，構建知識網，用思維導圖等總結方法總結本章節有關設備的內容，包括設備結構組成/原理/適用性/同一類設備的對比分析，完成任務后將總結內容拍照上傳到學習通；課上討論各設備結構、原理在實際運行中是否存在缺點，如何進行創新設計克服缺點。任務二，線上動態模擬設備工作原理，在虛擬仿真平臺已建課程中學習本章節設備相關視頻并完成模擬考核。任務三，設備實物對照，在實訓中心進行實地學習，將課本所對應設備的內容與設備實物進行對比分析學習。課前布置預習任務，課上完成三項任務，第一次課由第一個小組完成任務一，第二小組完成任務二，第三小組完成任務三；第二次課和第三次課進行輪轉，施行小組長負責制。每個學生對每一類設備通過理論學習-虛擬仿真模擬-實物對比分析三種不同形式的學習可牢固掌握相關內容。該模式在實驗室或者實訓中心開設理論課教室，講授理論課時對每一種制藥設備采用邊理論邊實驗的模式，可以真正做到理論與實踐融合。通過該學習模式不但可以激發學生學習興趣，學生在理論學習的同時也掌握了實踐操作能力，將用理論來指導實踐的過程改變為通過實踐過程指導并加深對理論知識的掌握程度。使得學生更容易掌握專業知識，提高了教學質量，突出了教學的應用性。整個實行過程需課前、課堂和課后相結合，分別進行了：先理論再模擬后實踐、先模擬再實踐后理論和先實踐再理論后模擬三種組合形式的教學模式。

2)設計篇采用“1681”教學模式和任務驅動式/案例式/以賽促教/線上線下教學方法

針對設計篇內容采用“1681”模式。該部分內容以教師主講+項目任務驅動學習為主，以歷年全國大學生制藥工程設計競賽作品圖冊為輔助資料案例討論學習為輔。該部分內容學習完需完成1項設計任務，項目任務以當年全國大學生制藥工程設計競賽題目為題，以小組為單位進行，每個小組6個人；項目內容以車間設計理論內容為依據，按照制藥工程項目初步設計依據、工藝流程設計、物料衡算、能量衡算、設備選型、車間布置、管道設計和公用工程設計等內容分為8個章節；每學習完一個章節內容后以小組為單位完成設計項目所需要完成的對應章節的任務，并整理上傳到學習通。如工藝流程章節的內容學習完以后，各小組課下任務為完成競賽作品中關于工藝流程設計相關的文字和圖紙，并將各個小組的成果上傳學習通。整個設計內容學習完后各小組將每一部分項目任務整理成冊得到初步設計說明書，并以小組為單位制作壁報進行展示，并組織參加答辯匯報。根據答辯匯報成績計入該課程考核的總成績。該部分內容講授環節采用案例教學可以讓學生在學習理論的同時能夠將理論與圖紙進行對應分析，以項目任務驅動的教學模式鍛煉學生將制藥工程項目設計相關理論知識進行運用和團隊協作的能力，以競賽答辯匯報的模式鍛煉學生的綜合能力，以賽促教，培養學生工程思維及用專業知識解決復雜工程的能力。

該課程同時設置有企業見習。企業見習是學生接觸真實環境，深入生產實際，從真實工作任務中學習專業技能的有效途徑，是充分利用企業資源促進學生職業素養和技能養成的重要環節。通過課程企業見習學生能夠將所學在知識與真正的生產企業建立聯系鞏固所學的專業內容，同時通過見習查漏補缺學習實際經驗。

“制藥設備與車間設計”課程無論是設備篇內容還是設計篇內容，都比較抽象，單一的理論學習既枯燥又不易理解，學生在學習過程中缺乏興趣。新型教學方法和教學模式將理論與實踐結合，學生在學習理論知識的同時能夠看到具體實物，通過對設備實物或者設計圖紙與書本上知識進行對比分析學習可以反過來推動其對理論知識的掌握程度，并且通過新設備的設計和車間設計的練習增加對理論知識的運用；對于設備原理部分需要通過設備的各個構件工作理解其原理通過實物或者設備無法拆卸安裝的可進一步通過虛擬仿真模擬原理動畫學習原理知識，更加直觀易懂。多種教學方法結合不僅能夠鍛煉學生利用工程思維分析、解決實際工程問題和創新能力，也增加了課程的趣味性，提高學生學習專業知識的興趣和對專業的認可。

3 建立多元考核評價體系

課程考核的主要目的是評價教與學環節的效果，也是激發學生學習動力的一種重要方法。科學合理的考核評價制度有利于達成學生通過工程思維運用所學知識分析問題從而解決問題的培養目標[7]。傳統的理論課堂教學形式單一既枯燥又難理解，學生學習興趣低，課程考核評價以閉卷理論考試為主的考核方式單一、考核內容僵化，命題范圍局限于書本上的共性知識，注重考查學生對知識點的記憶，缺乏對學生專業知識體系的全面考察和對專業知識的深度探索，忽略對學生分析問題解決問題能力考察[8]。《國務院辦公廳關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》中指出，高校要改革考試考核內容和方式，注重考察學生運用知識分析、解決問題的能力，探索非標準答案考試，破除“高分低能”弊端[9]。

為了配合教學改革模式達成課程培養目標，評價該教學模式在“制藥設備與車間設計”課程中的教學效果，本課程將以上實施意見與課程教學目標整合，通過改革課程考核評價體系，強化過程考核，細化評價指標，建立理論考試(40%)+設計篇任務(30%)+設備篇任務(20%)+平成成績(10%)的1234多元考核模式(如圖3所示)培養和考查學生運用知識分析、解決問題的能力。

圖3 1234多元考核評價體系

1)理論考試仍以閉卷考試的形式進行，但是在命題時減少對記憶型知識點的考察比例，注重學生對知識運用的考察，增加能夠讓學生進行思考分析找到答案試題的比例。以單項選擇題、判斷題、多選題、計算題、綜合分析題和解圖題為主要題型。

2)設計篇任務以課程設計篇內容實行的任務驅動模式的設計成果為考核依據，根據設計篇任務要求，各章節學習完成后各小組將最終的設計說明書和圖紙進行整理上傳到學習通，代課教師進行評分，各小組將設計成果做成壁報進行展示學生互評，然后組織答辯匯報專家評分，以三部分成績為設計篇任務的成績，占課程總成績的30%。課程設計技術評閱評分規則見表1。

表1 課程設計技術評閱評分表

3)設備篇任務以所學的制藥設備為基礎，根據對所學設備中的任意設備進行分析討論，找到設備在實際使用過程中可能存在的弊端，然后根據所學知識進行新型設備的設計，并提交設計說明書和設計圖紙。重點評價設計成果創造性、新穎性和實用性，該部分成績占總成績的20%。

4)平成成績占總成績的10%，由兩部分組成，各占5%。第一部分是在課程學習過程中通過學習通給大家布置的作業、討論、簽到、活動和課程設置的企業見習報告；第二部分是要求學生以思維導圖、樹狀圖、魚骨圖等多種形式歸納總結的每章節知識點作業。

4 結語

“制藥設備與車間設計”是制藥工程專業的核心課程，該課程內容知識抽象。根據該課程不同的教學內容，通過教學創新設計，將理實一體、虛實結合、任務驅動、以賽促教等多種教學方法進行組合，形成不同的教學模式。充分利用我校制藥工程專業實踐教學體系資源，將實踐教學與理論教學融合，改變教與學的過程。變抽象為具體，變枯燥為有趣，由難到易，由淺到深，由點到面，使學生更有效的學習掌握該課程相關的知識和鍛煉學生創新、分析問題、解決問題、團隊協作和獨立思考等多方面的綜合能力。教學模式多種多樣，教學改革的目的是解決課程教學過程中存在的問題，培養優秀的人才，因此需因地制宜根據學生學情和課程特點找到最適合的教學模式才是最好的。