科技創新背景下制藥工程人才培養模式改革探索

李筱玲，鄧寒霜

（商洛學院 生物醫藥與食品工程學院，陜西商洛 726000）

制藥工程是一門綜合性、實踐性很強的學科，涉及多個領域的結合與應用，在國民經濟中起著重要的作用。制藥工程的繼續擴大發展，離不開技術改革與創新，只有不斷研發新的制藥技術，開發更多的新產品，制藥工程行業才能不斷發展壯大。制藥工程行業是高技術、高風險、高投入的產業，研究環節復雜、周期長，進入壁壘高，需要大量資金、人才儲備，這些都對制藥工程人才的培養提出了新的要求。

1 制藥工程行業發展概況

改革開放以來，制藥工業在我國快速發展，平均每年增長速度約為17%，至2008 年，我國已成為世界第二大制藥國，可生產化學原料藥1 300 多種[1]。但是我國絕大多數醫藥企業都處于產業鏈最下游的生產和銷售環節，不具備上游的基礎研究以及試驗能力，缺乏核心技術，缺少創新能力[2]。從該行業當前發展形勢來講，我國醫藥工業仍以化學藥品為主，中藥及生物制藥所占比重較小。隨著我國加入WTO，國外大型制藥企業涌入，一方面有助于我國人民衛生健康水平的提升，為我國制藥工業快速發展帶來了難得的機遇；同時也使國內制藥企業直面全球化市場的激烈競爭，如不在創新和自主產品研發上下苦功，將面臨被市場淘汰的風險。目前，我國制藥工程行業存在著仿制藥多、產品科技含量低、創新能力弱、缺乏國際認證產品與國際市場運作的經驗和創新型人才等瓶頸問題。由于缺乏專業技術人才和科研配套條件，一些核心技術成為制約我國制藥企業進入下游高技術、高附加值產品深加工領域的關鍵因素。我國醫藥市場產品更新換代慢于國際市場，甚至國內醫藥市場的一些高端領域被外資或合資企業占領[3]。

2 制藥工程專業人才培養現狀

新中國成立以來，包括制藥工程專業在內的藥學高等教育規模不斷壯大。從1952 年的高校改革與院系調整，將國立藥學專科學校與齊魯大學藥學系等合并建立華東藥學院（南京藥學院的前身）開始，到1955 年，我國藥學高等教育形成了南京藥學院、沈陽藥學院、北京醫學院藥學系、上海醫學院藥學系、四川醫學院藥學系的“兩院三系”格局，我國藥學高等教育由此起步。我國制藥工程專業高等教育起步相對較晚，從1998 年教育部將制藥工程列入本科專業目錄，到2010 年底全國設置有制藥工程等藥學專業的本科類院校共有342 所[4]。然而，因制藥工程專業辦學歷史較短，教學基礎較為薄弱，特別是在一些地方院校中實踐教學條件相對落后，開設制藥工程專業的高校大多是在原有化工（或精細化工）、藥學（或中藥學）、生物技術等專業的基礎上改建而來[5]。教學模式源自各高校原專業特長，課程設置要么重化工、化學而輕藥學；要么重藥學而工科特征不明顯。然而，制藥工程是一門實踐性很強的工科類專業，涉及化學、化工、藥學、管理等多個學科，主要包括化學制藥、中藥制藥和生物制藥3 個專業方向，其辦學目標是培養具備工學、藥學、化學等學科基礎，可從事藥學技術開發、工廠工程設計等行業，具備一定創新能力、創新意識的應用型工程技術人才。制藥工程專業所涉及的藥學、化學工程學科兩者缺一不可，只有兼具兩者，藥學與化工相輔相成的制藥工程專業才能更具特色。地方普通院校的制藥工程專業建設面臨諸多局限，如受資源和平臺限制導致辦學資金不足，辦學資金的不足又限制了硬件設施的升級改造；學校教師缺少工科思維，管理層及一線教師專業背景多為教育學、化學、生物學等理科背景，辦學理念、管理制度較落后、少變通，不適應新工科建設的新要求；工科師資力量薄弱，工科背景教師相對較少，“雙師型”教師更少，難以適應人才培養目標要求等。目前，制藥工程專業教學仍以理論講授為主，學生實踐機會較少，對學生實踐與創新能力培養的力度不夠，難以適應未來智慧型工廠對制藥工程技術人才的要求[6-9]。

3 制藥工程技術創新發展趨勢及人才要求

3.1 制藥工程技術創新與智能制藥

我國是一個人口大國，對藥品的需求量非常大。特別是國外的一些先進的藥品，因為沒有質量相同的國內藥品可供選擇，在一定程度上增加了公眾的醫療負擔，降低了社會醫療保障水平。制藥工程技術的創新可以促進藥物制備能力的提升，還可以提高藥品的研發能力，從而降低進口藥品的價格，為患者帶來實惠，促進我國醫療服務水平的提升。制藥工程依賴于化學工程等技術，因此，這些領域的發展和創新將影響制藥工程技術的改革方向。未來智能制造必將主導工業領域，其核心理念就是將供應、制造、銷售等生產環節信息化、數據化、智能化，實現個性化、快速、有效的調節。在此基礎上，德國學者提出了“工業4.0”的概念，即“第四次工業革命”。這些理念與2015 年國務院印發的《中國制造2025》的指導精神一致。“工業4.0”是在人工智能、大數據、物聯網等移動互聯網技術支撐下進行的工業升級，是制造企業必經的提升和發展之路，也是我國制藥工業發展的必經之路[10-11]。制藥工業智能制造未來發展可分為4 個階段：第一階段為本地硬件設備、軟件雙向突破，利用射頻識別（RFID）、電子標簽實現生產過程控制、生產環境檢測、藥品供應鏈跟蹤和遠程診斷管理的應用；第二階段為車間自動化改造，提高設備性能，提高連續性、車間自動化程度，減少人員干預，提高車間的整體效率；第三階段為構建數字化工廠，高度數字化、網絡化，實現大數據集成，促進制造企業生產過程執行系統（MES）和企業資源計劃（ERP）的落地；第四階段為實現集團智慧工廠，引入創新解決方案，通過組建數據網絡、資源分配、能力分配，提高利用率，實現智能化、智慧化生產工廠。理想的數字化、智能化工廠、生產設備可通過外部條件的變化自動調整生產過程，及時調整設備。智能制造設備可以對運行中的故障進行診斷，及時發現問題，有效避免設備故障造成的生產作業中斷。智能制造設備也可以“自我修復”故障，自我維護，使生產作業達到不需要人為干預的效果。智能制造設備也通過人工智能技術具有學習功能，并能繼續“自主學習”，逐步學會應付以前從未遇到的新情況。目前，我國藥品已實現電子標簽管理，部分制藥企業在一定程度上已實現生產過程的自動化、智慧化，但大多數企業的數字化、自動化管理仍然停留在單個設備或單一生產單元的控制階段，缺少多設備、多生產線、多車間，甚至是多生產廠家，乃至包括生產、物流、銷售等全產業環節的協調、統一的智能控制系統。在生產信息方面，因許多制藥生產過程是不可見的，生產過程中人員、設備、物料等方面的動態變化不能被及時獲取，不能及時協調生產資源與生產任務的分配，離真正意義上的智能制造還有一段距離。另外，一些醫藥領域數據大多依靠人工輸入，增加了出錯概率，難以保證制造過程信息的真實性。藥品是特殊的商品，具有專屬性、兩重性、質量重要性、時效性的特殊屬性，不能簡單將智能制造的理念套用于制藥工業，例如，定制設計中汽車和電子產品的研究和開發更多地依賴于客戶的喜好，而藥品的研發難以做到這點。因此，面對新的工業革命、技術創新的形勢，應理性分析和應用建設智能工廠的基本原則，利用好物聯網、大數據、云計算，搭建制藥行業的智慧工廠[12-14]。

3.2 技術創新對制藥工程人才的要求

制藥工程涉及的專業知識范圍很廣，對人才素質要求較高，當前就整個制藥行業來說，精通制藥工程的人才還十分缺乏，培養制藥工程專業人才已成為影響我國制藥工業發展的當務之急。未來制藥工程技術的創新發展對制藥工程人才提出了更高的要求，面對這樣的形勢，醫學類高校制藥工程專業應以未來制藥工程發展方向為指導，加強制藥工程人才培養。未來制藥工程專業人才應具有創新意識、不故步自封，要勇于革新、不因循守舊，才能適應制藥工業技術創新的快速發展。未來制藥工程人才應具備以下能力：

（1）掌握基本的數學、物理、化學、生物等基礎自然科學知識，具有較強的計算與邏輯思維能力；

（2）系統掌握藥學、化工原理等理論知識，掌握制藥工程流程設計、優化，制藥生產過程控制、設備操控等基本方法，具有解決制藥工程實際問題的能力；

（3）掌握現代計算機基本理論、自動化控制技術，能用計算機進行化工工藝計算、化工流程設計、單元設備設計、控制系統設計、化工系統優化等操作；

（4）具有良好的人際交往、團隊協作和組織管理能力，有團隊意識與合作精神，具有終身學習與適應制藥行業發展的能力。

4 制藥工程人才培養改革的幾點設想

4.1 調整制藥工程人才培養目標

制藥工程專業人才培養目標應根據制藥工業發展趨勢和社會需要不斷做出調整，著力滿足國家和行業科技創新、技術發展的需要。在繼續強化實踐能力訓練、培養應用型人才的基礎上，加強現代計算機理論、人工智能、智能制造等領域的教學，培養學生以現代科技分析、解決復雜工程問題的能力。

4.2 優化制藥工程專業課程體系

圍繞具有新工科特色的制藥工程應用型本科人才培養目標以及未來制藥工業發展需求，優化制藥工程專業教學課程體系設置，重點突出應用性、實踐性、創新性。基礎課程主要包括無機化學、分析化學、有機化學、物理化學等化學類課程及化工原理、藥物化學、工程實踐等化工類課程；專業課程主要包括制藥設備與車間設計、藥劑學、制藥工藝等制藥工程專業核心課程。在滿足教育部制藥工程專業指導委員會要求的基礎上，增加機器學習、自然語言處理、計算機視覺等人工智能領域以及大數據管理、物聯網等方面的課程。

4.3 教學模式改革

4.3.1 理論課程教學

在教學內容方面，以人才培養目標為要求，以學生能力培養為主線，跟蹤學科最新研究進展，及時更新教學內容。部分課程的部分章節可以講座、學術報告形式開設，邀請國內外知名學者或大型制藥企業管理者來校講授，注意教學內容的先進性、時代性和科學性。在教學方法上，以線上結合線下教學進行，探索以學生為中心的教學模式，采用啟發式、研究式、討論式教學方法，以問題為引導，鼓勵學生主動發現問題、分析問題、解決問題。

4.3.2 實踐課程教學

充分利用“虛擬實驗室”資源，彌補真實實驗室、實訓室的不足，增加學生實踐操作的機會。將STS（Science，Technology，Society）理念融入實踐教學，引導學生以科學思維去觀察、思考社會上的熱點問題，運用所學知識尋找解決方案，培養學生的創新意識與動手能力，增強社會責任感[8]。利用學生易于接受新媒體的特點，將儀器分析、制藥設備與車間設計等課程的一些授課內容制成動畫影像，或是拍攝一些常見儀器、設備標準操作規程的小視頻，并上傳至在線授課平臺，方便學生在課余時間隨時查看，以加深學習印象。在實驗內容方面，可增加綜合性實驗、設計性實驗的比重。可由教師依據教學內容結合實際問題給出實驗題目，讓學生自主完成實驗設計，增加學生在教學中的參與感。學生在完成此類實驗時會因利用所學知識解決了實際問題而自豪，從而激發學生的學習興趣以及對未來職業的認同感。針對某些地方院校教學儀器、設備不足的問題，可加強與當地制藥企業的合作辦學，地方院校可與當地企業聯合共建實驗室，甚至是直接將某些實驗、實踐教學項目，比如“中藥制劑粉末的顯微鑒別”“片劑的制備與質量檢查”“未知粉末的紅外光譜鑒別”“制藥設備與車間設計課程設計”“中藥顆粒劑的制備工藝、質量標準及穩定性試驗研究”等開設在企業，充分利用企業儀器、設備齊全的優勢培養學生的實踐能力，同時可使學生更早地適應企業環境與工作標準，為將來的就業打下良好的基礎。

4.4 加強師資隊伍建設

完善教師繼續教育制度，鼓勵教師外出培訓。建立相應考評制度，規定一線教師每隔一定時間必須在企業兼職鍛煉，以增強教師的實踐能力，避免課堂教學與生產實際脫節。支持教師考取各種職業資格證書并給予獎勵，既能使教師不斷學習、提高自身的業務水平，也可為學生做榜樣，激發他們的學習熱情。邀請企業、行業專家或兄弟院校教師來校舉辦講座或承擔某些實踐、實驗課程的主講任務，充分發揮高校教師理論知識扎實、科學素養較高和企業專家實踐經驗豐富、操作技能嫻熟的優勢，提升學生實踐能力，解決本校應用型師資不足的問題。

4.5 完善考核方式

以成果為導向構建多層次的考核評價體系，加強過程考核，對不同學生采取差異化考核。多層次的考核方式包含理論知識考查、實驗方案設計的合理性與可行性考查、實踐操作能力考查以及實驗結果的準確性、校外實習、實訓的考核等多個方面。可通過理論考試、作業、實驗實習報告等書面內容考核學生對基礎知識、理念的掌握情況；可通過設計性實驗方案考查學生的創新思維與創新能力；可通過實踐操作的規范性考核學生動手能力。以突出學生主體地位的多層次評價體系進行考核，可激發學生活力，引導學生主動獲取各類學習成果，促進學生的全面發展[15-16]。

5 結論與展望

新時代，人們生活水平、健康意識也發展到了一個新的階段，科技的發展也對制藥工程提出了新的要求。結合國外的一些先進技術，不斷發展與提升我國制藥行業的水平，是制藥人不懈努力的追求目標。為了實現這個目標，高校需要不斷培養適應新時代要求的高級制藥工程技術人才。但目前制藥工程專業教學還存在著諸如重理論輕實踐、教學內容更新不及時、教學觀念與管理方法落后、師資力量不足等問題，難以滿足我國經濟社會發展對制藥工程專業技術人才的需求。課題組結合近幾年制藥工程專業人才培養模式改革實踐方面的經驗，圍繞科技創新對制藥工程人才培養新要求進行了探索，并提出了關于改進制藥工程人才培養模式的幾點構想，希望能對制藥工程專業發展提供幫助。