“制药设备与车间设计”课程教学改革.pdf

年 月云南化工 第 卷第 期 ，：“制药设备与车间设计”课程教学改革王天帅，张艳，孙敬龙，郝新才，李飞（湖北医药学院药学院，湖北十堰 ）摘要：制药设备与车间设计是制药工程专业一门重要的专业核心课程。针对制药设备与车间设计课程传统教学方法和考核方式难以促进学生毕业能力的达成，按照工程教育专业认证的成果导向教学理念，根据制药工程专业学生的学情和制药设备与车间设计课程内容特点，因地适宜地设计并组织实施了 、教学模式和 多元考核评价体系。以湖北医药学院制药工程专业“制药设备与车间设计”课程教学改革为例，通过对该教学模式以及考核方式的精心组织与实施，取得了良好的实践效果。关键词：制药设备与车间设计；教学模式；考核体系；因地制宜中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，）：，：；制药工程专业是一门综合运用化学、药学、工程学等学科的原理和方法，研究解决药品规范化生产过程中的工艺、工程、质量与管理等问题的多学科交叉学科。“制药设备与车间设计”是制药工程专业的核心课程之一，课程覆盖面广，是学生在系统学习了化学、药学、药品生产质量管理规范、工程制图、化工原理、制药工艺学、化工仪表及自动化等学科后的一门工程综合应用课程。本课程主要阐明制药设备的基本理论和制药车间工艺设计的基本知识和方法，培养具有通过工程思维解决药品生产过程中实际工程问题能力和创新能力的高素质制药工程专业人才 。但是该门课程的内容对于学生来说，学起来较难，主要是因为学生没有任何的生产实践经验，甚至没有见过制药生产厂房和设备，在学习过程中很难将所学的内容与工程实际建立联系 。传统的教学模式单一，学生学习兴趣不高；考核方式单一，考核内容僵化，难以促进学生毕业能力的达成 。因此，传统的教学模式和考核模式并不适用于该课程的学习。如何将课程教学内容与实际工程和设备建立联系，让学生通过具体的实物来学习理论的知识，即能提高学生学习的兴趣度、降低学生学习的难度又能提高教学的质量和效率是该课程在教学改革过程中需要解决的首要问题。构建完整的制药工程专业实践体系从知识到能力、从模拟到实战、从室内到室外、从学校到社会，是学生发展历程中必须实现的跨越。实践教学作为人才培养机制中的重要一环，其核心功能就在于促进这些跨越。制药工程专业又是一门实践性强的工科专业，因此我校根据制药工程专业学生培养要求，不断完善制药工程专业软硬件建设，改善基础实验室和制药工程专业实验室条件，新建制药工程虚拟仿真实验室和校内制药工程实训教学中心，提高与校外医院和制药企业共建见习、实习基地的质量。已建成了从基础到专业，从验证到应用，从模拟到实操，从校内到校外，从实习到工作完整的制药工程实践体系 ，如图 所示。根据教学内容采用不同的教学模式“制药设备与车间设计”课程主要教授学生学习制药设备和制药车间设计两个方面的知识，但是现有教材中一些教材以制药设备为主进行重点阐述，一些教材以制药车间设计为重点进行详细阐述，鲜有制药设备和车间设计均详细阐述编纂的教材。根据该课程针对制药设备和制药车间设计内容进行定位并参考多 年 月云南化工 第 卷第 期 ，To%ooooP9*999P *P 908PF P 9(*0 3 99*0 3 9EL035PA A-35F P(7N2+C7,#0BA#5/ACC,99AA99A12 .E$E$图 湖北医药学院构建的制药工程实践教学体系本教材授课，制药设备篇内容主要围绕化学原料药、生物药、中药等原料药及药物制剂生产设备的原理、结构、特点和应用，以“制药设备与工程设计”教材中设备篇内容学习为主 。制药车间设计篇内容全面系统地阐述了制药车间设计的基本内容，并与其他先修课程的知识衔接和互补，以“制药工程工艺设计”教材中设计内容学习为主 。根据这两部分内容的特点，结合我校制药工程专业实验室、虚拟仿真实验室、校内实训中心、校外见习基地等条件和资源，合理安排理论教学与实践教学，改善教与学的过程和方式，解决本课程教学过程中所存在的传统手段难以解决的困难，提高教学的质量和效率。设备篇的内容采用理实一体化、虚实结合、线上线下结合教学教学模式，设计篇的内容采用任务驱动式、案例式教学方法结合以赛促教、线上线下教学模式，通过教学模式的实施和优化，探索出一种适合该课程的教学模式。制药设备与车间设计教学模式和教学方法如图 所示。-A13431843!B33333 AA11NAA64L818AA1!1E1681 8(+90AA1CN-*AAA1E44+图 制药设备与车间设计教学模式和教学方法）设备篇采用“”教学模式和理实一体化虚实结合 线上线下结合教学方法针对制药工程设备篇内容，采用“”教学模式，充分利用虚拟仿真实验室和制药工程实训中心。以 个理论章节为一个学习单元，次课完成一个学习单元，将班级学生分为 个小组，实行组长制，三个小组轮转完成 个任务，即：任务一，课前预习，总结知识点，构建知识网，用思维导图等总结方法总结本章节有关设备的内容，包括设备结构组成 原理 适用性 同一类设备的对比分析，完成任务后将总结内容拍照上传到学习通；课上讨论各设备结构、原理在实际运行中是否存在缺点，如何进行创新设计克服缺点。任务二，线上动态模拟设备工作原理，在虚拟仿真平台已建课程中学习本章节设备相关视频并完成模拟考核。任务三，设备实物对照，在实训中心进行实地学习，将课本所对应设备的内容与设备实物进行对比分析学习。课前布置预习任务，课上完成三项任务，第一次课由第一个小组完成任务一，第二小组完成任务二，第三小组完成任务三；第二次课和第三次课进行轮转，施行小组长负责制。每个学生对每一类设备通过理论学习 虚拟仿真模拟 实物对比分析三种不同形式的学习可牢固掌握相关内容。该模式在实验室或者实训中心开设理论课教室，讲授理论课时对每一种制药设备采用边理论边实验的模式，可以真正做到理论与实践融合。通过该学习模式不但可以激发学生学习兴趣，学生在理论学习的同时也掌握了实践操作能力，将用理论来指导实践的过程改变为通过实践过程指导并加深对理论知识的掌握程度。使得学生更容易掌握专业知识，提高了教学质量，突出了教学的应用性。整个实行过程需课前、课堂和课后相结合，分别进行了：先理论再模拟后实践、先模拟再实践后理论和先实践再理论后模拟三种组合形式的教学模式。）设计篇采用“”教学模式和任务驱动式案例式 以赛促教 线上线下教学方法针对设计篇内容采用“”模式。该部分内容 年 月云南化工 第 卷第 期 ，以教师主讲 项目任务驱动学习为主，以历年全国大学生制药工程设计竞赛作品图册为辅助资料案例讨论学习为辅。该部分内容学习完需完成 项设计任务，项目任务以当年全国大学生制药工程设计竞赛题目为题，以小组为单位进行，每个小组 个人；项目内容以车间设计理论内容为依据，按照制药工程项目初步设计依据、工艺流程设计、物料衡算、能量衡算、设备选型、车间布置、管道设计和公用工程设计等内容分为 个章节；每学习完一个章节内容后以小组为单位完成设计项目所需要完成的对应章节的任务，并整理上传到学习通。如工艺流程章节的内容学习完以后，各小组课下任务为完成竞赛作品中关于工艺流程设计相关的文字和图纸，并将各个小组的成果上传学习通。整个设计内容学习完后各小组将每一部分项目任务整理成册得到初步设计说明书，并以小组为单位制作壁报进行展示，并组织参加答辩汇报。根据答辩汇报成绩计入该课程考核的总成绩。该部分内容讲授环节采用案例教学可以让学生在学习理论的同时能够将理论与图纸进行对应分析，以项目任务驱动的教学模式锻炼学生将制药工程项目设计相关理论知识进行运用和团队协作的能力，以竞赛答辩汇报的模式锻炼学生的综合能力，以赛促教，培养学生工程思维及用专业知识解决复杂工程的能力。该课程同时设置有企业见习。企业见习是学生接触真实环境，深入生产实际，从真实工作任务中学习专业技能的有效途径，是充分利用企业资源促进学生职业素养和技能养成的重要环节。通过课程企业见习学生能够将所学在知识与真正的生产企业建立联系巩固所学的专业内容，同时通过见习查漏补缺学习实际经验。“制药设备与车间设计”课程无论是设备篇内容还是设计篇内容，都比较抽象，单一的理论学习既枯燥又不易理解，学生在学习过程中缺乏兴趣。新型教学方法和教学模式将理论与实践结合，学生在学习理论知识的同时能够看到具体实物，通过对设备实物或者设计图纸与书本上知识进行对比分析学习可以反过来推动其对理论知识的掌握程度，并且通过新设备的设计和车间设计的练习增加对理论知识的运用；对于设备原理部分需要通过设备的各个构件工作理解其原理通过实物或者设备无法拆卸安装的可进一步通过虚拟仿真模拟原理动画学习原理知识，更加直观易懂。多种教学方法结合不仅能够锻炼学生利用工程思维分析、解决实际工程问题和创新能力，也增加了课程的趣味性，提高学生学习专业知识的兴趣和对专业的认可。建立多元考核评价体系课程考核的主要目的是评价教与学环节的效果，也是激发学生学习动力的一种重要方法。科学合理的考核评价制度有利于达成学生通过工程思维运用所学知识分析问题从而解决问题的培养目标 。传统的理论课堂教学形式单一既枯燥又难理解，学生学习兴趣低，课程考核评价以闭卷理论考试为主的考核方式单一、考核内容僵化，命题范围局限于书本上的共性知识，注重考查学生对知识点的记忆，缺乏对学生专业知识体系的全面考察和对专业知识的深度探索，忽略对学生分析问题解决问题能力考察 。国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见中指出，高校要改革考试考核内容和方式，注重考察学生运用知识分析、解决问题的能力，探索非标准答案考试，破除“高分低能”弊端 。为了配合教学改革模式达成课程培养目标，评价该教学模式在“制药设备与车间设计”课程中的教学效果，本课程将以上实施意见与课程教学目标整合，通过改革课程考核评价体系，强化过程考核，细化评价指标，建立理论考试（）设计篇任务（）设备篇任务（）平成成绩（）的 多元考核模式（如图 所示）培养和考查学生运用知识分析、解决问题的能力。AA1 6B40%A120%510%AAB4A/+A41EA#G6+F+.ALN,7NFNNNFNA1N5NN?NAAA!9A+F,AA1?15%5(1/54,!18.A&5%123463图 多元考核评价体系 年 月云南化工 第 卷第 期 ，）理论考试仍以闭卷考试的形式进行，但是在命题时减少对记忆型知识点的考察比例，注重学生对知识运用的考察，增加能够让学生进行思考分析找到答案试题的比例。以单项选择题、判断题、多选题、计算题、综合分析题和解图题为主要题型。）设计篇任务以课程设计篇内容实行的任务驱动模式的设计成果为考核依据，根据设计篇任务要求，各章节学习完成后各小组将最终的设计说明书和图纸进行整理上传到学习通，代课教师进行评分，各小组将设计成果做成壁报进行展示学生互评，然后组织答辩汇报专家评分，以三部分成绩为设计篇任务的成绩，占课程总成绩的 。课程设计技术评阅评分规则见表 。表 课程设计技术评阅评分表项目分值评分依据物料衡算图 分准确性、完整性带控制点的工艺管道流程设计图（）分正确性、合理性、创新性、深度设备选型与设计 分准确性、合理性、先进性、规范性车间设备布置设计 分合理性、规范性、创新型、深度设备说明书编制 分完整性、一致性、规范性其他 分 符合性、公用工程、行政法规）设备篇任务以所学的制药设备为基础，根据对所学设备中的任意设备进行分析讨论，找到设备在实际使用过程中可能存在的弊端，然后根据所学知识进行新型设备的设计，并提交设计说明书和设计图纸。重点评价设计成果创造性、新颖性和实用性，该部分成绩占总成绩的 。）平成成绩占总成绩的 ，由两部分组成，各占 。第一部分是在课程学习过程中通过学习通给大家布置的作业、讨论、签到、活动和课程设置的企业见习报告；第二部分是要求学生以思维导图、树状图、鱼骨图等多种形式归纳总结的每章节知识点作业。结语“制药设备与车间设计”是制药工程专业的核心课程，该课程内容知识抽象。根据该课程不同的教学内容，通过教学创新设计，将理实一体、虚实结合、任务驱动、以赛促教等多种教学方法进行组合，形成不同的教学模式。充分利用我校制药工程专业实践教学体系资源，将实践教学与理论教学融合，改变教与学的过程。变抽象为具体，变枯燥为有趣，由难到易，由浅到深，由点到面，使学生更有效的学习掌握该课程相关的知识和锻炼学生创新、分析问题、解决问题、团队协作和独立思考等多方面的综合能力。教学模式多种多样，教学改革的目的是解决课程教学过程中存在的问题，培养优秀的人才，因此需因地制宜根据学生学情和课程特点找到最适合的教学模式才是最好的。参考文献：刘子维，张珩，杨克平 制药工程专业课程思政协同育人体系建设 化工高等教育，（）：杨野，林连兵，陈媛，等“制药工程项目评估”课程教学研究 教育教学论坛，（）：唐凤翔，郑允权，陈海军，等基于成果导向教育的制药工艺学教学改革探索 药学教育，（）：王天帅，张莉莉，张艳，等新工科背景下制药工程专业实践教学体系建设与探索 教育现代化，（）：朱宏吉，张明贤制药设备与工程设计 北京：化学工业出版社，：张珩制药工程工艺设计 北京：化学工业出版社，：韩永萍，李可意，刘红梅基于 教学理念构建多元化评价体系 药学教育，（）：于秀玲，李振，马军，等 工程教育认证下制药设备与车间设计课程学习评价改革探究 药学研究，（）：太志刚，向诚，戴伟锋，等 基于科教融合开展制药分离工程案例教学的研究 化学教育（中英文），（）：收稿日期：基 金 项 目：湖 北 省 高 等 学 校 省 级 教 学 研 究 项 目（：和 ）；湖北医药学院教学研究 项 目（：和 ）。作者简介：王天帅，男，讲师，主要从事制药工程专业课程教学及金属抗肿瘤药物和天然活性物质纳米制剂开发等方向的研究工作。：通讯作者：李飞。：