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摘要:
針對《制藥設備與工程設計》課程教學模式存在的局限和問題，以開展“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計競賽為手段，以培養學生實踐能力、創新思維、競爭意識和團隊協作精神，提高教師教學水平和科研水平為目的，從制藥設備與工程設計的課程教學內容、教學方法、實踐方式三個方面提出了改革與創新方案。通過教學實踐證明，學生的專業能力和競賽能力均得到了全面的提高。
關鍵詞:
學科競賽;全國大學生制藥工程設計大賽;制藥設備與工程設計;教學改革
1學科競賽在培養實踐創新型人才中的作用
學科競賽是高校推動教學與實踐結合，提高學生創新能力和實踐能力的一個重要方式，更是培養應用型專業人才的有效途徑之一［1－2］。“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計競賽由教育部高等學校藥學類專業教學指導委員會主辦，中國醫藥集團聯合工程公司協辦，宗旨是為了引導和激勵學生結合現代醫藥工業的發展趨勢和技術需求，綜合應用所學知識開展工程設計實踐活動，培養學生工程設計能力，強化學生的工程實踐能力、工程創新能力和團隊協作精神，發現和培養一批社會所需要的卓越工程師，推動中國大學制藥工程和相關專業教育的發展。在其他方面，學科競賽增加了企業與高校之間的交流機會，引導學生利用所學知識去解決實際工程過程中遇到的問題，讓學生有直面困難的勇氣和能力，更有直面社會的能力。
2課程教學現狀
《制藥設備與工程設計》是制藥工程專業教學的一門專業核心課程［3］。該課程以專業課、專業基礎課為基礎，緊密聯系生產實際，綜合研究制劑生產實踐的應用性工程學科［4－5］。其培養目標是加強學生工程實踐能力，培養學生的工程技術能力、創新能力和創業能力。2014年和2015年，本校分別組織了第四屆和第五屆“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計競賽。通過比賽，我們發現學生在面對競賽題目時不知道如何下手，而且在設計過程中沒有具體的思路。究其原因主要存在以下幾個方面的問題。
2.1培養工程意識欠缺
在教學過程中，教師主要著重于基本理論知識的講解，忽略應用性和工程能力的培養，導致學生不能將理論與實際相結合，一旦遇到實際問題時不知從何處下手解決，也不會使用技術標準規范等工程工具、圖表等工程語言來表達設計方案和工程技術思想，這也往往是許多用人單位不愿意錄用應屆大學生的原因。
2.2課堂理論教學與實際生產需要存在差距
課程教材內容在編寫上注重理論教學，重點講授各個單元生產設備的結構、工作原理、工作過程及適用范圍，都與生產實踐有關，教學內容過于抽象和枯燥，學生又缺少實踐經驗，難以理解，導致學習興趣不高，而且教材內容更新不及時，導致理論教學與實際制藥生產需要之間存在著較大的差距，教師講授起來很辛苦，學生學習起來也很費勁，導致教學效果不好。
2.3學生對新型制藥設備缺乏關注
隨著科學技術日新月異的發展，GMP認證制度的不斷推進，各種新型制藥設備不斷面世，車間設計的水平和要求不斷提高，而現有的教材所涉及的大多數是傳統的制藥設備，以致學生較少關注有關藥廠各種生產設備的發展變化，對新型制藥設備缺乏了解，導致學生課堂所學知識與社會、與實踐脫節。
2.4課程內容多，實踐性強，學生學習積極性差
由于《制藥設備與工程設計》這門課程既有難度又有廣度，涉及的知識內容很多，且都與生產實踐密切相關，應用性強，而藥廠實際生產過程中的情況又非常復雜，設備更新換代也很快，學生學習時感覺枯燥乏味，導致學習積極性差，甚至產生厭學情緒，以致課堂作業和課程設計都存在嚴重的抄襲現象。
2.5師資力量薄弱
制藥工程專業是藥學與工程交叉發展的應用學科，既要具備藥學的特色，又要體現工程性質的特點，而學校教師大多數是從一個學校到另一個學校，缺少工程技術類的教師，使得制藥工程專業局限于藥物合成、藥物分析、生物藥物、藥物劑型等方面的研究。
3基于學科競賽的課程教學改革與創新
“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計競賽作為各類學科競賽中的重要賽事，它需要具備綜合運用化工原理、化工制圖、藥劑學、GMP(《藥品生產質量管理規范》)、制藥工程原理、化學反應工程、安全、環保、經濟評價等方面的專業知識，還應具備使用專業軟件的能力，同時也需要綜合考慮方案所涉及的政策、地理、人文、經濟等多重因素，從而提出最佳方案并撰寫工程技術文件，將理論轉化為實踐，充分發揮學生的創新和實踐能力，這也正是培養創新型人才的有效途徑［6］。為了提高學生工程設計和工程實踐的能力，激發學生的學習興趣，我們在《制藥設備與工程設計》的課堂教學中以“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計競賽為依托，以賽促學、以賽促教、以賽促改，從而對該課程進行針對性的教學改革與實踐，全面提升了學生的專業素養和綜合能力。
3.1課堂教學改革
3.1.1教學內容的改革
制藥工程設計競賽中往往包含一些新技術和新設備的設計，在課堂教學中完全可以把這些新技術、新設備作為課本知識的補充。如2015年第五屆“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計競賽中提出了一個新型三合一設備的設計和應用，讓學生了解制劑技術和制藥設備發展的前沿知識，充分掌握基本理論知識，培養學生的創新思維，開闊學生的視野。同時，指導教師要積極參加教指委組織的相關會議，向有豐富實踐經驗的教師或企業工程師學習;同時指導教師團隊也要定期開展教研活動，交流如何使競賽優秀作品滲透到每個教學環節，滲透到每個教學時間，把學科競賽變成可持續發展的教學手段，從而推動教學改革的深入進行。
3.1.2教學方法的改革
傳統的課程教學大多都是通過PPT課件來展示教學內容，采用“滿堂灌”和“一言堂”的講授模式，使得課堂教學枯燥乏味，又缺乏實踐經驗。為了改變這種局面，我們結合“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計競賽的特點，采取學生為主，教師為輔。在課堂教學過程中，將制藥工程設計競賽的某些問題與所授課程的知識有機結合起來，建立“理論課程－設計競賽”之間的無縫對接，把競賽有規劃地引入到教學過程中來;在教學方式上，采用案例式教學法，多給學生一些具體案例分析，要求學生在規定時間內獨立完成并把疑問記錄下來，在下次的課堂上利用部分時間讓學生進行交流和探討，對于一些疑難問題由教師進行解答，培養學生自主學習和善于思考的能力。
3.1.3教學手段改革
在課堂教學過程中，為了提高“教”與“學”的效率，教師將獲獎作品、比賽現場錄像等資料在課堂上展示，以豐富教學內容，讓學生更早地了解工作中會遇到的問題，學會如何解決這些問題，提高學生學習興趣，激發學生主動學習的欲望。此外，介紹一些制藥工程設計競賽中常用軟件的應用，如AutoCAD、3DMAX等，使學生逐步掌握工程技術中常用軟件的使用。通過這些實際競賽作品的訓練，加深學生對設備選型設計和工程設計的理解，增強學生的創新意識，營造一個良好的校園科技創新氛圍。
3.2實踐方式的改革
3.2.1畢業設計教學改革
畢業設計項目由原來的綜述轉變為工程設計，以歷年制藥工程設計競賽題目為背景，將往年優秀競賽作品的部分內容作為工程設計供學生畢業設計選用，可以是無菌車間設計、原料藥車間設計、制劑車間設計、潔凈廠房設計、自動控制設計、三維廠區動畫設計等等，豐富了素材題目，提高了畢業設計題目的更新率，同時通過這些具體的工程工藝設計課題讓學生積累了許多課堂教學上學不到的生活常識，培養學生的實踐能力和創新能力。而且，由于“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計競賽的能力要求一定程度上反映了行業對職業能力的要求［7］，因此畢業設計能使學生的能力培養目標更為明確，更切合職業的需求。
3.2.2增強校企合作
依托制藥企業，“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計競賽是以企業亟待解決的真實課題為競賽題目，使學科競賽的方向與社會、企業需求一致，使學生得到有針對性的、系統的訓練，也為學生就業提供了與企業對接的平臺。在競賽期間，根據競賽需要，聘請企業和設計院專家對學生競賽作品進行點評;或引導企業參與，建立學科競賽實踐基地，強化學生工程意識和實踐能力。
3.3教學效果
教學過程中，我們根據“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計競賽的特點，對《制藥設備與工程設計》進行針對性的教學改革與實踐，讓學生在實踐中加強對理論知識的理解和掌握，通過課外實踐反哺課內理論知識學習，大大提高了“教”與“學”的效果，具體體現在四個方面:(1)提高了學生學習的積極性和自信心。過去的教學將設備和工藝設計割裂開講，知識點單一，且沒有邏輯，學生覺得枯燥乏味，現在側重如何進行工程設計之后，學生能將其課堂上所學知識放心地運用到作品設計中來，雖然也會出現錯誤，但通過查閱資料和請教指導教師進行主動學習，對設計作品反復修改和不斷實踐，最終能夠很好地解決問題。(2)提高了專業學習質量。改變了傳統灌輸式的教學方式，在課堂上解答準備參賽作品中遇到的問題，使學生們學習動力增加，變“要我學”為“我要學”，從而能夠更深刻地理解和掌握課堂上教師傳授的專業理論知識，通過競賽作品的設計培養了學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。(3)鍛煉了學生的綜合能力。學生在準備參賽作品的過程中，深刻體會到“臺上一分鐘，臺下十年功”的含義。在做項目和參賽過程中不再是無從下手，而是能夠理清思路，并不斷地進行完善，同時能夠學習別人的創新思維，了解學科前沿知識，開闊眼界，培養了學生的綜合能力。(4)提高了學生的參賽人數和學生的獲獎率。2014年，我院組建了兩支隊伍參賽，每支隊伍由6名學生和2名指導教師組成，分別獲得三等獎和優勝獎;2015年，報名參賽的隊伍增加到8支隊伍，分別獲得一等獎、二等獎、三等獎各一項。由此可見，學生參加“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計競賽的總數逐漸遞增，所得獎項數量和高級別獎項也明顯增加，表明學生對參加“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計競賽的熱情和水平都有所提高。
4結語
針對制藥設備與工程設計課堂教學中存在的問題，我們以“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計競賽為手段，著重從課堂教學和實踐方式進行改革的探索與實踐，取得了良好的教學效果，以后我們將逐步完善學科競賽的保障機制，以學科競賽為平臺，以賽促改，不斷整合和優化該課程的教學內容、教學手段與方法、實踐模式，更加有效地提升學生的工程意識和實踐能力，滿足社會經濟發展需求。
作者：郭惠玲 單位：湖北工業大學輕工學部食品與制藥工程學院湖北省協同創新中心
參考文獻
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