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中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)08-0124-02
21世纪是一个以人才为核心的高级技术产生迅猛发展的世纪。随着我国加入WTO及GMP等质量管理规范的实施,我国医药工业将直接参与国际医药市场竞争。但大多数制药企业由于工程技术的问题和制药设备的落后,不能完全实现工艺设计的要求,造成产品技术含量底、质量不稳定。而药品生产质量管理的理念和方法的陈旧,也使得药品的生产不能完全融入国际制药行业的竞争中。如何尽快的缩小与世界先进企业的差距,适应集约化生产以提高产品在全球市场上的竞争力,是我国制药业所面临的迫切问题。医药工业的发展速度与制药工程的技术水平密切相关,只懂得药物制剂、生产工艺知识的药学类专业人才已不能适应现代医药生产企业发展的要求,迫切需要大批既懂制药又懂工程同时擅长管理的复合型高级人才,而既懂得药物制剂、生产工艺、质量控制,又懂得工程技术应用的复合型人才几乎为空白。因此,教育部已于1998年调整了高等教育专业目录,其中在药学类增设了制药工程专业,以期培养出具有优良的综合素质、扎实的专业基础、宽阔的知识领域,并且具有开拓精神和创新能力的人才。
一、重视本科毕业设计模式的创新和实践
制药工程专业学生的生产实习和见习期都比较短,而既具有工程教育背景,又具有工程实践经验的教师数量比较少,在诸多教学环节中,学生很少做工程设计,多数进行专题实验。制药工程专业的课题设计环节的重点不突出,与实践脱节是目前影响制药工程专业教学效果的关键因素。要突出该专业的特点,就要贴近工业实际,把制造技术、质量意识、市场竞争、工业安全与法律约束等内容联系起来。注重发挥各学科的交叉作用,围绕重要的药物原料、中间体和辅助材料的生产工艺,以及典型药品的合成与制剂,带领学生到生产第一线参观学习,了解制药企业的生产实践,让学生在制药车间感受工业化制药过程,建立工程制药的观念和思想,培养解决实际问题的能力。毕业实习时间一般不少于4周,通过实习,应使学生详细了解实习车间的生产工艺流程、控制点、主要工序操作、控制方法、操作条件、主要设备的结构、尺寸和性能及工作原理;熟悉实习产品的能源条件、节能措施、“三废”防治及综合利用、实习车间的布置、技术安全、实习车间的生产组织和技术管理情况;掌握实习产品的技术经济指标、实习车间曾出现过和现存的问题、曾采取或打算采取的改进措施。实习结束后,应当进行考核,考核的内容含设计说明书与图纸的质量,说明书内容是否完整,文字表达是否简洁、清楚,程序模块能否进行联动计算,工作界面是否友好,可读性、可移植性是否强,设备选型与车间布置是否合理、先进,主要设备总装图的结构是否正确,图纸表达是否规范,图面是否整洁、清楚等。
二、重视专业创新能力的培养
制药工程专业学生的培养目标,强调的是突出创新性和实践能力。长期以来,学生的学习与研究很少相关,这使得不少学生缺乏独立性和创造性。让科研成果进课堂,树立崇尚科学的观念,是培养创新能力的必由之路。加强创新实践,构建创新人才,培养实践新体系,是培养创新能力的重要举措。为了激发学生学习的积极性和开创精神,培养学生的创新思维和创新能力,开放式实验的开设是十分必要的。开放式实验教学是对传统的教学方式的改革,它主要分为五个阶段:①教师给出实验题目;②学生通过自学、自查文献,独立设计实验方案;③经教师审批后,学生独立完成实验;④总结归纳实验规律,以论文形式完成实验报告;⑤举行小型报告会。开放式设计实验的选题来源于教师的科研课题和各类文献资料,并与实际生活密切相关。在开放式实验的全过程中,教师导学与学生自学相结合,充分发挥了教师的主导作用和学生的主体作用,调动了学生从事化学实验的积极性和主动性,在锻炼学生独立动手能力、独立观察能力、独立分析能力和表达能力的同时,学生得到了全面的科学研究训练,学到了科学研究的思维方式和科学研究的方法,从能力培养上升到了高的层次,经受的锻炼发生了质的变化。
三、大力支持科技创新
学校应鼓励学生开展的课外科技创新活动,努力将各实验室打造成为本科生科技创新的第二课堂,积极组织二、三年级学生参加课外科技创新活动。学校设立大学生科技创新训练计划,制药工程专业实验室和学院级基础教学平台对学生全日开放。鼓励学生从二年级开始以研究平台为基础,自带课题或科学问题,或以教师的课题为前提,对自己感兴趣的问题开展导师制下的科技创新活动,培养学生综合运用理论知识和实验技能解决实际问题的能力,营造讲科学、爱科学、用科学的学术氛围。
四、提高和把握制药专业本科毕业论文质量
让学生提前参与科研实验。制药工程专业本科生通过大一和大二基础课程学习,已经具备一定的实验操作经验。对于进入大三的学生,利用课余和休息时间参与老师科研实验是一个宝贵的学习过程。在毕业论文总体安排上要做到提前参与,做好准备,合理安排。通过双向选择,学生在大三阶段就确定毕业论文指导老师,不仅能够在今后专业课程学习中从导师那里获得必要帮助,同时有助于毕业论文工作顺利进行,导师也能够将指导学生毕业论文与自身科研工作结合起来。提前做实验,避免毕业论文与找工作和考研及复试时间冲突。毕业论文时间一般安排在大学最后一个学期开始,但该学期是学生最没有心思留在学校学习的时期。此种状况直接影响了毕业论文质量,也是令指导老师最为头疼。毕业论文在预答辩阶段学生要么找工作在外、要么是考研复试在外,根本顾不上实验和毕业论文。所以提前让学生做毕业论文的实验工作,后期写毕业论文时就不会因忙乱导致论文质量下降。同时为确保论文质量,还有必要加强该实践教学的监督、管理和检查。借鉴其他高校先进经验。教师要认真指导,及时检查学生工作进度和质量,及时提出论文中问题和不足,启发学生找出解决方法和建议,督促学生按计划进度进行论文工作。
综上所述,医药工业作为21世纪的战略产业,具有高投入、高收益、高产出等特点,属知识密集型、专业化程度高的特殊产业。由于其发展与人类的健康密切相关,因而世界各国均将其列为未来优先发展的优势产业。医药工业的发展速度与制药工程的技术水平密切相关,如何才能培养出能够满足社会需要的制药工程类型的人才?我认为应该进一步提高教学质量,使学生在注意理论基础知识学习的同时,更注重工程技术能力的培养,加强工程实践的训练,培养创新和创业能力,成长为既懂得药物制剂、生产工艺、质量控制知识,又懂得现代制药工程技术的工程应用型人才。
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一、工程硕士培养课程内容体系的建立
课程体系建设是保证工程硕士培养质量的关键。在建立工程硕士课程体系时,既要遵循研究生教育的普遍性原则,又要突出工程硕士教育的特殊性与实用性。笔者所在单位根据工程硕士生的来源、经历、知识结构等特点,对课程体系进行综合考虑,设置了通识课程、专业基础课程和与企业需求相结合课程的三个模块。
(一)通识课程的设置
工程硕士通识课程包括政治理论、外语和知识产权等课程。政治理论课程可以教育学生热爱祖国、遵纪守法,具备良好的职业道德,积极为我国经济建设和社会发展服务;外语课程可以训练学生较熟练地阅读外文资料,提高其获得知识和信息及毕业后继续学习的能力;知识产权课程可以使学生较系统地掌握如何保护企业的自主创新成果,如何合法借助国内外的现有成果,更好地为企业服务。
(二)专业基础课程的设置
专业课的设置重在拓宽学生的专业基础,要选择与本学科关系密切、能够补充和发展本学科专业知识、技术且体现学科间交叉、渗透、融合的课程。在强调专业知识的基础性和宽广性的同时,要注重知识的综合性,在各个培养环节上强化创新意识,为工程硕士今后的研究工作打下坚实的理论基础。
(三)与企业需求相结合课程的设置
制定工程硕士培养方案时既要考虑学生应该掌握的基础理论知识,更要侧重工程应用能力的培养,充分体现工程硕士教育的工程针对性。校企间的密切合作可以使课程设置更加合理、有效,针对企业的需要,开设或增设一些实用的、具有前瞻性的专业选修课程,对工程硕士进行“订单式”培养,使工程硕士成为企业所需要的复合型、应用型人才。
二、工程硕士实践教学环节的建设
评价工程硕士培养质量的关键在于他们能否为企业解决生产过程中遇到的实际问题。实际培养工作中,除了设置相关基础课程外,更重要的是培养他们的实际应用能力和创新能力。下文以吉林大学制药工程专业硕士的培养为例探讨实践教学环节的建设。
(一)搭建适合工程硕士培养的实践教学平台
1.实践教学平台的建设。充分利用吉林大学国家级实验教学示范中心、国家生命科学与技术人才培养基地和分子酶学工程教育部重点实验室的优质资源,搭建适合工程硕士培养的实践教学平台(图1)。图1制药工程硕士实训工艺路线
2.实训工艺路线的设计。重点建设“细胞培养、基因工程制药、生物药物分离纯化和药物制剂及质量检验”等实训工艺路线(图2)。图2制药工程硕士实践教学平台以上实训路线均起到了较好的校企衔接作用,具有良好的“工程”实用价值。
(二)构建适合工程硕士培养的实践教学内容体系
工程硕士多为企业技术骨干,工作和学习任务较重,学习时间有限,设计实践教学内容时要充分准备在有限学时内训练较多的实验技术和方法。
1.加强实验技术和方法的科学综合。如以“啤酒酵母分离纯化、发酵培养和蔗糖酶的提取、分离纯化、性质鉴定及反应动力学实验”作为工程硕士生化综合大型实验,从微生物发酵到酶的提取、分离纯化、分析鉴定,综合了8种实验技术和9种实验方法,不仅培养了学生的动手操作能力,而且培养了学生综合分析、解决问题的能力。
2.注重与科研、工程和实际应用的结合。例如将技术成熟、方法稳定、重复性强的国家自然科学基金“腺嘌呤脱氨酶基因工程菌的构建、蛋白的表达、纯化及鉴定”项目引入实验教学;将“药物的制剂、分析检测及药效、药理学实验”作为专业大实验,使学生不仅掌握了制药工程相关技术、方法,而且了解了制药的新知识、新技术和新方法。
(三)采用适合工程硕士培养的实践教学方法
1.建立集中与开放相结合的实践教学模式。一是根据学生“入校不脱岗”的特点,将实验相关理论知识、技术原理和操作方法集合在一起,集中统一讲授;二是实验操作基础部分集中讲解,如实验技术操作和仪器操作,统一讲授注意事项并示范操作;三是实验室对工程硕士学生开放,仪器设备、药品准备齐全,学生可随时进行实验操作;四是实验完成后,学生独立撰写实验报告;五是教师评阅实验报告后,与学生进行讨论,交流心得。
2.加强现代化教学手段的运用。实践理论教学与实验方案要求采用多媒体课件讲授背景知识、实验原理和操作方法,利用多媒体所包含的文字、图片、动画等丰富元素使教学更直观、形象、生动,有利于学生理解和掌握实践内容。实践教学还利用国家级实验教学示范中心的网络平台,建立了网络实验课程,用于工程硕士生的实验预习、模拟实验、问题答疑、师生互动、扩展知识面等,有利于学生的自主学习和研究性学习,同时拉近了师生间的距离,建立交流平台,进行个性化教育。
三、把好工程硕士毕业论文质量关
工程硕士学位论文的选题直接来源于企业的生产实际,具有明确的生产背景和应用价值。高校培养工程硕士的质量直接体现在他们的学位论文是否能为企业解决了生产中的实际困难,是否产生了良好的社会和经济效益。
(一)双导师制
在工程硕士培养工程中,实行校企双导师制,正导师从既有较高的理论水平,又有工程实践经验,具有教授职称的教师中选聘;副导师由企业里具有高级技术职称的人员担任。正导师除全面负责外,侧重培养计划的制定,对选题的科学意义、先进性及论文的学术水平和写作质量予以把关;副导师从实际应用的角度出发,利用自己丰富的工程实践经验,促进学生学位论文与企业生产的紧密结合,着重解决生产中的技术难题。
关键词:制药工程;CDIO教学模式;改革
R-4;G642
制药工程专业是为适应我国医药产业发展而设立的一个宽口径专业,旨在培养具备现代制药工程知识,能在医药、精细化工和生物化工等领域从事医药产品生产、研发、经营、管理等方面的高级工程技术人才,是药学、化学和工程学的新型交叉学科。然而,目前多数高校制药专业课程主要围绕化学和药学展开,对工程类课程重视不足,与实践脱节,导致学生应用能力差,不能满足实际工作需要。如何对制药工程专业课程中存在的问题进行改革和创新性研究,构筑有益于应用型人才培养的教学体系,实现应用型人才的培养目标,提高学生分析问题、解决问题的能力,已经成为高等院校医药专业教学工作者普遍关注的问题。对此,本课题根据特色应用型本科院校的实际情况,在牡丹江医学院药学综合实验改革的基础上,结合CDIO工程教育理念,对现有制药工程专业工程类课程教学模式进行改革和实践。
一、制药工程专业工程类课程教学中现存的问题
目前,很多高校制药专业人才的培养模式以化学~药学为主,对化工原理、化工制图、制药工程、制药工艺学、制药工程设计等工程类课程重视不够,存在的主要问题有:
1.工程类课程在教材建设等基本工作环节上,强调基础、成熟和适用的知识,相对忽略了对课程前沿性未知领域的关注,与企业的实际需求存在一定程度的脱节。
2.为保证课程内容的系统性、全面性,致使工程类课程之间出现部分知识点重复现象,缺乏有机结合,浪费了一定的课时。同时又使学生知识面狭窄、综合创新能力弱。
3.实验课验证性实验居多,实验基本都是“依葫芦画瓢”,造成整个实验体系缺乏综合性、设计性的大实验,不利于学生团结协作精神、组织管理能力、主动学习能力、动手能力和创新思维的培养。
4.生产实践教学方面,课程评价体系不完善,学生学习目的性较差,多以参观为主,学生对如何将所学理论知识与生产实践相结合、从工程和经济的角度去考虑工业化技术问题等方面知之甚少,能力不足。
二、制药工程专业工程类课程CDIO教学模式的构建
CDIO工程教育模式,即构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运行(Operate),是近年来国际工程教育改革的最新成果,其在改革教学方法的同时注重职业道德与诚信、与构思-设计-实现-运作进行有机结合。本课题构建的以项目设计为导向、以工程能力培养为目标的工程类课程CDIO教学模式,通过项目设计将整个课程体系系统、有机地结合起来,从而解决制药工程专业工程类课程教学中存在的部分问题,培养具备较强工作能力和深厚技术基础的应用型制药人才。
1.改革制药专业工程类课程。整理出制药专业各门工程类课程的主要知识点,对重复知识点进行优化整合,注重承上启下。
2.理清各门课程相对独立的教学内容及课程间的内在联系,依据CDIO工程理念,建立以制药工程学、制药工程课程设计和制药工艺学课程教学为龙头,以化工机械基础、化工原理、化工仪表及自动化、化工制图课程教学为基础的制药工程专业核心工程类课程群,各课程在各年级交互进行、循序渐进、互相渗透、多层综合,见图1。
3.构建并实施构思―设计―实现―项目评估、修正和展示的CDIO教育模式,以项目式教学为手段,通过教师引导学生参与工程实践项目,强化学生的责任感和工程观点。
根据项目规模和涉及课程范围将其划分为三级,一级项目为涉及单门课程的掌握与应用而设立的项目,主要体现在对应课程的实验环节;二级项目为基于一组相关核心课程设立的项目以及组织学生参与各种创新设计比赛活动;三级项目为毕业设计,在毕业设计的过程中,学生通过分析选题文献查阅设计方案确定设计计算绘制设计图纸及完成设计论文论文答辩教师评分及点评,全方位的训练了学生的多项技能,培养了学生自主研发、创新和设计的能力。
4.建立工程类课程教学的综合评价体系,将形成性评价与终结性评价相结合。在工程类课程教学中,采用 “平时成绩 + 项目完成评价+ 期末考试”相结合的评价模式,特别在项目完成评价中通过全过程非标准答案学业考核的手段,对学生在工程实践项目进行过程中的独立思考能力、动手能力及团队协作能力等进行多角度全方位评价,更客观、全面的给出成绩。
5.把《药品生产管理规范》(GMP) 理念融入教学的全过程,强化药品生产管理意识。GMP适用于药品制剂生产的全过程和原料药生产中影响成品质量的关键工序。在课程教学过程中全面结合GMP,如化工机械设备基础教学中,设备材质的选择要联系GMP要求讲授;制药工程项目设计中车间不同生产区域的划分,要严格符合 GMP 要求。
本课题研究的制药工程专业CDIO教学模式在牡丹江医学院本科制药专业学生中实施并取得了一定的效果,学生的设计、动手操作能力得到明显提高,三届教改验班学生参加全国制药工程设计大赛均取得了优异成绩。制药工程专业CDIO教学模式,是以项目设计为导向、以工程能力培养为目标,通过项目设计将整个课程体系系统、有机地结合起来,在此基础上使用案例教学法和药厂参观实习帮助学生进行独立构思,采用项目化教学和操作课程设计训练帮助学生培养独自设计项目的能力,再通过操作综合实训和计算机仿真模拟实训帮助学生实施自己的项目设计,最终通过参加全国制药工程设计大赛、校企合作生产性实训和企业顶岗实习增强学生的实践能力。
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关键词:制药工程专业实验 三维 课程体系 工程能力
中图分类号:G642.0文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)06(b)-0000-00
制药工程专业实验课程与药物合成反应、药物化学、化学制药工艺学等理论课程关系紧密,不仅能培养学生的实验技能,加深对这些理论课程的理解,还可逐步培养学生仔细观察、勤于思考以及解决实际问题的能力[1-3]。制药工程专业实验课程教学的最大误区在于高度类似药物化学专业实验课程,这和制药工程专业成立的背景有关。1998年教育部首次批准成立制药工程专业,该专业由原化学制药、生物制药(部分)、中药制药(部分)及制剂工程等专业整合而成,主要是应用化学、药学、工程学、管理学及相关学科的理论和技术解决药品生产过程中的工程技术问题,实现药品生产的规模化和质量管理的规范化[4-6]。要顺利达成制药工程专业的培养目标,必须深刻认识该专业和上述药学专业的不同点,即制药工程专业更注重解决药物工业生产过程中的工程技术难题。那么在制药工程专业实验的教学中该如何体现这些不同点呢?我们在多年的工程化教学中累积了一些教学经验,2007年我校张珩教授主讲的课程“制药工艺设计”获批国家精品课程,2008年我校制药工程专业获批国家教育部首批特色专业,2010年我校制药工程教学团队获批国家级教学团队,2011年我校作为省属本科院校率先跻身第二批“卓越工程师教育培养计划”,这些为我们构建基于“卓越计划”的制药工程专业实验三维课程体系指明了研究方向[7]。
1 制药工程专业实验三维课程体系的构成元素
制药工程专业实验三维课程体系由基础实验、创新研究实验和药物生产车间工艺设计实验三部分组成。三维课程体系的辐射式教学模式方便学生了解药物生产制造的全生命周期即“实验室小试-中试放大-工业生产”。该课程体系的具体内容如下:
(1) 基础实验是由化工原料经多步反应合成药物,要求学生掌握单元反应原理、实验操作技巧,产品结构鉴定和质量分析方法等[8]。基础实验在教学实验室进行,面向的是制药工程专业所有学生,它的学分属于必修课学分。
(2) 创新研究实验是基于“各种大学生创新研究基金”的研究型实验,它要求学生掌握文献检索和整理的方法、合成路线设计与评价、实验操作规程的编写,实验室合成的全套原理和操作技巧、产品的分析鉴定、合成工艺的优化、生产成本的核算、实验小论文的撰写等。创新研究实验在教师科研实验室进行,面向的是对科学研究有兴趣的制药工程专业学生,它的学分属于选修课学分。
(3) 药物生产车间工艺设计实验是基于AutoCAD的药物工业化生产工艺流程设计,它要求学生掌握工程图纸绘制的行业标准和技巧、单元设备的选择及操作、工业流体输送等。药物生产车间工艺设计实验在计算机房进行,面向的是对工程设计、工业生产有兴趣的制药工程专业学生,它的学分也属于选修课学分。
新的三维课程体系既普及了教育面,也提炼了教育点。通过基础实验,学生掌握了药物合成和生产的基本方法和操作技能,然后以兴趣为教育点,可以将学生培养成卓越的制药工程师或卓越的药物研发人员。
2 基础实验的改革
我校基础实验一般为60 学时,主要是验证和演示性实验,教学内容还是要求学生掌握药物制备、分离、分析的原理和操作技能[9],但更注重联系制药企业的生产模式,这就反映了”卓越计划”的两个特点即行业企业深度参与培养过程以及学校按通用标准和行业标准培养工程人才[10-11]。具体措施包括:
(1) 引入工厂常用的简捷式分析方法。例如引入薄层色谱法监测反应终点、反应的选择性、产品的纯度、鉴定反应产物;引入紫外-可见分光光度计进行产品含量分析。传统教学中,合成实验和分析实验是两门独立的课程,但工业生产中,合成和分析是融为一体的,因此工业常用分析方法的引入有利于学生真正理解制药工程是一个涉及多学科专业知识的系统工程。如在局麻药盐酸普鲁卡因的合成中,以对硝基苯甲酸等为原料,经酯化、还原、成盐、精制制备盐酸普鲁卡因,可以进行五大技术训练:学甲苯共沸带水打破酯化反应平衡的原理及操作,掌握工业常用还原剂铁粉盐酸的原理和操作,学习碱性药物成盐的原理和操作,掌握盐酸普鲁卡因的药典鉴别方法,学习紫外分光光度法测定含量的方法。
(2) 引入“正交实验设计法”开展基础实验的教学。传统的实验教学方法是所有学生使用教材规定的同一工艺条件如温度等进行实验,学生机械地重复实验,不知道工艺条件是如何确定的,更不了解工艺参数的波动对产品收率和纯度的的影响。有鉴于此,我们引入“正交设计”来克服传统实验教学模式的缺点。正交设计是研究多因子实验的方法,它借助于规格化的“正交表”,科学地挑选实验条件,并利用数理统计原理分析实验结果,优点是实验次数少、分析方法简单、重复性好、可靠性高,能够通过代表性很强的少数实验,摸清各因子对实验指标的影响情况,找出最佳的参数组合[12]。在实际教学中,我们按“正交设计”给每个学生小组安排不同的工艺条件,小组内的每个学生独立按照本组的工艺条件进行实验,然后对本组的实验收率取平均值,最后通过“SPSS19.0(Statistical Program for Social Sciences 19.0)”软件或“正交设计助手3.1”软件对各个小组的平均收率进行计算分析,从而得出最适合工业化的工艺条件,例如最优的反应温度、摩尔比、催化剂等,同时通过“正交设计”还可以得出工艺参数和收率的关系,还可以根据各个工艺参数对收率的影响力进行排序,从而得出实验最关键的影响因素。利用“正交设计”确定最优的反应条件时,考察的指标既可以是反应收率、产品纯度等技术指标,也可以是生产成本等经济指标。由此可见,“正交设计”能大力引导学生主动思考,“正交设计”中不同工艺条件的结果比较更是为培养学生的工程实用意识和工程经济意识奠定了基础。
3 创新研究实验的教学
创新研究实验表明:理论可以指导实践,但实践更能够创造新理论。创新研究实验与“卓越计划”的第三个特点即强化培养学生的工程能力和创新能力是相互呼应的[13]。我们从大学三年级开始就鼓励学生选修创新研究实验课程。他们先申报创新研究基金,例如大学生创新性实验计划项目、武汉工程大学大学生校长基金等,然后在指导老师的科研实验室参与项目,时间持续一个学期。在教学计划的编制上,由于这类实践选修课难度大、耗时长,需要给出比重较大的学分。自我校2006年设立首届大学生校长基金以来,制药工程专业每年都有约10个同学受益。2011年我们选送的创新研究实验项目“抗抑郁药噻萘普汀钠的合成新工艺”和“腺嘌呤的合成新路线”分别获第四届“全国大学生药苑论坛及创新实验项目成果展示会”一等奖和三等奖。
传统的实验教学都是在学校进行。武汉生物谷的崛起为我校开拓新的实验教学模式创造了条件,例如世界十大制药企业辉瑞制药挺进生物谷;中国最大的医药研发外包企业无锡药明康德新药开发有限公司落户生物谷。2012 年,我校和药明康德武汉分公司正式签订合作协议,药明康德批量接受制药工程专业的暑期实习生和毕业论文。实验场所由学校向企业延伸,弥补了学校实验教学经费缺口,缓解了实验用房紧张,更重要的是在企业开展的实验教学更接近行业生产的真实面貌。
4 药物生产车间工艺设计实验的教学
为彰显制药工程专业实验与药学专业实验的侧重点的不同,我们引入了新的一环即药物生产车间工艺设计实验,旨在培养学生的工程能力,这一点也与“卓越计划”的第三个特点高度吻合,也是跨课程实验的一种体现[14]。药物生产制造的全生命周期是“实验室小试-中试放大-工业生产”。要体现制药工程专业实验的工科特色,必须把中试放大和工业化生产过程中工程技术知识和难题纳入到教学内容中;而要体现制药工程专业的行业特色,必须把药物工业生产的法规“药品生产质量管理规范(GMP)”引入到制药工程专业实验中。而药物生产车间工艺设计正是药物工业化生产的前奏,也是和GMP联系最紧密的一项工程。
具体实践中,我们要求学生根据实验室工艺绘制管道仪表流程图和车间设备平立面布置图。学生以工艺和设备为主线,将实验室的设备转换为工业化生产设备,要考虑流体输送,要合理安排管路、阀门和仪表,要设计好质量控制的方法,要全面安排原辅材料的回收套用,要合理处理“三废”,要合理规划厂房,要正确布置设备等。由于这种实践选修课耗时比创新研究实验短,学分可适当缩小。我们在药物生产车间工艺设计实验课程的开展上已经取得了一些成绩,例如,在第四届和第五届大学生化工设计创业大赛中,我们的作品“年产316吨硫普罗宁车间工艺初步设计”和“年产500吨N-乙酰-L-半胱氨酸原料药车间工艺设计”分别获铜奖和金奖;在第一届和第二届全国大学生制药工程设计竞赛中,我们的作品“年产2000万支静脉滴注用奥美拉唑钠无菌冻干制剂车间工程设计”和“多肽无菌冻干注射制剂车间工程设计”分别获三等奖、二等奖。更值得一提的是在湖北省第五届大学生化学(化工)学术创新成果报告会上,我们的作品“腺嘌呤的新工艺及中放流程设计”获得一等奖,学生将实验室工艺研究与流程设计有机结合,工程能力得到了专家的肯定。
2012年,我校与国药集团武汉医药设计院签订了联合培养协议,该院批量接受制药工程专业的暑期实习生和毕业设计。近年来,我校制药工程专业学生在武汉医药设计院、山东省中医药设计院、重庆医药设计院中实现了高端就业,这也体现了药物生产车间工艺设计实验的重要性。
5 结语
制药工程专业实验三维课程体系是基于药物生产制造全生命周期的系统化训练[15],同时,必修实验课和选修实验课的有机结合可以将学生的兴趣转化为专长,培养行业精英。
药物生产车间工艺设计实验的引入使制药工程专业实验从药学重心向工程方向转变,能够培养工科学生密切联系生产实际的工作作风和强烈的工程意识及独特的经济视角。
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【关键词】 制药工程专业 培养模式 本科教育 人才培养
我国制药行业起步较晚,发展较快。如何尽快的缩小与世界先进企业的差距,适应集约化生产以提高产品在全球市场上的竞争,是我国制药业所面临的迫切问题。因此,教育部于1998年调整了高等教育专业目录,其中在药学类增设了制药工程专业。制药工程专业是集化学、生命科学、药学、工程学及相关管理法规五个方面相互渗透、相互融合的一个专业。在高等教育中,又属于适应性强、覆盖面广的宽口径专业。如何办好这样专业,使之培养出的人才具有优良的综合素质、扎实的专业基础、宽阔的知识领域,并且具有开拓精神和创新能力,这对我国的科学技术、经济、社会发展及有效地参与国际竞争都至关重要,同时也对我国制药工程专业的广大师生提出了一个新的挑战。所以各高校应根据自身不同的办学方针,坚持立足地方、依托地方、服务地方,这既是地方院校办学定位的根本,也是地方经济发展的客观要求[1]。因此,研究制药工程人才培养模式,探讨制药工程人才培养模式的优化,可以发展制药工程专业,从而推动我国制药行业发展。
1 制药工程专业人才培养目标的研究
制药工程专业是国家教育部1998年本科专业调整后的一个整合专业,是应用化学、生物技术、药学、工程学、管理学及相关科学理论和技术手段解决药物研发与制造的一门工程技术学科,具有教强的工程技术特点[2]。工程问题是这个专业学生最终面临的问题,涉及的内容主要有药物的制造、分离、制剂、过程控制等工程问题和质量管理法规。因此应当从工程技术性的角度来制订人才培养方案和确定培养模式。所构建的教学体系,应在注重理论基础知识的同时,更要注重学生工程技术能力的培养,加强学生对工程实践的实际训练,强调创新能力、创业能力的培养。
所以制药工程专业人才的培养目标应为:较系统的掌握化学、药学、制药工程学所必须的基础理沦、基本知识、基本技能;具有对化学药物生产工艺研究、生产过程及质量控制能力;具有新药研究与开发的基本能力;有较扎实的制药工程设计基础知识;具有一定的研究、解决制药工程实际问题的能力。为化学制药厂、制剂厂、药物研究单位、医药商业企业及各级医药卫生行政管理部门培养药品生产、新药研制、制药工程设计及管理工作的高级工程技术人才。
2 我校制药工程专业人才培养定位的研究
不同类型人才的培养所对应的学校类型不同:对于学术研究型人才,主要由一流大学及研究生院培养;对于工程研究型和技术实践型人才,主要由本科院校培养。我校属于医学类院校,培养人才的重点应是掌握医药知识的工程应用型人才,即技术实践型和技能实践型两种,或者介于这两者之间。我校定位立足于区域经济,面向全省和全国,服务区域比较明确。因此,在人才培养及专业方向上,更要充分考虑区域经济对人才培养的需求,及时了解区域经济的发展趋向,适时的根据区域经济的发展来设置专业,调整专业方向,合理调整培养目标、课程体系和教学内容,以更好地服务于区域经济,同时也可以在不断满足市场需求的同时,自身得到更快的发展与提高。从这个定位出发,我校制药工程培养的定位应紧紧围绕“工程应用型”这个主题。
3 制药工程专业人才培养模式的研究
目前,国内开设制药工程专业的学校比较多。但总的来说,医药院校开办的制药工程专业偏理科,而且中药、西药分离;综合性大学开办的制药工程专业偏工科,与药学难以融合[3]。目前,制药工程专业的办学规模发展较快,这是与制药工业的快速发展分不开的,但由于药物是特殊商品,制药企业的建立和扩大都会受到一定的限制,绝不可能无限制地膨胀。同时制药行业又是高技术产业,不是劳动密集型企业,因此对技术人员和操作工人的需求量不是很大,但对人才的素质要求相对较高。这就提示我们在制药工程人才培养上可以有多种模式,即:应用型本科教育、研究型长学制本硕连读和工程硕士培养。本科教育主要培养适应21世纪现代医药工业生产所需要的高级应用型人才。工程硕士为专业性学位,侧重于工程应用,主要培养应用型、复合型高层次工程技术与工程管理人才。而长学制本硕连读主要培养目标同工程硕士,只是培养方式不同[4]。
浙江中医药大学属医学院校,制药工程专业人才的培养拥有得天独厚的条件,但在课程体系设置上目前存在一个问题就是没有明显的特色,较侧重于工程方面知识。这样既不利于学生选课,也不利于明确的向社会进行特色宣传,进一步的适应市场需求。因此,为了培养既懂制药又懂工程同时擅长管理的复合型人才,还能体现浙江中医药大学的特色,必须对我校制药工程专业的培养模式进行探索。理顺制药工程专业课程,使相关专业、学科、课程有机融合和同类课程的整合,设置与专业培养目标相适应的课程体系,培养适应21世纪医药工业需要的专业基础扎实、工程实践和创新能力强的专业人才,使培养的人才更好地适合市场和行业发展的需要,更好地服务于我省的医药行业,可以从以下几点着手:
3.1 创新人才培养模式,改革教学计划设置体系,培养学生创新能力
建立新的课程体系及内容,采用现代化教学手段,使课堂教学与实践性教学环节密切结合,做到新体系、厚基础;新手段、重实践、促自学。改变传统的以教师为中心的“满堂灌”的教学模式,逐步建立以学生为中心的“主动型”教学模式,培养学生创新意识和实践能力。通过精选、优化、整合教学内容,将医药领域的最新研究成果、发展趋势和学术动态引入课程,建立创新的课程体系。
3.2 设置与培养目标相适应的课程,加强专业学科课程的有机融合
对现行的制药工程专业的人才培养体系进行改革,设置与培养目标相适应的课程体系。在教学计划和培养方案中注重体现中医院校的特色,使制药工程专业相关学科的课程有机结合,相同的课程进行整合,研究和探索出更为合理和完善的专业人才培养模式,提高专业人才培养质量。
3.3 积极探索专业定位,适应市场需求,明确培养目标
根据1998年国家教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》,结合浙江省医药行业发展现状,制定出特色明显、目标明确、适应市场需求、符合社会发展的制药工程专业的业务培养要求及目标。
3.4 注重专业素质的培养
专业素质要求包括思想素质、人文素质和业务素质三个方面。其中业务素质应体现在系统地掌握本专业的基本理论和基本知识,受到良好的工程实践基本训练,具有系统分析、设计、开发与研究的基本能力。制药工程专业毕业生应获得以下几个方面的知识和能力:
(1)具有扎实的自然科学基础、较好的人文社会科学基础和外语综合能力。
(2)掌握本专业领域必要的较宽的技术基础理论知识,主要包括药物合成、药物制剂、药物分析、制药工艺学、制药工程等。
(3)较好地掌握生物化学、分离工程等方面的知识,具有本专业领域1个或以上专业方向的专业知识和技能,了解本专业学科前沿和发展趋势。
(4)获得较好的课程设计、药厂设计等方面的工程实践训练[5]。
(5)在本专业领域内具备一定的科学研究、科技开发和组织管理能力,具有较强的工作适应能力[6]。
4 制药工程专业课程体系和教学内容的研究
制药工程专业奠定在药学、化学、工程学等多种学科基础上[7],课程的设置既要避免偏向于某一学科,又要防止形成各种课程简单的叠加。目前我校制药工程专业设置的课程门类繁多、混乱,课程名称繁多、重点不突出,容易产生混淆。在参考国内外不同类型学校“制药工程专业”课程设置的基础上,考虑我校的办学特色,有必要重点开展课程体系的改革和设置。根据我校对制药工程专业的定位,制药工程专业的“知识结构和能力结构框架”(图1)应该包括:化学、医学和工程学三个主要的课程体系。
三个课程体系之间既有分工又有联系。在医学课程体系教学中,通过对医学相关基础知识的介绍,结合国内外新药研究实例,使学生对新药研究与开发的知识有感性的认识。在工程学课程体系教学中,通过反应工程、分离工程、制剂工程等单元操作知识的讲解,结合制造药物的基本原理及实现工业化生产的工程技术,介绍药物制备的新工艺、新技术、新设备、三废处理和GMP改造等方面的知识,加深学生对药物生产放大、设备选用、质控与优化等方面认识[8]。此外在课程改革的同时应加强和制药企业的联系,发展和巩固一批学生的实训基地。与国内的,特别是省内的药物研究院或大型制药企业建立基地,联合指导学生开展毕业论文研究和设计,提高学生工程的实践能力[9]。
5 制药工程专业人才培养过程中应该注意的问题
大学即是专业教育又是高等教育,众所周知高等教育的基本功能应是科学技术、人文社会科学知识的传递与创新。高校的本科教育应该从新世纪对人才素质品格要求,教育学生:“会做人、会做事、会创造。”所以在培养过程中应注意以下问题:
5.1 注重学生基本技能和创造力的培养
基础课应是本科教育中最基本、最主要的课程。所以从课程设置上来讲最根本的是要切实加强基础课的教学[10]。不论任何专业无一例外只有打好基础才能学好专业。只有基础雄厚,才能举一反三,触类旁通,才有可能具备创造能力。否则只能异想天开,非科学地蛮干。
5.2 注重学生实验能力的培养
理论与实验实质是辩证统一的关系,是两个相对独立,相互依存,又相互促进的教学体系[11]。实验是理论的基础,理论来源与实验,二者本身并没有主与从的关系,只有掌握了基本实验,才能更好的理解理论知识;同样,也只有掌握了基本知识,才能培养学生的基本实验技能。所以在理论的同时要加强学生实践动手能力的培养。
5.3 注重学生工厂实习
工厂实习是学生在完成制药工艺、设备、车间设计等专业课程之后的又一个实践教学环节[12]。学生亲临工业化生产,为他们提供实际练兵的机会,从而更好地达到理论与实际的结合。工厂实习与校内实验教学相比,时间和空间的变化较大,因此为了保证实习质量,必须有一个严格的考核办法。实习成绩考核应该采取全面考核的方式,保证基本的实习质量。
综上所述本文讨论了制药工程专业人才培养模式。结合高等教育的基本功能,对制药工程课程设置、培养目标等进行了讨论,同时结合我校办学特色提出一些建议,希望对我校制药工程专业的发展能起到推进作用!
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关键词:生物技术制药 双语教学 改革
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)02(b)-0071-02
生物技术制药具有发展迅速、国际通用性和可比性强的特点,生物技术制药是国家的朝阳行业,发展前景巨大。它是当前生命科学中发展最快并正在与其他学科广泛交叉和渗透的前沿研究领域。重庆市医药产业振兴发展中长期规划(2012―2020年)中明确生物制药高端化,发展定位:建成西部地区重要的生物制药创新及产业化基地,到2020年,产值达到100亿元。而生物制药的高端化需要与国际接轨,培养国际创新型生物制药学科研和教育人才显得尤为重要。由两江新区、韩国科学技术院、重庆理工大学共建的重庆理工大学两江国际学院已于2012年11月正式奠基,其中规划生物制药作为第二批入驻的专业,培养具有国际化视野和实践背景的高层次复合型精英人才。双语教学显得尤为迫切,因此,双语教学是生物技术制药学课程教学改革的重要内容。我们开展生物技术制药双语课程的改革与实践,可以有效地利用国外先进的教育资源,创建与国际高新技术领域接轨的教育教学环境,使学生直接接触本学科的世界先进理论和技术,把握学科领域的最新研究成果,增强学生直接利用外语从事学习和开展初步研究的能力,增强学生的国际合作意识、国际交流能力和学术竞争力,从而为国家培育国际创新型生物制药学科研和教育人才。
1 基本思路
优化教学内容,建立生物技术制药创新型实验教学平台,突破传统教学模式,开展启发式教学,引导学生进行科学思维,充分利用现代化信息技术和教学工具,实施新的教学考核体系,建立完善的教学效果评价体系。
2 具体实施方案
2.1 教学内容改革
由于本科学生专业英语水平的限制,“双语”教学中最容易出现教与学的脱节,部分双语课程通过降低学习标准来推行,势必影响知识的完整性与全面性。首先生物技术制药课程内容是适合开展双语教学的,但也有难度大的内容用外语讲解时学生难以理解的状况。所以本课程在不降低甚至高于学科要求条件下,精心选择国外专业教材,自编教辅材料。自编教材每年更新一次,着重用于扩展补充新知识,同时结合课程结构、教学方法手段的改革,进一步利用现代教育技术,对课程内容进行调整,有效调动学生学习积极性,促进学生外语水平提高和学习能力全面发展。
2.2 教学方法的改革
现代生物制药是一门综合性极强的学科,它的学习涉及到微生物学、分子生物学、细胞生物学、免疫学、生物化学、药学等学科,内容广泛,术语繁多,高度抽象、难教难学,在教学方法上,强调通过上网课件及教师上课录像而进行的课前预习和课后复习,在课堂上,除传统的课堂讲授的方法外,还逐步增加启发式、讨论式和基于问题的研究式教学法的成份。如启发式提问,即采用适时的停顿发问和引导启发,再配合现代化信息技术和教学工具,提高学生理解力。除此以外,还加强学生实践学习。例如指导学生设计实验、组织学生到生物制药公司参观学习、现场组织学生对实际制药过程进行分析,保证学生所学知识的理解消化,增强其实践应用能力。以上方法手段,既保证了学生对生物制药专业知识的获取,又锻炼了学生专业英语的听说读写四会能力。
2.3 教学手段的改革传统与现代教学手段相结合,加强网络教学
传统的板书在本系列课程的教学过程中是一直沿用和不可替代的方法。因为现代生物制药学常涉及一些特有的专业名称和实验技术,在授课过程中除了用中、英文课件外,在黑板上根据需要随时绘制简要的技术线条图是学生深刻理解某些实验技术的有效方法。因此,在本系列课程的教学过程中,授课教师根据内容的需要随时在黑板上板书加以补充。
多媒体课件可以图文并茂地全面系统地展示每次课的有关内容,在现代生物制药课程授课过程中应用的特点是提供的信息量大、可图文并茂地动态动画、随时阶段总结有关内容、通过纵向和横向的对比可使难以理解的内容得以简化。将多媒体技术用于教学,一方面促进了教学手段、教学方法的改革;另一方面激发了学生学习的积极性、主动性,便于生动形象地表述深奥抽象的理论知识,从而有效地改善了生物技术制药双语教学效果。
生物技术制药教学团队基于校园网,依托于已建立的生物技术制药教学网站,基本实现了教学、管理和设备等资源的网络化,大大地提高了教学、实验室建设和管理的水平。目前,团队主要教学人员均配有计算机和打印机等基本设备,且所有计算机均已连通学校的校园网,可以很方便地实现教学管理的自动化及网络化。现有的“生物技术制药”课程网站主要内容包括:教科书和参考书籍、实验课程(中、英文)、课件、教学录像、实验技术、课后习题;包括分子生物学、生物化学、遗传学、免疫学等相关基础学科在内的图谱、PPT幻灯和视听教材。
2.4 强化实验教学,增强学生动手能力培养,以双语实验指导上实验课
实验教学作为生物技术专业教学的重要组成部分,是培养合格生物技术人才的基本环节。目前,全国的生物技术制药课程建设起步较晚,发展也不平衡,尤其是实验教学更是薄弱环节,尚未形成特色与优势。因此,生物技术制药实验的教学改革已迫在眉睫。我们准备充分利用重庆富进生物有限公司、重庆前沿生物有限公司等实习基地,增加多种实验课内容。以验证性实验强化学生实验基本技能的培养,设计性实验培养学生的创新能力,综合性实验强化学生的综合分析能力。鼓励学生在导师的科研课题下自行设计实验方案,并在实验教师的论证下自主开展实验,充分调动学生参加实验课的自觉性和实验操作的主观能动性,有效地促进了学生科研能力的培养。学生在教师指导下,利用双语实验指导自主地进行实验操作,并要求实验报告的实验结果部分用英文撰写,锻炼其英文科技论文的写作能力。因教学仪器、设备有限、选课人数较多,采用开放式教学,开课前广泛征求建议,精心制订分批教学计划并到校园网上,让学生自主选课。实验教学采取以学生动手操作为主,教师指导为辅的授课方式,有些相对复杂的实验,一般先要讲解,然后做示范。课后认真批改作业,发现问题,及时纠正。
2.5 实施新的教学考核体系,建立了完善的教学效果评价体系
本课程的考核采取考试和其他考核相结合的方法进行。根据双语课程教学特点,将考核学生专业文献翻译、专业英语口语表达、实验环节等。考核总分数为100分,其中学生文献翻译占20%,课堂讨论英语口语表达占10%,实验教学环节考核成绩占20%,期末考试成绩占50%。通过这种考核方式,让学生们更加具备自学与自我继续学习的能力,真正成为有一定国际化视野和国际化竞争能力的高素质应用型人才。对教学效果采用多种评价方式,除了学校规定的学生的匿名评估和教学督导团听课评估两个主要参考指标,还尝试通过座谈会和问卷调查等形式,对这一改革的教学效果进行大量调查。
3 教学成果
通过近三年的生物技术制药双语课程的教学改革与实践,学生的综合知识和综合能力得到提高,实践能力和创新能力得到培养。本教学团队教师指导的学生学术论文有15篇已被专业期刊录用,其中论文《抗重组新型人角质细胞生长因子变构体单克隆抗体的研制》发表于国家级刊物《中华肝脏病杂志》;近年来本院毕业生学习成绩优异,考研上线率达16%,位居全校考研上线率之首,其中优秀的毕业生考入中国药科大学、浙江大学、沈阳药科大学、武汉大学、中山大学、四川大学等国内一流的高等学府。制药工程专业的毕业生表现出较强的综合能力和企业认可的技术能力,培养的毕业生受到了用人单位的一致好评。另外,教学团队共发表教研论文20篇,自编教材4部;成功申报重庆市教研项目2项,校级教研项目4项。2009年“生物技术制药”获得国家级和省部级双语示范课程。2011年生物制药主干课程教学团队被评为校级优秀教学团队,2012年我院被评为重庆市生物医药实验教学示范中心。
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关键词:生物制药;应用技术型;人才培养
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2017)06-0173-03
Practice of Training Mode of Applied Technical Talents in Biopharmaceutical Specialty
Li Ming et al.
(College of Bioengineering,Daqing Normal University,Daqing 163712,China)
Abstract:The experience and progress and practice in the process of exploration of applied technology talents training mode were reviewed in this paper from the personnel training program,establishment of local demonstration practice base,foreign practice and employment base development,the development of innovative practice and the construction of double qualified teachers using Bioengineering College of Daqing Normal University as an exemple.
Key words:Pharmaceuticals;Technology-based;Talent-training
1 引言
2011年,广东省中山市的调查显示,在所有行业中,生物制药行业人才最为紧缺,特别是新药研发工程师和生产管理经理。2012年,生物制药被列入成都、天津、苏州、无锡等多个城市的人才紧缺行业目录。2012年1月,科技部了《国家中长期生物技术人才发展规划(2010-2020年)》,明确提出涵盖生物制药在内的人才培养计划。到2020年,要培养和造就3~5名国际顶尖科学家、领军人才300~500名、学科骨干3万~5万名、30万名生物产业人才、3 000~5 000名生物技术高级管理人才。
大庆师范学院生物科学学院自2006年恢复招生至今已走过10多个年头,共招收生物科学和生物技术2个专业。2012年始我校正式开始转型,大幅度调整各学院专业设置,在这样的背景下我院结合国家生物产业的发展需求和地方经济发展实际情况与2013年开始招收第一届生物制药专业学生并与同年停止招收生物科学专业学生。目前生物制药专业是我校大力扶持的一个重点建设专业,和大庆市地方的生物制药企业、事业、技术和行政部门的相关行业均可对接。
然而,目前国内的生物制药行业人才培养不足,尤其是本科教育偏向理论教育,学生实践能力水平有限,不符合企业的生产岗位需求。为了探索生物制药专业的人才培养模式,培养出符合企业生产实际需要、符合学校人才培养目标的合格应用型人才我院进行了为期4a的实践研究。现将已经取得的经验、成绩和做法总结如下,以期与各位同行共勉。
2 生物制药专业应用技术型人才培养方案的构建与改革
根据教育部批使娑ǖ淖ㄒ刀ㄎ唬结合黑龙江省实际情况,通过去相关企业及高校实地考查,详细研究国内现有生物制药专业人才培养模式,并根据生物制药专业发展现状及相关文献发表情况,广泛听取各方面意见,在初步构建的人才培养方案的基础上,探讨了我院生物制药专业应用技术型人才培养模式的改革方式,目前已经探索出适应地方经济发展、能够与生产企业有效对接的人才培养方案[1]。
3 校级示范实习基地的建立与应用
2012年开始与地方最大的制药企业福瑞邦生物科技集团股份有限公司建立业务联系。福瑞邦生物科技集团股份有限公司是地处大庆市、“十三五”规划哈大生物产业集群生物医药产业最大规模产业园之一。占地15万m2,建筑面积20万m2,注册资金4.15亿元,现运行四大产业模块:生物医药产业、中医药产业、医药商业和服务业等。通过校企双方的多次互访、考察、座谈、协商初步签订了校企合作协议。同年开始向企业输送实习学生。2014年7月,我院与福瑞邦集团公司应用技术型人才培养订单班签约仪式隆重举行,开始订单式培养。经过双向互选在2013级生物制药专业选拔学员35人成立了第一届“福瑞邦订单班”。通过“企业家讲坛”、“企业员工培训”、“专业见习”等多种形式逐步拓展校企合作的领域和范围。2015年双方成功共同建成校级示范实习基地。基地有专门的组织机构,主要职能是在教学方面为专业学生的见习、实习、本科毕业论文及就业提供平台和便利条件,在科研方面与我院专业教师共同开展科研项目合作,促进校企双方的共同发展。目前基地已接纳实习学生累计40余人次、完成本科毕业论文40余篇,毕业后留在企业就业的学生累计20余人次。
在顶岗实习过程中,学生把在校学到的理论知识运用到实践操作中,切实体会到专业知识的用武之地。通过“在学习中工作,在工作中学习”的方式切实实现了抽象学习与生产实践应用的实体结合。直接提高了学生的专业业务技能和行业就业竞争力。此外,优秀实习生还可获得相应的岗位工资,对提高学生参加生产实习的积极性,以“持之以恒”的心态对待实习任务,稳定和发展本学院的实习教学工作具有极为重要的推动和稳定作用[2]。
示范实习基地的管理任务由校企双方共同承担。参加专业实习的学生同时兼有双重身份,即在校学生和企业员工。为了实践教学工作的顺利完成、切实保障学生的人身安全和物质利益、降低企业员工的流动性,稳定人才队伍,在实习教学开始前学校、企业和学生三方正式签订实习协议书并严格履行。学生按照协议在人才培养方案规定的时间范围内到所在生产车间既定岗位完成实习任务,日常遵守企业和学校相关管理制度。实习学生主要由在企业实践锻炼的在校“双师型”教师指导和管理[3]。
4 省外实习就业基地的开拓
2016年10月由学院书记亲自带队考查了杭州、德清、苏州、常州和上海等5个城市的多家生物制药企业旨在拓展我院实习就业基地,为我院应用技术人才培养奠定坚实的基础。同年12月第二次走访青岛、上海、杭州、台州、广州等地的制药企业和生物公司。通过与多家企业如青岛汉唐生物科技有限公司、汉恒生物科技(上海)有限公司、上海博冠生物技术有限公司、杭州中肽生化有限公司、浙江海正药业股份有限公司、浙江朗华制药有限公司、深圳市傲基电子商务股份有限公司、杭州哈佛赛尔干细胞技术有限公司等的有效沟通,新建实习就业基地3个,包括青岛三利集团有限公司、浙江我武生物科技股份有限公司和上海祥音生物科技有限公司;获取学生就业信息100余条;回访实习生30余人次,包括在阿里巴巴、我武生物科技有限公司、石药集团、正大天晴药业集团股份有限公司等地的制药和技术专业学生。
5 创新实践活动的开展与成果
自2013年生物制药专业首次招生以来,本专业教师即开始带领学生积极开展实验室开放、第二课堂、专业学科竞赛等多种科研活动。2014年累计获批省级大学生创新创业项目4项,校级大学生创新创业项目2项;2015年累计获批省级大学生创新创业项目7项,校级大学生创新创业项目4项;2016年累计获批省级大学生创新创业项目8项,校级大学生创新创业项目2项;3a累计发表学术论文20余篇。多项项目成果参加 “挑战杯”黑龙江省大学生课外学术科技作品竞赛并获奖。
6 双师型师资队伍的培养
生物制药专业是我院新办专业,14名专任教师中、青年教师有11人,占师资队伍总人数的79%。大多数教师在执教前并不具有行业工作经验,因此主要通过以下措施改善师资:(1)直接引进医院药房专业药师担任专任教师职务,从事药理学等专业核心课程的教学工作。(2)积极响应学校关于要求专业教师赴生产一线进行实践锻炼的号召,多次派遣专任教师深入福瑞邦、阜丰等联合单位的生产一线进行企业挂职实践锻炼,了解企业的生产流程、运行方式、与本专业人才培养密切相关的生产需求岗位、对学生专业素质的具体要求、为企业员工开展技术理论培训、结合自己的专业业务特长为企业生产实际解决技术问题、以科研立项的形式帮助企业克服技术瓶颈。(3)派遣由原生物科学专业转入本专业的专任教师赴沈阳药科大学等兄弟院校进行至少6个月的进修学习,主要涉及《药理学》《药剂学》《药物化学》《药物分析学》等专业核心课程的教学内容、教学模式、教学方法、课程体系整合等。(4)鼓励专任教师参加各种国家级资格认证,成功建议学校在专业技术职称评审工作条例中添加了对国家级资质认证的认可和优先的相关文件内容,迅速提升了专业教师尤其是青年教师对“双师”素质的重视程度,目前已有2位青年专任教师获得了国家级职业药师专业资格证书。(5)聘请企业中具有丰富实践经验的车间主任、分公司技术人员到学院来担任兼职教师、实验、实训指导教师,通过企I指导教师的引导,让学生及时了解生产一线与纯理论学习之间的巨大差距、学以致用、实时更新专业知识、坚定“活到老,学到老”的信念,提高学生行业就业竞争力[4-5]。(6)在学院领导指导和大力支持下积极开展教学团队建设。本专业于2015年已孵育建成学院级生物制药专业双师型教学团队。该团队由14名专任教师组成,高级职称2人,副高2人,讲师8人,助教2人;博士2人,硕士8人。
7 结语
应用技术型人才培养无论对国家、地区还是学校的未来发展都具有举足轻重的作用。目前国内大多数转型院校都处于艰难的摸索阶段。4a的实践经验告诉我们应用技术型人才培养离不开“双师型”师资队伍的建设、校企合作联合办学以及学生创新实践活动的指导与积极开展。但上述几点只是摸索的开端,只有全方位推进专业转型变革,才能为国家输出合格的应用技术型人才。
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【摘要】 根据生物制药的学科特点及人才培养需要,构建了验证性实验-综合性实验-开放、创新性实验的实验教学体系,形成了层次清晰的实验技能培养模式,其中跨课程综合性实验与科研课题设计是教学改革的特色项目。通过该教学模式的实践,学生的创新意识、科研素质与实践能力显著提高,并且在该教学改革的进一步拓展方面进行了深入探讨。
【关键词】 生物制药;实验教学;创新思维;科研素质
Abstract:A validatingcomprehensiveopen and innovative experimentation teaching system and a cultivation mode of layerdistinctive experimentation skills have been constructed according to the features of the biological pharmacy discipline and the needs of the talented personnel cultivation. In which, intercurriculum comprehensive experimentation and the scientific research task design are the featured items of teaching reform. The innovative consciousness and scientific diathesis have been evidently enhanced through the practice of this teaching mode while the development of the teaching reform has been discussed at the same time.with the actualities in the authors university.
Key words:biological pharmacy; experimentation teaching; innovative thinking, scientific research diathesis
一、实施背景
生物科学是一门以实验为基础的自然科学,而生物制药作为其中应用导向较强的领域之一,其实验教学的地位更是举足轻重。通过合适的实验教学体系培养适合社会与产业发展需要的人才,是生物制药人才培养的重点内容[1,2]。基于高校全面实施素质教育后对创新思维与实践能力培养的注重,针对我国生物制药产业源头创新能力薄弱、基础研究落后的客观现实,我们以学院总体人才培养目标为导向,深化教学改革,重新构建了生物制药本科实验教学体系,其根本目的是突出应用理论与技能的系统训练,强调创新思维的培养与科研素质的塑造。
二、总体思路
根据专业课程设置和人才培养需要,更新了实验课程体系,确定了实验教学的总体思路与规划。将实验教学设计成三个层次:第一层次以验证性实验为主,主要在专业基础课中开设,确保学生掌握本专业的基本实验技能;第二层次以跨课程的综合性实验为主,融合各门专业课实验教学内容,重在培养学生系统完整的知识结构和能够融会贯通地运用各种实验技能的能力;第三层次以开放性和创新性实验为主,并要求学生独立完成科研课题设计,主要在选修课及课余时间进行,强调培养学生的独立科研能力与创新素质。最终形成夯实基础知识技能-形成综合应用能力-拓展科研创新素质的多层次实验技能培养模式。其中跨课程综合性实验及开放创新性实验是教学改革的重点内容与特色项目。
三、具体内容
1.跨课程的基因工程综合性实验
通过将相关专业课的实验教学内容的整合和重构,从生物制药首届学生(03级)开始,即开设了跨课程的基因工程综合性实验。
在实验总体设计上,以完整的基因工程药物开发流程为主线,整合了《基因工程》、《发酵工艺原理》和《生物技术药物药剂与药代动力学》的实验内容,并将教学内容分成不同模块,指定负责教师自编实验教材;从知识点上涵盖了基因工程上游技术(包括基因的定位、筛选、克隆、表达、活性及功能的鉴定和分析)与下游技术(包括发酵、提取、纯化、鉴定分析、冻干等技术)以及药效、药理、毒理和安全性评价的基本技能,具有较强的系统性与连贯性;在实验题材上,将来自生物制药研究所的T细胞受体基因治疗药物及重组白介素-18蛋白药物等成熟研究成果应用于教学,并以其研究过程为例,讲解了生物制药的研究与开发流程,提升了实验教学的学术层次,并推动了科研与教学相互促进;在师资力量方面,由来自理、工、医学等不同背景的教师组成教学团队,以发挥专业优势;在实验设备方面,充分整合了现有教学资源,并将新购置的流式细胞仪、蛋白层析系统、毛细管电泳等先进仪器以不同的方式应用于教学,进一步提高了教学水平,开阔了学生的视野;从考核方式上,首先要求学生严格按照学术论文的格式撰写实验报告,锻炼了学生的科研素养,同时以知识竞赛的形式考查了实验相关知识与技能,在提高学生学习兴趣的同时巩固了教学效果,整个教学气氛生动活泼,效果明显。
2.科研课题设计
由于选修课具有前瞻性较强的教学内容与灵活机动的教学形式,目前在选修课《肿瘤生物学》与《抗体工程》开设了科研课题设计。目的是通过全新的教学模式拓展创新思维,使学生具备独立设计实验方案和科研课题的能力,整个过程由学院实行的本科生导师制加以管理与实施。
具体流程如下:首先是准备阶段。主要是由学生分组自行完成指定教学内容的备课与讲授,目的是为课题设计奠定必要的理论基础,并由全体本科生导师组成评议组对学生讲课情况做出现场分析和点评。第二阶段为选题与标书撰写。在大胆假设、科学论证的原则下,学生提出各自的课题,并与导师讨论课题的可行性。定题后,分别完成资料的调研,研究方案的制定,并严格按照国家自然基金申请书为模板撰写课题计划书,最终提交研究方案。第三阶段为课题评定阶段。由教师对学生提交的研究计划进行点评与修改,指导学生最终完成整个实验设计。根据理论课的授课情况和最终计划书的水准评定学生的成绩。对于兼具创新性与可行性的研究计划,可作为毕业论文及学生创业计划的蓝本。
3.开放、创新性实验
主要面向三、四年级本科生。目的是充分利用现有教学资源,为学生创造良好的创新实践平台。学院实验中心与研究所的场地及设备现已全面向学生开放,并设立了专门的本科生创新实验中心。在课题立项方面,首先鼓励学生总结所学知识技能,凝练自己感兴趣的题目,在教师的指导下进行教学大纲以外的、有一定深度的创新型实验。此外,鼓励教师积极申报开放性实验项目,这些专职教师通常活跃在教学的第一线,对教学重点及学生的具体知识水平有深入了解,能够设计出即合乎学生实际,又能拓展思维的课题,具有更强的合理性和可行性,然后通过宣传招募的方式吸收学生积极参与。
四、主要成果
目前基因工程综合性实验共设128个学时。经过03级与04级的实践,获得了初步的经验,锻炼了师资队伍,并根据教学需要自编了两版实验教材。拟经过三轮教学实践进行规范,成为学院实验教学的骨干课程与特色项目。在03级综合性实验课程结束之后,我们分实验设计、实验条件、实验管理、教学效果几方面,设置了二十项指标,在全体学生中进行了匿名问卷调查。结果显示,各项指标的满意率均在90 %以上。学生普遍反应;通过综合性实验,其专业知识、实验技能与科学思维都有显著的提高。
在科研课题设计方面,03级本科生共完成科研课题设计22项。研究方向涵盖了基因工程抗体、RNA干扰、重组细胞因子、抑癌基因等肿瘤治疗的前沿领域,学生的创新思维得到了充分拓展。此外,通过独立完成课题设计,还培养了学生独立、严谨的科研态度,并使其对课题申报的整个过程有了一定认识。
在开放性实验方面,结合学院实际情况,制定了完善的生科院实验室开放实施细则。教师申请并组织完成开放性实验项目3项,学生参与17人次;
接受了以上教学模式的严格训练后,学生的创新意识、科研素质、实践能力显著增强,03级本科生进入实习后,获得了实习基地的一致好评,已成为各基地研发、生产的骨干力量。以本教学模式为重要组成部分的教改项目于2007年获得广东药学院教学成果二等奖。
五、发展思路与规划
本教学模式经历了两年的探索、实践与总结。在对实际教学效果、教师反馈意见进行深入调查的基础上,对该模式不断加以完善,并制定了下一阶段的发展思路与具体措施。
在验证性实验层次,将开设竞争性实验。目的是加快教学内容更新,减少现有教材中已显陈旧的实验内容,同时根据学院专业特色及教师专长,增加具有本院特色、切合人才培养需要的实验项目。具体方案是:各门专业课在开设必修的基本实验、经典实验,确保学生掌握基本实验技能的同时,设置一定比例的机动实验课时,由各门课程任课教师自主设计实验方案,自编实验讲义。首先经过试讲与预实验并由全体任课教师评审,然后向学生公布各门课程的候选实验,学生通过网络或书面申请方式选择感兴趣的实验。最终根据学生选课结果,确定开设的实验项目。
在综合性实验层次,在保证现有基因工程综合性实验高质量实施的基础上,进一步提高学生对生物科学上下游技术认识的连贯性和综合运用能力,拟合并《分子生物学》、《生物信息学》为一个综合性实验,并论证《细胞生物学》、《现代遗传学》、《细胞分子免疫学》三门课程合并为综合性实验的可行性。最终实现如下综合性实验教学体系:通过三年级上学期的分子生物学综合性实验克隆获得目的基因,在下学期的基因工程综合性实验中进行基因表达产物的活性、产量的检测,发酵体系的建立、发酵工艺的优化、提取纯化工艺、药代药效学检测。从而将生物技术与生物制药(基因药物、蛋白药物)整个过程融会贯通,形成系统、开放的实验教学平台。
在开放、创新性实验方面,将人才培养与产业发展需要紧密衔接。针对我国生物制药产业下游技术瓶颈,以开放性实验为平台提高对下游技术的培养力度。拟以学院筹建的核酸蛋白分离纯化中心为基础,大力拓展与企业的合作交流,吸引来自企业的师资力量与横向课题,将部分课题研究内容以开放性实验的方式由学生自主设计完成,并划拨部分横向课题经费作为开放性实验基金来源,以进一步推动产学研结合。在吸引企业力量丰富教学资源的同时,主动的调整教学内容,使人才培养符合社会发展需要,将生物技术人才的培养基地与新产品研发和技术转化平台相互融合,最终成为教育与技术创新的孵化器[3,4]。
【参考文献】
[1]彭俊文,蒋铭敏.生物技术药物研究开发与产业化现状及前景[J].生物技术通讯,2004,15(2):201.
[2]张蕊,田澎.生物制药产业现状分析及我国企业的发展战略 [J].工业工程与管理,2005,10(5):107.
目前住地: 广州 民 族: 汉族
户 籍 地: 广东省 身高体重: 165 cm kg
婚姻状况: 未婚 年 龄: 25 岁
求职 意向及工作经历
人才 类型: 普通 求职
应聘职位: 医院/医疗/护理/美容保健类:工艺技术员、质检员 、 行政专员/助理:助理、主管、市场营销 、 生物化工/制药工程:研究人员、资料认证员、化验室主管
工作年限: 2 职 称: 初级
求职 类型: 全职 可到职日期: 随时
月薪要求: 2000--3500 希望工作地区: 广东省 广州
工作经历: 2005.7—至今 广州化学试剂厂工作,从事过化学工艺技术人员和质检员工作。了解有机溶剂和无机结晶产品的整个生产过程,参加过ACS产品工艺的改造,并获得广东省人事厅认可的“化学工艺工程师助理”的职称。同时熟悉化学产品整个检验操作,对化验工作积累丰富的经验,特别是化分、产品前处理。在此期间还参加过ACS产品英文版的 翻译 ,检验方法的修改,检验标准的制定。
2004.5—2004.6 广西桂林集琦实力天然有限公司实习,了解中药提取整个生产过程,并参与中药前处理、提取、浓缩、干燥等操作中。 2002.5—2004.8 图书馆管理员,由于吃苦耐劳、工作认真负责,受到馆领导的表扬并被评为优秀学生馆员助理。
教育背景
毕业院校: 广东海洋大学
最高学历: 本科 毕业日期: 2005-07-01
所学专业: 制药工程 第二专业: 2005.7—2006.12 广州化工集团有限公司 培训、考核认定“化工工艺助理工程师 ”
语言能力
外 语: 英语 优秀
国语水平: 精通 粤语水平: 优秀
工作能力及其他专长
英 语:已通过国家 英语 四级,具有听、说、写的能力,能阅读本专业外文资料
计算机:通过国家计算机二级(C语言),具有计算机基本应用能力,熟悉Office、PowerPoint和 Word等的操作
专业技能:能进行本专业中、外文文献检索,了解制药各种生产工艺和药事法规以及GMP要求,熟练应用实验器材,曾跟学院教授做课题。在Volume 4,Number 2,April 2006,题目.毕业论文获得优秀。
特 长:具有强的语言表达能力
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