新工科背景下制药工程创新人才培养模式改革

吴学文 熊艳 王威燕

[摘 要] 未来新兴产业和新经济发展迫切需要新型工科人才支撑。面向“新工科”创新人才培养的目标，我们针对传统“制药分离工程”课程教学形式单一、工程实践环节薄弱及学生积极性不高等特点，以兴趣为导向，围绕培养具有工程实践能力、创新能力的高素质复合型人才目标，开展了包括改革教学方式、优化教学内容以及加强创新实践活动等一系列教学改革，探索新工科背景下的制药工程创新人才培养模式。“制药分离工程”教学实践探索受到学生的积极反馈，并取得了显著的教学效果。

[关键词] 制药工程;制药分离工程;教学改革

[基金项目] 2020年度湖南省普通高等学校教学改革研究项目“‘双万计划背景下工业药剂学线上线下混合式‘金课的建设和实践”（HNJG-2020-0219）;2020-2021年度湘潭大学第十一批教学改革研究项目“兴趣驱动制药工程专业创新型人才培养模式改革和实践”;2020年度湖南省新工科研究与实践项目“新工科多方协同构建化工类学生工程实践创新平台”（湘教通〔2020〕90号）

[作者简介] 吴学文（1974—），男，湖南邵阳人，理学博士，湘潭大学化工学院副教授，主要从事中药等复杂体系质量与安全控制技术研究;熊 艳（1974—），女，湖南长沙人，理学博士，湘潭大学化工学院副教授（通信作者），主要从事中药药效物质基础研究。

[中图分类号] G642   [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）24-0081-04   [收稿日期] 2021-02-28

随着工业革命4.0时代的到来，工业时代的快速变革正催生具备工程实践能力和创新能力较强的“新工科”人才[1-4]。在此背景下，迫切需要高校，尤其是工科优势高校探索“新工科”人才培养模式，夯实、强化“新工科”建设与发展。2017年以来，教育部积极推进“新工科”建设，并取得了较好的成果与进展[5，6]。在国际竞争新形势下，“新工科”建设要面向未来，注重内涵[7，8]。笔者以“制药分离工程”课程教学模式改革为例，探索新工科背景下的制药工程创新人才培养模式改革与实践。

“制药分离工程”是制药工程专业的核心课程，是制药工程技术学科的重要组成部分。通过该门课程的学习，学生应掌握药物提取、分离纯化的理论与技术，并且能够针对待分离体系中的有效成分与共存杂质在物理、化学或生物学性质上的差异，运用所学的有关分离技术，设计合理的分离纯化工艺路线或改造现有工艺，解决药物分离中的复杂工程问题。针对传统的“制药分离工程”教学模式、教学方法、教学手段的不足，我们参照“新工科”背景下人才培养的教学理念，以人才培养为基石，围绕工程教育改革的新理念、新模式、新方法、新手段，探索“制药分离工程”课程教学模式的优化与创新。

一、“制药分离工程”教學中面临的问题

（一）教学内容亟待优化

制药行业发展迅速，药物品种、药品生产工艺、制药设备不断更新换代，制药分离工程也取得了长足的进步，涌现出许多新技术与新工艺。例如，超滤法、高速离心法等新的分离纯化方法得到了广泛的推广应用，极大地推动了医药现代化进程。但“制药分离工程”现有的教学内容涉及新型分离方法较少，不能全面展示现代药物分离技术与工艺模式，所以需要及时调整“制药分离工程”的教学内容，针对不符合要求的教学内容进行更新与修订。同时，“制药分离工程”课程中的吸收、精馏和萃取等内容在化工原理中已讲授过。受学时所限，需优化教学内容，将化工原理中已讲授过的内容不列入课堂讲授的重点，课堂讲授内容侧重新知识、新方法的学习与应用。

（二）工程实践环节薄弱

制药工程专业是一门实践性很强的学科，需要具备满足行业要求的制药设计及实践操作能力。近年来，我国制药工程专业在人才培养模式、课程体系改革、教学内容、实践教学与实习基地建设等方面进行了深入改革并取得了一定成绩[9-11 ]。但仍面临着一些有待完善的问题，如实践教学方式固定化、模式化，实验教学设备更新不及时，学生参与程度不高，实践能力、分析能力得不到全面培养，普遍缺乏工程实践经验。“制药分离工程”是一门实践性和应用性很强的课程，运用该门课程掌握的知识和技能，学生将来可以从事化学制药、生物制药、天然产物、精细化工以及相关领域分离、提纯的研究与开发工作。但是，由于书本上所学的理论知识较为抽象，加之工程实践环节薄弱，学生普遍缺乏工程实践体验和经验，工程意识不足，导致理论和实践脱钩，不能综合利用专业知识对分离纯化工艺进行合理设计，解决实际工程问题的能力不足。

（三）学习兴趣与积极性不足

“制药分离工程”涉及较多的传递理论、分离工艺流程、工程单元操作。该课程开始在第5学期，尚未开展认识实习，学生大多未见过制药分离设备，对于制药分离原理及工艺技术参数控制缺乏直观感受。大部分实验教学均为验证性实验，学生只需按照既定的流程、设定好的参数进行操作，教学模式的固化，也导致了学生主动参与程度不高。此外，由于制药行业的特殊性，学生在实习过程中对相关的分离工艺、制药分离设备无法进行深层次的分析和操作，缺乏整体认识[ 12 ]。

二、创新人才培养模式改革与实践

（一）结合专业优势，进行教学内容的创新与优化

根据制药行业的特点，教师随时关注现代药物分离技术的动态，及时调整优化“制药分离工程”的教学内容，重点讲授制药分离中的新方法、新技术、新型设备与理论。湘潭大学制药工程专业主要是以湖南省重点学科、湖南省“十二五”优势特色重点学科、化学工程与技术学科为依托而建立，化工基础教学实力雄厚。在讲授制药分离工程之前，学生已经系统学习了“化工原理”等化工课程，其中涉及吸收、精馏和萃取等常规分离方法。因此，在“制药分离工程”的教学过程中，我们整合了化工原理与“制药分离工程”的教学内容，着重讲授固液萃取、双水相萃取、膜分离、离子交换、超临界流体萃取等章节内容。本校制药工程专业侧重于化工制药与中药制药，在教学活动中，教师重点讲授制药工程领域常用分离技术及新型分离技术的原理、方法、工艺及其应用，力求突出本专业的特色。例如，突出介绍超临界流体萃取、液—固萃取、膜分离等分离方法在制药行业的应用。