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摘要:
针对《制药设备与工程设计》课程教学模式存在的局限和问题，以开展“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛为手段，以培养学生实践能力、创新思维、竞争意识和团队协作精神，提高教师教学水平和科研水平为目的，从制药设备与工程设计的课程教学内容、教学方法、实践方式三个方面提出了改革与创新方案。通过教学实践证明，学生的专业能力和竞赛能力均得到了全面的提高。
关键词:
学科竞赛;全国大学生制药工程设计大赛;制药设备与工程设计;教学改革
1学科竞赛在培养实践创新型人才中的作用
学科竞赛是高校推动教学与实践结合，提高学生创新能力和实践能力的一个重要方式，更是培养应用型专业人才的有效途径之一［1－2］。“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛由教育部高等学校药学类专业教学指导委员会主办，中国医药集团联合工程公司协办，宗旨是为了引导和激励学生结合现代医药工业的发展趋势和技术需求，综合应用所学知识开展工程设计实践活动，培养学生工程设计能力，强化学生的工程实践能力、工程创新能力和团队协作精神，发现和培养一批社会所需要的卓越工程师，推动中国大学制药工程和相关专业教育的发展。在其他方面，学科竞赛增加了企业与高校之间的交流机会，引导学生利用所学知识去解决实际工程过程中遇到的问题，让学生有直面困难的勇气和能力，更有直面社会的能力。
2课程教学现状
《制药设备与工程设计》是制药工程专业教学的一门专业核心课程［3］。该课程以专业课、专业基础课为基础，紧密联系生产实际，综合研究制剂生产实践的应用性工程学科［4－5］。其培养目标是加强学生工程实践能力，培养学生的工程技术能力、创新能力和创业能力。2014年和2015年，本校分别组织了第四届和第五届“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛。通过比赛，我们发现学生在面对竞赛题目时不知道如何下手，而且在设计过程中没有具体的思路。究其原因主要存在以下几个方面的问题。
2.1培养工程意识欠缺
在教学过程中，教师主要着重于基本理论知识的讲解，忽略应用性和工程能力的培养，导致学生不能将理论与实际相结合，一旦遇到实际问题时不知从何处下手解决，也不会使用技术标准规范等工程工具、图表等工程语言来表达设计方案和工程技术思想，这也往往是许多用人单位不愿意录用应届大学生的原因。
2.2课堂理论教学与实际生产需要存在差距
课程教材内容在编写上注重理论教学，重点讲授各个单元生产设备的结构、工作原理、工作过程及适用范围，都与生产实践有关，教学内容过于抽象和枯燥，学生又缺少实践经验，难以理解，导致学习兴趣不高，而且教材内容更新不及时，导致理论教学与实际制药生产需要之间存在着较大的差距，教师讲授起来很辛苦，学生学习起来也很费劲，导致教学效果不好。
2.3学生对新型制药设备缺乏关注
随着科学技术日新月异的发展，GMP认证制度的不断推进，各种新型制药设备不断面世，车间设计的水平和要求不断提高，而现有的教材所涉及的大多数是传统的制药设备，以致学生较少关注有关药厂各种生产设备的发展变化，对新型制药设备缺乏了解，导致学生课堂所学知识与社会、与实践脱节。
2.4课程内容多，实践性强，学生学习积极性差
由于《制药设备与工程设计》这门课程既有难度又有广度，涉及的知识内容很多，且都与生产实践密切相关，应用性强，而药厂实际生产过程中的情况又非常复杂，设备更新换代也很快，学生学习时感觉枯燥乏味，导致学习积极性差，甚至产生厌学情绪，以致课堂作业和课程设计都存在严重的抄袭现象。
2.5师资力量薄弱
制药工程专业是药学与工程交叉发展的应用学科，既要具备药学的特色，又要体现工程性质的特点，而学校教师大多数是从一个学校到另一个学校，缺少工程技术类的教师，使得制药工程专业局限于药物合成、药物分析、生物药物、药物剂型等方面的研究。
3基于学科竞赛的课程教学改革与创新
“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛作为各类学科竞赛中的重要赛事，它需要具备综合运用化工原理、化工制图、药剂学、GMP(《药品生产质量管理规范》)、制药工程原理、化学反应工程、安全、环保、经济评价等方面的专业知识，还应具备使用专业软件的能力，同时也需要综合考虑方案所涉及的政策、地理、人文、经济等多重因素，从而提出最佳方案并撰写工程技术文件，将理论转化为实践，充分发挥学生的创新和实践能力，这也正是培养创新型人才的有效途径［6］。为了提高学生工程设计和工程实践的能力，激发学生的学习兴趣，我们在《制药设备与工程设计》的课堂教学中以“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛为依托，以赛促学、以赛促教、以赛促改，从而对该课程进行针对性的教学改革与实践，全面提升了学生的专业素养和综合能力。
3.1课堂教学改革
3.1.1教学内容的改革
制药工程设计竞赛中往往包含一些新技术和新设备的设计，在课堂教学中完全可以把这些新技术、新设备作为课本知识的补充。如2015年第五届“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛中提出了一个新型三合一设备的设计和应用，让学生了解制剂技术和制药设备发展的前沿知识，充分掌握基本理论知识，培养学生的创新思维，开阔学生的视野。同时，指导教师要积极参加教指委组织的相关会议，向有丰富实践经验的教师或企业工程师学习;同时指导教师团队也要定期开展教研活动，交流如何使竞赛优秀作品渗透到每个教学环节，渗透到每个教学时间，把学科竞赛变成可持续发展的教学手段，从而推动教学改革的深入进行。
3.1.2教学方法的改革
传统的课程教学大多都是通过PPT课件来展示教学内容，采用“满堂灌”和“一言堂”的讲授模式，使得课堂教学枯燥乏味，又缺乏实践经验。为了改变这种局面，我们结合“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛的特点，采取学生为主，教师为辅。在课堂教学过程中，将制药工程设计竞赛的某些问题与所授课程的知识有机结合起来，建立“理论课程－设计竞赛”之间的无缝对接，把竞赛有规划地引入到教学过程中来;在教学方式上，采用案例式教学法，多给学生一些具体案例分析，要求学生在规定时间内独立完成并把疑问记录下来，在下次的课堂上利用部分时间让学生进行交流和探讨，对于一些疑难问题由教师进行解答，培养学生自主学习和善于思考的能力。
3.1.3教学手段改革
在课堂教学过程中，为了提高“教”与“学”的效率，教师将获奖作品、比赛现场录像等资料在课堂上展示，以丰富教学内容，让学生更早地了解工作中会遇到的问题，学会如何解决这些问题，提高学生学习兴趣，激发学生主动学习的欲望。此外，介绍一些制药工程设计竞赛中常用软件的应用，如AutoCAD、3DMAX等，使学生逐步掌握工程技术中常用软件的使用。通过这些实际竞赛作品的训练，加深学生对设备选型设计和工程设计的理解，增强学生的创新意识，营造一个良好的校园科技创新氛围。
3.2实践方式的改革
3.2.1毕业设计教学改革
毕业设计项目由原来的综述转变为工程设计，以历年制药工程设计竞赛题目为背景，将往年优秀竞赛作品的部分内容作为工程设计供学生毕业设计选用，可以是无菌车间设计、原料药车间设计、制剂车间设计、洁净厂房设计、自动控制设计、三维厂区动画设计等等，丰富了素材题目，提高了毕业设计题目的更新率，同时通过这些具体的工程工艺设计课题让学生积累了许多课堂教学上学不到的生活常识，培养学生的实践能力和创新能力。而且，由于“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛的能力要求一定程度上反映了行业对职业能力的要求［7］，因此毕业设计能使学生的能力培养目标更为明确，更切合职业的需求。
3.2.2增强校企合作
依托制药企业，“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛是以企业亟待解决的真实课题为竞赛题目，使学科竞赛的方向与社会、企业需求一致，使学生得到有针对性的、系统的训练，也为学生就业提供了与企业对接的平台。在竞赛期间，根据竞赛需要，聘请企业和设计院专家对学生竞赛作品进行点评;或引导企业参与，建立学科竞赛实践基地，强化学生工程意识和实践能力。
3.3教学效果
教学过程中，我们根据“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛的特点，对《制药设备与工程设计》进行针对性的教学改革与实践，让学生在实践中加强对理论知识的理解和掌握，通过课外实践反哺课内理论知识学习，大大提高了“教”与“学”的效果，具体体现在四个方面:(1)提高了学生学习的积极性和自信心。过去的教学将设备和工艺设计割裂开讲，知识点单一，且没有逻辑，学生觉得枯燥乏味，现在侧重如何进行工程设计之后，学生能将其课堂上所学知识放心地运用到作品设计中来，虽然也会出现错误，但通过查阅资料和请教指导教师进行主动学习，对设计作品反复修改和不断实践，最终能够很好地解决问题。(2)提高了专业学习质量。改变了传统灌输式的教学方式，在课堂上解答准备参赛作品中遇到的问题，使学生们学习动力增加，变“要我学”为“我要学”，从而能够更深刻地理解和掌握课堂上教师传授的专业理论知识，通过竞赛作品的设计培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。(3)锻炼了学生的综合能力。学生在准备参赛作品的过程中，深刻体会到“台上一分钟，台下十年功”的含义。在做项目和参赛过程中不再是无从下手，而是能够理清思路，并不断地进行完善，同时能够学习别人的创新思维，了解学科前沿知识，开阔眼界，培养了学生的综合能力。(4)提高了学生的参赛人数和学生的获奖率。2014年，我院组建了两支队伍参赛，每支队伍由6名学生和2名指导教师组成，分别获得三等奖和优胜奖;2015年，报名参赛的队伍增加到8支队伍，分别获得一等奖、二等奖、三等奖各一项。由此可见，学生参加“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛的总数逐渐递增，所得奖项数量和高级别奖项也明显增加，表明学生对参加“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛的热情和水平都有所提高。
4结语
针对制药设备与工程设计课堂教学中存在的问题，我们以“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛为手段，着重从课堂教学和实践方式进行改革的探索与实践，取得了良好的教学效果，以后我们将逐步完善学科竞赛的保障机制，以学科竞赛为平台，以赛促改，不断整合和优化该课程的教学内容、教学手段与方法、实践模式，更加有效地提升学生的工程意识和实践能力，满足社会经济发展需求。
作者：郭惠玲 单位：湖北工业大学轻工学部食品与制药工程学院湖北省协同创新中心
参考文献
［1］王晓勇，俞松坤．以学科竞赛引领创新人才培养［J］．中国大学教学，2007(12):59－60．
［2］张瑞成，陈至坤，王福斌．学科竞赛内容向大学生实践教学转化的探讨［J］．实验技术与管理，2010，27(7):130－132．
［3］邹祥．制药设备与工程设计课程教学改革与实践［J］．微生物学通报，2006，33(4):179－181．
［4］朱宏吉．制药设备与工程设计［M］．北京:化学工业出版社，2004:1－6．
［5］张珩，王存文．制药设备与工艺设计［M］．北京:高等教育出版社，2008:1－4．
［6］丁珠玉，樊利，周胜灵．以科技竞赛为载体培养工科学生创新能力［J］．西南师范大学学报(自然科学版)，2012，37(4):205－208．
［7］朱军，许其清．依托学科竞赛促进应用型人才创新能力培养［J］．中国现代教育装备，2012(9):101－103．
