“新工科”視域下制藥工程專業建設改革思路

曹帥

(亳州學院 中藥學院,安徽 亳州 236800)

基于國家戰略發展新需求、國際競爭新形勢,新技術、新產業、新業態、新模式和新經濟對工程教育提出了更高要求,我國工程教育確立了“新工科”的改革方向[1]?！靶鹿た啤睆娬{學科的前沿性和綜合性,深化工程教育改革、突出實踐創新能力培養是“新工科”建設的主要目標[2]。然而“新工科”的發展是對傳統工科的升級改造,使人才培養能夠適應未來技術創新需求,培養多元化(實踐能力強、工程創新能力強、適應變化能力強)、復合型具有國際競爭力的卓越工程人才[3]。制藥工程專業是交叉融合了化工、藥學、醫學、生物技術、機械和工程學等學科的工科專業,培養工程創新實踐能力強,能夠從事藥品研發、工程設計、技術開發和產品生產質量管理等相關領域的應用型制藥行業卓越工程技術型人才[2]109。作為傳統產業的藥工程專業,在“人工智能+”“大數據”“互聯網+”等方面拓展變得尤為艱難,制藥行業急需面向未來具有強前瞻性的工程實踐能力及國際視野的高素質人才。此外,“新工科”的制藥工程建設具有一定的特殊性(既“藥”又“工”)且更加強調產業需求導向,因而對制藥工程專業建設的改革勢在必行。

1 “新工科”視域下制藥工程專業建設普遍存在的問題

制藥工程人才培養普遍存在一些問題:“工科教育偏理化”,辦學特色不明顯、專業同質化嚴重;教師缺乏工程背景,教學方法單一;產教融合和校企、校所合作“合而不深”,工程技術人才的培養與行業發展趨勢的匹配度不高,人才供需錯位;實驗教學資源不足,實習實訓環節薄弱、第二課堂實施及管理欠規范、學生的工程實踐能力弱;“新工科”教學質量評價體系不健全,“實踐與創新能力不足”等。這些,不能滿足“新工科”的建設理念和人才培養的要求,是滿足當前社會和行業、企業的發展需求急需解決的問題。

2 面向“新工科”的制藥工程專業體系的構建

“新工科”的制藥工程專業建設要針對服務面向(地方、產業),結合自身辦學實際,突出優勢特色,把握共性要求,明確改革的著眼點,確保成效。重塑制藥工程專業“新工科”理念,重點把握“新工科”建設的關鍵任務(圖1),突出“新工科+新技術、新標準”,以適應制藥工程行業發展的需要,突出“新工科+新知識、新融合”,將制藥工程與不同的學科專業有機交叉融合,培養復合型“新工科”卓越人才[4]。按照“新工科”的建設要求,調整制藥工程專業的培養方向、優化課程體系、強化實踐創新平臺建設、建設工程型師資隊伍、構建“新工科”教學質量評價體系、多元合作培養“新工科”制藥人才。

圖1 “新工科”的建設任務點

2.1 調整專業培養方向,創新“新工科”人才培養模式

在繼承發揚傳統的基礎上,結合我國國情以“新工科”教育理念培養制藥工程專業創新型人才。充分調研、全面了解制藥工程產業“新業態”的現狀、發展趨勢和地方制藥工程行業“新工科”的人才需求,主動適應地區制藥行業經濟發展及企業技術用人方面的差異化并支持學生的個性化發展的訴求[2]110。調整專業培養方向,融合“新思想、新課程、新方法、新師資、新評價”,遞進式進行“制藥工程認知能力-工程實踐能力-工程創新能力”能力培養[5],構建多維度、多模式的“新工科”創新型工程人才培養模式。以國家制藥工程專業質量標準和工程教育認證標準為基準,聯合制藥工程企業、相關院所、高校、政府相關職能部門共同參與培養方案的修訂和完善,共同論證并確立較為合理的“以學生為中心、產出為導向、持續改進”的“準動態調控”專業培養方案。

2.2 依據制藥行業發展新需求,構建制藥工程實踐教學體系

分析國內外制藥工程行業技術發展對人才的新要求,把實踐教學分為學科基礎性模塊(課內實驗、學科基礎實驗)、專業基礎型模塊(專業實驗)、綜合設計型模塊(專業實驗、學科交叉實驗等)、研究型模塊(專業實驗、專項研究實訓等)和工程項目模塊(專業綜合課程設計、生產實習、專業競賽、學生參與科研項目等)五個模塊,各模塊之間呈現遞進式知識和能力培養關系,并對學生進行品行與能力評價并重的全過程評價。同時,為提高學生的實踐與創新創業能力,在實踐教學體系中構建“創新實驗課(以專業綜合性、學科交叉型實驗為主)+學科技能競賽(校-行業-省-國家-國際)+創新創業項目(校-省-國家)”能力提升模塊,創設完善的創新創業激勵機制(創新能力獎、創新學分認定、學分置換等)。

2.3 深化課程思政改革,全方位立德樹人

“新工科”工程教育培養的學生應具有大國工匠精神、科技報國的家國情懷和使命擔當。在人才培養過程中將思政教育元素融入到各類課程,讓學生在學習知識和技能的同時,明確個人的價值,建立時代責任感和使命感。全面深化課程思政建設,細化思政案例,將思政知識點融入課程、教材、教學過程中,提高課程思政的融入度。建立多部門協同育人機制,聯合馬克思主義學院、學工部等多部門協同進行研討課程建設,提升課程團隊的思政育人水平。研制“新工科”課程思政體系標準,設定各個環節的指標,提升育人質量。建立課程思政激勵制度,激發教師在課程思政建設方面的內在動力,加快思政理念與教學的融合。設立學生、家長、學校和企業等多元、多維度的綜合評價機制,長期跟蹤反饋考察課程思政的效果。

2.4 面向產業需求,優化創新型課程體系

“新工科”專業的人才培養應構建以產業需求為導向的“工科+新知識”課程體系,精藥強工,更注重工程實踐且與國家工程教育發展趨勢、制藥行業的“產業化、智能化”升級相適應,不斷優化工程教育課程方案。

在課程設置方面,倡導新技術、新理論,注重多學科的交叉融合,構建以能力培養為核心,知識、能力、素質三位一體面向“新工科”問題的模塊課程群,堅持理論教學與實踐教學相結合的理念,注重工程實踐素養和能力的培養,同時增大創新實踐方面課程環節,并結合行業和企業實際論證設置的合理性,形成具有一定辦學特色的創新應用型“新工科”課程體系。打造基于成果導向“三元”融合理念下的“新工科”實踐教學體系(圖2),注重提高學生學習的主動性和創新能力的培養,以教師為主導,教師的多角色充當,實施問題式、探究式、任務式、“互聯網+”式等多種師生互動的線上線下混合式教學模式的學習。

圖2 實踐教學體系

對于實踐性強的課程,融入企業具體化的任務或實際案例,探索“項目/任務指派教學”原則的工程教育課程教學改革。在課程教學中,采用“學生專題研究”的教學模式(圖3),讓學生作為教學的主體,既以學習者也以教師(工作者:老帶新)身份自主參與學習[6],充分體現“教、學、做”一體化,提高學生工程應用、解決實際問題和科學研究以及團隊合作的能力。

圖3 “學生專題研究”的教學模式

2.5 “新工科+新技術”,搭建線上資源和教學平臺

使現代信息技術、智能技術與工程教育教學相融合,實現課堂數字化、網絡化、智能化,設計以人工智能、物聯網等新技術為核心的人工智能多層級協同培養的數字化資源和智慧教學創新平臺。加大在線課程建設(一流課程網)的力度和使用普及,所有學習資料、優質課程資源經過有效整合進行網絡化,加快數字化資源庫建設,便于學生課前感知學習、課中深入學習和課后復習、練習(素質拓展)。鼓勵使用多樣化的網絡學習平臺(學習通、雨課堂、大學慕課等),加強對學生學習過程中的各項數據分析,建立網絡智慧學習門戶、社區,提高教學效率和質量。

2.6 交叉融合,強化實踐創新平臺建設

整合二級教學單位、學校和企業實踐教學資源構筑專題研究訓練(學科基礎實驗-認知實習-專業基礎實驗)和工程實訓(綜合實驗-生產實習-畢業設計)的制藥工程實踐教學體系,搭建開放共享的“三位一體”(二級教學單位-學校-企業)的制藥工程類立體化工程專業實踐平臺[7]。

大力推進建設虛擬仿真實驗教學項目,建立虛擬仿真中心,學生使用VR虛擬仿真技術設置制藥企業的真實生產場景進行相關實習和實訓,實現“校中有廠”的場景化教學,增強其制藥工程專業的實踐能力。

與企業合作搭建專業技能競賽平臺,創設企業實際崗位技能比賽,“以賽促學、以賽促教”,提升學生運用學校所學知識和技能解決實際崗位問題的實踐能力。建立制藥工程專業開放科研室、實驗室、創客工作室、創意坊等實踐創新平臺,激勵學生成立創新實驗設計小組,配備科研導師,滿足學生在實踐教學的學習中或自身的創新項目課題的科研需求,培養學生的工程實踐能力、創新能力和創造能力。

2.7 提升“新工科”教學質量,建設工程型師資隊伍

秉承“內培+外引”的理念,構建適應“新工科”人才培養的工程型人才隊伍。從制藥工程企業和科研院所等邀請具有制藥工程專業背景的國內外高素質、高水平專家和技術人員到校開展相關專業技能教師培養并聘請為兼職導師或教師,建立和充實工程型師資隊伍,鼓勵教師赴企業兼職(掛職)、參加專業建設交流會、技能培訓、實踐教學研討會等,了解并掌握專業技術和學科前沿,以此提升和強化教師的制藥工程教育能力,實現教師由學術研究型向工程創新型轉變。為應對“新工科”人才培養的學科交叉要求,重視教師專業背景,大力引進多學科背景的教師組建不同課程群組的專業教學團隊。

2.8 改革教學方法,構建“新工科”教學質量評價體系

基于“新工科”課程教學開放和與時俱進的特點,從培養學生的自主學習能力和創新能力出發,逐步推行“項目化”“模塊化”“翻轉課堂”“專題研究”等多種形式的教學模式改革,實行“以學生為主體”的教師、教管、產業共同參與的教學方法,提升學生的工程意識、實踐能力和核心競爭力[8],并建立由激勵機制(教學評優獎勵)、監督機制(教育督導)、反饋機制(評課、學生評價)和約束機制(整改、限課、停課)形成自我完善閉環的教學質量保障體系,從而促使教學模式的不斷完善、教師能力的提高和教學方法的改進。

“新工科”具有跨界性、多學科交融性、引領性和發展性等特點,因而,應對教學內容和知識點是否具有學科交叉性和知識引領性、課程教學中是否體現創新實踐進行主體多元性考察[9]。另外,建設和完善學生信息員、教研室、二級教學單位和學校的四層聯動、分工協作的“課程教學評價-專業建設評價-學校教學狀態評價”的教學質量內部評價體系,實現“新工科”教學質量評價制度化與監控全覆蓋,同時,結合“專業教學資源檢查、日常教學檢查、教學專項督查、企業、行業反饋”,構建多主體(教師、學生、校內專家、專業學會或機構等)、多維度(不同能力培養層次)、多元化(不同的教學目標完成度)、多指標(品性指標和能力指標并重)、多方式(定性和定量)的考核評價,強調動態化過程管理,實現制藥工程專業教學質量評價與持續改進的常態化。

2.9 產教融合,多元合作培養“新工科”制藥人才

以制藥行業發展和產業技術進步驅動校企合作,使企業參與學生培養全過程,形成“接地區、近產業”的協同育人模式。與企業、科研院所、校內外學科交叉專業進行資源共享、聯合設計,建立創新型、復合型專業綜合實驗室和實訓室,彌補自身短板。與企業、科研院所建立協同育人合作組織,讓學生實崗實習實訓以提高工程實踐能力。建立學生雙導師(企業或行業專家+校內優秀教師)制,充分利用企業或行業專家的專業技術和校內優秀教師的專業理論保障學生具有的創新實踐能力和卓越的“新工科”人員技術水平。

2.10 提升人才的國際競爭力,專業國際化培養

推進專業建設的國際交流和合作,“請進來和走出去”。推進學術、人才和學生的國際交流,聘請和引進國外專家或具有海外背景的專家為學生授課。引進先進的國外工程教育教育理念,吸收優秀的國際工程教育(課程體系、教學模式、評價標準等)資源,加強工程教育國際化,實現各方面與國際接軌。組織學生參加國際比賽、出國實踐、國外高校短期培訓等,增長學生的國際閱歷,使培養的“新工科”人才既能傳承中國的優秀文化,又具有國際視野和競爭力[10]。

3 結論

以“新工科”建設引領新教改、新質量、新體系、新文化的改革創新發展,提升國家硬實力?！靶鹿た啤卑l展的未來愿景是打造創新型、綜合化、全周期的新理念[11],形成新的工科、工科新要求、交叉融合裂變的新結構,建設組織模式帶動深層次變革的新模式,制定工程教育質量中國標準的新標準,形成世界水平、中國特色工程教育體系的新體系,能夠培養符合并引領社會發展的新型卓越工程人才。在這種背景下,制藥工程專業將秉承“新工科”人才培養的理念,改革人才培養模式,落地“新工科”人才培養方案,為制藥工程行業發展和國家發展培養出卓越的新型制藥工程人才。