“学科引领、科教融合、校企协同”制药工程专业新工科“三环育人”模式探索与实践

崔宝东，韩文勇，陈永正

（遵义医科大学药学院，贵州 遵义 563003）

在以西方国家制药业加速回流为主要特征逆全球化趋势加快发展的大背景下，以人工智能、大数据、物联网等新技术、新产业、新业态和新模式为特征的新一轮科技革命和产业变革加速演进，谁掌握了制造业核心技术谁将占据产业的制高点。在此背景下，我国顺势而为，适时发布了“中国制造2025”战略，旨在把我国建设成为引领世界制造业发展的制造强国。

以新技术、新产业、新业态和新模式为特征的新经济呼唤新工科建设，产业转型升级和新旧动能转换呼唤新工科建设。为满足国家深入推进制造业结构调整和制造业创新能力提升对专业技术型人才的需求，教育部等部门出台了推进新工科建设的重要举措，推进实施“复旦共识”“天大行动”“北京指南”。因此，建立以人才培养为核心的新工科育人体系，培养能适应国家战略和市场化需求、具有创新精神和工程实践应用能力的新工科人才是未来高等学校工科专业建设的必然要求。

遵义医科大学制药工程专业基于学校“重人文、厚基础、强实践、高素质”的人才培养目标，聚焦创新型和实践应用型复合型人才培养，以药学“双一流”学科建设为引领，围绕绿色制药领域的国家需求及生物催化和手性药物合成的学科方向突破点，构建了“学科引领、科教融合、校企协同”的“三环育人”模式，该模式以人才培养为核心，以一流学科专业建设为总抓手，旨在促进科研平台、教学平台、制药企业三方资源的整合，促进教学与科研、学校与制药企业协同育人，实现共同发展。（1）构建“一流学科专业、重点实验室、科研团队、领军人才”等多方联动的学科引领育人模式；（2）形成集“课堂教学‘双创’课题、毕业设计、研究生培养”为一体的多层次科教融合育人模式；（3）构建“‘双师’授课、工程化设计、工程化实训、企业实习、原地就业”整体衔接的校企协同育人模式。本专业“三环育人”模式的构建有力促进了教学科研资源的整合、专业课程知识间的交叉融合、校企协同育人的深度融合，为培养具有扎实的药学和工程学理论基础、较强实践应用能力的综合型人才及助推大健康医药产业发展提供了强有力的支撑。“三环育人”模式实施路径见图1。

图1 “三环育人”模式实施路径Figure 1 Implementation path of the＂tricylic instruction approach＂model

1 制药工程专业人才培养现状

“中国制造2025”战略中明确提出全面推行绿色制造。2022年工业和信息化部印发的《“十四五”医药工业发展规划》中明确指出重点开发可实现更高效率、更优质量、绿色安全的原料药创新工艺。而且随着“双碳”目标的提出，绿色化、智能化、可持续性逐渐成为未来医药工业发展的趋势，这种发展趋势势必决定了制药工程人才培养模式的深刻变革。

制药工程是普通高等学校开设的一门本科专业，属于化工与制药类工科专业，涉及化学、药学、工程学等学科，该专业要求学生不仅掌握化学、药学、工程学等方面的基础理论知识，还要掌握药物合成、工艺优化和改进等方面的基本原理和实践技能，以培养兼具药物研发技术、药品生产和管理规范知识，并且能服务经济社会发展的工程应用型人才。然而，制药产业的转型升级和创新发展对制药工程专业人才培养提出了更高的要求，培养“药”“工”全精通的复合型人才是制药工程专业新工科建设的必然趋势。

我国高等学校制药工程专业总体办学时间短、规模小、发展水平不高。目前全国开设制药工程专业的两百多所高校主要为理工类、医药类、农林类等院校，制药工程专业大多是在理工科专业、药学专业或生物学专业的基础上发展而来，办学层次存在较大差异。在传统制药工程专业建设过程中，理工科院校往往侧重工科属性的一面，药学属性较弱，医药、农林类院校通常侧重医药和生物的一面，工科属性较弱，从而导致高校制药工程专业人才培养不能很好地满足制药行业对“药”“工”全精通复合型人才的需求，其主要原因归纳为以下3 方面：（1）支撑高校制药工程专业人才培养的学科平台分散，教学科研资源缺乏；（2）支撑高校制药工程专业人才培养的课程体系间缺乏交叉融合，专业理论课程与工程实践应用课程间交互性和一体性不足；（3）支撑高校制药工程专业人才培养的知识理论与制药产业发展脱节，学校和制药企业在协同育人方面缺乏交流协作。以上问题严重制约了创新型、实践应用型及复合型人才的培养。

2 “学科引领、科教融合、校企协同”的“三环育人”模式的构建与实践

2.1 构建学科引领、教学科研资源融合的人才培养体系

自2012 年制药工程专业创建以来，始终坚持以“药学”国内一流学科建设为引领，以贵州省生物催化与手性药物合成重点实验室、贵州省仿制药工程研究中心、贵州省绿色制药工程研究中心等科研平台为载体，依托国家一流本科专业和贵州省一流本科专业（制药工程）建设点、国家级药学实验教学示范中心、贵州省本科人才基地等教学改革项目，围绕培养具有药物研发和药物生产设计能力的高素质人才的目标，坚持以学生为中心的教育理念，不断优化化学、药学、工程学和医学等相关课程体系，着力于构建“理论课堂、科研训练、工程实践、校企联培、价值素养”5 个层面的教学体系及以“宽基础、重实践、强能力、显特色”为特点的制药工程人才培养体系，以系统推进人才培养模式创新。多载体协同参与的制药工程专业发展路径见图2。

（1）注重学科专业平台软硬件资源的共建共享与整合。围绕制药工程专业建设，加强专业培养方案的设计，进一步明确专业人才培养目标，重点聚焦生物催化与手性药物合成领域复合型人才培养，学院整合了省级重点实验室、工程研究中心、大学生创新创业训练中心、工程实训中心等教学科研平台资源，并融合省级教学团队、省级科研团队、国家级人才计划入选者等人才资源，打通教学与科研资源的融通渠道，在支部党建、专业建设、学科建设层面实现了教学平台与科研平台建设并重，“思政育人、科研育人、工程育人”并举，构建了通识课程、专业基础课程、专业课程、实习实践课程等教学资源共享、教师团队共建、教学问题共商的协同教学机制。

（2）注重学科专业“双带头人”培养[1-2]。在专业建设过程中，遴选了教学水平高、科研素养好、综合业务能力强的国家万人计划青年拔尖人才担任专业带头人和学科带头人，逐步形成了以省部级科技创新人才和省级教学名师为主的教学团队。团队负责人根据专业建设实际整合教学与科研资源，根据团队成员业务能力和特长，在专业和学科内部逐步开展“双带头人”培育，培养了一批思想素质、科研能力和教学水平较高的教学科研骨干，为专业高素质人才培养提供了强有力的人才支撑。

2.2 基于科教协同与课程一体化模式，构建深度融合的课程育人体系

制药工程专业课程体系涉及化学、药学、工程学等学科，专业课程种类繁多。学生不仅要掌握药物合成方面的基础理论与技术方法、药物的体内作用原理与机制，还要具备药物生产方面的理论知识和实践能力。因此，以培养学生岗位胜任力为目标，要求学生在学习专业基础知识的同时，具有一定的综合实践应用能力，同时具备专业技术领域所需的工程素养、科研素养、科学精神、绿色安全理念及职业道德。专业培养目标的达成迫切需要设置综合集成性课程，基于此，我们创新性设计了理论教学与综合性实验教学内容，开设了制药工程综合性实验、制药工程课程设计、制药工程工程实训3 门综合集成性课程，形成了“毕业设计+毕业论文”的“双标”模式。在具体实施过程中，以“药物合成典型案例”为纽带，以“课堂理论教学、科学验证实验、制药综合性实验、毕业论文设计、工程实践实训”等为载体，构建集“专业基础课程、专业课程、专业实验课程、实习实践课程”等一体化的课程体系，着力培养学生发散思维及知识迁移应用能力，提高了不同专业教师间的协作能力及理论与实践授课能力，解决了教师单纯理论知识传授、各课程知识体系互不衔接的问题。

（1）基于专业课程种类多的特点对专业课程进行模块化分类。基于“药物的合成原理与技术、药物的药效作用原理与机制、药物的生产理论与实践”等药物研发与生产核心环节，根据每门课程的功能进行模块化分类，构建化学课程（包含四大化学专业基础课程：无机化学、分析化学、有机化学、物理化学；核心专业课程：药物合成反应、制药工艺学），药学课程（包含四大药学核心专业课程：药理学、药物化学、药物分析、药物制剂等），工学课程（包含数理课程：高等数学、物理学和电工学；核心专业基础课程：化工原理、制药工程学、工程制图、药物分离工程等）三大类课程体系。课程育人体系构建思路见图3。

图3 课程育人体系构建思路Figure 3 Construction ideas for the course-education system

（2）创新性开设强能力、显特色的制药工程综合性实验、制药工程课程设计、制药工程工程实训课程，立足培养学生的综合实践应用能力。传统的制药工程专业课程体系中，各课程相互独立，理论知识与实践操作脱节，学生难以将所学知识融会贯通。针对这些问题，我们开设了以提升学生药学综合实践应用能力为导向、药学基础理论知识为基础、实践训练为重点的综合性实验实践课程[3]。重点围绕中药民族药提取分离、化学原料药合成、原料药生产中试放大、原料药质量控制、原料药制剂制备等环节，整合了天然药物化学、药物合成反应、波谱解析、制药工艺学、药物制剂、药物分析、化工原理、制药工程学等课程知识点，构建形成了制药工程综合性实验、制药工程课程设计、制药工程工程实训3 门综合集成性课程，并在教学过程中，科研成果反哺课程教学，将最新的药物合成理论创新成果引入课堂理论教学，将发展较为成熟的药物制备技术与工艺应用于实验教学，通过线上教学资源拓展、开放性实验、验证性实验不断完善现有课堂教学体系。

（3）基于课程知识的交叉性和延展性特点，设计制药工程综合一体化教学案例。课程一体化又叫课程整合，是为了整合相关联课程间的知识点和教学资源而组织教学的一种形式，强调教学内容和资源的关联性、统一性和衔接性，注重培养学生理论联系实际的能力及综合应用能力[4-7]。构建综合一体化教学案例是开展一体化教学的具体体现，根据案例研究对象整合与重构相关课程教学资源，有利于统筹制订理论和实践教学计划、大纲，使得教学内容前后衔接、循序渐进、层次分明，以达成各课程教学目标。

如奥美拉唑药物的综合一体化教学案例（见图4），以“奥美拉唑的分子合成原理、奥美拉唑的药效作用机制、奥美拉唑原料药小试合成、奥美拉唑原料药合成中试放大、奥美拉唑制剂制备、奥美拉唑药物质量控制、奥美拉唑药物生产车间设计”等为知识点纽带，基于其逻辑关联性和上下游链条关系，统筹规划课程教学内容，制定教学大纲，形成了两套基于“有机化学—药物合成反应—药物化学—工业药剂学—制药工艺学—制药工程学综合性实验”和“高等数学—工程制图—化工原理—制药工程学—工程设计—工程实训”的一体化课程教学体系。

图4 奥美拉唑药物教学案例设计思路Figure 4 Design ideas for teaching cases of Omeprazole drugs

（4）围绕立德树人根本任务和学生科研思维培养，创新性开展项目式教学。项目式教学是一种以问题为导向的教学组织方式，强调教师在知识传授过程中提升学生发现和解决问题的能力，注重培养学生的科研素养和创新思维，体现授课内容的内在逻辑性、科学性及全面性[8-10]。坚持以“药”为中心，基于药物设计原理、药物分子合成、制药工艺革新、药品生产放大等基础知识，开展以“提出问题—知识点讲解—解决问题—前沿拓展”为授课思路的项目式教学。教师围绕药物合成理论创新、绿色工艺改进、安全生产规范等知识在教学过程中融入工程素养、科研素养、科学家精神等思政元素，因地制宜培养学生科研思维及探究式学习能力，达成集知识传授、能力培养、价值塑造为一体的课程育人目标。

（5）构建多环节、全链条式的科教融合、协同育人体系；基于专业特点，构建小精尖、特色化的育人模式。鼓励和支持学生早进实验室、早接触科研课题、早进行科研实践训练，利用“导师制”人才培养模式及第二课堂教学体系，建立“课堂教学—科研课题—论文设计—研究生培养”多环节、链条式、一体化科研育人体系。

2.3 以市场需求为导向，深化校企协同育人模式改革

在传统制药工程专业校企合作模式中，学校注重专业建设，制药企业注重学生实习实训，合作双方实际投入的教育资源有限，且业务交叉融合不足，导致实践育人效果不理想。针对上述问题，在专业建设过程中，重点围绕“药物研发、药物合成工艺、药物生产”等环节，基于专业建设实际，遴选了中科院上海药物研究所、中科院药物创新研究所中山研究院、中科院上海药物研究所苏州药物创新研究院、手性药物国家工程研究中心、浙江康恩贝生物制药有限公司、贵州新天药业股份有限公司、贵州联盛药业有限公司等省内外大型实习实践基地，探索构建了校企共同参与专业建设的协同育人模式，旨在培养“进得去、留得住、能发展”的工程实践应用型专业人才（见图5）。

图5 基于实践应用能力培养的校企协同育人模式Figure 5 Education model of collaboration between colleges and enterprises based on practical application ability cultivation

（1）成立由制药企业/工程中心参与的专业建设委员会。按照制药工程专业新工科建设要求，聘任企业工程师担任专业建设委员会委员参与专业培养方案修订、课堂授课、课程体系建设、“双师型”教师培训等。在教学过程中，通过“双师”授课，不断将实践基地的新技术、新设备、新经验、新案例引入课堂教学，并根据制药企业和市场主体对制药工程专业人才的需求，不断更新教学理念。如手性药物国家工程研究中心、中科院上海药物研究所及其下属研究院、贵阳新天药业股份有限公司不仅是本专业的专业建设委员会成员单位，而且是本专业学生实践基地和研究生联合培养基地，可以为学生提供就业需求反馈，畅通学生实习就业和深造提升通道。

（2）实行“双导师”制，不断完善实习实训环节及内容。在传统实习带教中，因学校教师不熟悉实践基地实习内容、企业导师不了解学校毕业论文（设计）要求，以至于学生毕业论文（设计）完成质量不高。基于此，针对学生毕业论文（设计）要求，我们创新性构建了学校导师、企业导师“双导师”制，整个实习过程由“双导师”共同协商、督促完成。其中，企业导师主要负责前期学生实习课题的拟定和具体实习内容，学校导师主要负责与企业导师沟通，指导学生完成毕业论文（设计）的撰写、修订及答辩。这种“双导师”制一方面可确保学生实习效率和质量，为学生构建“原地实习、原地就业”的链条式体系提供了有益探索；另一方面也为“双师型”教师的培养提供了途径。

（3）搭建制药企业参与的专业综合性竞赛平台。制药工程专业综合性竞赛是体现学生理论学习能力向工程实践应用能力转变提升的重要途径，同时也是检验学生综合能力的试金石，参与和开展“以赛促学、以赛促练、以赛促用”的综合性竞赛已成为教师和学生共同成长的关键路径。近年来，我们建立了包括“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛、中国“互联网+”大学生创新创业大赛、“国药工程杯”综合性设计竞赛、全国大学生化工设计竞赛等以赛育人的教育教学体系[11]。在参赛过程中，制药企业可以为参赛团队提供选题思路、建议及GMP（生产质量管理规范）生产设备、车间实物参观的机会，还能为设计图纸提供必要的技术和参数指导，从而使竞赛更加贴近实际应用。

3 “三环育人”模式的成效与影响

通过探索和构建“学科引领、科教融合、校企协同”的“三环育人”模式，专业团队扎根遵义红色沃土，坚持“红色育人、以文化人”，走出了一条制药工程人才培养的新路径。“三环育人”模式是医药类院校开展制药工程专业人才培养模式改革的探索和实践成果，在一定程度上改变了传统医药类院校制药工程专业“工学味”不足的现状，为其他同类高校制药工程专业建设提供了参考，为今后进一步整合学校优势资源、开展“医工融合”工作积累了经验。专业建设10 年来，主要取得了以下方面的育人成果：（1）以学科建设为引领，建成了国家级药学实验教学示范中心、贵州省大学生创新创业训练中心、贵州省生物催化与手性药物合成重点实验室及组建了贵州省生物催化与手性药物合成科技创新人才团队，通过资源整合，支撑了新时代制药工程人才的培养。（2）建设了一支以国家级、省部级人才和教学名师为核心，综合能力强、勇于创新的教师队伍。（3）构建了多学科交叉融合，化学课程、药学课程、工学课程等理论与实践为一体的课程体系，形成了“思政育人、科研育人、工程育人”交相呼应的课程育人思路。（4）基于制药工程专业新工科建设，不断深化教育教学改革，涌现了一批省部级以上的标志性教改项目。（5）与中科院上海药物研究所、手性药物国家工程研究中心、浙江康恩贝生物制药有限公司等协同建成了“药物研发、工艺孵化、放大生产”等多环节、多元化的实践基地。（6）构建了“以赛促学、以赛促用、以赛育人”的常态化教学体系，学生综合实践应用能力、创新能力不断提升，先后获得国家级专业竞赛奖项30 余项，主持国家级创新创业训练项目30 余项，发表高质量研究论文80 余篇。（7）学科专业协同共建，相互支撑效应显著。学校制药工程专业入选国家级一流本科专业，在软科中国大学专业排名中评级为B+，在全国开设制药工程专业的高校中排名进入前20%；专业团队获省级及以上教学和科研成果奖项20 余项。（8）社会影响力与辐射效益显著，专业育人模式先后在重庆大学、浙江科技学院、济宁医学院、齐齐哈尔医学院、贵州民族大学和铜仁学院等高校中推广应用，专业毕业生用人单位满意度超95%。

4 结语

遵义医科大学制药工程专业立足于新工科实践应用型和创新型人才培养目标，通过“学科引领”有效整合教学科研资源，依托“项目研究、课程建设、知识延伸”构建了多环节、多层次的科教融合、协同育人体系，深化了校企合作。这种“三环育人”模式的构建有效解决了高校制药工程专业人才培养资源分散，课程体系繁杂、缺乏交叉融合及专业知识理论与制药产业发展脱节的问题，促进了学科专业协同发展，产生了积极的示范辐射效应，符合“知识足、能力强、素质高”制药工程专业新工科人才培养要求。基于现有模式，未来制药工程专业将探索尝试构建“校际合作、校研合作、校企合作、跨专业合作”模式，注重以岗位胜任力为导向的国际化、市场化专业人才培养。