第1篇：关于制药工艺学课程的改革——以天津大学为例
制药工艺学是制药工程专业本科生的专业必修课程，在专业素质与能力培养中具有重要作用。加强制药工艺学课程与配套教材建设是制药工程专业人才培养的一个重要方面。本文从历史沿革、课程的性质与目标、课程的知识体系、教学内容、教材内容与特点等方面介绍了天津大学制药工艺学国家精品课程的建设成果。
一、制药工艺学课程沿革
天津大学从2002年（1999级)开始讲授制药工艺学，该课程的开设与制药工程本科专业发展历史相同。天津大学制药工程领域工程硕士培养早于本科生培养，在充分汲取制药工程领域工程硕士教学中的经验，大量调研制药企业及其制药技术现状，结合我国的实际情况，于2002年着手编写了本科生教学用《制药工艺学讲义》，并正式试用。
在授课过程中，我们根据积累的理论基础和实践经验，以及国内外研究进展，每年对讲义进行修改，不断补充、完善和提高。2003年至2004年，天津大学对制药工艺学进行了重点课程建设立项资助，从教学大纲的修订、教材建设、双语教学及质量管理等方面进行了重点建设，并于2004年编写出版了《现代制药工艺学》，16在当年教学中使用。经过2年使用，删除了一些较深的理论，増加了大量的实际产品的应用，完善了制药工艺学课程的主要目标、知识体系结构，修订了教学大纲。制药工艺学于2006年被指定为国家级“十一五”规划教材。同年制药工艺学课程被评为国家级精品课程。
根据国家精品课程建设的要求，优化了教学内容，2007年由化学工业出版社出版了《制药工艺学》教材，17建设了双师型课程教学团队。加强网络课程建设，实现教学资源共享。制药工艺学网络课程己基本完成，包括课程介绍、教学大纲、电子课件、多媒体课件，可通过天津大学校园网实现制药工艺学的辅助教学。
二、制药工艺学课程的地位与目标
制药工艺贯穿于药物研发、生产的整个制药链中，具有较强的工程性和实用性，要求最安全、最经济、最可行的工艺路线。制药工艺在新药的产业化方面具有不可替代的作用。即使进行通用药物、仿制药物的生产，也必须要有自主知识产权的工艺。
制药工艺学是在基础化学、化工原理、生物化学、微生物学等专业基础课上，充分考虑药品的特殊性，针对生产条件、所需环境等的具体要求，研究药物制造原理、工艺过程、生产技术与质量控制的综合性课程。在制药工程专业教学计划中，制药工艺学课程属于专业必修课，在大四年级上学期开设。
制药工艺学课程的总体目标和指导思想是结合现代制药企业的制药工艺技术和质量管理要求，根据制药技术特征和共性规律，在生物制药、化学制药、制药技术共性基础等领域进行内容的整体设计与有机整合，充分反映核心知识单元，拓展选修知识单元，明确知识点，包括工艺原理、工艺过程及设备、质量控制等。坚实的基础理论与典型药品的制造过程相结合，技术前沿与实用相结合，以适应现代制药企业对制药人才知识、能力和素质的要求，从而提高教学质量。
制药工艺学课程的教学，旨在培养学生掌握药物制造的基本理论和基本知识及其相应的基本技能，综合运用所学知识进行制药工艺的创新，改革老产品生产工艺及开展新药的研制与开发等方面的工作，了解制药工艺学的最新方法及研究进展，成长为适应现代化制药企业和学科发展需要的制药工程师。
三、制药工艺学课程知识体系
制药工艺学课程的知识体系由三个知识领域、众多知识单元和知识点三个层次组成。第一领域为化学制药工艺，第二领域为生物技术制药工艺，第三领域为制药工艺的共性技术基础。每个知识领域进一步分解成若干个知识单元，每个知识单元又包涵若干个知识点，最后形成制药工艺学课程体系。
1.化学制药工艺：按反应与合成关系进行设计，由化学合成药物工艺路线设计与选择、合成工艺研究、手性制药技术、典型药品生产工艺应用举例组成核心单元。主要知识点包括工艺路线的设计原理和方法、影响合成工艺的因素分析、药品质量控制等，典型药品生产工艺包括全合成药物(氯霉素）手性药物（紫杉醇）半合成药物（头孢氨苄、甾体激素）其他合成药物的工艺等。
2.生物技术制药工艺：按制药技术类型设计三种制药工艺过程，即微生物发酵制药工艺、基因工程制药工艺和动物细胞培养制药工艺。每种工艺按上下游关系设计两个核心知识单元，包括上游工艺和下游工艺，并进行典型药品生产应用。上游工艺的主要知识点包括生产用菌种或细胞的构建与保藏技术、培养基制备技术、灭菌技术；下游工艺的主要知识点包括发酵或细胞培养技术、发酵或细胞培养过程检测与工艺控制等。对于微生物发酵制药工艺，典型药品包括抗生素、维生素和氨基酸等。对于基因工程制药工艺，典型药品包括重组人干扰素、重组人生长素和重组人胰岛素等。对于动物细胞培养制药工艺，典型药品包括重组人红细胞生成素、抗体、疫苗等。
3.共性技术：按生物技术制药和化学制药工艺中的共性技术需求进行内容设计，由反应器、制药工艺计算、中试放大和三废处理等组成核心知识单元。反应器的核心知识点包括反应器结构、发酵罐、搅拌釜、其他新型反应器，制药工艺计算的核心知识点包括工艺设计、物料衡算、能量衡算与工艺的经济性评价，中试放大包括放大方法、放大内容、生产工艺规程的制定，三废处理包括清洁生产理念、污染控制技术及废水、废渣、废气等处理工艺的应用举例。
四、制药工艺学的教学内容安排
制药工艺学课程由国家级教学名师元英进教授领衔，由6名教师和3名企业高工为主组成双师型教学团队，分别进行化学制药工艺、生物技术制药工艺和制药共性技术的授课，以理论课为主，辅以实验实践教学。
天津大学制药工艺学的理论教学时数为64学时，各知识领域学时基本平均分配。化学制药领域为16学时，生物技术制药领域为32学时，共性技术领域为16学时。各学校可根据本校的特点，适当増加其中某个知识领域的学时数。教学过程中以选修知识单元一药物产品为例，拓展知识面和深度。如化学制药领域有9种主要化学药物生产工艺可供选择。生物技术制药领域有4种抗生素、2种氨基酸、3种维生素、3种重组人干扰素、2种重组人胰岛素、1种重组人生长素、1种重组人红细胞生成素、4种抗体、8种疫苗药物可供选择。以上药物生产工艺实例，使教学过程具有一定的灵活性和很强的实用性。
五、制药工艺学的教材建设
基于以上课程体系与教学内容，由天津大学和沈阳药科大学、天津药物研究院、北京天坛生物制品所、天津华立达生物工程公司等单位的教授、研究员和高工组成编写队伍，密切合作与分工，于2007年出版了“十^一五”国家级规划教材《制药工艺学》。该教材分为化学制药工艺、生物技术制药工艺和共性技术三篇，二十四章。
1.第一章绪论，介绍了制药工艺学在整个药品生产制造的流程工业中的地位和重要性，制药工艺的种类、特点及所涵盖的内容。制药工艺学的发展历史及其重大工艺创新和新技术，现状及其展望。
2.第一篇是化学制药工艺，共八章。第二章化学制药工艺路线设计和选择，包括类型反应法、分子对称法、追溯求源法、模拟类推法等设计方法，通过反应类型选择、原辅料供应与更换等评价工艺路线。第三章化学制药的工艺研究，包括反应物的浓度与配料、反应溶剂和重结晶溶剂、反应温度和压力、催化剂等影响工艺的主要因素，同时针对药品质量管理，介绍了工艺研究中的特殊试验。第四章手性制药技术，包括化学法、生物酶法制备手性药物。第五章氯霉素生产工艺。第六章紫杉醇生产工艺。第七章半合成抗生素生产工艺，典型药物为头孢氨苄。第八章甾体激素生产工艺，典型药物为氢化可的松，第九章其他合成药物生产工艺，包括加替沙星、苯磺酸氨氯地平、奥美拉唑、格列吡嗪、伏立康唑等。
3.第二篇是生物技术制药工艺，共十一章。第十章微生物发酵制药工艺，包括制药微生物生长与生产的关系、制药微生物菌种的建立、制药微生物培养基制备、培养基及其空气的灭菌工艺、制药微生物发酵培养技术与操作方式、发酵过程的生物学、物理及其化学参数的检测与工艺控制。第十一章维生素发酵生产工艺，典型药物包括青霉素、链霉素、红霉素和四环素。第十二章氨基酸发酵生产工艺，典型药物包括谷氨酸和赖氨酸。第十三章维生素发酵生产工艺，典型药物包括维生素C、维生素B2和维生素B12。第十四章基因工程制药工艺，包括基因工程大肠杆菌和酵母表达系统、基因工程大肠杆菌的构建、基因工程菌的发酵培养与工艺控制。第十五章重组人干扰素生产工艺，包括基因工程假单胞杆菌的构建、重组人干扰素《2b的发酵与分离纯化工艺，基因工程大肠杆菌发酵生产重组人干扰素-?2b工艺、重组人干扰素的质量控制、重组人干扰素制剂。第十六章重组人生长素和重组人胰岛素的生产工艺。第十七章动物细胞培养制药工艺，包括制药动物细胞及其表达系统、基因工程动物细胞系的构建、动物细胞培养基的制备、动物细胞的培养技术、动物细胞培养过程的检测与工艺控制。第十八章重组人红细胞生成素生产工艺，包括重组人红细胞生成素表达细胞系的构建、CHO细胞培养过程与工艺控制、重组人红细胞生成素的分离纯化工艺过程与质量控制。第十九章抗体药物的制备工艺，包括单克隆抗体技术和基因工程抗体技术。第二十章疫苗制备工艺，包括疫苗菌毒株的建立、细菌性疫苗、病毒性疫苗和重组人乙肝疫苗的产生工艺等。
4.第三篇是共性技术共四章。第二十一章反应器，包括反应器的分类和结构特点、发酵罐设计与分析、搅拌釜的设计与分析，鼓泡塔、气升式、固定床、流化床和中空纤维等生物反应器。第二十二章制药工艺计算，包括制药工艺设计图、物料衡算的理论基础及其计算、量衡算的理论基础及其计算从成本、基建、工艺本身等多方面评价制药工艺经济性。第二十三章制药工艺放大研究，中试放大的研究方法包括逐级经验放大、相似模拟放大、数学模拟放大、化学反应器的放大和生物反应器放大等，中试的研究内容包括中试的前提条件、工艺路线和单元反应操作方法的验证与复审、设备材质与形式的选择、工艺条件的优化、原辅料和中间体质量控制方法，制定和修订生产工艺规程的过程及其主要内容。第二十四章三废处理工艺，制药企业末端污染物及其治理技术生物制药、化学制药和中药制药企业的废水处理工艺，含尘废气、含无机物废气、含有机物废气的处理技术废渣的回收、综合处理及其无害化处理工艺。
六、制药工艺学教材的特点
(一)创新性多学科交叉的教材体系
该教材以制药技术特征和共性规律为基础，将药品生产过程中生物技术、化学、药品质量管理与工程学等交叉、融合，由三个知识领域一化学制药工艺、生物技术制药工艺和共性技术组成教材体系。以工艺原理与过程为主线，结构合理，层次清晰。分别阐述各类制药工艺，充分体现每个知识领域及其核心知识点，该教材具有多科学交叉的科学性和系统性，适合于制药工程复合型人才培养。
(二)理论与实践相结合，教材内容突出工程特色
该教材的工艺原理、设备与过程控制等基础理论坚实，典型产品取自生产企业，工艺参数与操作过程具有很强的实践性。该教材内容丰富，涵盖化学制药和生物技术制药的各方面，突出了工艺的研究与设计、计算与分析等工程特色。
(三)重点突出，适用性和先进性融为卡
该教材全面阐述制药工艺过程，突出工艺的核心单元等重点知识。理论密切联系制药企业的实际，以成熟工艺为基础，典型大宗制药产品为实例，面向企业应用；以新技术、新工艺为前导，融入国内外最新科研成果，面向未来，面向世界；教材内容体现了企业的适用性、技术的先进性和国际接轨。
(四)教材编写图文并茂，简明扼要
该教材中凡涉及化学反应和工艺流程时，都能做到文字叙述和图形示例相结合，清楚展示反应过程、操作流程、设备结构。该教材有大量的化学结构式和反应机理，能在加深学生对理论的理解的同时，使其对制药工艺要素一目了然。
(五)历史与现实相结合便于启发式教学
该教材每章由概述及其知识点组成，概述介绍了基本概念、历史背景及前沿进展，可把教学过程融入制药科技史中，并由此提出问题，进行启发式教学，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维。
(六)深入浅出，便于自学
在核心知识点的编写中，我们从概念出发，逐步深入阐述，最后回到初始问题的解决上。每章后附有思考题，帮助和引导学生掌握相关内容，而参考文献引导学生深入、全面了解本学科的关键问题。这既开阔了学生的视野、拓展了其知识面，同时也适于他们自学。
制药工艺是把药物商品化、产业化的一个技术过程，是现代医药行业的关键技术领域。通过几年的教学实践，我们建设了精品课程，编写了与之配套的教材。但最新工艺技术层出不穷，药品质量管理法规也在变化，如制药过程分析技术(processanalysistechnology，PAT)，药品质量源于设计（qualitybydesign，QbD)等新的制药理念，将带来制药工艺的革新。因此，教学中仍要不断更新教学内容，注意把选修知识点作为扩展学生视野和提高能力的要素，通过制药工艺学课程建设，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的实践能力、终身学习与持久的创新能力。
作者：赵广荣，元英进，蒋建兰，朱宏吉，程景胜，白鹏(天津大学化工学院制药工程系，天津300072)
第2篇：制药工艺学课程的教学改革与实践
“制药工艺学”是制药工程专业的一门专业性、实践性很强的专业课程，是在学习有机化学、药物合成反应、药物化学等课程的基础上，设计和研究安全、经济、高效的化学合成药物工业生产途径和方法的一门学科，也是研究工艺生产原理、工业生产过程、制定生产工艺规程、实现制药生产过程最优化的—门学科m。结合我校特色应用型本科院校建设，实现制药工程专业应用型人才的培养目标，使学生毕业后能尽快胜任制药企业工程师的岗位，在制药工艺学课程教学中应注重学生实践能力的培养，使学习和就业实现衔接2。近几年，我们对制药工艺学课程进行了教学改革与实践，受到了制药工程专业学生的广泛欢迎，获得了较好的教学效果。
1制药工艺学教学中存在的问题
(1)理论教学与实践教学结合不紧密。“制药工艺学”是一门实践性很强的学科，传统的教学是学生单纯在课堂上通过教科书学习本门课程，与实践生产联系少，致使学生获得的知识抽象、理解不透彻，导致学生不知道如何将所学理论知识应用于生产实践当中。
(2)重理论轻实验。学生在学习过程中，偏重于理论课的学习。传统的制药工艺学实验内容多为验证性实验，学生只是简单地“照方抓药”导致学生实验基本功不扎实，不能独立地开展实验，缺乏创新性。
(3)缺少生产实践经验。培养制药工程专业应用型人才，‘制药工艺学”课程教学起着至关重要的作用。但是大多数学生没有制药企业生产实践经验，缺乏在药厂生产实践的机会，没有工业化制药过程的感官印象；不知道所学的单元操作、工艺流程等在工厂是如何应用的，物料衡算对于生产有何意义等。在学习制药工艺学课程时，显得较为抽象，学生很难理解工艺单元操作及其基本原理。
因此，根据制药工艺学的课程特点，更新教学观念、改革原有教学模式、加强实践教学环节，缩小理论与生产实际的差距，提高学生的工程素质，从而达到培养学生综和能力、岗位适应能力的目的。
2课程教学改革
2.1理论与实践相结合进行讲授
制药工艺学教学涉及的内容很多，理论抽象，单纯在课堂上讲授理论知识，学生学起来很吃力。因此，教师应采用“案例教学法”将课程的讲授内容与生产实例相结合，以实例向学生讲解如何进行合成路线的设计、反应条件选择、质量控制、产品精制等内容，使学生从理性认识上升到感性认识。在教学中，选用制药企业生产工艺成熟的具有代表性的常用药物作为教学实例进行讲授，将抽象的工艺理论具体化。如在讲授“药物合成工艺路线设计和选择”部分时，结合氯霉素生产工艺从原辅材料是否有可靠来源、操作条件的可行性、中间体与产品的质量控制、合成效率、产品后处理等方面开展讨论式教学，对设计的工艺路线进行评价。在课堂教学中，着重讲解理论知识在生产中的应用。例如，搅拌反应、料液的滴加速度、产品的精制、干燥等在实验室中举手可行的操作，在工业生产上却变得比较繁琐、费时费力。如混酸的配制方法，工业生产与实验操作方法有着显着的差别，在工业生产中是先将浓硫酸加至铸铁罐中，充分冷却下边搅拌边以细流加入水，最后加浓硝酸。生产上这样操作对设备腐蚀性较小，因加入硫酸中的水量不多只要充分冷却搅拌，不会出现酸沫飞溅的危险[3]。在教学过程中及时更新、补充有关学科的国内外新工艺、新技术等前沿知识，拓宽学生的视野。
2.2强化实验环节，提高实验教学效果
(1)以生产实际设置实验内容传统的制药工艺学实验内容多为“验证性”实验，学生对实验缺乏兴趣，在实验过程中多数学生敷衍了事，不去分析实验的原理，不去探讨实验过程中的问题，使实验教学质量大打折扣。为了提高实验课程的教学质量，调动学生的实验积极性，在实验内容设置上以生产的现实性为指导思想，实验教学的内容涵盖了工艺路线的设计与选择、中试放大、质量控制、环境保护等制药工艺研究过程的各个环节。在实验内容上实现由验证性实验向综合、设计性实验的转变，选择学生感兴趣的临床常用和贴近生产、生活实际的药物作为实验项目[4。如消炎痛的制备工艺实验，实验中涉及母液套用，溶剂、副产物的回收利用，倡导‘1盾环经济”的理念，引进绿色化学实验技术，提高学生的“环境友好”意识B-6]。在实验过程中，鼓励学生利用所学知识独立自主分析、解决实验中遇到的问题；鼓励学生查阅与实验内容有关的文献，自主设计合成工艺路线，进行相关药物及中间体的合成。通过常用药物合成工艺实验的训练，充分调动了学生的实验兴趣，培养了学生理论联系实际、严格认真的科学态度与良好的工作习惯。
(2)改进实验教学模式
为了使学生在有限时间的实验课上得到锻炼，避免学生“照方抓药”式实验，要求学生实验前认真复习所学过的与实验内容相关的理论知识，然后再预习实验课的内容，熟悉实验原理、所用药品试剂的理化性质、仪器设备操作规范、实验注意事项等，从而使学生做到人虽然未进实验室，但已经做到心中有数的效果。实验课中，每组两名学生相互配合进行实验，学生根据指导教师的要求，严格按照实验操作规程进行实验；要求学生仔细观察、记录实验现象，独立解决实验过程中发现的问题。课后，要求学生根据实验记录写出实验报告，并详细讨论实验过程中遇到的问题及解决方法；对于实验失败的同学，要求其在实验报告中详论其实验失败的原因及存在的问题；在实验过程中学生如果有新发现，鼓励学生写出相应的专题报告。
在实验教学中，充分尊重学生的主体地位，鼓励学生自主设计实验方案，建立以“学生自主实验为主，教师指导为辅”的教学模式。通过该教学模式，充分调动了学生的积极性，学生积极思考和探讨实验的每一个步骤，积极主动参与到实验中，熟练掌握了常用的实验操作方法、仪器设备的性能及其使用等，为他们将来尽快适应工作岗位打下了坚实的基础。
(3)改革实验考核方式
改革传统的实验成绩的考核模式，实行实验课形成性考试。考试内容由口试、实验操作和实验理论考试三部分组成。实验课考试采取口试、实验操作相结合的方式，在实验操作过程中，教师随机提出包括实验原理、基本操作、药品和试剂使用、仪器设备、实验现象等方面的问题对学生进行综合考核。将实验理论考试部分放在期末理论考试中，试卷增加实验内容考核部分，结合某一具体实验重点考核实验的基本理论、原理、实验注意事项，实验装置图等。通过实验考核模式的改革，大大提高了学生对实验课的重视程度及参与实验的积极性，收到了较好的教学效果。
2.3加强实践教学，培养学生应用能力
(1)调整理论教学与实践教学的比例
课程见习教学环节是学生学习深入与升华的重要过程，是学生建立工业化制药过程观念的主要途径，也是培养应用型人才的重要实践环节。为加强学生实践能力的培养，我们调整了理论教学与实践教学的比例，将课程见习时间由24学时增加到40学时，确保学生有足够的生产见习时间，理解其所学的理论知识在实际生产中的应用，体验工业化制药的生产全过程。
(2)现场教学，培养学生工程制药观念
在课堂讲授、实验教学的基础上，将学生带到通过GMP认证的生产车间进行现场教学。整个现场教学由车间工艺员主讲，带队教师辅导答疑，按药厂生产的某一剂型药物的生产流水线进行现场教学。具体做法是：首先，物料员根据生产任务领取原辅材料、包装材料等，并认真核对领取材料的名称、规格、批号等内容。其次，按照生产工序的物料走向、仪表阀门使用、管路排布、中间体处理及质量控制、产品精制等过程，对每一工序涉及到的溶剂、副产物的回收、“三废”处理、安全防护等生产环节进行直观详细的讲解。采用启发式互动现场教学，学生可以对感兴趣的设备进行动手操作；引导学生积极思考理论与实际生产的衔接点[8一10]。通过现场实践教学，使学生建立了工业化制药的观念，了解了现代制药生产过程，激发了学生学习专业知识的积极性和主动性，收到良好的效果。通过毕业生反馈，由于有了生产实践的学习环节，毕业生能很快适应制药企业的某一生产岗位的实际生产需要，较顺利地完成所承担的工作。
3结语
在制药工艺学教学中，我们着重突出了对学生实践技能的培养和锻炼，提高了学生分析、解决问题的能力，培养了学生工程制药观念及能力，使学生具有了一定的岗位适应能力，毕业生受到了用人单位的广泛好评。制药工艺学教学改革是一项长期的工程，需要经过长期的探索，不断改革和修正。因此，我们还要不断积累经验，不断改进和完善教学方法，培养出适应社会需求的制药工程专业应用型人才。
作者：沈广志，梁启超，邹桂华，吴宜艳，赵英福，邹辉，赵玉佳(牡丹江医学院药学院，黑龙江牡丹江157011)
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