DOI:10.20047/j.issn1673-7210.25080026
中图分类号:R9
包蕾1, 张浩2, 刘振强3, 于钦明4, 李宝赫3
| 【作者机构】 | 1黑龙江中医药大学继续教育学院; 2黑龙江中医药大学中医药高等教育研究院; 3黑龙江中医药大学教务处; 4黑龙江中医药大学人文与管理学院 |
| 【分 类 号】 | R9 |
| 【基 金】 | 黑龙江省高等教育教学改革一般研究项目(SJGY20220372)。 |
以大数据、人工智能、物联网为核心的数智化浪潮正以前所未有的力度重塑全球产业格局,医药健康领域是成为数智技术深度渗透的前沿阵地——从人工智能辅助药物研发缩短新药上市周期,到智慧医疗实现诊疗流程精准化,再到数字孪生技术优化医疗器械研发,数智化已成为药学产业高质量发展的核心驱动力。《中国教育现代化2035》明确提出:“利用现代技术加快推动人才培养模式改革。”[1]习近平总书记强调:“我们要建成的教育强国,是中国特色社会主义教育强国,应当具有强大的思政引领力、人才竞争力、科技支撑力、民生保障力、社会协同力、国际影响力。”[2]为高等教育对接产业变革、培养适配型人才指明方向。
药学应用型人才是指能将药学学科的理论知识、技术原理和研究成果,直接应用于药品的研发、生产、流通、使用、管理和服务等实际环节,解决药学领域具体问题的高素质专门人才。医药院校作为培养药学应用型人才的主阵地,其人才培养模式正面临挑战,难以满足“健康中国”对药学应用型人才的新要求。在此背景下,探索数智化与药学应用型人才培养的融合路径,重构“数智赋能-场景重构-协同育人”一体化培养模式,既是回应药学产业变革的必然选择,又是医药院校服务国家健康战略、提升人才培养质量的关键举措。本文旨在立足数智化技术赋能教育的独特价值,系统探索医药院校药学应用型人才培养模式的创新方向与实践路径,为推动医药教育高质量发展、培养适配数智时代需求的应用型人才提供理论参考与实践启示。
以大数据、人工智能、区块链为核心的数智化技术,正以“全链条渗透、全场景覆盖”的态势重塑药学产业生态。数智技术能通过精准画像实现教育供给与需求的动态匹配,新型人才需同时掌握分子生物学与机器学习知识,能利用大数据挖掘潜在药物靶点,这种“湿实验+干分析”的融合能力成为岗位胜任力的核心要求。在药物研发环节,生成式人工智能实现蛋白质结构预测效率百倍提升,如基于AlphaFold2的中药活性成分靶点预测技术,将传统需要6~12个月的化合物筛选周期缩短至2~3个月,推动研发模式从“试错驱动”转向“数据驱动”[3]。在生产环节,智能制药车间的制造执行系统实现药物提取、制剂成型全流程数字化管控,“智能生产线”通过实时采集128项工艺参数,大幅度提升产品合格率,智能制药车间的连续化生产系统实现全流程数字化管控,要求人才既能解读药物制剂原理,又能操作制造执行系统实时调控工艺参数。在流通与服务环节,智慧药房的“人工智能审方+机器人调剂”模式重构药学服务流程,智能药房系统可实现日均5 000张处方的自动化处理,审方准确率达98.7%,调剂效率提升3倍[4]。
基于产业变革特征,药学应用型人才须具备“技术整合-场景解决-伦理研判”的三维能力体系。
1.2.1 技术整合能力,需掌握数智工具与药学相关专业的融合应用技能 在中药质量检测中,能运用Python处理近红外光谱数据,通过Pandas库进行数据清洗,Scikit-learn构建分类模型,实现中药饮片真伪鉴别;在药物研发中,可借助DeepChem等人工智能工具开展化合物虚拟筛选,将分子对接成功率提升40%;在生产管理中,能操作制造执行系统监控中药提取罐的温度、压力等参数,快速识别工艺异常如黄芪多糖提取过程中溶氧浓度波动[5]。人才能力需随技术迭代进化,要求医药院校建立“数智技能更新机制”,定期引入企业最新技术培训,使人才能“动态适应”。
1.2.2 场景解决能力,在复杂数智场景中实现问题闭环处理 面对智能诊疗系统的“算法偏见”,需结合临床药学知识修正系统输出;在医药供应链区块链溯源中,需既能设计数据加密方案,又能解读药品流通的合规要求。跨学科整合能力是应对复杂场景的核心素养,这一结论尤为突出,在智能输液系统故障排查中,人才需同时调用“医用电子学”“药剂学”“数据分析”知识,定位传感器误差或药物配伍禁忌[6]。
1.2.3 伦理研判能力,数智技术的应用伴随数据隐私、算法公平等伦理挑战 处理患者基因测序数据时,需平衡《中华人民共和国个人信息保护法》合规性与临床研究数据利用需求。这要求建立精细化的分级管理机制,既保护个人信息权益,又支持临床医学创新。人工智能辅助诊断系统普及引发责任界定问题。需要构建责任划分框架,明确各方在不同场景下的权责,解决算法不透明带来的医疗过错认定难题。医疗智能系统研发应考虑价值规制。在教学体系中,将患者隐私保护作为核心模块,通过案例教学,培养学习者在技术应用中的伦理决策和法律风险意识[7]。
国际医药院校已形成一批可借鉴的数智化人才培养实践,其核心特征是“产业需求驱动、技术深度融入、评价聚焦能力”。美国麻省理工学院“医药数据科学微学位”项目:面向药学、医学专业学生,开设“医疗大数据分析”“人工智能药物发现”等核心课程,与辉瑞、默克等药企共建“虚拟药物研发实验室”,学生可通过云端访问企业脱敏的药物筛选数据,利用“医药数据科学微学位”项目开发的“分子生成人工智能工具”开展化合物设计实践,考核以“药物研发项目报告”(含靶点预测模型、实验验证方案)为主,毕业学生多进入药企数智化研发岗。英国伦敦国王学院“智慧医疗实践模块”:联合伦敦大学医院开发“智能诊疗仿真系统”,学生通过虚拟现实设备模拟“人工智能辅助诊断+处方审核”全流程,系统实时反馈“诊断准确性”“用药合理性”;与IBM合作开设“医疗区块链应用”课程,学生需完成“药品追溯系统设计”项目(含数据加密方案、合规性分析),企业导师全程参与项目评审,该模块实施后,学生在医院智慧药房轮岗的适应期缩短60%。日本东京药科大学“数智制药实训基地”:与武田制药共建实体实训中心,配置与企业同步的制造执行系统、在线近红外检测设备,学生分组完成“片剂生产数字化管控”任务(需实时调整工艺参数、分析生产数据异常),考核指标含“参数调整响应速度”“产品合格率”,企业根据学生实训表现直接发放“数智制药技能认证”,持证学生入职企业后可免试用期。德国慕尼黑应用技术大学“双元制数智人才培养”:采用“3 d在校学习+2 d企业实践”模式,在校学习“医药人工智能基础”“智能设备运维”等课程,在企业参与“智能药房机器人调试”“生产数据可视化分析”等真实项目;建立“企业学分认证体系”,学生在企业完成的项目经院校审核后可兑换学分,该模式培养的学生数智工具应用能力评分(企业评价)比传统模式高40%[8]。
国际经验表明,数智化医药人才培养需注重3个结合:①技术工具与专业场景结合如人工智能工具嵌入药物研发、诊疗实践,避免技术教学“空泛化”;②虚拟仿真与实体实训结合如虚拟现实模拟+真实设备操作,兼顾成本控制与实践效果;③企业深度参与培养全流程如课程开发、项目指导、评价认证,确保人才适配产业需求。
2.1.1 内容更新滞后于技术迭代 目前传统课程体系仍以“化学合成”“制剂工艺”等经典学科内容为核心构成,对数智化相关课程的覆盖程度明显不足。数智时代的到来,要求课程体系突破标准化的固有桎梏,实现动态适应性调整与个性化路径定制,然而多数药学专业尚未构建起模块化、可实时更新的课程体系,直接导致学生在知识结构层面存在对产业前沿技术认知的空白区域[9]。
2.1.2 实践脱节于产业真实场景 实训内容仍以传统剂型的制备流程为主导,缺乏对智能生产线、虚拟仿真药房等数智化场景融入。受资金投入、采购流程等多重因素制约,药学专业实训设备的更新速度滞后于行业企业5~8年,使教学场景与目前主流的“人工智能审方+机器人调剂”等先进模式间形成代际差异,难以满足产业对实践型人才的培养需求。
2.1.3 交叉融合缺乏系统性设计 药学与数智技术的课程融合多为“简单叠加”,而非“有机渗透”。如“药物分析”课程仍侧重传统光谱分析,未融入“近红外光谱结合深度学习的实时检测”等交叉内容;“药事管理”课程未涉及“区块链在药品追溯中的应用”。学科交叉需构建模块化课程群,医药院校需建立“医药+数智”的交叉课程矩阵,如“智能制药模块”应包含“制药工艺数字化”“生产数据挖掘”“智能设备运维”等子课程,而非简单增设“人工智能导论”选修课[10]。
2.2.1 实践教学缺乏数智化场景支撑 药学专业的实训仍以“小试规模的制剂制备”为主,未搭建智能生产、虚拟诊疗等数智化场景,学生难以接触在线检测设备、自动调剂机器人等产业主流工具,导致“学校所学”与“企业所用”形成鸿沟。环境搭建是数智化教育的核心,药学的短板正在于未复刻企业数智化场景,学生毕业后需重新学习智能系统操作[11]。
2.2.2 教学方法未能适配数智化特征 传统“讲授-实验”模式难以激发学生的数智化学习兴趣。数智时代教学需“构建互融互通的协同教育体系”,药学专业的教学仍以“教师讲、学生听”为主,未利用虚拟现实/增强现实技术开展沉浸式教学如药物分子结构可视化、智能药房模拟操作[9]。
2.2.3 评价体系未能反映数智能力维度 目前评价仍以“理论笔试+实验报告”为主,对“数智工具应用、跨界问题解决”等核心能力的考核缺失,过度依赖标准化评价会固化学生思维,削弱其创新活力。如“药物制剂”课程考核仍以“片剂制备操作规范性”“实验数据准确性”为核心指标,未纳入“制造执行系统操作熟练度”“生产数据异常分析能力”等数智相关维度,难以反映学生适配产业需求的核心素养[12]。
2.3.1 校企合作停留在“浅层互动” 企业参与教学多表现为“讲座分享”“参观实习”,未深入人才培养全流程,缺乏数字化的“深层互动”,关于部分课程内容更新缓慢,无法以“数字化”形式呈现至高校,一些校企联动的数字化教学资源同质化情况仍然存在,缺乏一定的互动性与动态更新机制,且未建立“企业项目嵌入教学”机制,药企与高校合作仅停留在“学生参观车间”,而无法做到“数字化参观”以提升人才培养效率,更无法将“药品生产数据优化”等真实项目转化为教学课题[13]。
2.3.2 双师型队伍建设滞后 校内教师数智素养不足与企业导师参与度低形成双重瓶颈。仅少数医药院校教师能熟练使用Python进行药物数据分析,45岁以上教师的数智技能缺口更大;企业导师参与教学的课时占比不足8%,远低于“产教融合”要求的30%。医药院校因缺乏激励机制,难以吸引企业人才深度参与教学[14]。
2.3.3 资源整合存在“孤岛效应” 校内数智化教学资源分散,未形成协同体系。虚拟仿真实验室、医药数据中台、创新创业中心分属不同部门,资源共享率严重不足;校外实践基地与校内课程衔接不畅,企业实训内容与课堂教学知识点重复,造成资源浪费。治理环境需从“意义阐释”转向“环境搭建”,医药院校的资源整合困境正源于此,未建立跨部门的数智教育资源协调机制。
数智化药学应用型人才培养需突破“技术叠加”的表层融合,构建“课程-平台-师资-评价”四维联动的实践体系。以产业需求为锚点,以数智技术为纽带,通过模块化课程重构、虚实融合平台搭建、双师队伍共建、多元评价改革,实现人才培养与产业转型的精准适配。
课程体系需打破传统学科壁垒,形成“基础赋能-场景融合-创新应用”的分层架构,实现数智技术与药学知识的有机渗透。在基础赋能阶段(第1学年),需筑牢数智工具与药学基础的衔接桥梁。核心课程设置应涵盖《医药大数据基础》《Python在药学中的应用》等,采用“工具实操+药学案例”的教学逻辑,如通过“黄芩药效成分含量预测”案例,引导学生掌握Pandas数据清洗与Scikit-learn模型构建技能。在药材标本、实验设备张贴二维码,嵌入三维模型、操作视频等数字化资源,实现理论学习的即时性与便捷性。同时配套《数智药学伦理》前置模块,结合《中华人民共和国个人信息保护法》解析患者数据脱敏案例,筑牢伦理认知根基。场景融合阶段(第2学年)需深度对接产业真实需求,开发“岗位导向”的融合课程。联合制药企业共建《智能制药工艺》《智慧药房管理》等核心课程,引入企业真实生产数据与案例:在《智能制药工艺》中,基于1 000+批次黄芪颗粒生产数据,指导学生运用Minitab绘制控制图识别工艺波动,通过Python构建“温度-产率”预测模型;在《智慧药房管理》中,采用东软智能审方系统教学版,开展“人工智能初筛-人工复核-机器人调剂”全流程实训,考核准确率需达98%以上。同时参照成都医学院“课程共建”经验,联合企业编制《数智药学实践教程》,嵌入虚拟仿真操作视频与企业工艺标准,形成动态更新的课程资源库。创新应用阶段(第3学年)以项目驱动实现能力跃迁,开设《数智药学创新项目》等课程。学生需对接企业实际课题,如参与“中药饮片人工智能质检模型优化”项目,通过增加5 000张道地药材样本数据,将模型准确率从85%提升至91%;或联合开发“区块链中药溯源系统”,完成符合GSP标准的数据加密方案设计[15]。同步开设数智化前沿讲座,邀请人工智能教授、企业技术总监解读元宇宙药物研发、量子计算药效预测等前沿方向,拓宽创新视野。
实践平台需突破“校内模拟”局限,实现从技能训练到岗位实战的无缝衔接。
3.2.1 校内虚拟仿真平台建设应覆盖全产业链场景,投入专项资金打造“智能研发-智能生产-智能服务”三大模块 搭建中药制药三维虚拟仿真系统,包含60个生产工序的全景模拟,学生可反复演练智能提取罐操作、工艺参数优化等高危或高成本环节;建设智慧标本馆,借助人工智能技术实现标本数字化展示与互动识别,支撑《中药鉴定学》数智化教学。同时开发数字化管理系统,实现实验室预约、耗材申领、安全考核的全流程线上管控,提升实践效率。实体实训中心需配置与企业同步的数智化设备,建成“中试级”实操场景[16]。配置智能提取罐组、人工智能质检系统等设备,开展“片剂硬度在线检测”“中药掺假识别”等实训任务,要求学生5 min内定位压片压力波动问题,检测准确率达91%以上。可借鉴“场景化嵌入”模式,将企业生产看板、数据中台复刻至实训中心,让学生沉浸式体验“数据监控-异常处置”的真实流程。
3.2.2 校外实践基地需深化“轮岗实习+项目攻坚”的协同模式 在实践基地,大三学生开展4周轮岗实习,参与制造执行系统操作、人工智能审方等基础岗位任务;大四学生进入“校企联合实验室”,参与“中药提取工艺优化”“智能药房库存预警”等真实项目,某团队设计的预警模型已使企业库存周转率提升30%。建立“门店见习-顶岗实习”递进式培养链条,覆盖合规经营、中药调剂等七大模块,实现校园与职场的无缝衔接。
3.2.3 评价体系需要打破“笔试为主”的传统模式,构建“过程性评价+企业评价+创新评价”能力为本的综合体系 过程性评价依托数智平台,占40%,通过系统采集学习数据,如操作成功率、工具应用熟练度、课堂互动等。建立动态反馈机制,针对不足推送补充资源[17]。采用机考和数字化实验报告,强化考核客观性。企业评价占30%,聚焦岗位能力,由企业导师评分,考核操作响应时间、任务质量等。建立评价报告制度,明确考核隐性指标,不合格者重修。创新评价占30%,纳入数智化项目、竞赛、专利等成果,通过校企评审,确保评价科学性。
师资队伍需破解“校内教师技术滞后、企业导师教学能力不足”的双重瓶颈,建立“校-企-跨学科”协同培育机制。校内教师培养以“数智化转型”为核心,实施“技术研修+企业实践+项目驱动”三维提升计划。开设“药学人工智能应用”专项培训,覆盖Python+TensorFlow实战、药物数据挖掘等内容,使45岁以上教师数智技能达标率从15%提升至60%。推行“教师企业驻点”制度,选派15名骨干教师赴企业参与“中药人工智能质控系统开发”等项目,要求每位教师每年开发1个数智化教学案例,将实践经验转化为教学资源。同时建立激励机制,将数智课程建设、学生竞赛指导纳入职称评审加分项,激发教师参与热情。企业导师选聘与培育需强化“教学能力+专业资质”双重标准。从合作企业遴选24名具备10年以上经验的技术骨干,开展“案例教学法”“实践考核设计”等专项培训。明确企业导师授课占比不低于30%,主讲《智能制药工艺》等核心课程的实践模块,如指导学生基于企业生产数据优化提取工艺参数[18]。建立“企业导师-校内教师”结对机制,协助其将生产经验转化为标准化教学内容。跨学科专家团队需发挥“技术引领”作用,组建由人工智能教授、药监专家、行业代表构成的专家委员会。每学期开展4次前沿讲座,解读“生成式人工智能在复方设计中的应用”“数智化监管政策”等热点议题;参与培养方案修订和创新项目评审,确保人才培养与技术发展、行业规范同频共振[19]。
数智化转型为药学应用型人才培养带来系统性变革机遇,其核心在于打破传统教育范式,构建“数智技术与药学相关专业深度融合”的新生态。这一变革的深层意义,不仅在于培养学生的数智工具应用能力,而且在于塑造其“医药为本、数智为用、伦理为基”的复合素养,既懂药物研发的核心逻辑,又能驾驭智能工具;既适应智能化生产的效率要求,又能坚守医药行业的伦理底线[20]。但存在较多现实问题,如数智化教学资源建设成本高,医药院校资金有限,难以普及;校企共建数据平台维护需持续投入,部分企业参与意愿下降;教师数智素养断层,45岁以上教师缺乏数智技术基础,技术研修参与率低;部分教师担心数智化教学替代传统教学,影响模式落地效果;数据安全与合规风险存在,校企共享的医药数据虽经脱敏处理,但仍有泄漏风险;数智化项目涉及医疗责任界定,院校与企业对风险承担有分歧;学生接受度差异,部分学生认为数智技术与专业无关,学习积极性低;考研学生对创新层项目参与度不足,影响能力培养的完整性。学校可结合实际情况制订解决方案,通过申请教育部和省级专项基金,采用校企共投模式,引入社会资本共建共享平台等多渠道筹措资金;对45岁以上教师进行数智技能培训,组织考察学习,将数智化教学成果纳入职称评审,逐步提升教师素养;制订合规协议,引入第三方进行安全测试和审计,共建风险基金等建立数据安全机制;设计个性化培养路径,开设讲座,合作专项辅导,设立奖学金,提升参与率激发学生学习动力[21]。
未来随着元宇宙、量子计算等技术的演进,药学人才培养还需持续创新。但无论技术如何迭代,产教融合的深度、学科交叉的广度、价值引领的力度始终是核心抓手,只有“教育链、人才链、产业链、创新链”四链融合,才能为药物产业数智化转型提供坚实的人才支撑,最终实现“技术赋能教育、教育反哺产业”的良性循环。
利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。
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Construction path research of application-oriented talent training model in pharmacy under the background of digital intelligence
包蕾(1984.11-),女,硕士;研究方向:医学高等教育。
[通讯作者] 李宝赫(1983.4-),男,硕士;研究方向:医学高等教育研究及思想政治教育。
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