仿真軟件在制藥人才培養中的作用分析

曹顯進

摘要：近年來，化工原理、制藥設備、儀器分析等仿真軟件的應用逐漸得到社會的認可與普及，這對教學、科研及軟件的開發應用等都產生著重要影響作用。本文介紹了與制藥行業相關的仿真軟件，并針對仿真軟件對制藥人才培養的作用進行了探討。

關鍵詞：教育教學 仿真實驗 制藥人才

一、與制藥行業相關的仿真軟件類型

仿真軟件通過動態模型實時模擬真實的實驗現象和過程，通過互動的3D模型模擬實驗現場的真實裝置操作，并產生與真實實驗一樣的操作結果，從而讓學習者在計算機上模擬真實的現場操作，達到每個學員都能夠親自動手做實驗，觀察實驗現象，驗證公式、原理、定理的目的。目前，與制藥行業相關的仿真軟件主要有以下三類。

1.化工原理仿真軟件

這類軟件緊密結合化工原理和化工原理實驗的課程內容，主要針對輕化工生產中的各種單元操作，包括離心泵的特性曲線的測定、干燥實驗（洞道和流化床）、精餾塔實驗、流體阻力實驗、傳熱系數測定、吸收實驗、流量計校驗實驗、過濾實驗等。軟件設計既驗證了書本上的理論知識，又聯系了生產實際，把二者有機地結合為一體。使用化工原理仿真軟件是學習和掌握化工原理基礎知識和技能的重要手段和方法。

2.制藥工程類仿真軟件

這類軟件主要分為三類：第一類是制藥工藝流程仿真實習軟件，例如青霉素發酵工藝仿真軟件等；第二類是關于制藥單元設備操作的軟件，著重于制藥設備的操作、維護和保養，主要針對制藥設備的操作使用、維修保養的難點來設計，同時遵循GMP的相關規定，目前，這類軟件的開發和應用還不多，主要有35型多沖壓片機及噴霧干燥單元仿真軟件等；第三類是綜合性的培訓應用軟件，主要用于企業的在線培訓、考試等工作。

3.儀器分析類仿真軟件

儀器分析類仿真軟件主要是針對一些中大型精密儀器設備，例如紫外可見光分光光度計、氣相色譜儀、高效液相色譜儀、原子吸收光譜儀等。這類軟件在制藥行業中主要用于藥物分析、藥品檢驗、成分鑒別、含量測定等，除了常規分析和檢驗外，這類軟件還用于在校學生的教學和在職職工的培訓工作當中，旨在讓學生獲得儀器的使用技能，或提高員工的儀器使用能力。

二、仿真軟件的應用彌補了課堂理論教學的不足

仿真軟件的優勢在于其真實地模擬了現場操作過程，具有較高的仿真度。人人都可以通過計算機動手進行模擬操作，從而熟悉和掌握真實設備的操作過程和方法，既節約了時間、提高了學習效率，又獲得了良好的學習效果，使學生得以很快掌握所要求學習的內容。

1.使學習內容變得生動有趣

仿真軟件的模型都是能夠互動的動態3D模型，具有較高的仿真性，同時具有不同的色彩、顏色鮮艷、能夠操作、感官刺激性較強，容易引起學習者的好感和興趣，增加了課堂的吸引力和生動性。仿真軟件中的3D模型，其動作過程和方法與實際的機器設備、儀器的動作過程與原理是完全相同的，但其形態和顏色又比實際的設備和儀器更加美觀，動作更容易看懂和理解，使學習者更容易接受和掌握。

2.使學習者獲得逼真的現場體驗感

仿真軟件采用的高仿真模型，以及和生產現場極為相似的動作，能帶給學習者逼真的現場體驗，使學習者加深了對原理、理論和設備的理解，增強了對學生理解能力和判斷能力的培養，極大地提高了學生學習的積極性，這些是普通課堂教學很難比擬的。通過仿真軟件的應用，把只能在生產現場看到的情景展現在計算機屏幕上，直接把生產過程呈現在學生的眼前，使學生有身臨其境之感，極大地提高了學生對書本上的理論知識的理解。

3.使學生由被動學習轉化為主動學習

仿真軟件除了具有仿真性外，還具有極強的自主性，要求整個實驗要由學生個人獨立完成。而且，軟件的設計極具引導性，為學生提供操作演示錄像或視頻，有實驗步驟、課件、注意事項，能夠指導學生一步步地自行完成實驗。同時還有自測題，當場提供測試結果和分析，使學生能自行鞏固、檢驗和消化所學知識和技能，極大地提高了學生學習的自主性和能動性。

三、仿真軟件的應用提升了制藥人才的工程素養

1.仿真軟件在提升制藥人才工程素養方面有重要作用

每個從事生產實際工作的人員都必須具備一定的工程素養，這樣才能勝任相應的工作。工程素養是指從業人員在從事生產實踐工作中所具有的潛能和適應能力，包括生產專業知識和技能，與人溝通、團結協作的能力，分析和解決問題的能力，吃苦耐勞的精神，愛崗敬業、嚴肅認真和一絲不茍的工作作風等。在仿真軟件的運用中，學員必須預習、書寫實驗報告，一步步地輸入數據、點擊按動各種按鍵等，這些都培養了學生吃苦耐勞、一絲不茍的態度。

2.應用仿真軟件教學是提升制藥人才工程素養的方法和途徑

第一，不論是使用化工原理、制藥設備的仿真軟件，還是使用儀器分析的仿真軟件，在教學和培訓過程中，都需要學習者認真鉆研、努力學習。雖然仿真軟件有很強的直觀性和互動性，但也要求學習者有強烈的好奇心和參與欲望。同時，仿真軟件的掌握不是一蹴而就的，這就要求學習者具有強烈的參與意識和刻苦學習的精神。第二，在學習仿真軟件的過程中，每一步操作都要求參與者不能馬虎，否則就得不到正確的實驗結果，這有利于讓學習者養成嚴肅認真、一絲不茍的作風。第三，仿真軟件良好的互動性，能提高學習者分析、解決問題的能力。第四，通過仿真軟件的學習，使學習者加深了對書本知識的理解，鞏固了專業基礎知識和理論。第五，在仿真軟件的學習過程中，師生在通暢的互動交流、共同提高的氛圍中學習，有利于學生形成良好的團隊意識和協作精神。

四、仿真軟件的應用降低了企業和學校培養制藥人才的難度

仿真軟件不僅可以在學校應用，也可用于企業的職工培訓，能減輕學習者的學習難度，提高學習和培訓的效果。

1.仿真軟件的應用降低了學生的學習難度

在專業課的教學中，傳統的講授式教學方法最大的不足就在于枯燥乏味、抽象和極強的實踐性，導致教師難講、學生難學，理論知識深奧難解，實踐知識看不見、摸不著，雖然教師用盡氣力，盡量用淺顯、直觀的語言來講授，但多數學生仍然不能理解和把握。但有了仿真軟件后，雖不能“一勞永逸”，但卻能很好地幫助學生加深對書本知識和理論的理解，降低了學生的學習難度，拉近了學生與生產實踐之間的距離，提升了學習效果。

2.仿真軟件的應用降低了企業的培訓難度

在企業培訓工作中應用仿真軟件，對于新員工，可使其充分熟悉、理解制藥設備和儀器的原理、操作方法、使用注意事項等，在此基礎上，再去現場學習設備、儀器的使用操作方法，對設備和儀器的掌握就會順利一些，這樣可以提高學習效率和培訓質量。對于老員工，通過應用仿真軟件，可使其加深對生產設備和生產過程的理解，提高其綜合素質和能力。

五、仿真軟件的應用提升了制藥人才的科研能力

仿真軟件進行的模擬實驗，要求學習者具有極強的自主性，雖然需要教師的指導、幫助和講解，但這種指導、幫助和講解是外在的、比課堂的講授要少得多的，更多的是依靠學生的自我學習、鉆研和探索，學生自己發現問題、解決問題，并最終得到結果，還要自己判斷結果的正確與否。學生在這一過程中自主學習、自主研究，科研能力得到了培養和提高。例如，在高效液相色譜儀的仿真實驗中，根據要求，學生通過選取實驗、確定操作條件、加入試劑、確定實驗參數（編輯參數、數據采集、分析和指令行）、打開排氣閥、啟動系統、進樣運行、出色譜圖、完成實驗報告、關閉系統，一個完整的實驗下來，基本掌握了液相色譜分析的基本方法和技能，提高了制藥人才的科研能力。

六、仿真軟件的應用提高了制藥人才的培養效率

先進的仿真軟件的運用還可以在線學習，能在任何時間、任何地點為任何人提供培訓，不受地點、時間的約束。同時，不必集中聽課學習，節省了時間、精力，提高了培訓學習的效率。仿真軟件可以在線學習、培訓的特點，順應了提高質效的工業和社會發展的要求，越來越多的使用者將會接受這種高效的學習和培訓方式。七、小結

仿真軟件在制藥人才的培養中具有重要作用，但也存在一些不足。第一，仿真軟件的應用數量不足。目前，仿真軟件的應用雖日漸增多，但其涉及的設備和儀器還不夠，有待進一步開發。第二，軟件質量有待進一步提高。仿真軟件在制藥行業中的應用越來越多，但其與相關設備和儀器的貼合程度、對使用者操作技能的培訓力度方面還需不斷完善、改進和提高。第三，對仿真軟件開發的重視程度不足。仿真軟件很重要，特別是體現在工業升級改造中管理的提質增效方面，但就目前其開發的數量和程度來看，開發重視的程度還不夠。

通過以上的分析和探討，我們可以知道，雖然仿真軟件存在一些不足，但其在制藥人才的培養過程中具有重要的作用，不但可作為一門課程用于學校教學，還可以作為一種重要的教學輔助手段，廣泛應用于制藥企業，作為職工培訓學習和技能提升的方法。仿真軟件在我國工程教育中已經應用了十多年，開發了許多優秀的應用軟件，但在制藥設備與工藝等方面的軟件開發和應用還不夠，還需持續加強研究和應用。