制藥工程專業虛擬仿真實踐平臺的建設模式初探

曹君 劉敏 鄭輝

【摘要】制藥工程專業的生產實踐教學訓練對于學生培養具有重要意義。本文提出了“虛實結合-隨即應答”的建設模式，可有效提升制藥工程專業實踐教學質量，培養復合型人才。

【關鍵詞】制藥工程 ?實踐教學 ?虛擬仿真

【基金項目】浙江省高等教育教學改革項目和材化學院中青年項目。

【中圖分類號】G642 ?【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）30-0038-02

《教育信息化十年發展規劃（2011-2020）》明確提出要“以教育信息化帶動教育現代化，破解制約我國教育發展的難題，促進教育的創新與變革”。教育部高教司隨即發文從國家政策上開始對虛擬仿真技術發展在實踐教學方面提供支持。[1]制藥工業作為各種高新技術集聚的領域。不同程度地存在工程技術人才缺乏的問題。探索一種適應現有制藥工程專業特點的虛擬仿真實踐模式，用于專業人才的培養，也成了必然。

一、探索虛擬仿真教學模式的必要性

我國大部分高校制藥工程專業的實踐環節是通過校內與校外企業共建實踐教學基地的模式來培養人才的。該實踐教學模式具有一定的局限性，主要是因為現代制藥工程技術發展很快，已建成的實訓中心軟硬件更新速度跟不上。從而導致學生對于制藥工業各核心單元操作和設備的理解與掌握出現偏差。此外，現代制藥裝備日益復雜，自動化、集成化程度越來越高，校內的實訓設備很難跟上時代的發展。

藥物阿司匹林作為該行業經典藥物之一，其生產過程涉及到的諸多單元反應和單元操作具有較強的代表性和典型性。因此，以阿司匹林藥物的生產實訓作為制藥工程專業的實踐教學平臺，可系統的訓練制藥工程專業學生的綜合素質，提升制藥工程專業人才培養水平。為此，我校添置了一套阿司匹林生產實踐實訓平臺，用于制藥工程專業學生的生產實訓。在實際教學發現部分高溫高壓實訓工段時間長、費用高、風險大等問題。而且GMP對制劑車間空氣潔凈度也有嚴格要求，現有的實驗硬件顯然無法滿足。針對目前制藥工程專業實踐教學存在的這些問題，虛擬仿真可較好地解決。上述耗時長、費用高、風險大、潔凈度高的工段，可在虛擬仿真平臺上完成。因此，對制藥工程專業的實踐教學而言，建設一套虛擬仿真實踐平臺，探索其運行模式是非常必要的。

二、虛擬仿真實踐平臺的建設模式初探

結合我校的實際教學運行情況，在建設過程中，初步探索采用“虛實結合-隨即應答”的模式進行實踐教學，發現教學效果明顯。

1.虛實結合：現有的阿司匹林生產實訓平臺實已經運行了多年，積累了較豐富的教學經驗。結合已有的“實體”如反應釜、管道、熱電偶等進行半實物改造，加裝各種傳感器，使之在后續實驗中做到“虛實結合”，把實體實踐中耗時、高溫、有潛在風險的工段進行改進，使學生在安全的虛擬環境中完成實踐訓練。較大程度地提高了實踐學習效率，減少了相應的潛在風險。對學生的安全也有了更好的保證。

2.隨即應答：該設計體現以學生為中心的實驗教學理念。學生是教學過程中的教學認知主體，所有教學活動形式都應當是為學生學習服務的。我們建設的制藥工程專業虛擬仿真生產實訓平臺不是通常的展示平臺，是建設成隨即應答的虛擬仿真系統，即對學生在操作過程中出現的各種問題進行立即糾正反饋，這種隨即應答并不是教師在后臺等待學生提出問題，而是通過合理設計的自動應答反饋系統。教學過程中，允許學生“試錯”，進而得到隨即應答獲得正確的知識，這種“試錯教育”是虛擬仿真系統獨有的特色。通過設計這種一系列隨機應答體系，可保證學生在學習中的各種問題能被立即解決，從而達到更好的學習效果。

基于上述思路建設的制藥工程專業虛擬仿真實踐教學模式，在運行中，使制藥工程專業學生必須完成的實踐實訓環節，尤其是真實條件不具備的工段（如GMP車間），得到有效實施，使實踐教學效果得到較大提升，較大程度地提升制藥工程專業學生的培養質量和綜合能力。

三、結語

制藥工程作為傳統的行業，其自身在現有新技術迅速發展的前提下，發生著日新月異的變化，其人才培養質量的提高是決定該行業能否適應將來社會發展的基礎。虛擬仿真作為現代教育技術發展的產物之一，有著傳統實踐教學無法具有的優勢。針對制藥工程專業實踐教學中存在的問題，結合現有實體實踐平臺的實際情況，提出了“虛實結合-隨即應答”的建設模式。該模式可較好地促進制藥工程專業實踐教學改革，提升學生解決復雜工程問題以及工程應用實踐能力，使之適應現代制藥行業對人才的需求。

參考文獻：

[1]黃宇琪，陳章寶，胡昌華. 虛實結合促進制藥工程實驗教學體系改革[J].藥學教育，2017，33（4），59-62.

作者簡介：

鄭輝，副教授，博士，主要從事制藥工程專業相關課程的教學和教改工作。