虛擬仿真在藥物制劑綜合實訓中的應用研究

王莉楠，孟 佳，張 宇

（遼寧醫藥職業學院，遼寧 沈陽 110101）

藥物制劑綜合實訓是高職藥物制劑技術專業一門重要的專業核心實踐課程，該課程涉及藥物制劑生產與檢驗的多個崗位，學生通過查閱文獻，自主設計制劑處方和生產工藝，分工協作完成制劑的崗位生產與檢驗的全過程，有助于學生熟練掌握制劑生產的崗位標準操作，提高學生的崗位意識和責任意識，提升學生的綜合實踐能力，培養學生的創新精神，為學生畢業后從事藥物制劑的生產與檢驗等工作打下堅實的基礎。

目前，我校已建成的高職藥物制劑生產型實訓基地能夠滿足藥物制劑綜合實訓課程的實踐教學要求。然而，在實訓教學過程中仍然存在一些問題：

一方面，由于實訓涉及的崗位多，設備復雜，設備體積較大，投料量大，實訓成本較高，實訓耗時長，學生只能分組完成實訓，設備使用的次數受限，導致學生的參與度不高；另一方面，由于實訓涉及的崗位復雜，學生不能進入藥廠生產車間中實際體驗制劑生產中不同崗位的操作過程，導致學生在實訓過程中崗位認知不足，學習的積極性不高，部分學生崗位意識淡薄，崗位職責不明確，出現崗位生產前檢查和生產后清場不徹底、崗位生產操作不標準、崗位生產中儀器設備的使用不規范等情況。

針對實訓中存在的問題，本文嘗試將虛擬仿真技術引入綜合實訓的教學過程中，將虛擬仿真與生產實操有機結合，為綜合實訓類課程的教學改革提供一些科學化的建議。

1 虛擬仿真技術在實訓教學中的應用優勢

虛擬仿真技術是指在教學過程中，依托虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通信等技術手段，構建一個高度逼真可視化的虛擬實驗環境，進而開展實驗操作的新型教學方式[1]。虛擬仿真可以創建各種形式的實驗教學場景，供學生完成多種類型的實驗，達到優化實驗教學環境、提高實驗教學質量等目的[2]。目前，虛擬仿真技術被逐漸應用于藥學、藥劑學、藥物制劑技術、中藥制藥以及生物制藥等課程的實訓教學中并展現出諸多優勢。

1.1 虛擬仿真使實訓內容更加生動形象

在傳統的實訓教學中，學生按照崗位標準操作規程、設備使用標準操作程序等文件完成崗位生產，文件中的內容相對比較抽象枯燥，將虛擬仿真技術引入實訓教學中，將實訓內容以虛擬仿真動畫的形式生動、形象地呈現在學生面前，使學生產生身臨其境的感覺，極大程度地激發了學生的學習興趣[3]，加深了學生對知識的理解，提高了學生的學習效率。

1.2 虛擬仿真使實訓方式更靈活多樣

虛擬仿真技術打破了實訓時間、空間的限制，學生可在虛擬仿真實訓平臺上隨時隨地操作虛擬儀器設備，在虛擬場景中完成不同崗位的生產與檢驗工作，很大程度上緩解了由于實訓設備數量有限、實訓場地空間有限、實訓學時有限等所造成的實訓方式單一、不靈活的情況，虛實互補拓展了實訓教學的方式方法[4]。

1.3 虛擬仿真使學生學習的積極性和主動性得到了極大提高

虛擬仿真打破了地域的限制，學生可以身臨其境地在虛擬車間內完成各崗位的虛擬生產操作，一人一機充分訓練[5]，從而加深了對崗位生產的認識，教師適時地發布學習任務，開展虛擬仿真實訓考核、組織互動交流以及在線答疑等學習活動，充分調動了學生學習的積極性和主動性，使每一名學生都高度參與到虛擬崗位生產的學習中來，調動了學生的學習積極性。

1.4 虛擬仿真有助于深化崗位意識、提高崗位認知水平

在傳統實訓教學的基礎上引入多崗位結合的虛擬仿真實訓教學，讓學生短時間內全面了解藥廠環境[6]，有助于深化學生的崗位意識，明確崗位職責，提高崗位認知水平，使學生在虛擬仿真實訓中自覺按照各崗位標準操作規程完成領料、生產前檢查、崗位生產加工、物料周轉、崗位清場以及文件撰寫等工作，為學生下一步進入實訓車間完成各崗位的實際生產工作打下了良好的基礎。

1.5 虛擬仿真有效降低了實訓成本

虛擬仿真技術中所用的虛擬仿真設備可反復使用，各虛擬崗位不用真實投料就可反復生產，學生在熟練完成各虛擬崗位的生產操作后，再進入實訓車間進行實際生產實訓時，已經對各崗位的標準操作以及設備的使用有了充分的了解，可有效地提高學生的崗位生產效率，避免不合格產品的產生，有效降低了實訓成本。

2 虛擬仿真在藥物制劑綜合實訓中的應用

根據目前綜合實訓教學模式的不足以及虛擬仿真在實訓教學中的優勢，本文將虛擬仿真技術與綜合實訓進行深度融合，提出了虛擬仿真與生產實操相結合的綜合實訓教學模式，并將該教學模式應用于藥物制劑技術專業的綜合實訓教學中。該教學模式主要包括課前虛擬仿真實訓、課中生產實訓、考核評價3個階段。

2.1 課前虛擬仿真實訓階段

在課前，學生利用虛擬仿真實訓平臺，以第一視角進入虛擬固體制劑生產車間，按照各崗位標準操作規程身臨其境地參與口服固體制劑生產過程中各個虛擬生產崗位的操作過程，包括領取文件、更衣、進入各虛擬生產崗位進行生產前檢查并填寫生產前記錄、從中間站領取物料并填寫出站記錄、進行各崗位生產加工并填寫生產記錄、生產結束后進行物料轉移、崗位清場并填寫清場記錄等。通過各生產崗位的虛擬仿真練習，學生對各生產崗位的認知更加深刻和全面。虛擬仿真實訓教學除對崗位操作進行練習外，還將大型生產設備的結構、工作原理等以動畫等形式最大限度地呈現在學生面前，拉近了理論與實踐之間的距離。

2.2 課中生產實訓階段

在課中生產實訓階段，學生在藥物制劑GMP實訓車間通過角色扮演的方式，最大限度地還原了虛擬仿真生產車間中各崗位的操作過程，學生自主進行崗位分配，不同學生扮演不同崗位的操作工，通過實際使用各崗位的生產設備完成各崗位的操作過程并填寫相應記錄，將實際生產過程中的中間產品如顆粒劑、片劑等送至中間站，由扮演中間站管理員的學生與扮演崗位操作工的學生完成中間產品的核對后，分別在進站記錄上簽字，授課教師扮演質量管理員，對生產及清場過程進行檢查并發放清場合格證，負責中間品檢驗的學生扮演質量控制員，將中間品取樣后進行檢驗。學生在整個實操過程中體驗不同的崗位角色，極大地調動學生學習的積極性，拉近實踐教學與實際生產之間的距離。

2.3 考核評價階段

在考核評價階段，采取在線考試的方式考查學生對虛擬仿真生產崗位操作過程的了解程度，采取實操考核的方式考查學生對實際生產設備的使用、生產崗位的標準操作、生產記錄的撰寫等的熟練程度。合理分配虛擬仿真與生產實操考核在考核評價體系中所占分值的權重，充分體現以生產實操為主、虛擬仿真為輔的考核評價目標。

3 教學效果評價與教學反思

對學生開展虛擬仿真與生產實操結合的藥物制劑綜合實訓教學效果滿意度調查，調查結果顯示，學生對虛實結合的綜合實訓普遍表示認可，學生能夠自主將虛擬仿真崗位生產與實際生產聯系起來，提高了學生對不同制劑生產崗位的認知能力，不僅有助于學生對各崗位生產操作的熟練掌握，同時，也使學生對生產設備的結構及使用、藥廠的綜合布局等有了更加深刻的理解。

然而，在虛實結合的實訓教學中也存在著一些不足：

（1）虛擬仿真實訓與實際生產實訓之間還存在著一定差距，如生產設備以及檢驗儀器的型號、所用的物料與文件、生產環境等的差異。

（2）虛擬仿真技術對某些過程和某些真實問題難以模擬，例如處方篩選、工藝優化等過程以及壓片崗位出現裂片或松片等質量問題時如何處理、制軟材崗位黏合劑的加入量如何控制等。

（3）現有虛擬仿真軟件的開發技術有待進一步提高，以最大限度地滿足藥品生產企業崗位生產與設備更新的要求。

此外，虛擬仿真技術的引入對教師信息化能力提出了更高的要求。

4 結語

將虛擬仿真與綜合實訓實踐教學進行了深度結合，圍繞教學目標、教學重難點以及多崗位之間的聯系開展虛實結合的綜合實訓教學研究，使學生全面了解制劑生產中各崗位操作過程，不僅有助于拓展實訓教學內容，讓學生在短時間內全面了解藥廠環境，激發學生的學習興趣，還能增強實訓的交互性，培養學生的自主學習和團隊協作能力，達到提高學生綜合實踐能力以及崗位認知能力、培養學生創新精神的目標。