虛擬仿真技術在“藥物制劑技術”理實一體化教學中的應用

摘"要：探討虛擬仿真輔助理實一體化教學方法在“藥物制劑技術”教學中的應用效果。以本校22級藥學9個小班為觀察組，2022級藥物制劑技術、藥品質量與安全、藥品經營與管理9個小班為對照組。對照組采用傳統講授教學方法進行教學，觀察組采用虛擬仿真輔助理實一體化教學方法。教學結束后對比兩組在課前、課中、課后的理論知識考核成績與實踐技能考核成績，以及教學效果得分，結果表明虛擬仿真輔助理實一體化教學方法能調動學生的學生興趣、降低學習難度，加深了學生對GMP車間和制劑設備的理解，顯著提升了教學效果。

關鍵詞：虛擬仿真；理實一體；藥物制劑技術

“藥物制劑技術”是我校藥學、藥品質量與安全、藥物制劑技術等藥學類專業的核心課程之一。該課程主要內容包括常見藥物劑型的含義、特點、質量要求、生產工藝和檢查方法，藥物制劑的準備過程、質量控制，常見輔料的應用、藥物制劑的穩定性與有效性等。主要任務是使學生樹立較強的GMP生產和管理意識，掌握常見制劑的準備過程和質量控制，熟悉常見劑型的主要特點、質量要求、生產工藝和檢查方法，了解藥物制劑新技術與新劑型的發展與應用，知道增加藥物穩定性和療效的一些措施，并初步培養學生對常見藥物制劑生產過程中出現問題的分析能力、解決能力，以及處方分析、工藝設計的初步能力。

1"當前理實一體教學的困境

“藥物制劑技術”涉及諸多藥品生產設備和崗位，是一門既注重理論基礎知識，又注重實際動手實踐技能的綜合性課程。為此，隨著教學條件的逐步改善和提升，國內許多院校已開始探索進行理實一體化教學［1］。此模式即理論實踐一體化的教學模式，突破以往理論與實踐相脫節的現象［2］，教學環節相對集中。它強調充分發揮教師的主導作用，通過設定教學任務和教學目標，讓師生雙方邊教、邊學、邊做，全程構建素質和技能培養框架，豐富課堂教學和實踐教學環節，提高教學質量。在整個教學環節中，理論和實踐交替進行，直觀和抽象交錯出現，沒有固定的先實后理或先理后實，而理中有實，實中有理，突出學生動手能力和專業技能的培養，充分調動和激發學生學習興趣［3］。

然而，因GMP對場地大小、生產周期、空氣凈化、消防水電等方面的要求和限制，許多崗位操作、設備操作等內容，如小容量注射劑的教學環節中，A級潔凈區因單次教學人數近90人，無法實現；水浴式滅菌柜需高溫高壓運行，存在極大的危險性；浸出制劑的教學環節中，多功能提取濃縮罐單次投料需百千克以上，耗時更是長達12小時以上，難以在有限的課堂教學中順利實施……以上諸多問題長期困擾著“藥物制劑技術”課程的理實一體化教學，導致目前仍然以傳統講授教學方式為主。

2"虛擬仿真輔助理實一體化教學的優勢

2.1"突破GMP和課堂對空間的限制

無須真實GMP場地，而是借助計算機等設備產生一個逼真的三維視覺、觸覺、嗅覺等多種感官體驗的虛擬世界，從而使處于虛擬世界中的人產生一種身臨其境的感覺。因而在教室中甚至網絡上直接使用計算機、手機等終端虛擬仿真代替實際操作，可以滿足大班多人同時教學。

2.2"簡化抽象知識，以3D沉浸形式直觀展示，安全易懂

“藥物制劑技術”理實一體化教學中使用到大量制藥設備，許多設備結構復雜、操作流程煩瑣、安全隱患大，比如多功能提取罐、旋轉壓片機、沸騰干燥機等，傳統的實訓教學中學生難以短時間內弄懂設備的結構組成。醇沉過程中存在大量有機溶劑，操作不善極易導致火災和爆炸，而虛擬仿真技術可將設備的3D內外部剖面動態展示出來。直觀形象通俗易懂。對于醇沉、粉碎、安瓿熔封等工藝環節則無燙傷、火災及爆炸隱患，避免了安全事故的發生［4］。

2.3"節省水電能、水源及原輔料消耗，無工業廢棄物產生

“藥物制劑技術”理實一體化教學中需進行真實投料操作，如中藥的提取，每個教學小組一次就需消耗原輔料100千克左右，全校藥學相關專業學生近千人，如均真實投料將導致教學成本數倍增加，而且產生大量固液廢棄物難以處理。同時，電能和水資源的消耗也相應成倍增加，設備的維護和管理也將需要更多的后勤保障。虛擬仿真技術則沒有困擾，所有教學過程均在數字化信息化中進行，無實體原輔料消耗［5］，也無工業廢棄物產生。

2.4"學習項目、進度可調可控，減少等待時間，提高學習效率。

許多藥品的生產工藝復雜，流程長，教學課時不允許完成完整流程。如提取液的濃縮，耗時長，冷凍干燥長達十幾小時甚至幾十小時。此外，許多新設備新技術沒有對應設備，學生無法學習和操作。借助虛擬仿真技術可按單元分項目、分環節進行針對性教學，進度控制系統還可加快或減慢時間進程，可短時間內完成耗時極長的操作和流程，大大提高了學習效率［6］。

3"虛擬仿真輔助理實一體化教學

3.1"教學分組

選取“清開靈泡騰片的制備”為實踐項目，開展片劑的理實一體化教學，授課時長為4課時（180分鐘）。本校2022級藥物制劑技術、藥學、藥品質量與安全、藥品經營與管理專業共有18個小班，為了更好地揭示虛擬仿真輔助理實一體化教學法與傳統講授教學法的教學效果差異，選取22級藥學9個小班為觀察組進行虛擬仿真輔助理實一體化教學法，選取2022級藥物制劑技術、藥品質量與安全、藥品經營與管理9個小班為對照組仍采用傳統講授教學法，

3.2"虛擬仿真軟件

“清開靈泡騰片的制備”虛擬仿真軟件選自實驗空間ilabx.com網絡平臺《通用型中藥制備工藝虛擬仿真實驗——清開靈泡騰片的制備》，如圖1所示。學生課前注冊后即可登錄使用。

3.3"教學流程與實施

（1）課前。在學習通教學平臺發布學習任務和思考題。①復習浸出方法和常用設備；②預習片劑的輔料和制備工藝流程；③登錄實驗空間ilabx.com，預習《通用型中藥制備工藝虛擬仿真實驗——清開靈泡騰片的制備》虛擬仿真軟件的使用方法。④制作匯報PPT，反饋預習結果。

（2）課中。完整教學流程如圖2所示。以清開靈泡騰片為載體，引入片劑。①隨機請同學上臺匯報課前預習任務和思考題；②講授片劑的定義、特點、分類、質量要求；③借助說明書和清開靈泡騰片實物樣品，剖析其處方組成，引出片劑常用輔料；④分組討論片劑制備工藝流程的種類并匯報清開靈泡騰片應采用哪種工藝流程；⑤各組登錄實驗空間ilabx.com，進入《通用型中藥制備工藝虛擬仿真實驗——清開靈泡騰片的制備》虛擬仿真項目，通過俯瞰藥廠實景了解固體制劑車間布局；⑥選用濕法制粒壓片工藝，選出此工藝中需使用的制劑設備；⑦按照工藝流程進行虛擬仿真實踐操作；⑧填寫GMP文件并清場；⑨拿出事先實驗室已制備好的清開靈泡騰片實物樣品，各組進行片重差異、硬度和脆碎度檢查，并填寫檢驗報告。

（3）課后。開展“藥物制劑綜合實訓”課程，學生分組進入校內生物制藥GMP實訓基地，練習搖擺制粒機和高速旋轉壓片機的安裝、拆卸、清潔和維護，并進行清開靈泡騰片的壓片操作。

3.4"評分標準

考核分為課前、課中、課后三分部，重點關注學生參與教學的積極性、主動性、規范性及團隊協作精神，設備的操作應正確熟練且規范，能一絲不茍地進行清潔清場，GMP意識與觀念強烈。

4"教學結果

兩組理論考核成績和技能考核成績的對比如表2所示，觀察組的理論考核成績與技能考核成績均高于對照組。兩組教學效果的對比如表3所示，觀察組的學習主動性、崗位熟練性規范性、GMP意識與觀念得分均高于對照組。

結語

理實一體化教學方法打破了以往理論與實踐相脫節的缺陷，師生雙方邊教、邊學、邊做，全程構建素質和技能培養框架，豐富課堂教學和實踐教學環節。在虛擬仿真技術的加持輔助下，克服了GMP對場地的限制，縮短了實踐操作周期，大大節省了原輔料、水電的消耗，3D圖像、視頻、動畫等資源降低了學習難度，提高了教學效率，顯著提升了教學質量。

參考文獻：

［1］魏小飛，張艷，張丹鳳.網絡理實一體化平臺在《護理學基礎》教學中的應用［J］.醫藥高職教育與現代護理，2019，2（2）：160162.

［2］唐楠，史素杰，張宏晨.理實一體化教學模式在基礎護理學課程中的應用研究［J］.衛生職業教育，2019，37（20）：8991.

［3］明星，張媛媛.基于“理實一體化”的整合性護理研究課程設計及教學效果評價［J］.循證護理，2020，6（4）：364368.

［4］黃曦悅，王婷婷，李冬冬，等.基于SPOC與虛擬仿真試驗混合式教學的探索與實踐——以“臨床微生物學檢驗技術”為例［J］.國際檢驗醫學雜志，2022，43（15）：19081911.

［4］黃曦悅，馮婧，閆志慧，等.虛擬仿真技術用于中藥調劑學實訓教學實踐［J］.中國藥業，2022，31（4）：2528.

基金項目：安徽省教育廳藥物制劑技術特色高水平專業（2022tsgsp041）；安徽省教育廳藥劑學一流核心課程（2023hxkc035）；校級質量工程項目（2022jpkcpyxm09）；安徽省教育廳藥物制劑技術專業結構優化調整與專業改造（2021zyyh029）；安徽省教育廳藥物制劑技術專業教學團隊（2021jxtd166）；安徽省教育廳中藥制劑技術（2021jpkc"091）；安徽省高等學校省級質量工程項目（2021jyxm0848）；安徽省高等學校省級質量工程項目（2021tszy037，2018"jyxm0230）；安徽省職業教育創新發展試驗區項目（WJRCPY036）

作者簡介：廖啟元（1979—"），男，碩士，副教授，研究方向：從事藥學教學與研究。