制藥工程專業(yè)虛擬仿真實踐平臺的建設(shè)模式初探

曹君 劉敏 鄭輝

【摘要】制藥工程專業(yè)的生產(chǎn)實踐教學訓練對于學生培養(yǎng)具有重要意義。本文提出了“虛實結(jié)合-隨即應答”的建設(shè)模式，可有效提升制藥工程專業(yè)實踐教學質(zhì)量，培養(yǎng)復合型人才。

【關(guān)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(fā)展規(guī)劃（2011-2020）》明確提出要“以教育信息化帶動教育現(xiàn)代化，破解制約我國教育發(fā)展的難題，促進教育的創(chuàng)新與變革”。教育部高教司隨即發(fā)文從國家政策上開始對虛擬仿真技術(shù)發(fā)展在實踐教學方面提供支持。[1]制藥工業(yè)作為各種高新技術(shù)集聚的領(lǐng)域。不同程度地存在工程技術(shù)人才缺乏的問題。探索一種適應現(xiàn)有制藥工程專業(yè)特點的虛擬仿真實踐模式，用于專業(yè)人才的培養(yǎng)，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(yè)的實踐環(huán)節(jié)是通過校內(nèi)與校外企業(yè)共建實踐教學基地的模式來培養(yǎng)人才的。該實踐教學模式具有一定的局限性，主要是因為現(xiàn)代制藥工程技術(shù)發(fā)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(yè)各核心單元操作和設(shè)備的理解與掌握出現(xiàn)偏差。此外，現(xiàn)代制藥裝備日益復雜，自動化、集成化程度越來越高，校內(nèi)的實訓設(shè)備很難跟上時代的發(fā)展。

藥物阿司匹林作為該行業(yè)經(jīng)典藥物之一，其生產(chǎn)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(chǎn)實訓作為制藥工程專業(yè)的實踐教學平臺，可系統(tǒng)的訓練制藥工程專業(yè)學生的綜合素質(zhì)，提升制藥工程專業(yè)人才培養(yǎng)水平。為此，我校添置了一套阿司匹林生產(chǎn)實踐實訓平臺，用于制藥工程專業(yè)學生的生產(chǎn)實訓。在實際教學發(fā)現(xiàn)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(xiàn)有的實驗硬件顯然無法滿足。針對目前制藥工程專業(yè)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(yè)的實踐教學而言，建設(shè)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(shè)模式初探

結(jié)合我校的實際教學運行情況，在建設(shè)過程中，初步探索采用“虛實結(jié)合-隨即應答”的模式進行實踐教學，發(fā)現(xiàn)教學效果明顯。

1.虛實結(jié)合：現(xiàn)有的阿司匹林生產(chǎn)實訓平臺實已經(jīng)運行了多年，積累了較豐富的教學經(jīng)驗。結(jié)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(xù)實驗中做到“虛實結(jié)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(huán)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(shè)計體現(xiàn)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(shè)的制藥工程專業(yè)虛擬仿真生產(chǎn)實訓平臺不是通常的展示平臺，是建設(shè)成隨即應答的虛擬仿真系統(tǒng)，即對學生在操作過程中出現(xiàn)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(shè)計的自動應答反饋系統(tǒng)。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(tǒng)獨有的特色。通過設(shè)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(shè)的制藥工程專業(yè)虛擬仿真實踐教學模式，在運行中，使制藥工程專業(yè)學生必須完成的實踐實訓環(huán)節(jié)，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(yè)學生的培養(yǎng)質(zhì)量和綜合能力。

三、結(jié)語

制藥工程作為傳統(tǒng)的行業(yè)，其自身在現(xiàn)有新技術(shù)迅速發(fā)展的前提下，發(fā)生著日新月異的變化，其人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高是決定該行業(yè)能否適應將來社會發(fā)展的基礎(chǔ)。虛擬仿真作為現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物之一，有著傳統(tǒng)實踐教學無法具有的優(yōu)勢。針對制藥工程專業(yè)實踐教學中存在的問題，結(jié)合現(xiàn)有實體實踐平臺的實際情況，提出了“虛實結(jié)合-隨即應答”的建設(shè)模式。該模式可較好地促進制藥工程專業(yè)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(xiàn)代制藥行業(yè)對人才的需求。

參考文獻：

[1]黃宇琪，陳章寶，胡昌華. 虛實結(jié)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(yè)相關(guān)課程的教學和教改工作。