高職院校食品藥品類專業(yè)校內(nèi)虛擬仿真實訓教學基地建設(shè)研究與探討

賈國軍，王吉鴻，孟祥云，胡少青，趙鳳舞*

（1.蘭州職業(yè)技術(shù)學院，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省中醫(yī)院，甘肅 蘭州 730050）

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）年》和《國務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》的頒布與實施，推動了高等職業(yè)教育教學改革的進一步深入，為了提高學生的綜合實踐能力，各高等職業(yè)院校加強了具有符合專業(yè)特色的實驗實訓基地的建設(shè)，重點培養(yǎng)學生的動手操作能力[1-2]。近年來，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和職業(yè)教育觀念的轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)食品藥品類專業(yè)校內(nèi)實踐性教學基地的條件缺陷和不足越來越明顯，不能滿足大量的實踐教學需求，且在運行與管理上出現(xiàn)較多的問題[3]。因此，建設(shè)虛擬仿真實訓基地顯得十分必要，尤其是建設(shè)食品類和醫(yī)藥衛(wèi)生專業(yè)虛擬仿真實訓系統(tǒng)，對實踐實訓教學起著重要的輔助作用[4]。以我院為例，通過虛擬仿真實訓教學，有效解決了學生在實訓實習中的問題，提高了學生的綜合實踐能力，培養(yǎng)了高素質(zhì)復合型的食品藥品生產(chǎn)技術(shù)技能型人才。1食品藥品類專業(yè)校內(nèi)虛擬仿真實訓教學基地建設(shè)的必要性分析

1.1 符合國家政策的規(guī)劃和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的目標

近年來，隨著各級政府對食品和藥品生產(chǎn)行業(yè)的鼓勵與扶持力度的不斷加大，食品藥品生產(chǎn)企業(yè)如雨后春筍般出現(xiàn)，同時也加大了食品藥品產(chǎn)品質(zhì)量管理與污染物排放管理難度。面對這一系列問題，國家出臺了一系列食品藥品質(zhì)量標準和污染物排放標準來規(guī)范管理，保障人民的安全。根據(jù)國家食品藥品監(jiān)督管理總局公布的藥品產(chǎn)品質(zhì)量標準，國家對中藥材等產(chǎn)品的質(zhì)量進行了嚴格規(guī)定，同時根據(jù)環(huán)保部公布的藥品行業(yè)污染物排放標準，國家對醫(yī)藥等行業(yè)的污染物排放進行了嚴格控制。甘肅省作為全國中藥材生產(chǎn)大省，各級政府對藥品生產(chǎn)質(zhì)量和排污問題進行了嚴格規(guī)范。無論是從國家政策還是從區(qū)域管理角度來看，未來對于藥品生產(chǎn)加工的管理會更加嚴格。因此，未來全國和我省將需要大量具備食品藥品生產(chǎn)技術(shù)的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。為了使專業(yè)與行業(yè)無縫對接，提高學生的職業(yè)技能，我們需要建立虛擬仿真實訓基地，以完成相關(guān)專業(yè)（群）的實訓實習教學任務(wù)。

1.2 滿足專業(yè)發(fā)展的需要和優(yōu)化校內(nèi)實訓條件

我院作為蘭州市食品藥品行業(yè)人才培養(yǎng)基地，一直以來將生物產(chǎn)品質(zhì)量與污染物安全排放工作貫穿于各專業(yè)教學始終，開設(shè)了制藥設(shè)備及技術(shù)、食品發(fā)酵工藝技術(shù)、生物制藥工藝學、食品加工技術(shù)、藥劑學等相關(guān)專業(yè)課程。目前，我院食品藥品類專業(yè)雖然擁有較先進的實踐實訓教學環(huán)境和硬件條件，但部分綜合性實驗實訓課程仍不能有效開展，具體原因有以下3個方面：（1）實訓中存在安全隱患。食品加工和藥品生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)課程教學中設(shè)置了很多綜合性實驗實訓。首先，實體儀器設(shè)備本身體積龐大、占用空間，而實驗實訓室面積有限，再加上教師和幾十位學生同處一室的情況，容易在實訓教學過程中產(chǎn)生危險。其次，食品藥品生產(chǎn)發(fā)酵過程及分析檢測中用的部分化學試劑有一定的危險性。因此，通過虛擬仿真實訓基地的建設(shè)，不僅讓學生在計算機模擬軟件上有效掌握各工藝的原理及操作流程和操作注意事項，同時，避免大型生產(chǎn)設(shè)備（如發(fā)酵罐）及儀器設(shè)備（如氣相色譜使用中用的氫氣）使用中的風險，提高了實驗實訓的安全性。（2）現(xiàn)有實訓儀器設(shè)備數(shù)量的不足和學生的綜合實踐能力較差。隨著我院食品與藥品專業(yè)招生人數(shù)的不斷增加，原有儀器設(shè)備數(shù)量明顯不能滿足學生實驗和實訓，且這些儀器設(shè)備只能進行部分課程的基礎(chǔ)實驗教學，綜合實驗和實訓無法正常開展。專業(yè)課和核心課程中的實驗實訓主要靠演示實驗和視頻教學的方式來完成，無法培養(yǎng)學生的動手能力和綜合實踐能力。并且在國家、省市級的職業(yè)院校技能大賽參賽中，由于缺乏相應(yīng)儀器設(shè)備，給教師的指導和參賽選手學習、訓練帶來一定的困難。通過虛擬仿真實訓基地的建設(shè)，將提供一個模擬生產(chǎn)及工藝的操作環(huán)境，學生在不同場景中操作練習，做到工學結(jié)合，培養(yǎng)符合食品和制藥產(chǎn)業(yè)要求的實用型人才，并且學生在校期間學到的技能，在以后的頂崗實習和工作崗位上可以直接應(yīng)用。（3）實訓成本較高和資金相對短缺。由于食品藥品專業(yè)工藝實訓中所用原料太多，化學試劑昂貴，且耗時長，很多實驗實訓材料在使用過后無法進行二次利用，造成大量的資源浪費及環(huán)境污染[4]。因此，通過建設(shè)虛擬仿真實訓基地，能達到一次投入常年受益的效果。

1.3 提高專業(yè)教師教學和科研水平，增強服務(wù)社會的能力

通過虛擬仿真實訓基地的建設(shè)，不僅滿足了日常教學和專業(yè)發(fā)展的需要，進一步深化教學過程與生產(chǎn)過程的對接，實現(xiàn)學歷證書與職業(yè)資格證書對接，還可對現(xiàn)有工藝進行研究與完善，促進“產(chǎn)、學、研”協(xié)同發(fā)展[5]，相關(guān)工藝改進成果可以申報專利，相關(guān)產(chǎn)品可以投放市場，在產(chǎn)生經(jīng)濟價值的同時，提升科研人員的科研水平。同時為區(qū)域經(jīng)濟的提升做好有力保障，對周邊職業(yè)院校學生的實習、實訓及社會人員培訓提供優(yōu)質(zhì)的可共享資源，并且為與食品藥品相關(guān)企業(yè)進行深度合作提供了良好的基礎(chǔ)條件。

2 食品藥品類專業(yè)校內(nèi)虛擬仿真實訓教學基地建設(shè)的內(nèi)容

2.1 建設(shè)的現(xiàn)有基礎(chǔ)

在“環(huán)境與健康”發(fā)展背景下，我院緊跟生物產(chǎn)業(yè)，瞄準甘肅省“十三五”規(guī)劃的發(fā)展方向，以市場需求為導向，實施校企合作。實驗實訓基地建設(shè)以技術(shù)先進、功能齊全、適度超前為原則，以“理、實、虛”一體化為目標，實現(xiàn)“教、學、做、創(chuàng)、訓、研”的功能。食品藥品專業(yè)現(xiàn)有藥劑實訓室、藥物制劑實訓室、藥物提取實訓室、分析化學實訓室、基礎(chǔ)化學實訓室、理化檢測室、化學藥品室、微生物實驗室、酸奶生產(chǎn)線、果酒生產(chǎn)線、啤酒生產(chǎn)線、膨化食品生產(chǎn)線各一條，有力保證了實驗實訓教學的需要。

在實訓課程建設(shè)方面，從2012年起，我院食品藥品專業(yè)（群）已對人才培養(yǎng)方案進行了多次制訂和修訂，建立了較為完整、合理和有效的課程體系。已建設(shè)藥劑學、藥理學、食品分析與檢驗、發(fā)酵食品加工技術(shù)、釀造工藝學、生物制藥工藝學、食品營養(yǎng)與衛(wèi)生和生物藥物檢測技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)課程。涉及教學資源庫，包括教案、演示文稿、課后習題、試題庫和文獻資料等資源達1 200個以上。在校企合作與校外實習實訓方面，與浙江海正藥業(yè)有限公司、內(nèi)蒙古聯(lián)邦藥業(yè)有限公司、江西兄弟藥業(yè)有限公司、甘肅眾友健康醫(yī)藥有限公司、江蘇斯威森生物醫(yī)藥工程研究中心有限公司、蘭州市肺科醫(yī)院、北京旺旺集團、白銀今日陽光生態(tài)農(nóng)牧有限責任公司、甘肅省農(nóng)業(yè)科學院生物技術(shù)研究所、甘肅金橋食品有限責任公司等建立校外實習基地。

2.2 建設(shè)的思路

根據(jù)食品和藥品生產(chǎn)管理與質(zhì)量控制的各崗位要求，虛擬仿真實訓基地的設(shè)計和建設(shè)可以通過和區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)水平處于前列的食品藥品企業(yè)進行校企合作，體現(xiàn)真實性和仿真性，實訓過程中的案例要來自相關(guān)企業(yè)和公司的真實案例，基地環(huán)境和管理制度要仿真企業(yè)真實的工作場景和管理制度[6]，按照理念上超前于企業(yè)，標準上接軌于企業(yè)的原則，在原有實驗室的基礎(chǔ)上，購置先進的儀器設(shè)備，使學校儀器設(shè)備的更新與企業(yè)同步，重點建設(shè)化學合成半實物先進仿真實訓室、生物柔性發(fā)酵仿真實訓室、藥物生產(chǎn)技術(shù)實訓中心及食品藥品分析與檢測實訓室，解決實訓基地難以與真實的食品藥品生產(chǎn)環(huán)境一致的問題，以滿足校內(nèi)實踐教學的需要，更好地發(fā)揮學生實訓、技術(shù)服務(wù)、技術(shù)培訓和職業(yè)技能鑒定的作用。

2.3 建設(shè)的具體措施與方案

2.3.1 建設(shè)的具體內(nèi)容 整個虛擬仿真實訓過程要根據(jù)食品和醫(yī)藥企業(yè)的實際工作過程來設(shè)置工作任務(wù)，并不斷更新、變化新的內(nèi)容和模式。每一個實訓項目要按照企業(yè)的崗位操作標準和對食品藥品人才的需求進行精心設(shè)計，并在教學過程中不斷地修改和完善[7]。根據(jù)現(xiàn)有的實驗設(shè)施和設(shè)備，設(shè)計預期可以開展實踐內(nèi)容，比如：青霉素發(fā)酵仿真實訓、畢赤酵母菌發(fā)酵仿真實訓、大腸桿菌發(fā)酵仿真實訓、發(fā)酵故障處理仿真實訓、藥品生產(chǎn)管理規(guī)范（GMP）仿真實訓（包括空氣凈化和調(diào)節(jié)設(shè)備、換熱設(shè)備、非均相分離設(shè)備、制水設(shè)備、片劑生產(chǎn)、膠囊劑生產(chǎn)、丸劑生產(chǎn)、水針劑、輸液劑、粉針劑、凍干制劑生產(chǎn)設(shè)備等）、標準操作規(guī)范（SOP）仿真實訓、縮合反應(yīng)仿真實訓、精制工段仿真實訓、溶劑回收仿真實訓、清場仿真實訓、反應(yīng)釜事故處理仿真實訓、冷卻水停水事故仿真實訓、各管路堵塞事故仿真實訓、致病菌的生化及分子生物學鑒定仿真實訓、氣質(zhì)聯(lián)用檢測食品中有機磷農(nóng)藥殘留仿真實訓等[8]。在整體布局建設(shè)中，要以“集教學、科研、技能培訓和考核為一體”為目標，再配備相應(yīng)的設(shè)施，比如：好氧發(fā)酵柔性裝置、虛擬現(xiàn)實圖形工作站、高性能圖像校正融合播放一體機、投影機、立體眼鏡發(fā)射器、主控臺、化學制藥仿真軟件、美羅培南生產(chǎn)3D虛擬現(xiàn)實仿真軟件V1.0、教師指令站軟件、食品營養(yǎng)、藥品與安全檢測仿真軟件V1.0、焙烤食品加工3D仿真軟件、乳制品生產(chǎn)廠3D虛擬現(xiàn)實仿真軟件等。

2.3.2 師資隊伍建設(shè) 虛擬仿真實訓教學系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展，離不開高素質(zhì)高技能人才隊伍的支撐。教師的教學理念和教學能力達到較高的水平是虛擬仿真實訓教學系統(tǒng)得到科學、合理設(shè)計和有效使用的先決條件。但目前高職院校教學人才隊伍力量薄弱，缺乏精通虛擬仿真實訓教學的專業(yè)性人才。既具有食品藥品企業(yè)生產(chǎn)與管理技能，又具有教育教學經(jīng)驗的“雙師”教師相對缺乏，導致在實踐教學過程中理論知識與實踐知識脫節(jié)，學生學習的積極性不高[9]。高職院?？膳c企業(yè)合作進行虛擬仿真實訓教學人才隊伍的建設(shè)，聯(lián)合培養(yǎng)虛擬仿真教學軟件開發(fā)和設(shè)計人才[3]。開發(fā)虛擬仿真教學軟件，著重要突出虛擬仿真實訓教學內(nèi)涵體系建設(shè)。一是采取從企業(yè)中選聘工程師、技師、管理人員到學校經(jīng)過教學業(yè)務(wù)培訓后擔任實習實訓教師；二是鼓勵教師參加職業(yè)技能培訓并取得相關(guān)職業(yè)資格等級證書；三是落實教師定期實踐輪訓制度，強化校企合作辦學，使專業(yè)課教師更好地掌握企業(yè)生產(chǎn)過程和組織過程，有計劃地安排專業(yè)教師到對口企業(yè)進行實踐鍛煉。

2.3.3 實訓基地管理制度及環(huán)境文化氛圍建設(shè) 虛擬仿真實訓基地在運行上，要根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案，結(jié)合生產(chǎn)實踐設(shè)置相應(yīng)的實驗實訓項目[10]，建立明確的實訓指導和評分機制，課程實驗和實訓采用預約制。課余時間專業(yè)教師進行學習和強化自身專業(yè)技能，同時輔導學生。管理上要建立明晰的管理標準和檔案，明確實訓基地管理人員的工作目標和職責，規(guī)范設(shè)備管理和使用制度，相關(guān)內(nèi)容要上墻；做好實驗實訓耗材臺賬和登記，定期巡查，確保設(shè)備的完好性，同時聘用勤工助學的學生協(xié)助管理。

實訓基地環(huán)境文化氛圍建設(shè)方面，要注重細節(jié)，根據(jù)虛擬仿真實訓和食品藥品學科特點，將制度文化、專業(yè)文化、企業(yè)文化、創(chuàng)新文化和安全文化等融入虛擬仿真教學中心文化建設(shè)中，體現(xiàn)人文關(guān)懷?？梢栽诖髲d、走廊的墻壁上張貼一些有關(guān)食品和藥品生產(chǎn)方面的名人名言、先進人物的事跡、往屆優(yōu)秀畢業(yè)生事跡等，加強實驗基地文化建設(shè)，激勵學生積極向上、認真學習，營造“大健康”人文環(huán)境。讓學生在開展實驗實訓操作的過程中，受到潛移默化的熏陶和影響[11]。

3 食品藥品類專業(yè)校內(nèi)虛擬仿真實訓教學基地建設(shè)的應(yīng)用效果

我院食品藥品專業(yè)虛擬仿真實訓基地自建成后，不論在專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)模式改革、師資隊伍建設(shè)上，還是學生的實驗實訓實操能力上，都有很大程度的改善和提高，對專業(yè)和專業(yè)群的發(fā)展起到積極的推動作用。

3.1 承擔學生的校內(nèi)實訓

自虛擬仿真實訓基地建成后，涉及食品藥品行業(yè)無法在學校實際開展的大型的、綜合性實驗，學生通過實訓，充分認知和掌握相關(guān)工藝原理和技術(shù)，做到了“學有所得、學有所用”。

3.2 突出辦學特色，培養(yǎng)高素質(zhì)、技術(shù)技能型人才

學生依托虛擬仿真實訓基地，對食品藥品生產(chǎn)工藝進行學習。運用“教、學、做”一體化的教學理念，將實訓基地按照認知、操作和管理3個層面來設(shè)計實訓內(nèi)容、范圍和崗位職責。認知層面的實訓重點是營造相應(yīng)崗位的職業(yè)場景，學生有一種身臨其境的感覺；操作層面的重點是相應(yīng)崗位的運行控制和設(shè)備操作；管理層面的重點是學生以“工人”的身份，參與企業(yè)的運行管理，培養(yǎng)綜合職業(yè)素質(zhì)和責任感。通過相關(guān)培訓，不僅有利于學生的就業(yè)和創(chuàng)業(yè)，而且有利于突出辦學特色，更好地服務(wù)于地方和社會。

3.3 提升師資隊伍綜合水平，培養(yǎng)“雙師型”教師

專業(yè)教師依托虛擬仿真實訓基地，進行了相關(guān)課題研究、工藝設(shè)計，提高了自身的實踐能力，為教師參與企業(yè)實踐進一步提升業(yè)務(wù)水平奠定了基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

高職院校食品藥品類專業(yè)課程普遍具有實踐性強、對學生動手操作能力要求高等特點，加強實訓教學具有至關(guān)重要的作用。隨著仿真技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬仿真實訓基地的作用將越來越重要，我們必須重視虛擬仿真實訓基地建設(shè)，加強仿真實訓教學[12]。從實踐教學最新發(fā)展趨勢來看，開展虛擬仿真實訓基地建設(shè)是新時期高職院校人才培養(yǎng)的重要任務(wù)，也是高職院校未來實踐教學發(fā)展的必然趨勢[13]。在高職院校實訓教學中引入虛擬仿真技術(shù)，不僅能夠降低教學成本，降低實驗設(shè)備的損壞率，還能以其自由、開放的特性，促進學生實驗實訓積極性和創(chuàng)造性的培養(yǎng)，顯著提高了實訓教學效果[4]。同時也要認識到，虛擬仿真實訓并不能完全替代真實實訓，通過仿真實訓與傳統(tǒng)實訓虛實互補、有機結(jié)合，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，才能加強學生基本技能的訓練，提高學生的動手能力[14]，培養(yǎng)出具有較高動手能力的食品藥品行業(yè)的應(yīng)用型人才，為其將來走上工作崗位打下堅實的基礎(chǔ)。