中藥虛擬仿真系統(tǒng)在中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

張峰 岑娟

[摘? ? ? ? ? ?要]? 中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)是將中藥學(xué)專業(yè)知識，特別是實踐教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計到計算機軟件當(dāng)中的新型中藥學(xué)實驗實踐教學(xué)體系。中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)是中藥商品學(xué)課程的實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容。主要探討中藥虛擬仿真系統(tǒng)在中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)課程中的應(yīng)用情況，以便為中藥學(xué)專業(yè)教學(xué)工作提供參考。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 虛擬仿真系統(tǒng);中藥商品學(xué);實訓(xùn)教學(xué)

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）42-0018-02

中藥商品學(xué)是中藥學(xué)類專業(yè)課程之一。是研究中藥商品（包括藥材商品、飲片商品、中成藥商品）的外觀特征和藥用價值的專業(yè)性課程。該課程的主要研究內(nèi)容：真?zhèn)舞b別、采收加工、藥品流通、質(zhì)量管理。其中實驗教學(xué)也是中藥商品學(xué)的重要構(gòu)成部分，是中藥學(xué)專業(yè)學(xué)生掌握中藥商品質(zhì)量的重要途徑[1]。但是，部分實驗項目因成本過高，特別是需要見識大量不同規(guī)格等級的藥材商品，往往無法讓該專業(yè)學(xué)生進行實訓(xùn)。虛擬仿真平臺是以已有的電腦軟件為載體的一種現(xiàn)代教學(xué)體系。這種教學(xué)體系是由美國NI（National Instruments）公司于1986年第一次提出的[2]。該系統(tǒng)是指在計算機平臺上創(chuàng)立一個模擬的仿真實驗環(huán)境，將已有的實驗材料、儀器、條件或其他實驗設(shè)備設(shè)計到該系統(tǒng)中，利用軟件及自身操作環(huán)境替代各種現(xiàn)實的實驗操作，特別是各項實驗中的具體實施步驟及條件，從而模擬各種實驗項目。2014年，教育部下發(fā)了《關(guān)于開展國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》（高教司函[2013]94號），號召鼓勵國內(nèi)高等學(xué)校，特別是醫(yī)藥類高等院校建立虛擬仿真實驗平臺[3]。將中藥虛擬仿真系統(tǒng)運用在中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)教學(xué)中，可以彌補大量中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)內(nèi)容，增加學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的趣味性和主動性，提高學(xué)習(xí)該課程的學(xué)習(xí)效率。為了進一步探討中藥虛擬仿真系統(tǒng)在中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用效果，本文從中藥商品性實驗實訓(xùn)課程的現(xiàn)狀、中藥虛擬仿真系統(tǒng)在該實驗實訓(xùn)課程的應(yīng)用及期末的實驗實訓(xùn)考核三個方面分析了中藥虛擬仿真系統(tǒng)在該課程實驗實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用情況。

一、中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)課程的現(xiàn)狀

中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容符合實驗類型課程的特征，圍繞該課程中的理論學(xué)習(xí)內(nèi)容，并結(jié)合中藥商品質(zhì)量評價和質(zhì)量控制等技術(shù)要求開展相關(guān)實驗實訓(xùn)教學(xué)活動，該實驗實訓(xùn)課程的主要內(nèi)容有：中藥商品，主要包括藥材商品的市場檢查項目，如中藥中雜質(zhì)的檢查，藥材中水分的含量測定，以及藥材中總灰分和酸不溶性灰分的限量測定;通過對中藥商品的基原鑒別、粉末顯微鑒別、橫切顯微鑒別、性狀鑒別及理化鑒別等內(nèi)容的檢測，完成中藥商品的真?zhèn)舞b別;中藥商品質(zhì)量優(yōu)劣評價;中藥商品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的評價及制定等內(nèi)容。目前中藥商品學(xué)實踐教學(xué)內(nèi)容依舊使用傳統(tǒng)的普通實驗操作進行，多為驗證性實驗設(shè)計內(nèi)容，并以觀察檢測市售中藥商品為主。

二、中藥虛擬仿真系統(tǒng)在實踐教學(xué)中的應(yīng)用情況

在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，教師講授實驗項目內(nèi)容，由學(xué)生通過預(yù)習(xí)及理論課程學(xué)習(xí)，參照教材、參考文獻等資源來完成實驗操作前的學(xué)習(xí)，從而在實驗室完成教師教授的實驗內(nèi)容。中藥虛擬仿真系統(tǒng)通過建立計算機軟件平臺，建立局域網(wǎng)，并可同時連接互聯(lián)網(wǎng)，該平臺把中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)所需要的實驗室環(huán)境（溫度、濕度等條件）、實驗儀器設(shè)備、實驗條件、實驗原理以及實驗材料（包括試劑與藥材）等所有與實驗實訓(xùn)相關(guān)的內(nèi)容放入中藥虛擬仿真系統(tǒng)中，為學(xué)生展示和提供相關(guān)的虛擬實驗實訓(xùn)項目，學(xué)生以實驗參與人角色進入該虛擬仿真系統(tǒng)，可以完成相關(guān)實驗內(nèi)容。該過程可以在中藥虛擬仿真實驗中心完成，通過該局域網(wǎng)平臺，學(xué)生之間可以互相交流學(xué)習(xí)，教師也可進入系統(tǒng)進行指導(dǎo)。同時，學(xué)生在中心外也可通過互聯(lián)網(wǎng)（手機、PC客戶端）進入該中心完成相關(guān)實驗內(nèi)容的預(yù)習(xí)和作業(yè)內(nèi)容。通過中藥虛擬仿真系統(tǒng)，學(xué)生可學(xué)習(xí)中藥商品學(xué)所有實驗實訓(xùn)內(nèi)容，而且不用局限于特定時間和場地。通過該系統(tǒng)的應(yīng)用，學(xué)生可以更好地預(yù)習(xí)和掌握中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)項目的實驗原理、所需設(shè)備及實驗材料以及整個實驗操作過程，并可反復(fù)多次完成。

中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)課程會使用到各種大型儀器設(shè)備，由于很多大型儀器設(shè)備價格昂貴，大部分學(xué)校限于實驗設(shè)備的數(shù)量的影響，很難實現(xiàn)一人一臺的實驗條件來進行各項實驗操作，以及考慮到儀器有使用頻率的限制。此外有些實驗操作或項目會有一定的危險，某些實驗有毒試劑會對學(xué)生造成某些傷害。綜上考慮，如果使用中藥虛擬仿真系統(tǒng)來完成中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)內(nèi)容，完全可以避免以上問題，可以為學(xué)校免去很多不必要的麻煩。

此外，中藥虛擬仿真系統(tǒng)的最大優(yōu)勢是數(shù)據(jù)量（儀器、實驗材料、藥材藥品、實驗項目等）豐富，中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)中的內(nèi)容都可從該系統(tǒng)中調(diào)出使用，同時可根據(jù)新的實驗?zāi)康呐c要求添加“組裝”新的實驗實訓(xùn)內(nèi)容，這樣可以讓學(xué)生自主根據(jù)所學(xué)及教學(xué)要求，利用系統(tǒng)中的實驗場地、實驗儀器、實驗材料及實驗原理，自主設(shè)立創(chuàng)新型實驗和開放型實驗，從而使學(xué)生更能掌握中藥商品學(xué)實驗技能與原理，開發(fā)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新能力。

中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)需要見識大量不同產(chǎn)地、不同規(guī)格、不同等級的中藥商品，但想通過實物藥材商品，很難把所有材料湊齊，利用中藥虛擬仿真系統(tǒng)龐大的素材庫，可以讓學(xué)生更好地見識不同規(guī)格、不同等級及不同道地產(chǎn)區(qū)的中藥商品，讓學(xué)生更好地掌握不同規(guī)格等級中藥商品地劃分，區(qū)別認(rèn)識中藥商品的道地屬性。

中藥虛擬仿真系統(tǒng)中還有虛擬藥房，在此模塊中，學(xué)生可以通過3D模擬現(xiàn)實藥房，體驗不同角色（藥師、醫(yī)師、病人等）在虛擬藥房的經(jīng)歷。同時也可加入中國不同藥材集散地或全國性的中藥材市場作為實訓(xùn)觀摩場景，這些場景可以模擬全國各大中藥材集散地，讓學(xué)生有身臨其境的感覺，從而不用跑去實地參觀，這樣可以大大減輕實訓(xùn)成本。系統(tǒng)中還有中國十大道地產(chǎn)區(qū)的地圖劃分及代表中藥商品。這些系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以讓學(xué)生更實際更清晰地理解中藥商品的道地特色。

三、中藥虛擬仿真系統(tǒng)在實訓(xùn)考核中的應(yīng)用情況

中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)課程中的考核一直是實際教學(xué)中的難題。往往由于實驗條件的限制，很難實現(xiàn)每位同學(xué)的實驗實訓(xùn)考核，特別是教師無法一一對學(xué)生所有的實驗操作進行量化評價。此外，使用傳統(tǒng)方式對學(xué)生進行實驗教學(xué)實訓(xùn)考核，教師不能夠充分評價每位學(xué)生的實驗技能水平。使用中藥虛擬仿真系統(tǒng)完成中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)的考核可以幫助教師考查學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和操作技能。幫助教師對學(xué)生實驗實訓(xùn)進行量化考評。幫助教師隨時掌握學(xué)生的反饋信息。考核學(xué)生實驗實訓(xùn)的方法更為科學(xué)、合理和靈活。

實驗性學(xué)科一般很難對學(xué)生進行實驗技能的考核，特別是中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)更難實現(xiàn)。通過中藥虛擬仿真系統(tǒng)就能很好地實現(xiàn)對中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)進行考核，系統(tǒng)中有筆試和實際虛擬操作考核兩種形式。筆試是常規(guī)性的實驗實訓(xùn)技能理論與原理考核，教師可自主設(shè)置試題，也可利用題庫隨機組合試題。而虛擬操作考核，是讓學(xué)生通過系統(tǒng)來完成中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)中的具體操作，通過3D環(huán)境來讓學(xué)生選擇合適的儀器、試劑及材料來重現(xiàn)中藥商品學(xué)中的實驗實訓(xùn)內(nèi)容。教師在學(xué)生考核過程中可以通過系統(tǒng)中的監(jiān)考模式隨時觀察學(xué)生的考試情況，系統(tǒng)也會根據(jù)原理、操作規(guī)范、實驗結(jié)果等參數(shù)對學(xué)生的實驗實訓(xùn)考核給出量化分?jǐn)?shù)。系統(tǒng)也會對學(xué)生的考試成績進行分析和評估，給出學(xué)生的不足之處。從而讓學(xué)生更好地查漏補缺，讓自己掌握實驗實訓(xùn)技能。

四、小結(jié)

中藥虛擬仿真系統(tǒng)是目前中藥學(xué)類專業(yè)實驗實訓(xùn)教學(xué)中的新型教學(xué)手段，具有實用性、操作性及高效性等特征[4]。虛擬仿真系統(tǒng)可以實現(xiàn)各種復(fù)雜、成本較高的實驗項目。越來越多的高校都開始建設(shè)虛擬仿真教學(xué)實驗平臺，特別是中藥學(xué)專業(yè)。但是，中藥虛擬仿真系統(tǒng)與傳統(tǒng)的中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)內(nèi)容在真實性和體驗性還是存在一定的差異和不真實感，在教學(xué)質(zhì)量上不能完全用該系統(tǒng)體現(xiàn)出來。因此，在具體的實驗實訓(xùn)教學(xué)工作當(dāng)中，教師不能完全將實驗實訓(xùn)內(nèi)容用虛擬仿真系統(tǒng)所替代，應(yīng)將虛擬仿真實驗內(nèi)容與真實實驗實訓(xùn)操作項目進行有有機結(jié)合，從而充分利用各種教學(xué)資源，完成中藥商品學(xué)實驗實訓(xùn)的課程教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)中藥學(xué)專業(yè)人才所需的各種技能。

參考文獻：

[1]張貴君，王晶娟.中藥商品學(xué)的內(nèi)涵與教學(xué)模式[J].藥學(xué)教育，2010，26（3）：27-30.

[2]郭靜，劉曉燕，朱學(xué)江，等.虛擬仿真教學(xué)平臺在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2014，14（6）：498-500.

[3]劉亞豐，余龍江，盧群偉，等.教育信息化背景下虛擬仿真教學(xué)資源建設(shè)[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2018，16（2）：195-198.

[4]周上韻，張永，李婷，等.虛擬仿真實驗在中藥本科實驗教學(xué)中的利與弊[J].中醫(yī)藥管理雜志，2021，29（1）：18-20.

◎編輯 王亞青