虛擬仿真在藥物制劑綜合實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用研究

王莉楠，孟 佳，張 宇

（遼寧醫(yī)藥職業(yè)學(xué)院，遼寧 沈陽 110101）

藥物制劑綜合實(shí)訓(xùn)是高職藥物制劑技術(shù)專業(yè)一門重要的專業(yè)核心實(shí)踐課程，該課程涉及藥物制劑生產(chǎn)與檢驗(yàn)的多個(gè)崗位，學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)，自主設(shè)計(jì)制劑處方和生產(chǎn)工藝，分工協(xié)作完成制劑的崗位生產(chǎn)與檢驗(yàn)的全過程，有助于學(xué)生熟練掌握制劑生產(chǎn)的崗位標(biāo)準(zhǔn)操作，提高學(xué)生的崗位意識(shí)和責(zé)任意識(shí)，提升學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，為學(xué)生畢業(yè)后從事藥物制劑的生產(chǎn)與檢驗(yàn)等工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

目前，我校已建成的高職藥物制劑生產(chǎn)型實(shí)訓(xùn)基地能夠滿足藥物制劑綜合實(shí)訓(xùn)課程的實(shí)踐教學(xué)要求。然而，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中仍然存在一些問題：

一方面，由于實(shí)訓(xùn)涉及的崗位多，設(shè)備復(fù)雜，設(shè)備體積較大，投料量大，實(shí)訓(xùn)成本較高，實(shí)訓(xùn)耗時(shí)長(zhǎng)，學(xué)生只能分組完成實(shí)訓(xùn)，設(shè)備使用的次數(shù)受限，導(dǎo)致學(xué)生的參與度不高；另一方面，由于實(shí)訓(xùn)涉及的崗位復(fù)雜，學(xué)生不能進(jìn)入藥廠生產(chǎn)車間中實(shí)際體驗(yàn)制劑生產(chǎn)中不同崗位的操作過程，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中崗位認(rèn)知不足，學(xué)習(xí)的積極性不高，部分學(xué)生崗位意識(shí)淡薄，崗位職責(zé)不明確，出現(xiàn)崗位生產(chǎn)前檢查和生產(chǎn)后清場(chǎng)不徹底、崗位生產(chǎn)操作不標(biāo)準(zhǔn)、崗位生產(chǎn)中儀器設(shè)備的使用不規(guī)范等情況。

針對(duì)實(shí)訓(xùn)中存在的問題，本文嘗試將虛擬仿真技術(shù)引入綜合實(shí)訓(xùn)的教學(xué)過程中，將虛擬仿真與生產(chǎn)實(shí)操有機(jī)結(jié)合，為綜合實(shí)訓(xùn)類課程的教學(xué)改革提供一些科學(xué)化的建議。

1 虛擬仿真技術(shù)在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

虛擬仿真技術(shù)是指在教學(xué)過程中，依托虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)手段，構(gòu)建一個(gè)高度逼真可視化的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，進(jìn)而開展實(shí)驗(yàn)操作的新型教學(xué)方式[1]。虛擬仿真可以創(chuàng)建各種形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)場(chǎng)景，供學(xué)生完成多種類型的實(shí)驗(yàn)，達(dá)到優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量等目的[2]。目前，虛擬仿真技術(shù)被逐漸應(yīng)用于藥學(xué)、藥劑學(xué)、藥物制劑技術(shù)、中藥制藥以及生物制藥等課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)中并展現(xiàn)出諸多優(yōu)勢(shì)。

1.1 虛擬仿真使實(shí)訓(xùn)內(nèi)容更加生動(dòng)形象

在傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，學(xué)生按照崗位標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程、設(shè)備使用標(biāo)準(zhǔn)操作程序等文件完成崗位生產(chǎn)，文件中的內(nèi)容相對(duì)比較抽象枯燥，將虛擬仿真技術(shù)引入實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，將實(shí)訓(xùn)內(nèi)容以虛擬仿真動(dòng)畫的形式生動(dòng)、形象地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)生產(chǎn)生身臨其境的感覺，極大程度地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[3]，加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

1.2 虛擬仿真使實(shí)訓(xùn)方式更靈活多樣

虛擬仿真技術(shù)打破了實(shí)訓(xùn)時(shí)間、空間的限制，學(xué)生可在虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上隨時(shí)隨地操作虛擬儀器設(shè)備，在虛擬場(chǎng)景中完成不同崗位的生產(chǎn)與檢驗(yàn)工作，很大程度上緩解了由于實(shí)訓(xùn)設(shè)備數(shù)量有限、實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地空間有限、實(shí)訓(xùn)學(xué)時(shí)有限等所造成的實(shí)訓(xùn)方式單一、不靈活的情況，虛實(shí)互補(bǔ)拓展了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的方式方法[4]。

1.3 虛擬仿真使學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性得到了極大提高

虛擬仿真打破了地域的限制，學(xué)生可以身臨其境地在虛擬車間內(nèi)完成各崗位的虛擬生產(chǎn)操作，一人一機(jī)充分訓(xùn)練[5]，從而加深了對(duì)崗位生產(chǎn)的認(rèn)識(shí)，教師適時(shí)地發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，開展虛擬仿真實(shí)訓(xùn)考核、組織互動(dòng)交流以及在線答疑等學(xué)習(xí)活動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，使每一名學(xué)生都高度參與到虛擬崗位生產(chǎn)的學(xué)習(xí)中來，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

1.4 虛擬仿真有助于深化崗位意識(shí)、提高崗位認(rèn)知水平

在傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的基礎(chǔ)上引入多崗位結(jié)合的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)，讓學(xué)生短時(shí)間內(nèi)全面了解藥廠環(huán)境[6]，有助于深化學(xué)生的崗位意識(shí)，明確崗位職責(zé)，提高崗位認(rèn)知水平，使學(xué)生在虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中自覺按照各崗位標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程完成領(lǐng)料、生產(chǎn)前檢查、崗位生產(chǎn)加工、物料周轉(zhuǎn)、崗位清場(chǎng)以及文件撰寫等工作，為學(xué)生下一步進(jìn)入實(shí)訓(xùn)車間完成各崗位的實(shí)際生產(chǎn)工作打下了良好的基礎(chǔ)。

1.5 虛擬仿真有效降低了實(shí)訓(xùn)成本

虛擬仿真技術(shù)中所用的虛擬仿真設(shè)備可反復(fù)使用，各虛擬崗位不用真實(shí)投料就可反復(fù)生產(chǎn)，學(xué)生在熟練完成各虛擬崗位的生產(chǎn)操作后，再進(jìn)入實(shí)訓(xùn)車間進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)時(shí)，已經(jīng)對(duì)各崗位的標(biāo)準(zhǔn)操作以及設(shè)備的使用有了充分的了解，可有效地提高學(xué)生的崗位生產(chǎn)效率，避免不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生，有效降低了實(shí)訓(xùn)成本。

2 虛擬仿真在藥物制劑綜合實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用

根據(jù)目前綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的不足以及虛擬仿真在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)，本文將虛擬仿真技術(shù)與綜合實(shí)訓(xùn)進(jìn)行深度融合，提出了虛擬仿真與生產(chǎn)實(shí)操相結(jié)合的綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，并將該教學(xué)模式應(yīng)用于藥物制劑技術(shù)專業(yè)的綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)中。該教學(xué)模式主要包括課前虛擬仿真實(shí)訓(xùn)、課中生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)、考核評(píng)價(jià)3個(gè)階段。

2.1 課前虛擬仿真實(shí)訓(xùn)階段

在課前，學(xué)生利用虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，以第一視角進(jìn)入虛擬固體制劑生產(chǎn)車間，按照各崗位標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程身臨其境地參與口服固體制劑生產(chǎn)過程中各個(gè)虛擬生產(chǎn)崗位的操作過程，包括領(lǐng)取文件、更衣、進(jìn)入各虛擬生產(chǎn)崗位進(jìn)行生產(chǎn)前檢查并填寫生產(chǎn)前記錄、從中間站領(lǐng)取物料并填寫出站記錄、進(jìn)行各崗位生產(chǎn)加工并填寫生產(chǎn)記錄、生產(chǎn)結(jié)束后進(jìn)行物料轉(zhuǎn)移、崗位清場(chǎng)并填寫清場(chǎng)記錄等。通過各生產(chǎn)崗位的虛擬仿真練習(xí)，學(xué)生對(duì)各生產(chǎn)崗位的認(rèn)知更加深刻和全面。虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)除對(duì)崗位操作進(jìn)行練習(xí)外，還將大型生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理等以動(dòng)畫等形式最大限度地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，拉近了理論與實(shí)踐之間的距離。

2.2 課中生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)階段

在課中生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)階段，學(xué)生在藥物制劑GMP實(shí)訓(xùn)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(chǎn)車間中各崗位的操作過程，學(xué)生自主進(jìn)行崗位分配，不同學(xué)生扮演不同崗位的操作工，通過實(shí)際使用各崗位的生產(chǎn)設(shè)備完成各崗位的操作過程并填寫相應(yīng)記錄，將實(shí)際生產(chǎn)過程中的中間產(chǎn)品如顆粒劑、片劑等送至中間站，由扮演中間站管理員的學(xué)生與扮演崗位操作工的學(xué)生完成中間產(chǎn)品的核對(duì)后，分別在進(jìn)站記錄上簽字，授課教師扮演質(zhì)量管理員，對(duì)生產(chǎn)及清場(chǎng)過程進(jìn)行檢查并發(fā)放清場(chǎng)合格證，負(fù)責(zé)中間品檢驗(yàn)的學(xué)生扮演質(zhì)量控制員，將中間品取樣后進(jìn)行檢驗(yàn)。學(xué)生在整個(gè)實(shí)操過程中體驗(yàn)不同的崗位角色，極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，拉近實(shí)踐教學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)之間的距離。

2.3 考核評(píng)價(jià)階段

在考核評(píng)價(jià)階段，采取在線考試的方式考查學(xué)生對(duì)虛擬仿真生產(chǎn)崗位操作過程的了解程度，采取實(shí)操考核的方式考查學(xué)生對(duì)實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備的使用、生產(chǎn)崗位的標(biāo)準(zhǔn)操作、生產(chǎn)記錄的撰寫等的熟練程度。合理分配虛擬仿真與生產(chǎn)實(shí)操考核在考核評(píng)價(jià)體系中所占分值的權(quán)重，充分體現(xiàn)以生產(chǎn)實(shí)操為主、虛擬仿真為輔的考核評(píng)價(jià)目標(biāo)。

3 教學(xué)效果評(píng)價(jià)與教學(xué)反思

對(duì)學(xué)生開展虛擬仿真與生產(chǎn)實(shí)操結(jié)合的藥物制劑綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果滿意度調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示，學(xué)生對(duì)虛實(shí)結(jié)合的綜合實(shí)訓(xùn)普遍表示認(rèn)可，學(xué)生能夠自主將虛擬仿真崗位生產(chǎn)與實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系起來，提高了學(xué)生對(duì)不同制劑生產(chǎn)崗位的認(rèn)知能力，不僅有助于學(xué)生對(duì)各崗位生產(chǎn)操作的熟練掌握，同時(shí)，也使學(xué)生對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)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(shí)結(jié)合的實(shí)訓(xùn)教學(xué)中也存在著一些不足：

（1）虛擬仿真實(shí)訓(xùn)與實(shí)際生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)之間還存在著一定差距，如生產(chǎn)設(shè)備以及檢驗(yàn)儀器的型號(hào)、所用的物料與文件、生產(chǎn)環(huán)境等的差異。

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

（3）現(xiàn)有虛擬仿真軟件的開發(fā)技術(shù)有待進(jìn)一步提高，以最大限度地滿足藥品生產(chǎn)企業(yè)崗位生產(chǎn)與設(shè)備更新的要求。

此外，虛擬仿真技術(shù)的引入對(duì)教師信息化能力提出了更高的要求。

4 結(jié)語

將虛擬仿真與綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了深度結(jié)合，圍繞教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點(diǎn)以及多崗位之間的聯(lián)系開展虛實(shí)結(jié)合的綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)研究，使學(xué)生全面了解制劑生產(chǎn)中各崗位操作過程，不僅有助于拓展實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)全面了解藥廠環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能增強(qiáng)實(shí)訓(xùn)的交互性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，達(dá)到提高學(xué)生綜合實(shí)踐能力以及崗位認(rèn)知能力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的目標(biāo)。