BOPPPS模式與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的中藥藥劑學(xué)教學(xué)初探

王英姿，杜守穎，吳 清，王運(yùn)麗，王 玥，魏曉彤

（北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，北京 102488）

中藥藥劑學(xué)是以中醫(yī)藥理論為指導(dǎo)，運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，研究中藥藥劑的配制理論、生產(chǎn)技術(shù)、質(zhì)量控制與合理應(yīng)用等內(nèi)容的一門綜合性應(yīng)用技術(shù)學(xué)科[1]。其具有實(shí)踐性、應(yīng)用性、綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)，涉及物理化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等多門學(xué)科知識(shí)，交叉知識(shí)點(diǎn)多且雜，學(xué)生難以做到學(xué)以致用。

BOPPPS模式和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)為中藥藥劑學(xué)教學(xué)提供了新的思路，利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)資源以及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件將學(xué)生的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，使枯燥的記憶過程形象化，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)作為理論課程的重要補(bǔ)充，與理論知識(shí)教學(xué)相結(jié)合，能及時(shí)對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行回顧與鞏固，較傳統(tǒng)單純復(fù)習(xí)課本內(nèi)容更加直觀形象，且能讓學(xué)生更好地將理論運(yùn)用于實(shí)踐，在實(shí)踐中逐漸掌握理論。通過與BOPPPS引入、目標(biāo)、預(yù)測(cè)、參與式學(xué)習(xí)、后測(cè)和小結(jié)6個(gè)模塊閉環(huán)式結(jié)合，嵌入?yún)⑴c式學(xué)習(xí)中進(jìn)行人機(jī)交互學(xué)習(xí)，將學(xué)生變?yōu)檎n堂主人，以學(xué)生為中心，有目標(biāo)地開展教學(xué)，使課程更加完整連貫，提高教學(xué)效果。本文旨在分析BOPPPS模式與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)及其適用性，并以“片劑”章節(jié)為例，有效地將二者結(jié)合設(shè)計(jì)教學(xué)方案，對(duì)如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行探索。

1 BOPPPS模式的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

BOPPPS是加拿大教師技能培訓(xùn)體系ISW的理論基礎(chǔ)，最初用于教師的技能培訓(xùn)，目前已成為加拿大高等教育教師培訓(xùn)和課堂教學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模式，并在全球廣泛推廣[2-5]。該模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，按照人注意力只能維持15分鐘的特點(diǎn)將教學(xué)過程劃分為6個(gè)模塊，使每一模塊及所有模塊組成的課堂具有“起承轉(zhuǎn)合”的功能。BOPPPS模式將課程具體劃分為引入（Bridge-in）、目標(biāo)（Objective）、預(yù)測(cè)（Pre-assessment）、參與式學(xué)習(xí)（Participatory learning）、后測(cè)（Post-assessment）、小結(jié)（Summary）6個(gè)模塊[6]。引入是引導(dǎo)學(xué)生更好地投入學(xué)習(xí)的開端，使其集中注意力的同時(shí)導(dǎo)入課堂內(nèi)容；目標(biāo)可以使學(xué)生正確快速定位書本內(nèi)容，有目的地規(guī)劃課程任務(wù)；預(yù)測(cè)反映出學(xué)生的自主學(xué)習(xí)效果，對(duì)于后續(xù)的課堂教學(xué)有指引作用；參與式學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性，在課堂中可通過多種互動(dòng)形式開展協(xié)作式、問題式學(xué)習(xí)；通過后測(cè)，教師可快速掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，檢驗(yàn)教學(xué)效果是否達(dá)標(biāo)；小結(jié)是指教師與學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)與反思，并為下一次課程做充足的準(zhǔn)備，逐步完善教學(xué)模式。

目前，BOPPPS模式在全球已有超過100所大學(xué)和機(jī)構(gòu)實(shí)施[4，7]，在國內(nèi)中藥學(xué)科，如中藥鑒定學(xué)、臨床中藥學(xué)、中藥藥理學(xué)等專業(yè)性強(qiáng)的課程教學(xué)中的應(yīng)用均取得了較好的效果[8-9]。BOPPPS模式雖然與傳統(tǒng)教學(xué)模式有相似環(huán)節(jié)，但更加注重參與式學(xué)習(xí)和學(xué)生的主動(dòng)性，強(qiáng)調(diào)明確可達(dá)的階段性學(xué)習(xí)目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，積極參與學(xué)習(xí)的過程，強(qiáng)調(diào)教學(xué)的反思過程。中藥藥劑學(xué)中每一劑型章節(jié)都可看作是一個(gè)模塊，BOPPPS模式的引入有助于加強(qiáng)各知識(shí)點(diǎn)之間的相關(guān)性、連貫性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，每節(jié)課都帶著目標(biāo)完成學(xué)習(xí)任務(wù)，系統(tǒng)學(xué)習(xí)每一模塊，從學(xué)生的主動(dòng)參與到總結(jié)反思這一過程，不斷強(qiáng)化學(xué)習(xí)記憶。目前BOPPPS模式單獨(dú)在中藥藥劑學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的實(shí)例較少，一般多結(jié)合其他模式共同提高教學(xué)效果，如唐海玲等[10]在中藥藥劑學(xué)中利用雨課堂軟件對(duì)BOPPPS模式進(jìn)行輔助教學(xué)，研究結(jié)果表明能提高學(xué)生的專注度，促進(jìn)互動(dòng)教學(xué)。

2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)概述

2.1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵及特點(diǎn)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是依托虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體、網(wǎng)絡(luò)通信、人機(jī)交互和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對(duì)象，被廣泛應(yīng)用于高等院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)使學(xué)生投入生動(dòng)逼真的環(huán)境中，以積極的狀態(tài)進(jìn)行交互學(xué)習(xí)。（2）打破時(shí)空的局限性且減少耗材使用。通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠在電腦等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中隨時(shí)學(xué)習(xí)，并且不局限于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，線下實(shí)驗(yàn)練習(xí)對(duì)貴重藥材或貴重儀器的使用損耗較大，反復(fù)練習(xí)的可能性不大，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)有效解決了這一問題，學(xué)生可以反復(fù)練習(xí)至熟練，減少了成本的損耗；（3）防止人體受到傷害。例如在實(shí)驗(yàn)中所用的有害試劑或?qū)嶒?yàn)室內(nèi)的安全隱患等[11]。

2.2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在中藥藥劑學(xué)中的適用性

目前虛擬仿真實(shí)驗(yàn)已經(jīng)引入中藥炮制學(xué)、中藥鑒定學(xué)及制藥工程類等多種學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中[12-14]，是課程教學(xué)的重要補(bǔ)充。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚰M多種實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，滿足學(xué)生的實(shí)踐需求，使其對(duì)教學(xué)內(nèi)容有更加直觀的認(rèn)識(shí)，操作簡(jiǎn)便，知識(shí)性強(qiáng)，易于鞏固理論知識(shí)。中藥藥劑學(xué)與醫(yī)療和生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系密切，但學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)難以聯(lián)系到生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)接觸少的劑型和工藝難以理解。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)通過運(yùn)用多種科學(xué)技術(shù)，建立生動(dòng)逼真、易于人機(jī)交互的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景和環(huán)境，可使抽象的實(shí)驗(yàn)條件變得形象化[15]，因此將其應(yīng)用到中藥藥劑學(xué)中有助于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)新劑型和工藝的理解和記憶，擴(kuò)展學(xué)習(xí)途徑，學(xué)生在理論學(xué)習(xí)之后通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件或者網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)資源進(jìn)行自我練習(xí)，能及時(shí)對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行回顧并構(gòu)建完整的知識(shí)體系，在逼真的環(huán)境中提高學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。如吳超[16]將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)運(yùn)用到藥劑學(xué)中，認(rèn)為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)藥劑學(xué)應(yīng)用型人才有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，能夠提高學(xué)生的實(shí)踐和專業(yè)能力，形成完整豐富的藥劑學(xué)知識(shí)體系。楊燕等[17]在藥劑學(xué)課程教學(xué)中比較了全開放式虛擬實(shí)驗(yàn)、半開放式虛擬實(shí)驗(yàn)以及傳統(tǒng)教學(xué)的教學(xué)效果，結(jié)果虛擬實(shí)驗(yàn)均高于傳統(tǒng)教學(xué)的教學(xué)效果評(píng)分。李靜等[18]為提高大學(xué)生實(shí)踐能力，在中藥藥劑學(xué)中增加了仿真生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)課程，建設(shè)仿真生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)車間，學(xué)生在車間內(nèi)分工完成藥品生產(chǎn)的全過程，在進(jìn)入車間之前先通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬練習(xí)，為實(shí)地生產(chǎn)實(shí)踐做準(zhǔn)備，而在沒有實(shí)地生產(chǎn)實(shí)踐的條件下，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)也是一種較好的輔助學(xué)習(xí)工具。

3 BOPPPS模式結(jié)合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)

BOPPPS模式注重參與式學(xué)習(xí)，可以在BOPPPS模式的基礎(chǔ)上結(jié)合其他模式為參與式學(xué)習(xí)提供多樣的教學(xué)方法，有助于增加師生教學(xué)互動(dòng)，增強(qiáng)教學(xué)的趣味性，完善教學(xué)模式。如唐海玲等[10]提到基于BOPPPS模式的中藥藥劑學(xué)教學(xué)可以通過增加翻轉(zhuǎn)課堂、PBL教學(xué)等方式來進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。本方案將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)融入BOPPPS教學(xué)中，既可為參與式教學(xué)提供新穎的方式，豐富課堂內(nèi)容，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性和主動(dòng)性，有針對(duì)性地講述重、難點(diǎn)內(nèi)容，又能充分利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，在理論學(xué)習(xí)之后，及時(shí)將理論與實(shí)踐聯(lián)系起來，完整操作制備流程，鞏固記憶，構(gòu)建完整的知識(shí)體系。本文以“片劑”章節(jié)為例，闡述教學(xué)設(shè)計(jì)方案。

3.1 引入（Bridge-in）

引入的目的是為吸引學(xué)生注意力，激發(fā)對(duì)課程內(nèi)容的好奇心，更好地導(dǎo)入課程，形成良好的開端?？梢酝ㄟ^引入片劑相關(guān)圖片、視頻等或與片劑相關(guān)的事例，以提問的形式使學(xué)生積極思考片劑相對(duì)于其他劑型的優(yōu)缺點(diǎn)、片劑的類型等。

3.2 目標(biāo)（Objective）

以PPT形式展示片劑章節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，例如片劑的特點(diǎn)、分類，片劑常用輔料，片劑制備過程與工藝，壓片時(shí)常見問題與解決措施，片劑的包衣等。重點(diǎn)掌握片劑的常用輔料，包括稀釋劑與吸收劑、潤濕劑與黏合劑、崩解劑、潤滑劑；濕法制粒壓片的具體操作；薄膜衣和糖衣以及其包衣材料等。

3.3 預(yù)測(cè)（Pre-assessment）

預(yù)測(cè)階段能使教師更好地掌握學(xué)生自主學(xué)習(xí)情況，以便對(duì)后面的教學(xué)內(nèi)容做出調(diào)整，針對(duì)學(xué)生易錯(cuò)、難懂的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)教學(xué)與解答。教師可以借助學(xué)習(xí)通App來發(fā)布測(cè)試問題，問題應(yīng)涵蓋基礎(chǔ)知識(shí)，并根據(jù)題目的正確率進(jìn)行針對(duì)性教學(xué)。例如潤滑劑和黏合劑的概念、適用物料及常用輔料的作用，若題目正確率達(dá)80%以上，則只需進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的點(diǎn)撥即可，若正確率低于40%則需要對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)講解，區(qū)別潤滑劑和黏合劑，闡明每種輔料的用途以及其適用范圍，如乙醇可用于遇水易分解、在水中溶解度大或遇水黏性大的藥物，作潤濕劑可以使黏性大的粉料降低黏性。正確率在40%～80%之間，以引導(dǎo)性教學(xué)為主，讓學(xué)生主動(dòng)思考，適當(dāng)講述理論內(nèi)容。

3.4 參與式學(xué)習(xí)（Participatory learning）

3.4.1 理論知識(shí)的學(xué)習(xí) 在中藥藥劑學(xué)理論教學(xué)中，將單方面講授改為參與式學(xué)習(xí)，教師以引導(dǎo)性教學(xué)為主，通過多種形式與學(xué)生雙向互動(dòng)教學(xué)。通過將目標(biāo)任務(wù)、預(yù)測(cè)題目中的易錯(cuò)點(diǎn)以及本章節(jié)重、難點(diǎn)以PPT、板書講解、課堂問答、小組討論或者視頻等豐富多樣的形式進(jìn)行教學(xué)，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，拓展創(chuàng)新思維。例如制顆粒的目的、片劑制法及分類等文字?jǐn)⑹鲂缘闹R(shí)，可以通過圖片形式，將其形象化，再配以口語化的解釋，使內(nèi)容通俗易懂，便于學(xué)生理解；配粒的操作方法以及運(yùn)用壓片機(jī)壓片的流程可以通過制作動(dòng)態(tài)動(dòng)畫或者播放工廠生產(chǎn)視頻的方式學(xué)習(xí)，視聽結(jié)合，增強(qiáng)注意力；還能以小組討論形式探討片劑壓片常見問題與措施等。

3.4.2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用 理論內(nèi)容講完后，在普通計(jì)算機(jī)教室，學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)仿真實(shí)驗(yàn)資源或提前準(zhǔn)備的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行自主操作訓(xùn)練，從原料的處理、制粒方法的選擇、干燥溫度的選擇及整粒等步驟中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行操作，練習(xí)揮發(fā)性成分、液體物料、潤滑劑等與顆?；旌系牟煌椒ㄒ约胺鬯闄C(jī)、壓片機(jī)等大型設(shè)備的使用等，可以反復(fù)練習(xí)直到熟練掌握。學(xué)生處在高度仿真的環(huán)境中，從原料處理到片劑包裝，將理論運(yùn)用到實(shí)踐中，將平面知識(shí)立體化，虛擬體驗(yàn)片劑完整的制備流程，提高學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)課堂內(nèi)容的理解和記憶。

3.5 后測(cè)（Post-assessment）

教學(xué)結(jié)束后，教師可通過測(cè)驗(yàn)的方式檢驗(yàn)學(xué)生是否掌握片劑知識(shí)，如片劑包衣的目的、糖衣的包衣過程及材料、薄膜衣的材料等。增加具有思考價(jià)值的問題作為拓展，如進(jìn)一步提高片劑口服生物利用度的方法，或以課后作業(yè)形式，讓學(xué)生進(jìn)行片劑章節(jié)思維導(dǎo)圖的制作，主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)體系，通過學(xué)習(xí)通App或者班級(jí)群的方式上傳，再一次強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，達(dá)到鞏固記憶的目的。

3.6 小結(jié)（Summary）

小結(jié)是對(duì)本章節(jié)內(nèi)容的教學(xué)情況與學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總結(jié)歸納與反思，可以分為教師和學(xué)生兩個(gè)主體。教師在課堂最后按照教學(xué)目標(biāo)對(duì)片劑內(nèi)容進(jìn)行梳理、歸納總結(jié)，可以片劑制備流程圖為基礎(chǔ)，總結(jié)從原料處理到包裝的過程中以及成型片劑的分類、優(yōu)點(diǎn)等需要掌握的知識(shí)點(diǎn)和重、難點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生易錯(cuò)點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生的反饋進(jìn)行反思，不斷探索更完善的教學(xué)方案，積累經(jīng)驗(yàn)提升教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生通過總結(jié)階段再一次梳理鞏固知識(shí)，查缺補(bǔ)漏，在課后作業(yè)或者實(shí)踐中不斷強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)。

4 結(jié)語

BOPPPS模式是強(qiáng)調(diào)學(xué)生從主動(dòng)參與到反饋教學(xué)情況的閉環(huán)式教學(xué)模式，具有“起承轉(zhuǎn)合”的功能，連貫性強(qiáng)、效率高，能使學(xué)生在以學(xué)生為中心的課堂中提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性、發(fā)現(xiàn)問題與解決問題能力。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)作為重要補(bǔ)充與BOPPPS模式結(jié)合，既能豐富BOPPPS模式中的學(xué)習(xí)形式，又能夠通過真實(shí)情景模擬，讓學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中結(jié)合理論，更好地掌握中藥藥劑學(xué)課程中各劑型制備的內(nèi)容，培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用思維，但也存在一定不足，如目前虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在中藥藥劑學(xué)中的相關(guān)項(xiàng)目資源不足，缺少不同劑型制備的仿真教學(xué)軟件，還需要不斷研發(fā)。另外虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件的內(nèi)容應(yīng)足夠充實(shí)完整，且操作簡(jiǎn)便。