制药工程专业虚拟仿真实践平台的建设模式初探

曹君 刘敏 郑辉

【摘要】制药工程专业的生产实践教学训练对于学生培养具有重要意义。本文提出了“虚实结合-随即应答”的建设模式，可有效提升制药工程专业实践教学质量，培养复合型人才。

【关键词】制药工程  实践教学  虚拟仿真

【基金项目】浙江省高等教育教学改革项目和材化学院中青年项目。

【中图分类号】G642  【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）30-0038-02

《教育信息化十年发展规划（2011-2020）》明确提出要“以教育信息化带动教育现代化，破解制约我国教育发展的难题，促进教育的创新与变革”。教育部高教司随即发文从国家政策上开始对虚拟仿真技术发展在实践教学方面提供支持。[1]制药工业作为各种高新技术集聚的领域。不同程度地存在工程技术人才缺乏的问题。探索一种适应现有制药工程专业特点的虚拟仿真实践模式，用于专业人才的培养，也成了必然。

一、探索虚拟仿真教学模式的必要性

我国大部分高校制药工程专业的实践环节是通过校内与校外企业共建实践教学基地的模式来培养人才的。该实践教学模式具有一定的局限性，主要是因为现代制药工程技术发展很快，已建成的实训中心软硬件更新速度跟不上。从而导致学生对于制药工业各核心单元操作和设备的理解与掌握出现偏差。此外，现代制药装备日益复杂，自动化、集成化程度越来越高，校内的实训设备很难跟上时代的发展。

药物阿司匹林作为该行业经典药物之一，其生产过程涉及到的诸多单元反应和单元操作具有较强的代表性和典型性。因此，以阿司匹林药物的生产实训作为制药工程专业的实践教学平台，可系统的训练制药工程专业学生的综合素质，提升制药工程专业人才培养水平。为此，我校添置了一套阿司匹林生产实践实训平台，用于制药工程专业学生的生产实训。在实际教学发现部分高温高压实训工段时间长、费用高、风险大等问题。而且GMP对制剂车间空气洁净度也有严格要求，现有的实验硬件显然无法满足。针对目前制药工程专业实践教学存在的这些问题，虚拟仿真可较好地解决。上述耗时长、费用高、风险大、洁净度高的工段，可在虚拟仿真平台上完成。因此，对制药工程专业的实践教学而言，建设一套虚拟仿真实践平台，探索其运行模式是非常必要的。

二、虚拟仿真实践平台的建设模式初探

结合我校的实际教学运行情况，在建设过程中，初步探索采用“虚实结合-随即应答”的模式进行实践教学，发现教学效果明显。

1.虚实结合：现有的阿司匹林生产实训平台实已经运行了多年，积累了较丰富的教学经验。结合已有的“实体”如反应釜、管道、热电偶等进行半实物改造，加装各种传感器，使之在后续实验中做到“虚实结合”，把实体实践中耗时、高温、有潜在风险的工段进行改进，使学生在安全的虚拟环境中完成实践训练。较大程度地提高了实践学习效率，减少了相应的潜在风险。对学生的安全也有了更好的保证。

2.隨即应答：该设计体现以学生为中心的实验教学理念。学生是教学过程中的教学认知主体，所有教学活动形式都应当是为学生学习服务的。我们建设的制药工程专业虚拟仿真生产实训平台不是通常的展示平台，是建设成随即应答的虚拟仿真系统，即对学生在操作过程中出现的各种问题进行立即纠正反馈，这种随即应答并不是教师在后台等待学生提出问题，而是通过合理设计的自动应答反馈系统。教学过程中，允许学生“试错”，进而得到随即应答获得正确的知识，这种“试错教育”是虚拟仿真系统独有的特色。通过设计这种一系列随机应答体系，可保证学生在学习中的各种问题能被立即解决，从而达到更好的学习效果。

基于上述思路建设的制药工程专业虚拟仿真实践教学模式，在运行中，使制药工程专业学生必须完成的实践实训环节，尤其是真实条件不具备的工段（如GMP车间），得到有效实施，使实践教学效果得到较大提升，较大程度地提升制药工程专业学生的培养质量和综合能力。

三、结语

制药工程作为传统的行业，其自身在现有新技术迅速发展的前提下，发生着日新月异的变化，其人才培养质量的提高是决定该行业能否适应将来社会发展的基础。虚拟仿真作为现代教育技术发展的产物之一，有着传统实践教学无法具有的优势。针对制药工程专业实践教学中存在的问题，结合现有实体实践平台的实际情况，提出了“虚实结合-随即应答”的建设模式。该模式可较好地促进制药工程专业实践教学改革，提升学生解决复杂工程问题以及工程应用实践能力，使之适应现代制药行业对人才的需求。

参考文献：

[1]黄宇琪，陈章宝，胡昌华. 虚实结合促进制药工程实验教学体系改革[J].药学教育，2017，33（4），59-62.

作者简介：

郑辉，副教授，博士，主要从事制药工程专业相关课程的教学和教改工作。