基于高职药品生物技术专业群的虚拟仿真实训平台设计与探索

邓黎黎　周雪　李玉林

2019年1月，国务院印发《国家职业教育改革实施方案》（以下简称“职教20条”），强调要“坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，把职业教育摆在教育改革创新和经济社会发展中更加突出的位置”，为新时代职业教育改革发展制定了总体方略。“职教20条”第一次提出要“适应‘互联网+职业教育发展需求，运用现代信息技术改进教学方式方法，推进虚拟工厂等网络学习空间建设和普遍应用”。以专业群建设为核心，以信息技术为支撑，更好地融入区域产业发展，促进产业升级，已成为新时代高职教育高质量发展，高职院校提质增效的共识。为持续推動面向区域经济发展的职业教育改革，郑州职业技术学院基于河南省高水平专业群建设规划，通过协同虚拟仿真实训平台建设与专业群建设，构建了“一个目标，两个转变，三个模块，四个层次，五个融合”多模块、多层次衔接递进的虚拟仿真实训平台，推动了理论教学、实训教学与虚拟仿真教学一体化，探索了教学过程和考核模式的信息化建设，以期提升虚拟仿真平台的功能性和教学的有效性，培养更加符合职业需求的药品生物技术类高素质技术技能型人才。

一、药品生物技术专业群实训教学的现状

（一）实训内容与产业发展匹配度低

随着新冠肺炎疫情的蔓延，全球对生物医药产业和服务的发展重视程度持续增强。生物医药产业每年都有新规范、新理论、新技术、新工艺、新设备和新材料进入生产一线，但专业群实训教学内容滞后，缺乏完善的动态实践教学体系，实训内容与产业发展匹配度低。

（二）实训场景（环境）与企业需求契合度低

高职院校教学实训场景通常选用的是成熟的工艺和设备，受场地、运营和经费等因素的限制，尚不能满足生物医药企业产品的无菌、无污染、质量管理体系完善的特殊实践要求。生物医药企业生产周期长、操作复杂、干扰因素多，难以用“校企合作、工学结合”模式直接承担学生核心职业技能岗位实训教学任务。实训场景与企业需求契合度低。

（三）实训资源利用率较低

教师主导的“知识学习+实操训练”理实一体化教学，实训资源利用率较低，学生处于被动地位，学习兴趣不浓厚。

二、药品生物技术专业群虚拟仿真实训平台的设计与探索

（一）虚拟仿真实训平台的设计

药品生物产业相关领域人才需求量最大的是生物制药企业和药学服务行业，对高职人才所需主要核心技能为发酵制药技能、药物分离技能、分析检测技能和药物调剂及用药指导技能。针对高职学生理论功底不扎实、操作能力不强、创新能力有限等特点，按照“学生多操作、理实虚相结合、还原工作场景和控制成本”的建设思路，以高素质技术技能型人才培养为目标，由“教、学”为主转变为“教、学、做”一体化的教学过程，由“理、实”为主转变为“理、实、虚”融合的教学模式，构建了基础课程的理论可视化与模拟、专业课程设计与仿真、优势产品与创新创业开发类项目3个模块，实现职业素质基础层、职业通用能力应用层、职业专业能力提高层、职业综合能力创新层4个层次培养目标递进式推进，坚持专业与产业、职业岗位融合，专业课程内容与职业标准融合，教学过程与生产过程融合，学历证书与职业资格证书融合，职业教育与终身教育融合的5个融合育人模式。药品生物技术专业群构建了“一个目标，两个转变，三个模块，四个层次，五个融合”，以实验理论为辅、生产实践实训为主的虚拟仿真实训平台。

（二）虚拟仿真实训平台教学资源模块的建设探索

旨在服务河南省，特别是郑州市生物医药产业中的体外诊断试剂、生物制剂、康复器械、卫生材料、药学服务、第三方检测、中药现代化等行业优势领域，借助对优势企业的调研，聚焦于核心、关键岗位嵌套的综合能力，按照实训内容教学目标，药品生物技术专业群虚拟仿真教学资源模块对技能重构，搭建了基础课程的理论可视化与模拟模块、专业课程设计与仿真模块和优势产品与创新创业开发模块3大模块。

基础课程的理论可视化与模拟模块，整合传统实训任务，基于问题，从现象入手，构建新的虚拟仿真实训项目或任务，创设教学情境，让学生观察理论得出过程;专业课程设计与仿真模块，针对典型生产过程、生产设备中的具体应用问题，辅助设计、分析验证，建立对接最新行业标准、职业技能、岗位规范的虚拟仿真实训项目考核标准，培养学生主动实践的兴趣，提高应用能力;优势产品与创新创业开发模块，基于区域前沿产业化进程，鼓励学生综合训练、创新设计，促进学生个性化发展，养成学生的自主实践能力和创新意识。

（三）虚拟仿真实训教学的实践探索

以药品生物技术专业群专业的核心课之一——《药品生产质量管理规范》（Good Manufacture Practice of Medical Products，简称GMP）的虚拟仿真资源为例。该课程包括6大系统模块：3D慕课模块、知识点模块、场景和工艺、仿真设备模块、人机交互、考核评价。师生均可利用分配账号登录，实现课程预约、上机预约、在线问题查询和考试等功能。

以“阿司匹林片剂”虚拟仿真生产线为例，学生课前通过使用网络、移动资源平台和虚拟仿真软件“线上先学”，教师和学生虚拟仿真实训室“后教而互动”。借助视、听、触等多种感知，学生在虚拟仿真工厂中进行相应操作、验证和运行，掌握《药品生产质量管理规范》药厂场景、设备、人员和工艺，特别是虚拟的压片机、制粒机、三维运动混合机、铝塑包装机、装箱机、码垛机等主要设备的零部件均可拖拽拆分，通过场景和工艺体验三维动态全景漫游与交互，可实现不限时空的反复练习。考核转变为限时操作、闯关得分、双人对抗、小组PK等多种形式，后台可自动记录学生学习时长、教师可按操作步骤及操作质量等进行综合评价。虚拟仿真教学使学生获得了高度参与感、沉浸感，有效激发学生的学习兴趣和提升学习效果。

三、药品生物技术专业群虚拟仿真实训平台教学的运行评价

（一）系统运行信息统计

2018年秋季学期，专业群第一批虚拟仿真实训教学资源药房管理、《药品经营管理规范》（GSP）、《药品生产质量管理规范》、工业级发酵工厂4个资源上线。该系统自动生成学情分析报告，数据显示浏览人數近1万人次，完成实验人数4 218次，共计287人次登录系统学习，总计学习时长80 655分钟，人均学习时长为281.02分钟。对测试后台自动生成成绩进行分析，测试平均分为93.8分，其中95分以上人数占76.7%（220/287），学习效果良好。

（二）问卷调查结果及反馈

针对药品生物技术专业群2016级、2017级、2018级3个年级开展虚拟仿真教学过程。对学生进行抽卷调查，根据学生反馈结果显示，学生的兴趣度由原来的29.5%提高到了87.2%，教学效果良好。特别是就业于区域龙头生物医药企业的毕业生离职率在8.5%以下，远低于其他高校。企业普遍反映本专业的毕业生理论基础扎实，熟悉现场工艺，动手能力较强。目前，企业对郑州职业技术学院毕业生的需求量持续增加。

四、结语

虚拟仿真实训平台建设是一个充实改进、滚动建设、不断迭代、不断完善的动态过程。在今后的虚拟仿真实验教学探索中，考虑综合应用VR/AR及裸眼3D技术、3D打印设备、微书、微课等各种信息化教学技术，丰富设备库和单元操作库内容，并持续建设与更新，确保虚拟仿真实训平台运行的规范化和标准化，以便搭建“学分银行”平台，畅通人才成长渠道。将虚拟仿真实训项目与多终端定制App或微信小程序等结合，提供远程登录和个性化服务，实现立体化技能训练，探索职业教育与终生教育的融合路径。

【基金项目】河南省高等教育教学改革研究与实践重点项目“聚焦大健康产业，打造‘一体双核三阶四驱五维应用型技术研究基地的探索与实践”（编号：2019SJGLX678）。

参考文献：

[1]教育部职成司：关于开展职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设的通知[EB/OL].现代职教网，2020-10-28.http：//www.mve.cn/html/2020/zcxx_1028/46246.html.

[2]姚伟卿.高职环保类专业虚拟仿真教学的探索和实践[J].高教学刊，2020（23）：119-122.

[3]贺洪波.虚拟仿真实训中心管理平台设计与实现：以高职药品管理类专业群为例[J].无线互联科技，2020（15）：87-88.

（作者单位 1.郑州职业技术学院生物工程系;

2.郑州职业技术学院材料工程系;

3.河南省生物工程技术研究中心）