我国药剂学虚拟仿真资源建设现状、挑战及对策

植 飞，李媛媛，徐晨星，宋思慧，曾万勇

（武汉轻工大学生命科学与技术学院，湖北 武汉 430023）

引言

药剂学是一门实践性非常强的应用型学科，理论教学中重难点多和知识点分散，实践教学中所需要的实践设备较多且大都价格昂贵，对学生实践能力的培养往往达不到目前新工科背景下对创新人才的要求。随着信息技术的发展，虚拟仿真技术利用其所具备的优势，可以模拟一个非常逼真的实践环境，弥补了高校实验室设备的不足，而且不受时间和空间的限制，也不会占用实验室的资源，有效解决目前实验教学中存在“做不到”“做不了”“做不上”等问题，已经成为加强实践教学、提高教学质量的重要手段，成为传统教学的一种有效的补充。本文针对我国药剂学虚拟仿真资源建设和建设成果现状、特点和存在问题进行调查分析，并提出相应对策，以期为现有药剂学虚拟仿真资源的充分利用和改进提供参考。

1 我国药剂学虚拟仿真资源建设现状

通过对网络搜集、资料收集和文献检索获取的大量资料和信息的研究分析发现，国内药剂学相关虚拟仿真资源可以分为非共享和共享两类。

1.1 药剂学虚拟仿真资源非共享或需付费

一些高校拥有的虚拟仿真实验资源或者来自市场购买，或者自行开发，或者和拥有技术支持的公司进行校企合作开发，大多也还只是仅限本校师生使用，这些都是非共享的或者是需要付费的，并不具有开放性和共享性。例如山西医科大学药学院药学虚拟仿真中心利用虚拟化桌面云技术开展的专业实训教学，大连理工大学制药科学与技术学院的药品生产GMP虚拟实训仿真系统，北京欧倍尔软件开发有限公司为沈阳药科大学开发的线上仿真实训平台等。

1.2 开放共享的药剂学虚拟仿真资源

国内对外免费开放和共享的唯一资源就是国家虚拟仿真实验教学共享平台(http://www.ilab-x.com/)。截至2020 年8 月，该平台的全部专业大类资源一共有2079 个，与药剂学相关的资源共有30 个，其中化工与制药类13 个，药学类17 个，建设高校分布在18 个省市（自治区）（见表1），从地区分布来看，资源建设地区分布并不均衡，中部地区高校建设较多；从时间维度上来看，近2 年没有新的建设成果，资源建设持续性堪忧。

表1 我国药剂学开放共享的虚拟仿真资源建设情况

对表1 的30 个资源一一进行测试，去除因找不到服务器而无法使用的资源，最终得到14 个可用的药剂学虚拟仿真共享资源。利用统计分析法，以用户视角从使用便利性、操作友好性、资料齐备性、反馈及时性和总分5 个维度对14个可用资源进行评价，所得结果如表2和表3（p102）所示。由表2 可见，1 号资源因操作便利、界面友好、资料齐全、有单机版和网页版供选择、提供QQ在线服务帮助等获得最高评分；约有一半的仿真资源在资料齐备性和反馈及时性上无显著性差异；而在使用便利性和操作友好性上，绝大多数的虚拟仿真资源和1 号资源有显著的差距。因此，药剂学虚拟仿真资源的建设在使用便利性和操作友好性上还有待提高。

表2 药剂学虚拟仿真可用资源的评价结果（n=3）

这些可用资源涉及的教学知识点和分类具体见表3，共包括口服液、小容量注射剂、冻干粉针、颗粒剂、片剂、胶囊剂和黑膏药等常见的普通剂型、制剂新技术（微囊）及中药特殊处理（中药前处理和中药提取）等三大类10 个教学相关知识点，其中片剂和颗粒剂等固体制剂的资源较多，而半固体制剂和液体制剂仅一项，有待增加；固体分散技术、包合物技术等新技术、雾化制剂及新剂型尚未涉及。因此，药剂学虚拟仿真资源建设的内容广度还有待加强，以满足药剂学工程实际的需求。

表3 药剂学虚拟仿真可用资源的知识点分布

选择14 个可用资源中的6 个资源进行教学实践并进行深入访谈，进一步评价虚拟仿真资源的教学效果。反馈结果表明，药剂学虚拟仿真资源建设的深度还有待加强，现有资源普遍存在智能化考评、个性化指导、学情检测等功能不足的问题，如操作过程中任务是否完成到位没有提示，系统打分不告知具体错点等。

2 我国药剂学虚拟仿真资源建设的研究成果

以中国知网（CNKI）数据库为数据源，在CNKI数据库中选择高级检索类型，检索条件：（主题%='虚拟*药剂学'）OR（主题%='虚拟*药物制剂'）；搜索时间为1915—01—01至2020—12—31；检索范围：总库；搜索相关文献，获得74篇相关文献；经人工筛选排除无关文献，最终获得与药剂学虚拟仿真资源建设相关的文献72 篇。

基于所选的文献，形成了药剂学虚拟仿真资源建设相关的研究文献的时间分布图谱，如图1 所示。

图1 药剂学虚拟仿真资源建设研究文献统计

总体来看，在药剂学领域关于虚拟仿真资源的研究文献到目前为止累计发文量仅72 篇，说明本领域虚拟仿真资源建设的理论成果较少，研究力度有待加强。但整体呈上升趋势，表明随着仿真技术和虚拟现实技术的不断发展，虚拟仿真资源的相关研究开始受到一定的重视，特别是2013 年后发文量进入快速上涨期，且在2017 年后上涨趋势更加明显。通过相关政策梳理，发现为了贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》精神，根据《教育信息化十年发展规划(2011—2020 年)》的指导意见，教育部在2013—2015 年启动了国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作，2017 年印发了关于2017—2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知，而这两个时间节点与文献年度分布曲线基本吻合。基于此，笔者认为，国家对虚拟仿真资源建设的政策引领对本领域虚拟仿真资源的理论和应用等方面的研究起到了明显的促进作用。

3 我国药剂学虚拟仿真资源建设的挑战和对策

综上，在国家的政策引领下，我国药剂学虚拟仿真资源建设已经取得了一定的阶段性成果，研究成果整体呈上升趋势，但是也面临诸如资源建设区域发展不均衡，资源建设不持续，用户使用体验不佳，资源建设广度和深度不够等多重挑战。针对这些问题，建议采取以下对策：

3.1 加强资源共享促均衡

我国药剂学相关虚拟仿真资源非共享部分，大多仅限本校师生使用，资源的利用和影响范围有限，是药剂学虚拟仿真资源分布不均衡的主要原因之一；具有开放性和共享性的国家虚拟仿真实验教学共享平台的资源建设地区分布不均衡，且未实现100%共享，是导致药剂学虚拟仿真资源分布不均衡的另一原因。因此，一方面，应从国家层面出台合理政策，激励拥有非共享资源的高校对外开放，充分挖掘利用已有的自建资源；另一方面，也应出台相关政策督促落实国家虚拟仿真实验教学共享平台现有共享资源的100%开放，杜绝只验收不共享。通过以上两个途径，切实有效地促进药剂学已建虚拟仿真教学资源的开放共享，以消除资源建设区域发展不均衡，推动药剂学虚拟仿真教育公平，提升教学质量和教育水平。

3.2 加大资金支持和政策引领匡持续

从时间维度上来看，近两年未见新的建设成果。其中主要原因可能是虚拟仿真资源建设时需要大量的资金支持，建设完成后仍然需要投入一定的人力去维护才能保证正常使用，后续的持续更新更是离不开资金的支撑。因此，要想确保资源建设不间断，促使资源建设持续稳步发展，必须加大国家资金资助和政策鼓励。

3.3 升级虚拟仿真技术助体验

从用户视角的评价可见，现有的虚拟仿真共享资源在使用便利性和操作友好性上还有很大的提升空间，因此，改善用户使用体验，升级现有虚拟仿真技术，是提升药剂学虚拟仿真教学效果的有效途径。

3.4 提升智能水平求发展

对现有共享资源进行教学实践的反馈结果表明，目前药剂学虚拟仿真资源建设存在广度不足和深度不够的问题。因此，有必要依托现代智造、绿色制药及5G 网络技术，进一步丰富现有虚拟仿真资源内容，拓宽资源建设的广度；同时，引入人工智能技术，优化资源设计，进行实时跟踪与记录、智能测评与即时反馈，融合现代教育心理学进行个性化学习指导，拓展资源建设深度，促进药剂学虚拟仿真资源的高质量发展。