楊巖濤 楊巖 唐昱 黃莉 覃艷

湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院 湖南長沙 410208

近年來，隨著我國教育體系的不斷發(fā)展和完善，社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高校功能的不斷轉(zhuǎn)化，《教育部、國家發(fā)改委、財政部關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見(教發(fā)〔2015〕7號)》中明確指出：真正增強(qiáng)地方高校為區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展服務(wù)的能力，為行業(yè)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步服務(wù)的能力，為學(xué)習(xí)者創(chuàng)造價值的能力……同時亦應(yīng)建立實訓(xùn)實習(xí)質(zhì)量保障機(jī)制[1]。因此，應(yīng)用型人才的培養(yǎng)成為高校服務(wù)社會職能的重要組成部分，也是各高校亟待解決以進(jìn)一步適應(yīng)社會需求的難題，高校各專業(yè)尤其是工科專業(yè)如何使培養(yǎng)的人才能夠適應(yīng)新形勢的需求成為一項重要的課題。中醫(yī)藥院校專業(yè)性強(qiáng)，中醫(yī)藥背景深厚，但隨著綜合辦學(xué)的不斷推進(jìn)，各中醫(yī)藥院校均以中醫(yī)藥為核心開辦了如制藥工程、生物工程等工程類專業(yè)。然而辦學(xué)條件的限制造成了中醫(yī)藥院校工程類專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生重“理”而輕“工”，工程屬性不夠強(qiáng)，給中醫(yī)藥院校培養(yǎng)工程類學(xué)生造成了困擾。虛擬仿真實驗是解決這一難題的行之有效的途徑，本文嘗試在我校制藥工程專業(yè)辦學(xué)經(jīng)驗基礎(chǔ)上，探討引入虛擬仿真實驗教學(xué)對構(gòu)建中醫(yī)藥院校制藥工程專業(yè)校內(nèi)實訓(xùn)教學(xué)體系的推動作用，期待能夠為培養(yǎng)中醫(yī)藥院校制藥工程專業(yè)學(xué)生提供參考。

1 校內(nèi)實訓(xùn)教學(xué)體系改革是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求

應(yīng)用型人才的培養(yǎng)是新形勢對高校提出的新要求，高校培養(yǎng)的人才要能夠適應(yīng)新的形勢，適應(yīng)社會的需求才能夠不斷推動高校的發(fā)展，同時也不斷促進(jìn)社會的進(jìn)步?！吨袊圃?025》中提出，要通過“三步走”實現(xiàn)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)。在這一戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn)過程中，高校的作用不容忽視，只有高校為國家建設(shè)輸送所需要的各類人才，國家才能實現(xiàn)從制造大國到制造強(qiáng)國的飛躍。

在此過程中，出現(xiàn)了實訓(xùn)教學(xué)場地與學(xué)生數(shù)量的矛盾，尤其是藥品生產(chǎn)行業(yè)這一現(xiàn)象更為嚴(yán)重。校外實訓(xùn)場地不夠，校內(nèi)實訓(xùn)環(huán)節(jié)缺乏，雖然各高校均已按照教育部的要求不斷提升實踐教學(xué)比例，但硬件設(shè)施的建設(shè)仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，尤其是技能訓(xùn)練型培養(yǎng)環(huán)節(jié)仍嚴(yán)重缺乏，造成了校內(nèi)培養(yǎng)與校外需求脫節(jié)，學(xué)生難以直接滿足工作崗位的需求，而必須經(jīng)過二次培訓(xùn)才能上崗，因此，新形勢使得校內(nèi)實訓(xùn)教學(xué)體系改革勢在必行。

2 中醫(yī)藥院校制藥工程專業(yè)的特殊性

中醫(yī)藥院校制藥工程專業(yè)作為一個(中)藥學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)的交叉學(xué)科，既要求學(xué)生應(yīng)具備(中)藥學(xué)、化學(xué)等一系列理論知識，同時更加強(qiáng)調(diào)“工”的屬性，對實踐能力的要求很高，要求學(xué)生能夠利用所學(xué)知識解決實際問題，因此制藥工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)應(yīng)將制藥相關(guān)理論知識與實踐緊密結(jié)合。制藥工程專業(yè)學(xué)生所應(yīng)開展的實踐教學(xué)除了專業(yè)課程的相關(guān)實驗以外，實訓(xùn)及實習(xí)教學(xué)也是非常重要的環(huán)節(jié)。但由于專業(yè)的特殊性以及地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡等因素的制約，本專業(yè)目前生產(chǎn)實習(xí)存在較為嚴(yán)重的困難。其最主要的原因在于藥品是一種極為特殊的商品，具備一切商品的屬性，但同時它又有其他商品無法相比的特殊性，關(guān)系到國民健康。因此制藥行業(yè)是一個極為特殊的行業(yè)，對生產(chǎn)環(huán)境的要求很高，同時還具有較高的生產(chǎn)自動化和集成化程度。為保證生產(chǎn)出合格的藥品，GMP(《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》)對制藥工業(yè)生產(chǎn)提出了嚴(yán)格的要求，所有進(jìn)車間生產(chǎn)操作的人員必須經(jīng)過GMP的專業(yè)培訓(xùn)。但顯然，校內(nèi)教學(xué)過程中對學(xué)生所進(jìn)行的GMP培訓(xùn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此在校外開展實訓(xùn)教學(xué)的成本以及因培訓(xùn)不到位而造成車間污染的可能性增高，實習(xí)單位沒有能力也沒有意愿接納人數(shù)眾多的在校學(xué)生進(jìn)入車間進(jìn)行實際的動手操作，多數(shù)情況下，學(xué)生只能在走廊上參觀見習(xí)，聽講解、提問題，實習(xí)的效果很難得到保證，完全無法充分體現(xiàn)實習(xí)環(huán)節(jié)的教學(xué)目標(biāo)[2]。

3 仿真虛擬教學(xué)是學(xué)生實訓(xùn)環(huán)節(jié)的有益補充

針對制藥工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)過程中存在的問題，研究引入了智能化虛擬仿真軟件進(jìn)行仿真實習(xí)，這對實體實訓(xùn)教學(xué)是一個很好的補充，學(xué)生可以利用虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)在計算機(jī)上完成制藥車間各崗位的具體操作，甚至可以實現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的可視化及對關(guān)鍵設(shè)備的拆卸、安裝等系列操作，可以熟悉整個生產(chǎn)流程和關(guān)鍵設(shè)備。同時由于其在計算機(jī)上完成一系列操作，既避免了學(xué)生前期知識掌握不牢固可能造成的設(shè)備損壞，也可以避免實訓(xùn)教學(xué)過程中物料的消耗。除初期一次性購買軟件和硬件的投資外，實訓(xùn)過程基本不產(chǎn)生額外的教學(xué)費用，從而有效降低了實訓(xùn)的成本和風(fēng)險，對制藥工程專業(yè)學(xué)生實訓(xùn)教學(xué)是切實可行的有益補充。

隨著教育部出臺《關(guān)于開展國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》[3]，全國各高校掀起了虛擬仿真實驗室建設(shè)的熱潮。我校也于2017年借助超星慕課平臺構(gòu)建了六味地黃丸提取工段虛擬仿真實驗課程，開展后取得了良好的效果，藥學(xué)院各相關(guān)專業(yè)學(xué)生觀看后反響良好。虛擬實驗室的概念由美國弗吉尼亞大學(xué)威廉·沃爾夫教授于1989年提出，其可借助圖形圖像、仿真和虛擬現(xiàn)實操作流程等技術(shù)在計算機(jī)上模擬生產(chǎn)環(huán)境，通過計算機(jī)模擬操作，實現(xiàn)身臨其境操作的狀態(tài)[4]。同時實驗現(xiàn)象、操作流程、實驗原理、設(shè)備構(gòu)造等也可依托專業(yè)軟件、多媒體技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行剖析，將實際生產(chǎn)中難以觀察的設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)可視化，借助虛擬仿真實驗系統(tǒng)，可使學(xué)生認(rèn)識設(shè)備，熟悉操作，清楚流程。完成虛擬仿真教學(xué)后，可由學(xué)生分組設(shè)計實驗，進(jìn)一步結(jié)合校內(nèi)自建模擬藥廠的設(shè)備開展全流程的生產(chǎn)實訓(xùn)，以達(dá)到較好的實訓(xùn)效果，同時亦可解決學(xué)生在校外實習(xí)基地難以親手操作的問題。

4 結(jié)語

虛擬仿真教學(xué)具有效率高、成本低，可豐富實訓(xùn)操作內(nèi)容，使學(xué)生加強(qiáng)理論聯(lián)系實際；減少教學(xué)投入，提高實訓(xùn)安全系數(shù)；轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，提升學(xué)習(xí)興趣；形象逼真，適用范圍廣，易于操作等一系列的顯著優(yōu)點，可幫助學(xué)生克服場地與設(shè)備等一系列限制，有效彌補了傳統(tǒng)教學(xué)模式的缺陷[5]。當(dāng)然，金無足赤，虛擬仿真教學(xué)也存在諸如真實性不足及綜合性、實踐性和靈活性不足等問題。限于現(xiàn)有技術(shù)，雖然仿真界面形象，能夠逼真地模擬實際生產(chǎn)和實際設(shè)備，但是也有很多具體操作難與生產(chǎn)實際完全吻合，產(chǎn)品及中間體的質(zhì)量檢測過程在仿真操作中難以體現(xiàn)，更多的是表面化的基本操作。另外虛擬仿真教學(xué)過程中切忌造成學(xué)生對制藥實際生產(chǎn)工作趨于“游戲化”的印象和認(rèn)識，虛擬仿真也僅僅是學(xué)生掌握制藥生產(chǎn)的基本操作、提高實習(xí)效率、降低實習(xí)成本、降低實習(xí)風(fēng)險的一種輔助手段，校內(nèi)實訓(xùn)教學(xué)體系還有待進(jìn)一步完善。下一步，應(yīng)在虛擬仿真基礎(chǔ)上增加工程設(shè)計、綜合實驗等實際操作，以虛實結(jié)合的方式開展制藥工程專業(yè)實踐教學(xué)體系，完善本專業(yè)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提升學(xué)生綜合運用所學(xué)知識的能力和動手能力。