朱 丹，徐文芬，麻秀萍，楊 菁，郭江濤，陳 亮，陳 滕

(貴州中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025)

中藥的質(zhì)量安全是中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是保障人民健康的必然要求。因此中藥及其制劑質(zhì)量的檢測(cè)成為了分析工作的重中之重。而中藥質(zhì)量的檢測(cè)離不開各類分析儀器的應(yīng)用，包括高效液相色譜儀、氣相色譜儀和紅外光譜儀等。因此，將各類分析儀器靈活的用于中藥制劑質(zhì)量的檢查、了解各類儀器實(shí)驗(yàn)的原理，成為了中藥制劑分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。但由于學(xué)校教學(xué)條件的限制，對(duì)于一些貴重的大型儀器，學(xué)生無(wú)法真正的動(dòng)手操作；甚至是學(xué)校已有的儀器，也因?yàn)槿硕鄡x器少，而無(wú)法使學(xué)生真正掌握儀器的使用方法。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)，為解決此類問(wèn)題提供了有效的方法，同時(shí)也為我們的教學(xué)改革提出了新的思路。

虛擬仿真主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，利用多種虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的技術(shù)，模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓操作者在虛擬的環(huán)境中以接近真實(shí)的感受完成預(yù)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[1]。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)景還原度高，且不受時(shí)間和空間的限制，給高等教育的很多實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)帶來(lái)了便利，通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，可有效加深學(xué)生對(duì)深?yuàn)W難懂的理論知識(shí)的理解，在一定程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[2]。

1 中藥制劑分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器缺乏

在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，通常需要大量、價(jià)格昂貴的大型分析儀器，而由于儀器設(shè)備成本高，占用空間大，因此實(shí)物實(shí)訓(xùn)需要的設(shè)備數(shù)量有限，無(wú)法滿足學(xué)生人手一臺(tái)設(shè)備，所以在中藥制劑分析實(shí)驗(yàn)課堂上通常是幾個(gè)人一組來(lái)使用一臺(tái)儀器，并且真正操作儀器的也只有其中的一到兩人，其他組員都處于觀望狀態(tài)，無(wú)法提出操作者實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所出現(xiàn)的問(wèn)題，積極性、主動(dòng)性不強(qiáng)。

1.2 理論和實(shí)驗(yàn)脫節(jié)

在中藥制劑分析的教學(xué)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生對(duì)儀器的構(gòu)造不熟悉，因此在理解實(shí)驗(yàn)的原理上存在困難。而在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師又不可能把儀器部件全部拆開逐一講解，因此在講解實(shí)驗(yàn)原理時(shí)，大部分學(xué)生無(wú)法構(gòu)想儀器的運(yùn)作過(guò)程，覺得生澀難懂。

1.3 實(shí)驗(yàn)時(shí)間短

由于儀器的操作過(guò)程相對(duì)比較復(fù)雜，并且所需時(shí)間較長(zhǎng)，學(xué)生需要足夠的實(shí)驗(yàn)時(shí)間才能熟練掌握中藥制劑分析技能和儀器的使用。而由于課時(shí)的限制，往往同一個(gè)實(shí)驗(yàn)只能分組操作一次，即使實(shí)驗(yàn)操作失誤也不能夠重來(lái)，所以學(xué)生實(shí)際操作的時(shí)間較少，實(shí)驗(yàn)技能及效果得不到反復(fù)的訓(xùn)練，難以真正掌握實(shí)驗(yàn)中規(guī)范性的操作和真正理解實(shí)驗(yàn)的奧義。

2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)

2.1 講解生動(dòng)直觀

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)可呈現(xiàn)出儀器的三維立體結(jié)構(gòu)，能夠通過(guò)動(dòng)畫生動(dòng)直觀地給學(xué)生展示儀器的基本結(jié)構(gòu)、操作方法和實(shí)驗(yàn)原理，結(jié)合理論的講解，使晦澀的知識(shí)變得生動(dòng)有趣，使學(xué)生對(duì)儀器的分析過(guò)程更為明確、清晰，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

2.2 打破時(shí)間和空間的限制

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)不受時(shí)間和空間的限制，向?qū)W生提供能隨時(shí)進(jìn)行虛擬仿真的實(shí)驗(yàn)條件，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中開展實(shí)驗(yàn)，并且可以通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練，使學(xué)生盡快熟悉儀器操作規(guī)范，掌握操作要點(diǎn)。

2.3 實(shí)時(shí)檢測(cè)評(píng)價(jià)

虛擬仿真軟件配備有智能檢測(cè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，操作錯(cuò)誤即無(wú)法進(jìn)入下一步操作。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的錯(cuò)誤和存在的問(wèn)題，進(jìn)行思考，重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每一個(gè)操作步驟。最后，系統(tǒng)還能對(duì)學(xué)生的總體操作進(jìn)行評(píng)價(jià)，幫助學(xué)生改正和進(jìn)步。

2.4 節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的主要依托是計(jì)算機(jī)，因此，學(xué)生只需要在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的模擬操作，減少了實(shí)驗(yàn)試劑的消耗和實(shí)驗(yàn)儀器的損耗，先通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生熟練掌握實(shí)驗(yàn)原理和基本步驟，再進(jìn)行真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作，不僅可以切實(shí)節(jié)約實(shí)驗(yàn)的成本，還能提高教學(xué)效果。

3 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題

3.1 虛擬過(guò)程過(guò)于理想化、單一化

真正的實(shí)驗(yàn)過(guò)程存在著很多不確定因素，比如高效液相色譜儀的漏液、壓力不穩(wěn)，氣相色譜儀的檢測(cè)器無(wú)法點(diǎn)火，亦或是色譜管道堵塞等等情況，這些不確定因素或異常情況都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗甚至無(wú)法進(jìn)行。而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)只要操作步驟正確就一定能得到一個(gè)很好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)無(wú)法真正模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的種種復(fù)雜問(wèn)題，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題方面也較為局限。

3.2 無(wú)法真正提高學(xué)生的動(dòng)手能力

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)僅僅依靠電腦操作即可完成實(shí)驗(yàn)的模擬過(guò)程，無(wú)法真正操作實(shí)驗(yàn)儀器和掌握樣品前處理的過(guò)程，不能提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。例如，在高效液相色譜法的實(shí)驗(yàn)中，前期需要對(duì)供試品進(jìn)行提取、純化等處理，而在進(jìn)樣時(shí)，也需要學(xué)生熟練掌握進(jìn)樣技術(shù)，才能使實(shí)驗(yàn)結(jié)果有良好的重現(xiàn)性，這些操作僅僅依靠模擬是不夠的，需要學(xué)生在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)中反復(fù)操作練習(xí)，才能夠真正掌握技術(shù)要點(diǎn)。

3.3 無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神

真正的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，往往是通過(guò)分組完成實(shí)驗(yàn)的，在實(shí)驗(yàn)小組內(nèi)部，每個(gè)同學(xué)都有具體的分工，共同配合完成實(shí)驗(yàn)。這種方式不僅鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，也很好的培養(yǎng)了學(xué)生交流溝通的能力。而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)僅僅依靠學(xué)生個(gè)人即可完成，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。

4 總結(jié)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)有著不同于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也有其缺點(diǎn)所在。要想利用其優(yōu)勢(shì)而規(guī)避其缺點(diǎn)，那么在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，必須將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)引入中藥制劑分析實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)，在理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間搭建起一個(gè)橋梁。通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的熟練操作后，讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室對(duì)中藥制劑實(shí)物進(jìn)行分析，并對(duì)學(xué)生的每一步操作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)虛擬仿真與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的融合，有效的解決學(xué)生不懂原理，不會(huì)操作，儀器不夠的尷尬處理，提高理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)真正能夠獨(dú)立開展中藥制劑分析工作的分析人才。