劉佳浩

摘要：高等院校之中開設制藥工程專業(yè)的根本目的是為制藥企業(yè)輸送高水平的藥物研制人才，對制藥工程專業(yè)的教學體系依據(jù)時代的發(fā)展和現(xiàn)實企業(yè)的需要進行改革是培育滿足企業(yè)要求的高水平制藥水才的關鍵?，F(xiàn)階段虛擬仿真技術得到了迅速的發(fā)展并在各個產(chǎn)業(yè)之中得到了非常廣泛的應用，推動這一技術在制藥工程專業(yè)教學之中的應用，使其同實驗教學相結合共同培育滿足企業(yè)需要的復合型人才。

關鍵詞：仿真技術;實驗;制藥工程

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）12-0119-02

制藥工程這一學科同多個基礎學科有著非常密切的聯(lián)系，其實質上是由工程學、藥學、生物學、化學等多個學科交叉組合而形成的一個全新的學科。這一學科在教學的過程之中對基本的基礎知識有較強的要求，對學生的實踐能力也有著一定的要求。我國自建立自身的高等教育體系之后就有不少大學逐步的開設了制藥工程專業(yè)，開設這一專業(yè)的學校，基本上也都建設了這一專業(yè)教學過程之中必需的實驗教學中心。

在2013年我國教育部門推動了虛擬仿真技術在高等教育之中的應用，其中虛擬仿真技術同實驗教學的結合是一個建設的重點。虛擬仿真技術的起源最早可以追溯到20世紀80年代，隨著計算機技術和信息技術的迅速發(fā)展，這一技術的應用范疇在迅速擴大。從本質上講虛擬仿真的含義就是采用計算機建立一個同現(xiàn)實環(huán)境一致的實驗環(huán)境在計算機系統(tǒng)之中模擬現(xiàn)實實驗過程進行實驗。這一技術在教學之中有著較快的發(fā)展，現(xiàn)階段我國多所大學的制藥專業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了虛擬仿真實驗室的建設。這一實驗室的建設對于提升制藥專業(yè)之中實驗的效率，增強對人才的培養(yǎng)能力具有積極的影響。

1國內制藥工程專業(yè)實驗教學現(xiàn)狀

制藥工程專業(yè)的目的是培養(yǎng)藥品制造和研發(fā)領域的優(yōu)秀人才，其在企業(yè)之中的工作主要是解決藥品在研制和生產(chǎn)的過程之中出現(xiàn)的技術問題。制藥專業(yè)的畢業(yè)生能夠成功的解決相關問題的前提條件時，深入的掌握藥學、化學、生物等相關方面的理論知識，此外還需要熟悉藥物生產(chǎn)流程和藥物生產(chǎn)過程之中采用的各種類型的設備，能夠設計藥物的生產(chǎn)工藝。從制藥企業(yè)的需要看其對制藥工程培養(yǎng)的人才有著較高的要求，但是各個高等院校在培育人才的過程之中受自身條件的限制，無法有效地對學生的各項能力進行有效的培養(yǎng)。其中核心的原因有兩個：一是大學的擴招使大學制藥專業(yè)學生的人均實驗次數(shù)和人均實驗資源占有量一直在不斷下降;二是在制藥工程教學過程之中部門實驗藥品的造價高昂，在教學的過程之中只能采用演示實驗的方式，學生無法親自動手操作。

2虛擬仿真實驗教學的組成及特點

虛擬仿真實驗系統(tǒng)實質上是由多個軟件系統(tǒng)組成，其中包括了虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，生物仿真系統(tǒng)，虛擬環(huán)境系統(tǒng)，以及虛擬界面系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)組成了一個同現(xiàn)實的真實實驗環(huán)境完全一致的虛擬環(huán)境，學生能夠在這一個虛擬環(huán)境之中依照真實實驗環(huán)境之中的過程進行各種實驗或者按照真實實驗環(huán)境的相關要求設計全新的實驗。從硬件設施的組成上看，其可以劃分為以下幾個部分：數(shù)據(jù)庫其存儲實驗過程之中需要應用到的各種類型的信息數(shù)據(jù);多媒體設備，其提供了操作的界面。虛擬仿真實驗在實驗的過程之中體現(xiàn)出了四個方面的特點：

一是開放性。虛擬實驗系統(tǒng)之中的各種學習資料都是向操作者開放的。虛擬操作系統(tǒng)本質上是一個軟件系統(tǒng)，因此學生可以在任何時間和地點進行該系統(tǒng)的操作，極大的便利了學生實際學習的需要。此外這一系統(tǒng)不僅僅學生可以使用，制藥工程的愛好者也能夠使用這一系統(tǒng)進行相關的探索研究。

二是具有較強的交互能力。實驗者在采用這一系統(tǒng)進行實驗時其能夠根據(jù)實驗者的操作及時給予響應，正常情況下系統(tǒng)的響應同真實實驗之中的響應存在一定的一致性。此外在采用這一系統(tǒng)實驗的過程之中學生還可以向系統(tǒng)求助，及時的解決在實驗的過程之中遇到的問題。

三是具有較強的構想性。在真實的實驗過程之中制藥實驗需要考慮到安全問題等諸多的問題，即真實的實驗會受到客觀條件的較大約束。在虛擬實驗的過程之中約束條件幾乎沒有，因此設計者可以充分發(fā)揮個人的主觀能動性設計各種類型的實驗對相關的問題進行深入的研究。

四是安全環(huán)保。在制藥實驗的過程之中其采用的部分藥品和試劑會對人體造成一定的損害，某些實驗如果發(fā)生操作不當?shù)那闆r將帶來巨大的安全威脅。此外在進行藥學實驗的過程之中通常都會產(chǎn)生一定量的廢水或廢氣等物質，對環(huán)境造成了一定的污染。虛擬實驗的過程之中物質的轉變是依據(jù)相應的理論而進行的，實質上并沒有使用到任何物質，因此不會存在安全問題，也不會產(chǎn)生各種類型的污染物質，極大保證了試驗的安全，也有效提升了對環(huán)境的保護效果。

3虛實結合完善制藥工程實驗教學體系

首先我們必須明確認識到虛擬仿真技術的應用是為制藥工程的實驗教學搭建了一個全新的平臺。在這一平臺搭建完成之后學校要重視實際實驗平臺同這一平臺之間的結合和互補，盡可能發(fā)揮兩個平臺自身的優(yōu)勢，提升對學生的培養(yǎng)水平。

3.1建立完善的虛擬實驗管理平臺

隨著計算機技術的快速發(fā)展和我國教育部的高度重視，我國多所高等院校完成了虛擬仿真實驗室的建設，這些實驗室在建設的過程之中通常都是為了滿足某一個專業(yè)或某一門課程的教學需要而建設的，但是在建設完成之后，并沒有切實的利用硬件設備和服務器設備，存在管理不規(guī)范，資源共享能力差等多個方面的問題。由此我們可以看出使虛擬實驗平臺發(fā)揮出真正的價值完成建設僅僅是第一步還要進行一系列的其他操作。在圍繞制藥工程專業(yè)進行虛擬仿真平臺的建設過程之中，要重視體系化的建設，對學校之中存在的資源要進行合理的復用。在進行虛擬軟件平臺建設的過程之中應該首先完成中心門戶網(wǎng)站的建設，在這一中心網(wǎng)站上集成真實的實驗室之中能夠提供的各種資源，虛擬仿真實驗平臺，實驗室的管理平臺、實驗交流平臺等多個模塊，進而充分的滿足教師教學和學生學習的實際需要。在虛擬實驗平臺的建設過程之中應該根據(jù)具體的實驗所屬的課程，劃分出針對制藥專業(yè)課程設計的虛擬仿真實驗室以此來有效提升對虛擬仿真實驗平臺的利用效率。

3.2構建完善的虛擬仿真實驗平臺

在制藥工程虛擬仿真實驗平臺建設的過程之中應該構建一個完整的實驗平臺即能夠在這一平臺之中進行制藥工程之中各門課程所需要的實驗。通常這一平臺之中應該設計三個互相獨立的虛擬實驗室，分別為基礎實驗室、專業(yè)實驗室和實習仿真實驗室。各個實驗室之中設有獨立的計算機管理系統(tǒng)，教師能夠統(tǒng)一的組織學生開展相關的實驗，學生也能夠依據(jù)自身的需要在終端上遠程登錄相關的網(wǎng)站進行實驗的操作。

虛擬平臺之中包含的三個實驗室其在教學的過程之中分別發(fā)揮著不同的作用，鍛煉和培養(yǎng)制藥工程專業(yè)學生不同的能力?；A課程虛擬仿真實驗室之中進行的實驗主要是同基本的基礎知識和基本原理相關的各種實驗。這些實驗之中包涵了化學、生物、藥學等多個基礎學科的知識。在以實驗之中進行實驗時學生可以首先查看相關的實驗視頻，對具體的實驗流程有一個全面充分的了解，把握具體的實驗要點和難點。然后再進入到虛擬實驗的模塊之中展開實驗，在實驗的過程之中學生能夠深入的理解各項基礎學科之中的基本原理和理論。

專業(yè)課基礎實驗室之中的實驗主要是圍繞制藥工程專業(yè)要求掌握的實驗技能而展開的。在這一實驗室之中對各種實驗技術進行了深入的介紹，學生在虛擬仿真實驗的過程之中對實驗技術的難點和要點有了一個準確感知，有效提升了學生的實際動手能力。

實習虛擬仿真實驗室之中的內容主要圍繞真實的藥品生產(chǎn)過程以及藥品的生產(chǎn)工藝而展開。學生在這一虛擬仿真實驗室之中學習的過程之中能夠對藥品的生產(chǎn)流程有一個感性的認識，并可以嘗試自行設計藥品的生產(chǎn)流程和生產(chǎn)工藝，有效提升了學生的實踐能力。

3.3遵循虛實結合的原則

盡管虛擬仿真技術存在多個方面的優(yōu)點，但是其同真實的實驗還是存在一定的差距，因此教師在教學的過程之中要客觀正確的認識虛擬仿真實驗技術和真實實驗直接的關系，兩者是一種互為補充的關系，嚴禁在教學的過程之中將其發(fā)展成為一種互相代替的關系即由虛擬仿真實驗技術代替真實的實驗技術。在教學的過程之中教師要把握好真實實驗和虛擬仿真實驗之間的比例，教師在組織實驗之前首先對兩種實驗的效果進行深入的分析，確定那一種實驗對實際的教學效果更好就采用那一種實驗。在教學的過程之中要切實將兩種實驗體系的優(yōu)點發(fā)揮出來。