周 卿，張 艷，張建永，張倩茹，李洪玉，周旭美

（遵義醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，貴州 遵義 563003）

藥物分析是一門研究藥品全面質(zhì)量分析與控制的學(xué)科，也是藥學(xué)相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)課程，具有較強的綜合性與實踐性。而藥物分析實驗是藥物分析課程的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生扎實的藥品檢驗技能和嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)作風(fēng)的重要環(huán)節(jié)。在實踐教學(xué)中，學(xué)生對實驗基本操作技能的掌握是對培養(yǎng)其創(chuàng)新能力與科學(xué)素養(yǎng)的重要基礎(chǔ)，并且由于藥物分析研究對象的特殊性，對操作者的實驗操作技能提出了更高的要求，因此，有必要在開展藥物分析實驗教學(xué)之初就加強學(xué)生實驗基本操作技能規(guī)范性、嚴(yán)謹(jǐn)性以及熟練程度的培養(yǎng)，為此我們專門開設(shè)了藥物檢驗操作規(guī)范實驗來進行訓(xùn)練。但是，由于涉及藥物分析實驗基本操作的實驗項目較多，還有學(xué)生人數(shù)、學(xué)時限制，不能保證每一個學(xué)生在課堂上都能得到充分鍛煉，而虛擬仿真實驗作為一種新型的實驗教學(xué)手段，借助于圖形圖像、仿真和虛擬現(xiàn)實操作等技術(shù)模擬傳統(tǒng)實驗，改變了傳統(tǒng)的教育模式，在越來越多的實驗課程中都得到了運用，故而根據(jù)我們在教學(xué)中面臨的實際問題，借助虛擬仿真實驗強大的自主性、交互性、開放性的特點構(gòu)建了以鍛煉學(xué)生實驗基本操作技能為目的的藥物分析實驗基本操作虛擬仿真平臺，并與課堂教學(xué)相結(jié)合，做到“虛實互補”，更好地為后續(xù)藥物分析實驗打好基礎(chǔ)，具有實際的應(yīng)用意義[1-4]。

1 藥物分析實驗基本操作虛擬仿真平臺的構(gòu)建及應(yīng)用

依據(jù)藥物分析實驗課程內(nèi)容、課程目標(biāo)，并結(jié)合我院藥學(xué)各專業(yè)學(xué)生特點和職業(yè)需求，設(shè)計了滴定分析、溶液的配制、減重稱量3個操作單元。分為3個模塊進行設(shè)計：（1）文字材料演示實驗的目的、內(nèi)容、原理、基本操作過程及注意事項；（2）采用Adobe Flash cs6軟件設(shè)計模擬仿真實驗場景供學(xué)生進行操作練習(xí)；（3）設(shè)計在線測試系統(tǒng)，根據(jù)操作過程中要點的完成情況給出“優(yōu)、良、合格、不合格”的評價。設(shè)計考查的要點包括：①滴定分析操作：滴定管的選擇、滴定管的潤洗、手握滴定管活塞的方法、臨近終點滴定液的加入、滴定終點顏色的判斷、滴定管的讀數(shù)、結(jié)果的計算等。②溶液的配制：待稱量樣品的計算、稱量容器的選擇、樣品的稀釋轉(zhuǎn)移操作、容量瓶的使用方法、振搖的操作、刻度線的觀察等。③減重稱量：電子天平的使用原則和方法、稱量瓶的使用方法、結(jié)果的記錄等。每個實驗項目內(nèi)容不僅是簡單地操作訓(xùn)練，還包括各種基本實驗操作的練習(xí)及結(jié)果的計算，譬如，在滴定分析實驗中加入移液管使用的練習(xí)，結(jié)果需要根據(jù)滴定管的讀數(shù)計算出滴定溶液的濃度；在溶液的配制實驗中考查電子天平的使用方法；在稱量練習(xí)中需要根據(jù)所配制溶液的濃度計算稱量的質(zhì)量，根據(jù)被稱物的性質(zhì)選擇合適的稱量器皿等。該虛擬仿真實驗平臺的應(yīng)用主要在課堂上教師進行實驗內(nèi)容的詳細演示與講解后，供學(xué)生在課后利用空余時間在電腦或手機終端進行練習(xí)，最后成績的評價需要學(xué)生進入考核模塊逐一通過3個實驗項目的操作才能得到最終成績[5-6]。

2 學(xué)生對藥物分析實驗基本操作虛擬仿真平臺的評價

以我院2017級藥學(xué)、藥物制劑、臨床藥學(xué)專業(yè)參與藥物分析實驗的162名學(xué)生為研究對象，虛擬實驗結(jié)束后借助問卷星進行網(wǎng)絡(luò)匿名問卷調(diào)查，調(diào)查問卷內(nèi)容包括虛擬仿真實驗開設(shè)的必要性、能力提升度、優(yōu)勢、滿意度等，每個問題均設(shè)“非常滿意、滿意、一般、不滿意”4種選項，同時還設(shè)置了主觀問答題，例如：你認為虛擬仿真實驗可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)實驗教學(xué)嗎？為什么？在使用虛擬仿真實驗進行操作和學(xué)習(xí)以后，請簡述你對此學(xué)習(xí)模式的評價。從收回的147份有效調(diào)查問卷（有效率90.7%）中可看出，認為有必要開設(shè)該虛擬實驗的學(xué)生占51.70%，認為很有必要的占32.65%；認為通過虛擬仿真實驗操作項目訓(xùn)練對涉及藥物分析實驗基本操作規(guī)范的內(nèi)容掌握率達80%以上的占60.54%；認為該虛擬仿真實驗項目的引入對提高實驗基本操作技能有幫助的占52.38%，很有幫助的占24.49%；而對此次虛擬仿真實驗設(shè)計滿意的占51.37%，非常滿意的占19.73%。在多選題虛擬仿真實驗的優(yōu)點方面，74.15%的學(xué)生贊同實驗過程更安全，64.63%的學(xué)生贊同實驗消耗更節(jié)約，62.59%的學(xué)生贊同教學(xué)內(nèi)容更直觀，只有45.58%的學(xué)生認為學(xué)習(xí)趣味更濃厚。從調(diào)查結(jié)果可知，大部分學(xué)生認為虛擬仿真實驗具有無可比擬的優(yōu)越性，但是仍不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)實驗教學(xué)，而以鍛煉學(xué)生實驗基本操作技能為目的的虛擬仿真實驗有開設(shè)的必要性。通過該虛擬實驗平臺的反復(fù)訓(xùn)練，明顯規(guī)范了學(xué)生的操作技能，提高了實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，有利于學(xué)生對藥物質(zhì)量觀念重要性的理解，而且通過對實驗基本操作技能的鍛煉，本年級各專業(yè)學(xué)生的實踐動手能力要優(yōu)于以往其他年級學(xué)生，而實驗成績也得到了提高。

3 藥物分析實驗中開展虛擬仿真實驗的應(yīng)用體會

虛擬仿真實驗是依托于計算機和虛擬現(xiàn)實以及網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)來模擬現(xiàn)實的實驗環(huán)境和過程，徹底打破了時間、空間和設(shè)備的限制，使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程更加高效、自主。通過以鍛煉學(xué)生實驗基本操作技能為目的的虛擬實驗的開展，極大豐富了藥物分析實驗的內(nèi)容和形式，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，夯實了學(xué)生實驗基本操作技能的基礎(chǔ)。因此，在藥物分析實驗中開設(shè)此虛擬仿真實驗很有必要性[7-8]。

3.1 虛擬仿真實驗的開展有助于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

依據(jù)最新《藥學(xué)類專業(yè)教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》提出要培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的要求，虛擬仿真實驗的開展無疑為這一培養(yǎng)目標(biāo)的達成提供了很好的途徑。以我校藥物檢驗操作規(guī)范實驗為例，通常是由任課教師講解完每一項涉及基本操作的實驗內(nèi)容及注意事項后，學(xué)生按實驗步驟進行操作即可，在此過程中，學(xué)生缺乏足夠的獨立思考的時間，遇到問題更多依賴于教師的發(fā)現(xiàn)和解決，而受上課時間限制，學(xué)生并沒有足夠的時間去反復(fù)練習(xí)，從而也難以達到通過此次實驗規(guī)范學(xué)生實驗基本操作的目的。以培養(yǎng)學(xué)生實驗基本操作技能的虛擬仿真實驗的開展，激發(fā)了學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生可以自主合理安排學(xué)習(xí)時間。課堂上教師實物演示實驗的詳細操作過程和要點后，學(xué)生通過虛擬仿真實驗可以反復(fù)練習(xí)直至掌握全部的操作流程，同時也可以通過練習(xí)中設(shè)置的一些易錯點和考查點加強對實驗的理解。最后進行自主在線測試，成績合格后方可進行后續(xù)的藥物分析實驗。調(diào)查結(jié)果也顯示，認為虛擬仿真實驗可增強自主學(xué)習(xí)能力的學(xué)生占80%以上。在實驗教學(xué)中，學(xué)生成為主導(dǎo)者，參與的積極性與主動性得到充分調(diào)動，學(xué)習(xí)效率隨之提高，促進了對藥物分析課程的學(xué)習(xí)。

3.2 虛擬仿真實驗的開展有助于提高學(xué)生的實踐動手能力

藥物分析實驗是一門實踐性極強的課程，對于學(xué)生的實踐操作技能有著較高要求，對于培養(yǎng)學(xué)生全面的藥品質(zhì)量觀念，使學(xué)生熟悉藥品檢驗程序、具備藥品檢驗?zāi)芰哂兄匾饬x。雖然學(xué)生實驗基本操作技能的培養(yǎng)在無機化學(xué)、分析化學(xué)等實驗教學(xué)中均有涉及，但由于教學(xué)目的、教學(xué)要求與藥物分析實驗不同，部分學(xué)生在學(xué)習(xí)藥物分析實驗時仍存在實驗操作不規(guī)范、實驗態(tài)度不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膯栴}，例如，有學(xué)生在稱量藥品時通常直接稱量，而忽視先對電子天平的水平調(diào)節(jié)與觀察；在使用移液管時，忽視移液管的停、靠等操作。藥物分析的對象是與人的生命和健康息息相關(guān)的藥品，不規(guī)范、不熟練的操作勢必會得出錯誤的實驗結(jié)果。而在傳統(tǒng)的藥物分析實驗教學(xué)中，由于受學(xué)生人數(shù)限制，每個人動手的機會不多，主動性或自覺性差的學(xué)生常得不到充分有效的訓(xùn)練，授課教師也難以全面觀察到每個學(xué)生的實驗操作情況。而虛擬仿真實驗采用一人一機的形式，在一定程度上強制了每個學(xué)生都必須參與實驗的整個過程，鍛煉了學(xué)生的實踐動手能力。另外，藥物分析實驗中常涉及一些大型儀器的使用，諸如高效液相色譜儀、紫外分光光度計、氣相色譜儀等，由于受實驗條件限制，在實驗中學(xué)生往往得不到充分的上機操作，對儀器的使用也是一知半解，將其以動畫形式設(shè)計成虛擬仿真實驗，在實驗前，學(xué)生可通過虛擬仿真實驗自主學(xué)習(xí)，熟悉儀器的結(jié)構(gòu)、原理和工作方式，掌握儀器的操作要點、操作步驟，反復(fù)練習(xí)后，在正式實驗時，就能很快熟練操作儀器，培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力。

3.3 虛擬仿真實驗的開展有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

虛擬仿真實驗并不是簡單讓學(xué)生按照提示進行操作訓(xùn)練，其提供了一種靈活的開放式環(huán)境，可以在虛擬實驗中設(shè)置創(chuàng)新模塊，利用虛擬程序中設(shè)定的實驗儀器設(shè)備和實驗技術(shù)，讓學(xué)生厘清實驗對象的結(jié)構(gòu)與方法選擇之間的關(guān)系，選擇不同的設(shè)備與技術(shù)自主構(gòu)建虛擬實驗，并且可以靈活增加各種探索性實驗內(nèi)容，觀察不同的實驗結(jié)果及現(xiàn)象，系統(tǒng)性完成從藥物鑒別、檢查到含量測定的整個知識體系的學(xué)習(xí)。例如，在我們構(gòu)建的培養(yǎng)學(xué)生實驗基本操作技能的虛擬仿真實驗中，每一個操作步驟都有與之相關(guān)的各種器皿的選擇，學(xué)生可以自由選擇并進行操作，從而得到不同的實驗操作結(jié)果，從結(jié)果的正確與否，學(xué)生可以有效思考實驗過程中的選擇是否合理，從而找到解決問題的方法。通過這樣的方式，不僅可以激發(fā)學(xué)生探究問題的積極性，還可以開闊學(xué)生的視野，打開思路，促進學(xué)生對課程知識的理解、掌握、拓展和深化，增強創(chuàng)新意識的培養(yǎng)以及提高分析問題與解決問題能力。

4 結(jié)語

實驗基本操作虛擬仿真實驗平臺在藥物分析實驗教學(xué)中的引入，規(guī)范了學(xué)生的實驗操作，培養(yǎng)了學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高了藥物分析實驗教學(xué)效果，具有與傳統(tǒng)教學(xué)模式不可比擬的優(yōu)勢。但是，也需要克服其局限性，虛擬仿真實驗無法提供給學(xué)生在實踐過程中對實物的感官認識；不利于培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力；無法預(yù)知不確定的實驗結(jié)果等。因此，虛擬仿真實驗的開展仍需要與傳統(tǒng)實驗相結(jié)合，做到虛實結(jié)合，以虛促實，這樣才能為培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實踐能力和自主創(chuàng)新能力提供有力保障。此外，在藥物分析實驗中，虛擬仿真實驗的發(fā)展方向除了根據(jù)實驗內(nèi)容的要求進行設(shè)計外，還可關(guān)注與藥品實際流通中各種檢驗崗位相聯(lián)系的實驗，將職業(yè)能力的培養(yǎng)納入學(xué)習(xí)中，讓學(xué)生盡快適應(yīng)社會發(fā)展的需要。