趙紅，李忠，彭成松，楊忠連，羅再剛

作者單位：安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，安徽淮南232001

安徽理工大學(xué)制藥工程專業(yè)于2001年建立，是一個多學(xué)科交叉的綜合性行業(yè)。本專業(yè)要求學(xué)生能夠?qū)⒃谡n堂上學(xué)到的藥學(xué)與工學(xué)的基礎(chǔ)知識與實踐相結(jié)合，以便將來能適應(yīng)工作崗位的需要，對藥廠廠房、制藥機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計及改進(jìn)。因此，本科教育中的實踐環(huán)節(jié)，即認(rèn)識實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)是學(xué)生走出課堂、深入企業(yè)進(jìn)行實踐訓(xùn)練、理論聯(lián)系實際、強(qiáng)化工程意識、培養(yǎng)職業(yè)素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。但受到藥廠生產(chǎn)特殊環(huán)境要求的限制，實施過程中往往不能讓學(xué)生得到充分的訓(xùn)練。

虛擬現(xiàn)實仿真平臺（Virtual Reality Platform）是近些年發(fā)展起來的一類專門用于仿真的計算機(jī)軟件，該仿真軟件適用性強(qiáng)、操作簡單、可高度的模擬工廠操作實際過程。本專業(yè)將仿真軟件與現(xiàn)場實習(xí)相結(jié)合，有效的彌補(bǔ)了現(xiàn)場實習(xí)的不足，滿足了學(xué)生實習(xí)的需要。筆者基于教育認(rèn)證的要求和理念，對新形勢下我校的實習(xí)模式改革過程進(jìn)行了探討。

1 制藥工程專業(yè)實習(xí)存在的問題

1.1 生產(chǎn)實習(xí)企業(yè)落實困難

生產(chǎn)實習(xí)企業(yè)落實困難是國內(nèi)多數(shù)工科院校在生產(chǎn)實習(xí)中面臨的共性問題。學(xué)生進(jìn)入單位實習(xí)，非但不能給企業(yè)帶來利潤，相反，由于需要企業(yè)抽調(diào)人員對學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)并帶領(lǐng)學(xué)生參觀廠區(qū)，無形中就會增加企業(yè)人員的工作量。同時，由于制藥企業(yè)往往地處偏僻，食宿不便，為了方便學(xué)生，往往需要廠方安排學(xué)生的食宿，也增加了廠方后勤部門的壓力。另外，制藥企業(yè)都有GMP 的要求，不利于學(xué)生進(jìn)入實習(xí)。因此，大部分制藥企業(yè)不愿意接收學(xué)生入廠實習(xí)。

1.2 實習(xí)過程簡單，學(xué)生很難自己動手操作

制藥工程專業(yè)實習(xí)基本都是藥廠，而藥廠生產(chǎn)有自己的特殊性，如廠區(qū)及生產(chǎn)車間建設(shè)要滿足GMP 要求，部分生產(chǎn)區(qū)要求無菌操作。因此，即便有些企業(yè)接收了學(xué)生實習(xí)，也不會讓學(xué)生進(jìn)入生產(chǎn)車間進(jìn)行實地操作。只是在車間外部進(jìn)行簡單的參觀。同時由于實習(xí)時間有限，基本都是3～5周，這個時間只夠廠方對學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，學(xué)生還沒有進(jìn)入實習(xí)車間，實習(xí)時間就結(jié)束了。

1.3 實習(xí)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)大綱不夠明確

生產(chǎn)實習(xí)不同于其他校內(nèi)教學(xué)環(huán)節(jié)，存在著實習(xí)場所的不確定性，因此實習(xí)的實施過程往往有著一定隨意性，這就表現(xiàn)在實習(xí)的教學(xué)目標(biāo)不明確、缺少具體的教學(xué)大綱，因此實習(xí)教學(xué)質(zhì)量難以保證。本專業(yè)依據(jù)認(rèn)證要求，重新明確了實習(xí)教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計了相應(yīng)的教學(xué)大綱，使實習(xí)教學(xué)的實施和管理更加規(guī)范。

2 虛擬仿真技術(shù)

2.1 虛擬仿真技術(shù)簡介

虛擬仿真是一種可創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機(jī)系統(tǒng)。此虛擬世界由計算機(jī)設(shè)計產(chǎn)生，既可以重現(xiàn)現(xiàn)實世界中的場景，也可以按用戶的需要設(shè)計構(gòu)想新的模擬世界。因此，虛擬仿真軟件可按用戶需求實現(xiàn)不同教學(xué)場景的重現(xiàn)仿真，使用戶在仿真世界進(jìn)行實地觀摩操作，使教學(xué)環(huán)境情景化，從而達(dá)到優(yōu)化教學(xué)過程、提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

2.2 虛擬仿真教學(xué)的特點

虛擬仿真技術(shù)將藥廠生產(chǎn)過程用計算機(jī)重現(xiàn)，學(xué)生可以身臨其境的觀看藥廠車間布局、各種藥物劑型生產(chǎn)的工藝流程，通過鼠標(biāo)和鍵盤進(jìn)行制藥設(shè)備操作，收集工藝參數(shù)并分析處理數(shù)據(jù)，判斷設(shè)備是否運轉(zhuǎn)正常，產(chǎn)品是否合格。與傳統(tǒng)的工廠現(xiàn)場實習(xí)模式相比，虛擬仿真教學(xué)模式主要的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面。

2.2.1 更安全的實驗過程 在虛擬仿真系統(tǒng)中進(jìn)行教學(xué)，一切過程都在計算機(jī)上進(jìn)行，避免了實際操作過程中可能出現(xiàn)的危險和操作不當(dāng)引起的損失。如在片劑的生產(chǎn)過程中，需要使用的機(jī)械設(shè)備有萬能粉碎機(jī)、搖擺式顆粒機(jī)、快速攪拌制粒機(jī)、壓片機(jī)、高效包衣機(jī)等。每一種機(jī)器在現(xiàn)場使用過程中都有可能因為操作不當(dāng)，引起質(zhì)量事故或安全事故。通過使用計算機(jī)仿真模擬，避免了學(xué)生在工廠的實際操作，同時也規(guī)避了各類事故的發(fā)生。

2.2.2 節(jié)約了實驗消耗 以頭孢克洛原料藥的合成為例，實際生產(chǎn)過程中物料、熱量及動力的消耗都以數(shù)噸級計，時間往往也要耗費數(shù)周，成本巨大。虛擬仿真教學(xué)只需要一臺計算機(jī)，歷時數(shù)小時，不消耗任何資源，就可以完成在現(xiàn)實中耗費巨大的生產(chǎn)過程。即便學(xué)生操作失誤，也可以反復(fù)進(jìn)行模擬實驗，不必?fù)?dān)心資源消耗的問題。

2.2.3 教學(xué)內(nèi)容更直觀 在藥廠實習(xí)時，由于各種條件的限制，學(xué)生們往往不能直觀的看到所有藥品的生產(chǎn)過程。而很多制藥設(shè)備也不可能將其拆卸了對學(xué)生進(jìn)行直觀的講解。如制藥工藝與設(shè)備課程，需要學(xué)生掌握設(shè)備中各零部件的構(gòu)造，以便更深刻的掌握各反應(yīng)工段的工藝原理。通過虛擬仿真軟件，能幫助學(xué)生全面了解制藥機(jī)械內(nèi)部復(fù)雜零部件的結(jié)構(gòu)特征，便于學(xué)生鞏固對課堂上抽象描述的理解，加深學(xué)生的印象，從而提高教學(xué)效果。

3 制藥工程專業(yè)實習(xí)新模式的探討［7］

本校的制藥工程專業(yè)實習(xí)主要依托于南京先聲東元制藥有限公司、安徽山河藥用輔料股份有限公司和蓋天力醫(yī)藥控股集團(tuán)華東藥業(yè)有限公司。在進(jìn)行新的實習(xí)教學(xué)模式以前，每年的實習(xí)都是一個“老大難”。實習(xí)帶隊老師要多次去實習(xí)企業(yè)聯(lián)系落實學(xué)生實習(xí)情況，而在學(xué)生進(jìn)入企業(yè)實習(xí)后，由于不能實地操作，一半時間都在培訓(xùn)，抱怨不斷，說“看不到東西、不能動手操作、和老師平時在課堂上講的差不多”等等問題。針對學(xué)生藥廠實習(xí)存在的各種問題，同時基于專業(yè)認(rèn)證的要求，本專業(yè)建立了“現(xiàn)場實習(xí)+仿真模擬訓(xùn)練”的實習(xí)教學(xué)模式，并取得了一定成效。

3.1 按照新的實習(xí)教學(xué)模式制定教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)大綱

本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)就是培養(yǎng)能適應(yīng)制藥工業(yè)發(fā)展的專業(yè)工程技術(shù)人才，能獨立解決制藥企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場實際工程技術(shù)問題。在引入仿真實訓(xùn)的基礎(chǔ)上，教學(xué)目標(biāo)增加了如下內(nèi)容：①通過仿真實訓(xùn)，了解藥品的生產(chǎn)設(shè)備與工藝流程及操作規(guī)范。②會繪制工藝流程圖和車間布置圖。③了解藥品生產(chǎn)的GMP 管理規(guī)范，繪制的圖滿足GMP 規(guī)范。改變了以往只根據(jù)學(xué)生在企業(yè)的表現(xiàn)和實習(xí)報告兩項內(nèi)容來給成績的考核方式，增加了仿真模擬考試的內(nèi)容。

3.2 將模擬仿真實訓(xùn)與現(xiàn)場實習(xí)有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生實踐能力

固定的現(xiàn)場實習(xí)基地是制藥工程專業(yè)實習(xí)的必要條件，本專業(yè)的實習(xí)基地從藥用原輔料的生產(chǎn)，到片劑、膠囊劑和各種針劑的生產(chǎn)基本都有，能夠滿足學(xué)生對制藥過程的實習(xí)需求。但由于制藥企業(yè)的特殊性，學(xué)生不能進(jìn)行近距離的參觀和動手操作，從一定程度上影響了學(xué)生的積極性和實習(xí)的效果。

本學(xué)院近年來建立的仿真模擬實驗室，構(gòu)建了化學(xué)原料藥生產(chǎn)實訓(xùn)平臺、固體制劑生產(chǎn)實訓(xùn)平臺和凍干粉針劑生產(chǎn)GMP 實訓(xùn)平臺等三個仿真平臺。每個平臺均包括：工程設(shè)計模塊、廠區(qū)規(guī)劃與車間漫游、設(shè)備仿真模塊、工藝仿真模塊、生產(chǎn)操作仿真模塊、考核評價系統(tǒng)等6個功能模塊，讓學(xué)生在去藥廠實地實習(xí)前先進(jìn)行仿真實訓(xùn)，充分了解原料藥及制劑的廠房布置、GMP 要求及具體生產(chǎn)過程，并在每個模塊學(xué)習(xí)完成后自主進(jìn)行測試考評。

如工程設(shè)計模塊的方案設(shè)計就包含：工藝方案設(shè)計說明書、平面方案圖、車間人物流圖、空調(diào)潔凈分區(qū)、空調(diào)系統(tǒng)劃分等，可以讓學(xué)生從宏觀上了解工程設(shè)計的整體理念；而詳細(xì)的施工設(shè)計又根據(jù)醫(yī)藥設(shè)計院的實際設(shè)計過程，按照工藝、空調(diào)、消防、給排水、電氣專業(yè)進(jìn)行劃分，并提供相關(guān)圖紙（如PID 圖紙、工藝管道布置圖、設(shè)計設(shè)備清單、消防、給排水平面圖、電氣布置圖等圖紙），讓學(xué)生認(rèn)識到，一個廠區(qū)的設(shè)計，需要多個部門協(xié)調(diào)合作，有利于提高學(xué)生的合作精神，這也是制藥工程專業(yè)的一個培養(yǎng)目標(biāo)。由此，學(xué)生可以從基礎(chǔ)設(shè)計理論、三維工程設(shè)計等多個角度理解制藥工程設(shè)計的概念，建立初步的工程設(shè)計認(rèn)知能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。

在考核評估模塊提供了藥品生產(chǎn)安全、工藝知識點、工藝操作等相關(guān)的理論題庫，學(xué)生在電腦端進(jìn)行一個模塊的學(xué)習(xí)之后，服務(wù)端可選擇自動生成考卷，并對答卷自動評分，當(dāng)學(xué)生一次考試未通過時，還可選擇再一次進(jìn)行考試或重新學(xué)習(xí)后再考試，直到達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，為接著進(jìn)行的藥廠實地實習(xí)提供基礎(chǔ)。

與以往過分依賴企業(yè)現(xiàn)場實訓(xùn)的單一教學(xué)模式相比，這種校內(nèi)外實習(xí)相結(jié)合，仿真與現(xiàn)場相結(jié)合的教學(xué)模式更能提高學(xué)生的實習(xí)興趣。同時，學(xué)生可通過在仿真軟件上的反復(fù)訓(xùn)練加深對藥品生產(chǎn)過程的認(rèn)識和理解，在進(jìn)入藥廠實習(xí)時更加有的放矢，使理論知識與生產(chǎn)實踐的結(jié)合更加緊密。

3.3 加強(qiáng)生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)師資隊伍建設(shè)

在企業(yè)實習(xí)過程中，學(xué)生人數(shù)較多，企業(yè)的講解員在車間對學(xué)生進(jìn)行講解時，環(huán)境比較嘈雜，導(dǎo)致很多學(xué)生聽不清講解員的介紹，回來后問帶隊教師，而本專業(yè)的教師基本都沒有工廠工作的經(jīng)驗，往往也很難把相關(guān)知識點說得清楚。

為了解決這一現(xiàn)狀，本專業(yè)主要采取了以下措施：①培養(yǎng)青年教師的工程實踐經(jīng)驗，要求帶隊教師必須在企業(yè)接受為期半年以上的工程訓(xùn)練。建議本專業(yè)所有教師均去制藥企業(yè)進(jìn)行為期最少1個月的工程實訓(xùn)。②穩(wěn)定生產(chǎn)實習(xí)指導(dǎo)教師隊伍，選擇進(jìn)行工程實訓(xùn)過的教師作為生產(chǎn)實習(xí)指導(dǎo)教師。③聘請企業(yè)有實踐經(jīng)驗的技術(shù)人員、操作熟練的工人、環(huán)境安全管理人員以及從事企業(yè)管理的人員等作為兼職教師，定期來校把企業(yè)的安全操作知識和生產(chǎn)管理經(jīng)驗傳授給學(xué)生，詳細(xì)講解生產(chǎn)工藝和設(shè)備操作原理，增加學(xué)生對企業(yè)工作條件的認(rèn)識。

3.4 使用仿真軟件前后實習(xí)效果的對比

使用仿真軟件以前，很難達(dá)到專業(yè)認(rèn)證對畢業(yè)目標(biāo)的具體要求。使用仿真軟件后，通過軟件中包含的仿真模擬考試內(nèi)容，使學(xué)生能夠運用自然科學(xué)知識和工程科學(xué)原理及制藥工程專業(yè)知識解決制藥過程中復(fù)雜的工程問題，掌握現(xiàn)代制藥技術(shù)、制藥工程原理與設(shè)備、車間設(shè)計或技術(shù)改造等基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能，加深對制藥生產(chǎn)基本理論和工藝原理的理解，更加具體地體現(xiàn)了教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo)，成績的給出也更加規(guī)?；_(dá)到專業(yè)認(rèn)證要求。同時通過先模擬仿真實訓(xùn)，再與現(xiàn)場實習(xí)有機(jī)結(jié)合的方式，增加了學(xué)生在實習(xí)現(xiàn)場對廠房布置和設(shè)備選型的理解。學(xué)生的實習(xí)成績明顯提高，對知識的掌握也更加貼近工廠操作實際情況。

4 結(jié)語

隨著教育認(rèn)證工作的開展，眾多本科院校由傳統(tǒng)的精英教育逐漸向應(yīng)用型人才培養(yǎng)過渡。我校制藥工程專業(yè)體現(xiàn)的是“厚基礎(chǔ)、重應(yīng)用、強(qiáng)素質(zhì)”的培養(yǎng)原則，為藥廠、醫(yī)藥設(shè)計院、高等院校、科研院所輸送“本科應(yīng)用型”人才。在此基礎(chǔ)上，要求學(xué)生的實驗技能和實際操作能力均有較大提升。本專業(yè)通過引用模擬仿真技術(shù)，將模擬仿真實訓(xùn)與現(xiàn)場實習(xí)有機(jī)結(jié)合，同時加強(qiáng)生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)師資隊伍建設(shè)，極大地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實習(xí)的不足與空缺，在一定程度上解決了實習(xí)難、現(xiàn)場操作更難的問題，取得了顯著的實習(xí)效果。學(xué)生和企業(yè)對生產(chǎn)實習(xí)的滿意度均大幅度提高。