劉俊紅，蔣 瑤，吳亞軍

（1.廣東省食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)校 制藥系，廣東 廣州 510663；2.廣州諾金制藥有限公司 技術(shù)部，廣東 廣州 510700）

一、AR/VR信息化技術(shù)在教學(xué)中的發(fā)展概況

（一）AR/VR信息化技術(shù)的簡介

信息化技術(shù)對教育發(fā)展產(chǎn)生革命性的作用，沒有信息化就沒有教育的現(xiàn)代化。VR技術(shù)（虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)）/AR技術(shù)（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)）是目前發(fā)展得十分迅速的技術(shù)之一，該技術(shù)是一個(gè)仿真體系，重點(diǎn)研究利用三維圖形學(xué)、交互設(shè)計(jì)學(xué)、信息分布系統(tǒng)以及多媒體技術(shù)等將多學(xué)科融為一體的新技術(shù)，并利用對三維世界的仿真創(chuàng)建出一個(gè)全新的人機(jī)交互體系［1-2］。該技術(shù)的核心在于具備“沉浸式”，這與現(xiàn)在倡導(dǎo)的情境構(gòu)建理念相融合，通過該技術(shù)使教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”出現(xiàn)了多元化的模式，成為教育領(lǐng)域的熱門研究方向。

（二）政策引領(lǐng)

2017年，國務(wù)院印發(fā)的《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出要綜合利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)探索未來教育教學(xué)新模式［3］。2018 年4 月，教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》指出，教育信息化是教育現(xiàn)代化的基本內(nèi)涵和顯著特征，是“教育現(xiàn)代化2035”的重點(diǎn)內(nèi)容和重要標(biāo)志。通過實(shí)施教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃，到2022年基本實(shí)現(xiàn)“三全兩高一大”的發(fā)展目標(biāo)［4］。2020年以后，互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等現(xiàn)代信息化技術(shù)與教學(xué)的深度融合得到了前所未有的關(guān)注。

（三）VR/AR科技在教育領(lǐng)域的運(yùn)用

由于可以創(chuàng)造和真實(shí)社會(huì)相似的環(huán)境，以及解決教學(xué)中對學(xué)習(xí)媒體的場景化和自然交互性的需求，所以VR/AR技術(shù)在國外的教育教學(xué)中使用比較多，而在中國國內(nèi)高等教育中的應(yīng)用則只是局限于在大學(xué)的研究性和實(shí)踐性的課程上，而對于在一般的大學(xué)、初中、小學(xué)的普及還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，尤其對于強(qiáng)調(diào)實(shí)踐動(dòng)手能力的職業(yè)教育較為欠缺［5-6］。在制藥行業(yè)的資源投入更為稀缺，應(yīng)用VR/AR技術(shù)和職業(yè)教育深度融合具有非常好的使用價(jià)值，尤其越來越多的人意識(shí)到了VR/AR技術(shù)在教育中的重要作用，并開始積極投入VR/AR等虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)，研究VR/AR的軟件公司和機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也越來越完善，為VR/AR技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供了科技保證［7］。

二、“藥物制劑設(shè)備”課程教學(xué)中存在的問題

隨著中國醫(yī)藥生產(chǎn)技術(shù)水平的提升和創(chuàng)新能力的增強(qiáng)，制藥行業(yè)處在擴(kuò)充科技、工藝和產(chǎn)品的創(chuàng)新時(shí)期，尤其是新GMP的實(shí)施，對就業(yè)人才的職業(yè)技能、職業(yè)素質(zhì)等提出了更高的要求，急需一大批高素質(zhì)技術(shù)技能型藥品生產(chǎn)人員。與本科院校不同，職業(yè)學(xué)校注重技能的培養(yǎng)，培養(yǎng)的學(xué)生要符合企業(yè)對專業(yè)技能的需求，提高學(xué)生的專業(yè)競爭力。但是目前職業(yè)院校在教學(xué)的過程中存在很多問題，更多地以講授為主，講授的內(nèi)容與實(shí)際生產(chǎn)脫節(jié)，對于實(shí)操環(huán)節(jié)，受實(shí)訓(xùn)場地、實(shí)訓(xùn)設(shè)備更新、安全性、資金等因素的影響，學(xué)生的操作練習(xí)時(shí)間受到一定的限制，教學(xué)效果不太理想。尤其像“藥物制劑設(shè)備”這種專業(yè)性、理論性很強(qiáng)的課程，純粹的教師講解比較枯燥，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣［8］。

目前我校在“藥物制劑設(shè)備”課程的教學(xué)中積極運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化技術(shù)和課堂內(nèi)容結(jié)合，課堂運(yùn)用了信息化智慧課堂互動(dòng)直播的模式，學(xué)生可以反復(fù)觀看制藥設(shè)備的操作步驟和具體細(xì)節(jié)。但是現(xiàn)實(shí)教學(xué)過程中，學(xué)生對設(shè)備的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和原理難以掌握，而且制藥設(shè)備的更新?lián)Q代比較快，學(xué)生練習(xí)的設(shè)備跟制藥企業(yè)的設(shè)備存在很大的差距。學(xué)生實(shí)訓(xùn)操作還存在設(shè)備不齊全，學(xué)生輪流上機(jī)操作時(shí)間少，只有極少數(shù)學(xué)生在操作設(shè)備，絕大多數(shù)學(xué)生處于相對自由的狀態(tài)，而且職業(yè)院校學(xué)生自控力較差，他們會(huì)玩手機(jī)、串崗、嬉鬧等，嚴(yán)重影響課堂秩序和學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握，教學(xué)效果不好。

三、AR/VR資源在教學(xué)中的應(yīng)用探索

鑒于上述情況，我校對“藥物制劑設(shè)備”這門課進(jìn)行了VR/AR資源的建設(shè)，已經(jīng)建設(shè)成功的有快速制粒機(jī)、一步制粒機(jī)、35沖壓片機(jī)、包裝機(jī)等。本文詳細(xì)講述包裝機(jī)的VR/AR資源在教學(xué)中的應(yīng)用探索。藥品的包裝主要起到保護(hù)藥品、保證質(zhì)量的作用。丸劑的包裝，除了傳統(tǒng)用瓶包裝，還可以用泡罩包裝。泡罩封裝是固體制劑的一個(gè)經(jīng)典封裝樣式，已成為固體制劑包裝的主流，在醫(yī)藥領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。VR/AR技術(shù)應(yīng)用于模擬大山楂丸的鋁塑泡罩包裝生產(chǎn)過程，沉浸式的體現(xiàn)、觸摸感的操作、立體的畫面，讓學(xué)生身臨其境，增加體驗(yàn)感與趣味性，減少真正生產(chǎn)時(shí)出錯(cuò)的概率，降低成本。因此，該課程采用VR/AR技術(shù)模擬大山楂丸鋁塑泡罩包裝設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)趣味性教學(xué)，使學(xué)習(xí)者在“玩”過程中，實(shí)現(xiàn)學(xué)中玩、玩中玩、玩中學(xué)循環(huán)的教學(xué)機(jī)制。另外，對于學(xué)校來說，VR/AR技術(shù)可以隨著制藥企業(yè)設(shè)備的更新?lián)Q代而進(jìn)行軟件的更新，不但可以保障學(xué)生學(xué)到的知識(shí)與企業(yè)接軌，而且節(jié)約了資金的投入。對于學(xué)生而言，不僅掌握了設(shè)備的操作方法，懂得了原理，更有助于以后工作過程中遇到問題而進(jìn)行維修，增強(qiáng)學(xué)生自身的競爭力。

（一）整體教學(xué)思路

根據(jù)職業(yè)教育教學(xué)改革特點(diǎn)，實(shí)行以學(xué)習(xí)者為導(dǎo)向的目標(biāo)激勵(lì)教學(xué)法，以丸劑的包裝技術(shù)為載體，完成大山楂丸鋁塑泡罩包裝生產(chǎn)過程的學(xué)習(xí)。充分運(yùn)用專業(yè)課程數(shù)據(jù)庫、互聯(lián)網(wǎng)課程平臺(tái)教學(xué)資源和VR/AR設(shè)備等，進(jìn)行課前準(zhǔn)備—課中內(nèi)化—課后鞏固的系列教學(xué)。教師把“教、學(xué)、做、展、評”工作統(tǒng)一滲透到課堂教學(xué)的全過程，學(xué)生分小組活動(dòng)，成為課前知識(shí)的探索者、課堂項(xiàng)目踐行者及課后拓展主導(dǎo)者，充分體現(xiàn)讓學(xué)生動(dòng)起來、讓課堂活動(dòng)活起來的教學(xué)理念。

（二）課堂教學(xué)實(shí)施過程

課前。教師將丸劑包裝的ppt、視頻、動(dòng)畫等教學(xué)資源上傳到學(xué)習(xí)通平臺(tái)，同時(shí)通過學(xué)習(xí)通、微信發(fā)布預(yù)習(xí)通知。學(xué)生接收預(yù)習(xí)通知，在線自主學(xué)習(xí)電子課本、動(dòng)畫、視頻等教學(xué)資源，并進(jìn)行課前小測，拓展學(xué)習(xí)的時(shí)空，提高自主學(xué)習(xí)能力。教師利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)的課前學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析學(xué)情，確定學(xué)習(xí)難點(diǎn)，為課中學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

課中。教師根據(jù)學(xué)生主體、教師主導(dǎo)的教學(xué)原則展開重難點(diǎn)教學(xué)。通過學(xué)習(xí)通平臺(tái)豐富的課堂活動(dòng)與面對面小組討論，突破與強(qiáng)化知識(shí)的掌握，達(dá)成知識(shí)目標(biāo)。通過VR/AR技術(shù)模擬丸劑鋁塑泡罩包裝的練習(xí)，使技能形象化、立體化和游戲化，針對有學(xué)習(xí)困難的學(xué)生一對一幫助，實(shí)現(xiàn)差異化指導(dǎo)，達(dá)成技能目標(biāo)。學(xué)習(xí)過程中教師不斷強(qiáng)化GMP規(guī)范操作的必要性，培育學(xué)生愛崗敬業(yè)的嚴(yán)謹(jǐn)工作作風(fēng)，達(dá)成素質(zhì)目標(biāo)。

課后。學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)完成操作，同時(shí)就關(guān)心或不了解的問題進(jìn)行提問，鼓勵(lì)學(xué)生對課程錄課進(jìn)行再學(xué)習(xí)，開放實(shí)訓(xùn)室給操作不熟練的學(xué)生進(jìn)行VR/AR練習(xí)操作，通過不斷練習(xí)強(qiáng)化教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)。

在學(xué)習(xí)了丸劑包裝的VR/AR操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對鋁塑泡罩包裝設(shè)備進(jìn)行實(shí)際的動(dòng)手操作。通過先學(xué)習(xí)原理再實(shí)際動(dòng)手實(shí)操的模式大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也降低了學(xué)生操作機(jī)器的危險(xiǎn)性，輔助觀看連線企業(yè)視頻，拓寬學(xué)生視野，達(dá)到全方位培養(yǎng)技能、深化職業(yè)素養(yǎng)的效果。

（三）教學(xué)過程中的多元評價(jià)

在教育實(shí)踐中，依托學(xué)習(xí)通和現(xiàn)代技術(shù)，充分評估學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，加強(qiáng)質(zhì)量評估，探索增值評估，完善整體評估，建立多元化評估制度，從而建立學(xué)生課程學(xué)習(xí)電子檔案。通過課前預(yù)習(xí)測評和課堂學(xué)習(xí)任務(wù)完成后測評成績對比，探索增值評價(jià)，并且通過前后平均成績的對比，更加凸顯VR/AR信息化技術(shù)對本堂課教學(xué)效果的提升。多元化的考核方式涵蓋課前課中課后，同時(shí)注重過程考核和結(jié)果考核，有效促進(jìn)學(xué)習(xí)積極性。

（四）教學(xué)效果

借助VR/AR等信息化資源，學(xué)生們在輕松快樂的學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)會(huì)了包裝機(jī)的實(shí)際應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)了良好學(xué)習(xí)效果；利用學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)開展實(shí)際作業(yè)，按時(shí)保質(zhì)保量地進(jìn)行實(shí)踐工作，提高了學(xué)生的綜合技能。隨著信息技術(shù)的驅(qū)動(dòng)，有效處理了教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)。通過梳理知識(shí)體系，精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，層層遞進(jìn)，在知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)過程中，將教學(xué)內(nèi)容較抽象、復(fù)雜的部分通過智慧平臺(tái)、AR/VR等信息化技術(shù)進(jìn)行展示，解決了教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)，并將藥品質(zhì)量第一、匠心制藥、精益求精的制藥精神始終貫穿并滲透于教學(xué)過程中，達(dá)成三個(gè)維度的教學(xué)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了“三全育人”。

（五）特色與創(chuàng)新

1.融入思政元素。深入挖掘課程思政元素，潤物無聲地融入課程，增強(qiáng)了學(xué)生對傳統(tǒng)制藥技術(shù)的自信，激發(fā)學(xué)生的愛國主義情懷，鼓勵(lì)學(xué)生努力鉆研中醫(yī)藥優(yōu)秀文化，把中醫(yī)藥文化發(fā)揚(yáng)光大，推動(dòng)中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展。

2.充分利用信息化技術(shù)，推動(dòng)新技術(shù)應(yīng)用。利用VR/AR虛擬技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)+智慧校園平臺(tái)、學(xué)習(xí)通平臺(tái)、實(shí)訓(xùn)室的青鹿系統(tǒng)等信息化資源，使技能形象化、立體化和游戲化，提高了學(xué)習(xí)效率。教學(xué)內(nèi)容形象具體，教學(xué)形式豐富多樣，讓學(xué)習(xí)變得有趣、有效，課堂參與度明顯提高，作業(yè)完成率達(dá)90%以上。

3.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。通過視頻展示丸劑傳統(tǒng)的包裝方式，然后通過實(shí)訓(xùn)操作感知丸劑的泡罩式包裝，通過頭腦風(fēng)暴的方式讓學(xué)生了解泡罩包裝的好處。引導(dǎo)學(xué)生感受技術(shù)創(chuàng)新給生活帶來的便利，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索和敢于創(chuàng)新的精神。

（六）教學(xué)反思

存在的不足：（1）學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)內(nèi)容較多，需要時(shí)間較長，基于學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、認(rèn)知水平差異導(dǎo)致自主學(xué)習(xí)效果參差不齊。（2）教學(xué)使用的VR/AR 軟件，個(gè)別學(xué)生不適應(yīng)，學(xué)習(xí)的速度較慢；每名學(xué)生進(jìn)行VR/AR 軟件的操作練習(xí)時(shí)，因時(shí)間和次數(shù)有限，以及學(xué)生個(gè)體差異性，學(xué)生難于較全面掌握丸劑包裝操作規(guī)程。（3）思政元素的融入，有時(shí)感覺有些生硬，不夠自然，思政元素資料也不充足。

改進(jìn)設(shè)想：（1）結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)，及時(shí)提醒學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固相關(guān)課程的知識(shí)，做到多門學(xué)科融會(huì)貫通，提高學(xué)習(xí)的效率。（2）適當(dāng)對學(xué)生開放VR/AR技術(shù)在藥品生產(chǎn)中應(yīng)用的課后練習(xí)，讓學(xué)生適應(yīng)新的技術(shù)，新的方法在教學(xué)中的應(yīng)用；在課程內(nèi)容、時(shí)間設(shè)置上更合理一些，讓全體學(xué)生全過程、全方位地感受課堂的趣味性、學(xué)習(xí)的有效性、技能的實(shí)用性。（3）思政元素的融入需要潤物無聲，便于學(xué)生接受，思政的資料的收集也需要教師平時(shí)的積累與思想水平的提高，這些都對教師的教學(xué)能力提出了更高的要求。

四、AR/VR技術(shù)在“藥物制劑設(shè)備”課程中遇到的困難

隨著AR/VR技術(shù)在教育行業(yè)的推廣應(yīng)用，該信息化技術(shù)在教學(xué)中的優(yōu)勢越來越明顯，但是在應(yīng)用過程中也存在一些問題。首先，VR/AR資源建設(shè)成本比較高，不僅要建設(shè)價(jià)格昂貴的VR/AR實(shí)訓(xùn)室，而且要購買軟件程序，對于一門課程只能選擇幾個(gè)難理解或者常用的知識(shí)點(diǎn)作為切入點(diǎn)制作VR/AR軟件，而不能大范圍應(yīng)用。其次，在學(xué)生上課學(xué)習(xí)過程中需要佩戴眼罩，但是長時(shí)間佩戴眼罩會(huì)出現(xiàn)不適，在市面上銷售的眼罩在制備工藝和體驗(yàn)方面都有待進(jìn)一步改進(jìn)。最后，隨著信息化技術(shù)與教育的深度融合，對任課教師也提出了更高的要求，需要教師加快自身的發(fā)展。

結(jié)語

綜上所述，在“藥物制劑設(shè)備”這門課程中使用VR/AR技術(shù)，起到了顯著的教學(xué)效果。VR/AR系統(tǒng)有效構(gòu)建了學(xué)習(xí)者與制藥設(shè)備之間的互動(dòng)，不但增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、興趣，同時(shí)隨著公司軟件的發(fā)展不斷更新課堂教學(xué)內(nèi)容也緊隨企業(yè)發(fā)展趨勢，逐步減少為不斷更新制藥教學(xué)設(shè)備所投入巨大的資金投入，培訓(xùn)的學(xué)生也越來越適應(yīng)公司的發(fā)展需要，進(jìn)一步提升了學(xué)生的綜合素養(yǎng)。隨著信息化技術(shù)和教育的深度融合，VR/AR技術(shù)在制藥技術(shù)等專業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，相信在未來的教育發(fā)展中，信息化技術(shù)能更好地為制藥行業(yè)服務(wù)。