构建药学专业虚拟仿真实验教学体系的研究

蔡凌燕

摘要：药学虚拟仿真实验教学是药学专业学科与信息化实验教学手段深度结合的产物，是促进药学专业实践教学的必要手段。药学是实践性很强的学科，实验教学在培养药学学生实践和创新能力方面具有重要的作用，但现实中存在濒危药材采集鉴定难做、大型精密实验仪器高成本、制剂生产环境要求高、中试型综合性实验训练价格昂贵等困难，使得药学的发展受到了阻碍。而以信息科学和网络技术为代表的现代科学，为药学教育的发展带来新的机遇。基于此，本文详细分析了构建药学专业虚拟仿真实验教学体系的措施。

关键词：构建药学专业；虚拟仿真实验教学；体系研究

引言

实验模拟教学是以虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通信技术为基础，建立虚拟实验室和实验对象，在虚拟环境中进行实验，完成目前条件下难以完成的实验课程。伴随着互联网信息管理技术的进步，长江雨课堂、MOOC、毕博平台、可汗学院、虚拟仿真实验数据平台等线上教学工作平台或工具的开发，提供了实验教学模式改革研究的必要条件。近年来，虚拟仿真分析实验数据平台这一新的教学方法是对传统实验教学管理的补充和改进，在高校得到了广泛的认可。

1建设药学虚拟仿真实验的意义

实践性教学是药学专业整个教学工作中的重要环节。为了提高学生的实践能力，教师以往通常会组织学生去深入制药企业进行生产实习，使学生真正了解生产流程与工艺等。然而，随着新版GMP、GSP的实施，其对企业和车间环境条件的要求也越来越严格和规范，学校很难组织大规模的学生真正地进入制药企业车间进行实习，实践教学可能止步于观摩阶段。学校实体实验很难模拟药品生产中的GMP动态条件，而且实体模拟造价也较大。然而，GMP的管理是药学专业学生必须掌握的基本知识。学校现实状态的GMP教学只能局限于纸上谈兵，很难让学生进行实践操作，教学效果差。虚拟仿真实训教学，就能够使学生在高度拟真化的环境下，熟悉现代化实际药物生产中的每一个工艺、设备、自动化系统，既节约了实验经费，实现了时空开放式教学，同时又提高了学生对于GMP管理的理解^[1]。

2传统药学实验教学的不足

药学是一门介于医学和化学之间的交叉学科。它一方面要求学生具有扎实的理论知识，另一方面要求学生具有较强的实验能力。实验教学是药学专业学生教育的重要组成部分，它是培养学生实践能力和创新思维的重要环节。药学专业学生对医药行业前沿知识的了解途径非常有限，而前沿技术所涉及的仪器、耗材较贵，且试剂多具有一定危险性。比如一些纳米药物的合成需要用到很多尖端的实验仪器，由于条件的限制，很多大学没有这些仪器。而且合成过程中存在高温高压、易燃易爆、有毒有害的实验环境，学生在传统实验室中操作是不可行的。一般学生毕业前均在制药厂实习，制药厂属于化工企业。由于安全原因，在传统的生产实践中不允许学生真正参与药品的生产和检验，使得生产实践流于形式，在校学习期间学生的实际动手能力得不到该有的锻炼。在目前教育改革的政策要求下，教师在教学过程中不仅要重视向学生传授知识，更要重视培养学生科学的思维方法，从而提高学生获取知识和应用知识的能力。就我个人教授的工业药剂学课程来说，教学依然呈现传统教学模式的特点，即凭着自己有限的经验进行简单重复的教学实践，在对学生学习能力培养的过程中只重视对学生基础知识和基本技能的训练，而不注重对其思维能力和思维习惯的培养。为改变工业药剂学课程的现状，考虑到专业课大部分章节是以知识的掌握为核心目的，肯定有枯燥无味的时候，提前把一些简单易于理解的内容分组布置给学生，让学生课下查资料，制作成课件，自主学习，以便于将更多的时间分配给实验教学，但一方面由于实验设备、实验室空间、学校设备紧缺等客观原因，大部分学生因为不熟悉实验设备，无法在规定时间内完成实验操作，反而容易给学生造成挫败感。另一方面工业药剂学大部分实验设备主要安装于工厂，学校不具备设备安装条件，仅通过图片、视频向学生展示现代制药的生产线流程，无法使学生产生具体概念，造成对这门课的理解支离破碎，每道工序无法有效衔接，考试全靠死记硬背^[2]。

3药学虚拟仿真实验教学体系构建

3.1管理体系的建设

现阶段，虚拟仿真实验项目的建设正处于快速发展期，各种虚拟仿真项目层出不穷。然而，调查发现，好多院校对于虚拟仿真实验的利用率非常低，只是因为政策导向，为建而建，而不是因需而建。这种盲目的建设不但占用了教学经费，而且浪费了人力、物力。因而，学校必须健全管理制度，制定相应的运行机制和保障机制，以加强对虚拟实验项目的立项申报、经费支出等方面的管理和审核，避免上述那种“门面型”虚拟仿真项目的出现。此外，学校还应对建设中项目进行持续跟进与监督，不断完善和更新，提高其水平与适应性，在评估教学资源完成的质量与效果上，只有达到要求的才能上线，真正建设出有深度、有难度、挑战性强的“金课”，提升教学水平和质量。

3.2教师队伍的建设

由于虚拟仿真实验教学是借助于计算机、虚拟现实等技术进行模拟、仿真操作的一种教学工具和方法，其与传统实验教学模式之间存在着相当大的差异。因而，建设虚拟实验教学仿真体系的关键问题之一就是虚拟仿真教师团队的建设。首先，在管理队伍方面，学校要根据药学专业虚拟仿真实验的特点，遴选学术水平高、教学科研实践经验丰富、热爱实验教学、组织管理能力强的教授担任负责人，又他们负责统筹调配教学资源，全面领导进行各项工作。其次，在实验教学队伍方面，学校应当加强教师关于虚拟实验教学的培训以及经验交流。相对于传统注入式的教学方法而言，虚拟实验教学更注重以学生为中心，由教师主导转变为教师引导、辅助的教学方式^[3]。

3.3虚拟仿真实验教学项目的建设

尽管虚拟仿真实验具有可重复、可随时、可随地、交互性好以及趣味性高等诸多优点，但仍然不能够代替实体实验，只能处于辅助地位。倘若全部实验都由虚拟实验来代替，则会出现学生缺乏对仪器设备以及实验操作的真实感受，动手操作能力变弱等现象。因而，学校在虚拟仿真实验教学项目的建设上应当坚持“虚实结合、相互补充、能实不虚”的原则。首先，在开展虚拟仿真实验的过程中，教师要围绕实体药物研究、开发和应用的实践过程，坚持“以实为本”，注重实体实验知识的传授和实践、创新能力的培养。其次，教师要坚持“以虚为辅”，完成实体教学条件下无法完成的实验教学功能，以虚拟仿真实验教学作为实体实验教学的有力补充，进而形成虚实有机结合、以虚促实、虚实相互补充的药学实验教学先进模式，从而为培养学生的基础实践能力和自主创新能力提供有力保障。

结束语

综上所述，药学虚拟仿真实验教学是药学专业学科与信息化实验教学手段深度结合的产物，是促进药学专业实践教学的必要手段。学校开展药学专业虚拟实验教学必须要制定严格的管理体系和评价机制，坚持“虚实结合、相互补充、能实不虚”的建设原则，树立以学生为中心的教学理念，建设一支可持续发展的“专业化+信息化”的多元化教师团队，培养出更多具有现代药学发展基础的应用型和创新型人才。

参考文献

[1]孙明娜,陶移文,张建业.虚拟仿真辅助药学专业有机化学实验教学的实践[J].广州化工,2019,47(20):140-141+155.

[2]胡琦艳,王绍臻,邹纯才.药学专业分析化学理论与实验教学方法探讨[J].通化师范学院学报,2019,40(10):115-118.

[3]刘利红.药学专业分析化学实验课堂教学思考[J].广州化工,2019,47(16):154-155.