談構(gòu)建藥學(xué)專業(yè)虛擬仿真實驗教學(xué)體系

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摘要：藥學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)是藥學(xué)專業(yè)學(xué)科與信息化實驗教學(xué)手段深度結(jié)合的產(chǎn)物，是促進藥學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)的必要手段。本文分析了藥學(xué)實驗教學(xué)中建設(shè)藥學(xué)虛擬仿真實驗的意義，針對傳統(tǒng)實驗教學(xué)中存在的問題，分別從管理體系建設(shè)、教師隊伍建設(shè)以及虛擬仿真項目建設(shè)三個方面探討了對于建設(shè)藥學(xué)虛擬實驗教學(xué)體系的策略，以期有助于我國藥學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)體系的建設(shè)。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真；實驗教學(xué)；藥學(xué)實驗教學(xué)

作為理論教學(xué)的補充，其貫穿于整個藥學(xué)教學(xué)過程中，在藥學(xué)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)中有著不可替代的作用。然而，作為一門技術(shù)復(fù)雜、設(shè)備眾多的學(xué)科，其傳統(tǒng)的實驗教學(xué)由于受到諸多因素的限制，導(dǎo)致許多必須的實驗不能正常進行。這在一定程度上影響了學(xué)生實踐操作的訓(xùn)練和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因而，打破傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，是目前眾多高校實驗教學(xué)改革的重點研究方向[1-2]。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)為傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式的改進帶來了新的契機。其能夠通過模擬真實的實驗對象、環(huán)境以及實驗過程，使學(xué)生能隨時隨地在虛擬環(huán)境中進行自主學(xué)習(xí)、身臨其境般地進行仿真模擬實驗操作。仿真實驗不但為學(xué)生提供了安全、便捷的實驗資源，而且能夠讓學(xué)生體驗到在實體教學(xué)中無法進行的實驗內(nèi)容[3]。

一、建設(shè)藥學(xué)虛擬仿真實驗的意義

在藥學(xué)學(xué)科實驗教學(xué)中，有些實踐教學(xué)內(nèi)容是目前實體實驗還無法達到的。虛擬仿真實驗則能夠很好地解決這些問題，尤其對于那些涉及高?；驑O端環(huán)境、劇毒類、易制類等物質(zhì)的實驗，以及需要高成本、高消耗的大型或綜合性實驗項目[4]。具體到藥學(xué)實驗教學(xué)過程，開展藥學(xué)虛擬仿真實驗具有如下意義。

（一）打破教學(xué)成本和資源限制在藥物分析領(lǐng)域，大型精密儀器的應(yīng)用越來越廣泛。因而，實驗課中對于大型精密儀器的學(xué)習(xí)是必不可少的。但由于這些儀器價格昂貴，實體實驗教學(xué)無法充分保證儀器數(shù)量，教師有時只能做觀摩教學(xué)。而且由于時間和地點限制，學(xué)生只能在實驗課堂上進行練習(xí)操作。這不利于學(xué)生實踐能力的不斷培養(yǎng)。在藥理實驗中，其需要用到實驗動物，如比格犬、小型豬等。這些動物不但價格相對昂貴，而且倘若僅僅用于實驗教學(xué)而殺死動物，完全不符合動物倫理要求。這就造成了藥理實體實驗教學(xué)的開展受阻[5]。虛擬實驗的引入，既可以滿足學(xué)生掌握實驗原理、操作流程的需要，又可以減少、優(yōu)化部分動物實驗。

（二）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣藥學(xué)類實驗教學(xué)，目前采用的主要方式為實驗課實體教學(xué)的方式，該方式雖然可以相對形象、直接地向?qū)W生展示教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生對實驗內(nèi)容擁有直觀的認識。但受時間、空間所限，學(xué)生對于實驗課程的課前、課后自主學(xué)習(xí)效果不佳。這不能完全調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師通過虛擬仿真實驗教學(xué)資源，不但能夠讓學(xué)生不用必須進入實驗室進行實際操作，就能提前掌握實驗的基本操作和基礎(chǔ)知識，而且這種虛實結(jié)合、相輔相成的實驗教學(xué)形式更能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效提升實驗教學(xué)質(zhì)量。

（三）提高學(xué)生的實踐技能實踐性教學(xué)是藥學(xué)專業(yè)整個教學(xué)工作中的重要環(huán)節(jié)。為了提高學(xué)生的實踐能力，教師以往通常會組織學(xué)生去深入制藥企業(yè)進行生產(chǎn)實習(xí)，使學(xué)生真正了解生產(chǎn)流程與工藝等[6]。然而，隨著新版GMP、GSP的實施，其對企業(yè)和車間環(huán)境條件的要求也越來越嚴(yán)格和規(guī)范，學(xué)校很難組織大規(guī)模的學(xué)生真正地進入制藥企業(yè)車間進行實習(xí)，實踐教學(xué)可能止步于觀摩階段。學(xué)校實體實驗很難模擬藥品生產(chǎn)中的GMP動態(tài)條件，而且實體模擬造價也較大。然而，GMP的管理是藥學(xué)專業(yè)學(xué)生必須掌握的基本知識。學(xué)校現(xiàn)實狀態(tài)的GMP教學(xué)只能局限于紙上談兵，很難讓學(xué)生進行實踐操作，教學(xué)效果差。虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)，就能夠使學(xué)生在高度擬真化的環(huán)境下，熟悉現(xiàn)代化實際藥物生產(chǎn)中的每一個工藝、設(shè)備、自動化系統(tǒng)，既節(jié)約了實驗經(jīng)費，實現(xiàn)了時空開放式教學(xué)，同時又提高了學(xué)生對于GMP管理的理解。

二、藥學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)體系構(gòu)建

（一）管理體系的建設(shè)現(xiàn)階段，虛擬仿真實驗項目的建設(shè)正處于快速發(fā)展期，各種虛擬仿真項目層出不窮。然而，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，好多院校對于虛擬仿真實驗的利用率非常低，只是因為政策導(dǎo)向，為建而建，而不是因需而建。這種盲目的建設(shè)不但占用了教學(xué)經(jīng)費，而且浪費了人力、物力[7]。因而，學(xué)校必須健全管理制度，制定相應(yīng)的運行機制和保障機制，以加強對虛擬實驗項目的立項申報、經(jīng)費支出等方面的管理和審核，避免上述那種“門面型”虛擬仿真項目的出現(xiàn)。此外，學(xué)校還應(yīng)對建設(shè)中項目進行持續(xù)跟進與監(jiān)督，不斷完善和更新，提高其水平與適應(yīng)性，在評估教學(xué)資源完成的質(zhì)量與效果上，只有達到要求的才能上線，真正建設(shè)出有深度、有難度、挑戰(zhàn)性強的“金課”，提升教學(xué)水平和質(zhì)量。

（二）教師隊伍的建設(shè)由于虛擬仿真實驗教學(xué)是借助于計算機、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)進行模擬、仿真操作的一種教學(xué)工具和方法，其與傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式之間存在著相當(dāng)大的差異。因而，建設(shè)虛擬實驗教學(xué)仿真體系的關(guān)鍵問題之一就是虛擬仿真教師團隊的建設(shè)。首先，在管理隊伍方面，學(xué)校要根據(jù)藥學(xué)專業(yè)虛擬仿真實驗的特點，遴選學(xué)術(shù)水平高、教學(xué)科研實踐經(jīng)驗豐富、熱愛實驗教學(xué)、組織管理能力強的教授擔(dān)任負責(zé)人，又他們負責(zé)統(tǒng)籌調(diào)配教學(xué)資源，全面領(lǐng)導(dǎo)進行各項工作。其次，在實驗教學(xué)隊伍方面，學(xué)校應(yīng)當(dāng)加強教師關(guān)于虛擬實驗教學(xué)的培訓(xùn)以及經(jīng)驗交流。相對于傳統(tǒng)注入式的教學(xué)方法而言，虛擬實驗教學(xué)更注重以學(xué)生為中心，由教師主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熞龑?dǎo)、輔助的教學(xué)方式。學(xué)校可通過培養(yǎng)和引進兩條途徑建設(shè)出專兼結(jié)合、教育理念先進、可持續(xù)發(fā)展的專業(yè)化+信息化的多元化教師團隊。

（三）虛擬仿真實驗教學(xué)項目的建設(shè)盡管虛擬仿真實驗具有可重復(fù)、可隨時、可隨地、交互性好以及趣味性高等諸多優(yōu)點，但仍然不能夠代替實體實驗，只能處于輔助地位。倘若全部實驗都由虛擬實驗來代替，則會出現(xiàn)學(xué)生缺乏對儀器設(shè)備以及實驗操作的真實感受，動手操作能力變?nèi)醯痊F(xiàn)象。因而，學(xué)校在虛擬仿真實驗教學(xué)項目的建設(shè)上應(yīng)當(dāng)堅持“虛實結(jié)合、相互補充、能實不虛”的原則[8]。首先，在開展虛擬仿真實驗的過程中，教師要圍繞實體藥物研究、開發(fā)和應(yīng)用的實踐過程，堅持“以實為本”，注重實體實驗知識的傳授和實踐、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。其次，教師要堅持“以虛為輔”，完成實體教學(xué)條件下無法完成的實驗教學(xué)功能，以虛擬仿真實驗教學(xué)作為實體實驗教學(xué)的有力補充，進而形成虛實有機結(jié)合、以虛促實、虛實相互補充的藥學(xué)實驗教學(xué)先進模式，從而為培養(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。

三、總結(jié)

藥學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)是藥學(xué)專業(yè)學(xué)科與信息化實驗教學(xué)手段深度結(jié)合的產(chǎn)物，是促進藥學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)的必要手段。學(xué)校開展藥學(xué)專業(yè)虛擬實驗教學(xué)必須要制定嚴(yán)格的管理體系和評價機制，堅持“虛實結(jié)合、相互補充、能實不虛”的建設(shè)原則，樹立以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，建設(shè)一支可持續(xù)發(fā)展的“專業(yè)化+信息化”的多元化教師團隊，培養(yǎng)出更多具有現(xiàn)代藥學(xué)發(fā)展基礎(chǔ)的應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才。

參考文獻：

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[6]喬明曦,楊麗,方亮,邸東華,劉婕.可持續(xù)發(fā)展的藥劑學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)模式探討[J].藥學(xué)教育,2015,31(02):55-57.

[7]黎奕斌,慈薇,李琳.藥學(xué)化學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)中心的建設(shè)與實踐[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育,2020,22(06):440-442.

[8]劉亞豐,余龍江.虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)理念及發(fā)展模式探索[J].實驗技術(shù)與管理,2016,33(04):108-110+114.

作者：徐婷婷 王達 邸東華 劉婕 劉茁 常笛 單位：沈陽藥科大學(xué)藥學(xué)院