談構建藥學專業(yè)虛擬仿真實驗教學體系

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摘要：藥學虛擬仿真實驗教學是藥學專業(yè)學科與信息化實驗教學手段深度結合的產物，是促進藥學專業(yè)實踐教學的必要手段。本文分析了藥學實驗教學中建設藥學虛擬仿真實驗的意義，針對傳統(tǒng)實驗教學中存在的問題，分別從管理體系建設、教師隊伍建設以及虛擬仿真項目建設三個方面探討了對于建設藥學虛擬實驗教學體系的策略，以期有助于我國藥學虛擬仿真實驗教學體系的建設。

關鍵詞：虛擬仿真；實驗教學；藥學實驗教學

作為理論教學的補充，其貫穿于整個藥學教學過程中，在藥學專業(yè)學生的培養(yǎng)中有著不可替代的作用。然而，作為一門技術復雜、設備眾多的學科，其傳統(tǒng)的實驗教學由于受到諸多因素的限制，導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生實踐操作的訓練和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因而，打破傳統(tǒng)的實驗教學模式，是目前眾多高校實驗教學改革的重點研究方向[1-2]。隨著計算機技術的發(fā)展，虛擬仿真技術為傳統(tǒng)實驗教學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，使學生能隨時隨地在虛擬環(huán)境中進行自主學習、身臨其境般地進行仿真模擬實驗操作。仿真實驗不但為學生提供了安全、便捷的實驗資源，而且能夠讓學生體驗到在實體教學中無法進行的實驗內容[3]。

一、建設藥學虛擬仿真實驗的意義

在藥學學科實驗教學中，有些實踐教學內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]。具體到藥學實驗教學過程，開展藥學虛擬仿真實驗具有如下意義。

（一）打破教學成本和資源限制在藥物分析領域，大型精密儀器的應用越來越廣泛。因而，實驗課中對于大型精密儀器的學習是必不可少的。但由于這些儀器價格昂貴，實體實驗教學無法充分保證儀器數量，教師有時只能做觀摩教學。而且由于時間和地點限制，學生只能在實驗課堂上進行練習操作。這不利于學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的開展受阻[5]。虛擬實驗的引入，既可以滿足學生掌握實驗原理、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)學生的學習興趣藥學類實驗教學，目前采用的主要方式為實驗課實體教學的方式，該方式雖然可以相對形象、直接地向學生展示教學內容，使學生對實驗內容擁有直觀的認識。但受時間、空間所限，學生對于實驗課程的課前、課后自主學習效果不佳。這不能完全調動學生的學習積極性。教師通過虛擬仿真實驗教學資源，不但能夠讓學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知識，而且這種虛實結合、相輔相成的實驗教學形式更能提高學生的學習興趣，有效提升實驗教學質量。

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

二、藥學虛擬仿真實驗教學體系構建

（一）管理體系的建設現階段，虛擬仿真實驗項目的建設正處于快速發(fā)展期，各種虛擬仿真項目層出不窮。然而，調查發(fā)現，好多院校對于虛擬仿真實驗的利用率非常低，只是因為政策導向，為建而建，而不是因需而建。這種盲目的建設不但占用了教學經費，而且浪費了人力、物力[7]。因而，學校必須健全管理制度，制定相應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。此外，學校還應對建設中項目進行持續(xù)跟進與監(jiān)督，不斷完善和更新，提高其水平與適應性，在評估教學資源完成的質量與效果上，只有達到要求的才能上線，真正建設出有深度、有難度、挑戰(zhàn)性強的“金課”，提升教學水平和質量。

（二）教師隊伍的建設由于虛擬仿真實驗教學是借助于計算機、虛擬現實等技術進行模擬、仿真操作的一種教學工具和方法，其與傳統(tǒng)實驗教學模式之間存在著相當大的差異。因而，建設虛擬實驗教學仿真體系的關鍵問題之一就是虛擬仿真教師團隊的建設。首先，在管理隊伍方面，學校要根據藥學專業(yè)虛擬仿真實驗的特點，遴選學術水平高、教學科研實踐經驗豐富、熱愛實驗教學、組織管理能力強的教授擔任負責人，又他們負責統(tǒng)籌調配教學資源，全面領導進行各項工作。其次，在實驗教學隊伍方面，學校應當加強教師關于虛擬實驗教學的培訓以及經驗交流。相對于傳統(tǒng)注入式的教學方法而言，虛擬實驗教學更注重以學生為中心，由教師主導轉變?yōu)榻處熞龑?、輔助的教學方式。學?？赏ㄟ^培養(yǎng)和引進兩條途徑建設出專兼結合、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）虛擬仿真實驗教學項目的建設盡管虛擬仿真實驗具有可重復、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，則會出現學生缺乏對儀器設備以及實驗操作的真實感受，動手操作能力變弱等現象。因而，學校在虛擬仿真實驗教學項目的建設上應當堅持“虛實結合、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”，完成實體教學條件下無法完成的實驗教學功能，以虛擬仿真實驗教學作為實體實驗教學的有力補充，進而形成虛實有機結合、以虛促實、虛實相互補充的藥學實驗教學先進模式，從而為培養(yǎng)學生的基礎實踐能力和自主創(chuàng)新能力提供有力保障。

三、總結

藥學虛擬仿真實驗教學是藥學專業(yè)學科與信息化實驗教學手段深度結合的產物，是促進藥學專業(yè)實踐教學的必要手段。學校開展藥學專業(yè)虛擬實驗教學必須要制定嚴格的管理體系和評價機制，堅持“虛實結合、相互補充、能實不虛”的建設原則，樹立以學生為中心的教學理念，建設一支可持續(xù)發(fā)展的“專業(yè)化+信息化”的多元化教師團隊，培養(yǎng)出更多具有現代藥學發(fā)展基礎的應用型和創(chuàng)新型人才。

參考文獻：

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[3]杜月林,黃剛,王峰,高翔.建設虛擬仿真實驗平臺探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式[J].實驗技術與管理,2015,32(12):26-29.

[4]馬志國,徐俊,王峰,曹暉,丁克,李滿妹,譚秋彤,周光雄.藥學虛擬仿真實驗教學平臺的建設與實踐[J].實驗技術與管理,2020,37(04):224-226+248.

[5]魏曉鵬,楊金榮,許煜靜.虛擬仿真技術在藥學專業(yè)實驗教學改革中的應用[J].教育教學論壇,2020(23):186-187.

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

[7]黎奕斌,慈薇,李琳.藥學化學虛擬仿真實驗教學中心的建設與實踐[J].基礎醫(yī)學教育,2020,22(06):440-442.

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

作者：徐婷婷 王達 邸東華 劉婕 劉茁 常笛 單位：沈陽藥科大學藥學院