談構(gòu)建藥學(xué)專(zhuān)業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

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摘要：藥學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是藥學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)科與信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段深度結(jié)合的產(chǎn)物，是促進(jìn)藥學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)的必要手段。本文分析了藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中建設(shè)藥學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的意義，針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，分別從管理體系建設(shè)、教師隊(duì)伍建設(shè)以及虛擬仿真項(xiàng)目建設(shè)三個(gè)方面探討了對(duì)于建設(shè)藥學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的策略，以期有助于我國(guó)藥學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建設(shè)。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

作為理論教學(xué)的補(bǔ)充，其貫穿于整個(gè)藥學(xué)教學(xué)過(guò)程中，在藥學(xué)專(zhuān)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(mén)技術(shù)復(fù)雜、設(shè)備眾多的學(xué)科，其傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于受到諸多因素的限制，導(dǎo)致許多必須的實(shí)驗(yàn)不能正常進(jìn)行。這在一定程度上影響了學(xué)生實(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，是目前眾多高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重點(diǎn)研究方向[1-2]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改進(jìn)帶來(lái)了新的契機(jī)。其能夠通過(guò)模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)對(duì)象、環(huán)境以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程，使學(xué)生能隨時(shí)隨地在虛擬環(huán)境中進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、身臨其境般地進(jìn)行仿真模擬實(shí)驗(yàn)操作。仿真實(shí)驗(yàn)不但為學(xué)生提供了安全、便捷的實(shí)驗(yàn)資源，而且能夠讓學(xué)生體驗(yàn)到在實(shí)體教學(xué)中無(wú)法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[3]。

一、建設(shè)藥學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的意義

在藥學(xué)學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有些實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容是目前實(shí)體實(shí)驗(yàn)還無(wú)法達(dá)到的。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)則能夠很好地解決這些問(wèn)題，尤其對(duì)于那些涉及高危或極端環(huán)境、劇毒類(lèi)、易制類(lèi)等物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，以及需要高成本、高消耗的大型或綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[4]。具體到藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，開(kāi)展藥學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)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(lái)越廣泛。因而，實(shí)驗(yàn)課中對(duì)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(jià)格昂貴，實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)無(wú)法充分保證儀器數(shù)量，教師有時(shí)只能做觀摩教學(xué)。而且由于時(shí)間和地點(diǎn)限制，學(xué)生只能在實(shí)驗(yàn)課堂上進(jìn)行練習(xí)操作。這不利于學(xué)生實(shí)踐能力的不斷培養(yǎng)。在藥理實(shí)驗(yàn)中，其需要用到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，如比格犬、小型豬等。這些動(dòng)物不但價(jià)格相對(duì)昂貴，而且倘若僅僅用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)而殺死動(dòng)物，完全不符合動(dòng)物倫理要求。這就造成了藥理實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展受阻[5]。虛擬實(shí)驗(yàn)的引入，既可以滿足學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理、操作流程的需要，又可以減少、優(yōu)化部分動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。

（二）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣藥學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，目前采用的主要方式為實(shí)驗(yàn)課實(shí)體教學(xué)的方式，該方式雖然可以相對(duì)形象、直接地向?qū)W生展示教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容擁有直觀的認(rèn)識(shí)。但受時(shí)間、空間所限，學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)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(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，不但能夠讓學(xué)生不用必須進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)際操作，就能提前掌握實(shí)驗(yàn)的基本操作和基礎(chǔ)知識(shí)，而且這種虛實(shí)結(jié)合、相輔相成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式更能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

（三）提高學(xué)生的實(shí)踐技能實(shí)踐性教學(xué)是藥學(xué)專(zhuān)業(yè)整個(gè)教學(xué)工作中的重要環(huán)節(jié)。為了提高學(xué)生的實(shí)踐能力，教師以往通常會(huì)組織學(xué)生去深入制藥企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)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(shí)施，其對(duì)企業(yè)和車(chē)間環(huán)境條件的要求也越來(lái)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(jìn)入制藥企業(yè)車(chē)間進(jìn)行實(shí)習(xí)，實(shí)踐教學(xué)可能止步于觀摩階段。學(xué)校實(shí)體實(shí)驗(yàn)很難模擬藥品生產(chǎn)中的GMP動(dòng)態(tài)條件，而且實(shí)體模擬造價(jià)也較大。然而，GMP的管理是藥學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必須掌握的基本知識(shí)。學(xué)校現(xiàn)實(shí)狀態(tài)的GMP教學(xué)只能局限于紙上談兵，很難讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作，教學(xué)效果差。虛擬仿真實(shí)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(shí)際藥物生產(chǎn)中的每一個(gè)工藝、設(shè)備、自動(dòng)化系統(tǒng)，既節(jié)約了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了時(shí)空開(kāi)放式教學(xué)，同時(shí)又提高了學(xué)生對(duì)于GMP管理的理解。

二、藥學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)正處于快速發(fā)展期，各種虛擬仿真項(xiàng)目層出不窮。然而，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，好多院校對(duì)于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的利用率非常低，只是因?yàn)檎邔?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(fèi)，而且浪費(fèi)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(yùn)行機(jī)制和保障機(jī)制，以加強(qiáng)對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的立項(xiàng)申報(bào)、經(jīng)費(fèi)支出等方面的管理和審核，避免上述那種“門(mén)面型”虛擬仿真項(xiàng)目的出現(xiàn)。此外，學(xué)校還應(yīng)對(duì)建設(shè)中項(xiàng)目進(jìn)行持續(xù)跟進(jìn)與監(jiān)督，不斷完善和更新，提高其水平與適應(yīng)性，在評(píng)估教學(xué)資源完成的質(zhì)量與效果上，只有達(dá)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(qiáng)的“金課”，提升教學(xué)水平和質(zhì)量。

（二）教師隊(duì)伍的建設(shè)由于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是借助于計(jì)算機(jī)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)進(jìn)行模擬、仿真操作的一種教學(xué)工具和方法，其與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)仿真體系的關(guān)鍵問(wèn)題之一就是虛擬仿真教師團(tuán)隊(duì)的建設(shè)。首先，在管理隊(duì)伍方面，學(xué)校要根據(jù)藥學(xué)專(zhuān)業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，遴選學(xué)術(shù)水平高、教學(xué)科研實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、熱愛(ài)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、組織管理能力強(qiáng)的教授擔(dān)任負(fù)責(zé)人，又他們負(fù)責(zé)統(tǒng)籌調(diào)配教學(xué)資源，全面領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行各項(xiàng)工作。其次，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍方面，學(xué)校應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)教師關(guān)于虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的培訓(xùn)以及經(jīng)驗(yàn)交流。相對(duì)于傳統(tǒng)注入式的教學(xué)方法而言，虛擬實(shí)驗(yàn)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(guò)培養(yǎng)和引進(jìn)兩條途徑建設(shè)出專(zhuān)兼結(jié)合、教育理念先進(jìn)、可持續(xù)發(fā)展的專(zhuān)業(yè)化+信息化的多元化教師團(tuán)隊(duì)。

（三）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的建設(shè)盡管虛擬仿真實(shí)驗(yàn)具有可重復(fù)、可隨時(shí)、可隨地、交互性好以及趣味性高等諸多優(yōu)點(diǎn)，但仍然不能夠代替實(shí)體實(shí)驗(yàn)，只能處于輔助地位。倘若全部實(shí)驗(yàn)都由虛擬實(shí)驗(yàn)來(lái)代替，則會(huì)出現(xiàn)學(xué)生缺乏對(duì)儀器設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)操作的真實(shí)感受，動(dòng)手操作能力變?nèi)醯痊F(xiàn)象。因而，學(xué)校在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的建設(shè)上應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持“虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充、能實(shí)不虛”的原則[8]。首先，在開(kāi)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師要圍繞實(shí)體藥物研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的實(shí)踐過(guò)程，堅(jiān)持“以實(shí)為本”，注重實(shí)體實(shí)驗(yàn)知識(shí)的傳授和實(shí)踐、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。其次，教師要堅(jiān)持“以虛為輔”，完成實(shí)體教學(xué)條件下無(wú)法完成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能，以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有力補(bǔ)充，進(jìn)而形成虛實(shí)有機(jī)結(jié)合、以虛促實(shí)、虛實(shí)相互補(bǔ)充的藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)先進(jìn)模式，從而為培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)是藥學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)科與信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段深度結(jié)合的產(chǎn)物，是促進(jìn)藥學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)的必要手段。學(xué)校開(kāi)展藥學(xué)專(zhuān)業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須要制定嚴(yán)格的管理體系和評(píng)價(jià)機(jī)制，堅(jiān)持“虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充、能實(shí)不虛”的建設(shè)原則，樹(shù)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(zhuān)業(yè)化+信息化”的多元化教師團(tuán)隊(duì)，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。

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