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中医药院校制药工程专业虚拟仿真实验教学体系研究

2020-09-15 09:50 出处:未知 人气: 评论(0
  摘要:以虚拟仿真实验教学体系为基础构建中医药院校制药工程专业校内实训体系,有助于构建完整的实训教学体系,进一步提高中医药院校制药工程专业学生的综合素质和综合竞争力,推动中医药院校制药工程专业所培养的人才更加适应社会的需求,满足《中国制造2025》中所要求的应用型人才培养。
 
  关键词:制药工程;实训;虚拟仿真
 
  近年来,随着我国教育体系的不断发展和完善,社会经济的迅速发展,高校功能的不断转化,《教育部、国家发改委、财政部关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见(教发〔2015〕7号)》中明确指出:真正增强地方高校为区域经济社会发展服务的能力,为行业企业技术进步服务的能力,为学习者创造价值的能力……同时亦应建立实训实习质量保障机制[1]。因此,应用型人才的培养成为高校服务社会职能的重要组成部分,也是各高校亟待解决以进一步适应社会需求的难题,高校各专业尤其是工科专业如何使培养的人才能够适应新形势的需求成为一项重要的课题。中医药院校专业性强,中医药背景深厚,但随着综合办学的不断推进,各中医药院校均以中医药为核心开办了如制药工程、生物工程等工程类专业。然而办学条件的限制造成了中医药院校工程类专业培养学生重“理”而轻“工”,工程属性不够强,给中医药院校培养工程类学生造成了困扰。虚拟仿真实验是解决这一难题的行之有效的途径,本文尝试在我校制药工程专业办学经验基础上,探讨引入虚拟仿真实验教学对构建中医药院校制药工程专业校内实训教学体系的推动作用,期待能够为培养中医药院校制药工程专业学生提供参考。
 
  1校内实训教学体系改革是应用型人才培养的需求
 
  应用型人才的培养是新形势对高校提出的新要求,高校培养的人才要能够适应新的形势,适应社会的需求才能够不断推动高校的发展,同时也不断促进社会的进步。《中国制造2025》中提出,要通过“三步走”实现制造强国的战略目标。在这一战略目标的实现过程中,高校的作用不容忽视,只有高校为国家建设输送所需要的各类人才,国家才能实现从制造大国到制造强国的飞跃。
 
  在此过程中,出现了实训教学场地与学生数量的矛盾,尤其是药品生产行业这一现象更为严重。校外实训场地不够,校内实训环节缺乏,虽然各高校均已按照教育部的要求不断提升实践教学比例,但硬件设施的建设仍远远落后,尤其是技能训练型培养环节仍严重缺乏,造成了校内培养与校外需求脱节,学生难以直接满足工作岗位的需求,而必须经过二次培训才能上岗,因此,新形势使得校内实训教学体系改革势在必行。
 
  2中医药院校制药工程专业的特殊性
 
  中医药院校制药工程专业作为一个(中)药学、化学、工程学的交叉学科,既要求学生应具备(中)药学、化学等一系列理论知识,同时更加强调“工”的属性,对实践能力的要求很高,要求学生能够利用所学知识解决实际问题,因此制药工程专业学生的培养应将制药相关理论知识与实践紧密结合。制药工程专业学生所应开展的实践教学除了专业课程的相关实验以外,实训及实习教学也是非常重要的环节。但由于专业的特殊性以及地方经济发展不均衡等因素的制约,本专业目前生产实习存在较为严重的困难。其最主要的原因在于药品是一种极为特殊的商品,具备一切商品的属性,但同时它又有其他商品无法相比的特殊性,关系到国民健康。因此制药行业是一个极为特殊的行业,对生产环境的要求很高,同时还具有较高的生产自动化和集成化程度。为保证生产出合格的药品,GMP(《药品生产质量管理规范》)对制药工业生产提出了严格的要求,所有进车间生产操作的人员必须经过GMP的专业培训。但显然,校内教学过程中对学生所进行的GMP培训远远不够,因此在校外开展实训教学的成本以及因培训不到位而造成车间污染的可能性增高,实习单位没有能力也没有意愿接纳人数众多的在校学生进入车间进行实际的动手操作,多数情况下,学生只能在走廊上参观见习,听讲解、提问题,实习的效果很难得到保证,完全无法充分体现实习环节的教学目标[2]。
 
  3仿真虚拟教学是学生实训环节的有益补充
 
  针对制药工程专业学生培养过程中存在的问题,研究引入了智能化虚拟仿真软件进行仿真实习,这对实体实训教学是一个很好的补充,学生可以利用虚拟仿真实训教学环节在计算机上完成制药车间各岗位的具体操作,甚至可以实现关键设备内部结构的可视化及对关键设备的拆卸、安装等系列操作,可以熟悉整个生产流程和关键设备。同时由于其在计算机上完成一系列操作,既避免了学生前期知识掌握不牢固可能造成的设备损坏,也可以避免实训教学过程中物料的消耗。除初期一次性购买软件和硬件的投资外,实训过程基本不产生额外的教学费用,从而有效降低了实训的成本和风险,对制药工程专业学生实训教学是切实可行的有益补充。
 
  随着教育部出台《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》[3],全国各高校掀起了虚拟仿真实验室建设的热潮。我校也于2017年借助超星慕课平台构建了六味地黄丸提取工段虚拟仿真实验课程,开展后取得了良好的效果,药学院各相关专业学生观看后反响良好。虚拟实验室的概念由美国弗吉尼亚大学威廉•沃尔夫教授于1989年提出,其可借助图形图像、仿真和虚拟现实操作流程等技术在计算机上模拟生产环境,通过计算机模拟操作,实现身临其境操作的状态[4]。同时实验现象、操作流程、实验原理、设备构造等也可依托专业软件、多媒体技术和数据库技术进行剖析,将实际生产中难以观察的设备内部结构可视化,借助虚拟仿真实验系统,可使学生认识设备,熟悉操作,清楚流程。完成虚拟仿真教学后,可由学生分组设计实验,进一步结合校内自建模拟药厂的设备开展全流程的生产实训,以达到较好的实训效果,同时亦可解决学生在校外实习基地难以亲手操作的问题。
 
  4结语
 
  虚拟仿真教学具有效率高、成本低,可丰富实训操作内容,使学生加强理论联系实际;减少教学投入,提高实训安全系数;转变教学模式,提升学习兴趣;形象逼真,适用范围广,易于操作等一系列的显著优点,可帮助学生克服场地与设备等一系列限制,有效弥补了传统教学模式的缺陷[5]。当然,金无足赤,虚拟仿真教学也存在诸如真实性不足及综合性、实践性和灵活性不足等问题。限于现有技术,虽然仿真界面形象,能够逼真地模拟实际生产和实际设备,但是也有很多具体操作难与生产实际完全吻合,产品及中间体的质量检测过程在仿真操作中难以体现,更多的是表面化的基本操作。另外虚拟仿真教学过程中切忌造成学生对制药实际生产工作趋于“游戏化”的印象和认识,虚拟仿真也仅仅是学生掌握制药生产的基本操作、提高实习效率、降低实习成本、降低实习风险的一种辅助手段,校内实训教学体系还有待进一步完善。下一步,应在虚拟仿真基础上增加工程设计、综合实验等实际操作,以虚实结合的方式开展制药工程专业实践教学体系,完善本专业的实践教学环节,提升学生综合运用所学知识的能力和动手能力。
 
  参考文献
 
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  [3]教育部.关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知(教高司函〔2013〕94号)[EB/OL].http://www.moe.gov.cn/s78/A08/A08_gggs/A08_sjhj/201308/t20130821_156121.html.
 
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