基于應用型制藥工程人才培養的仿真實驗教學淺析

劉磊，王靜，王海君，陳頌，王鑫

齊齊哈爾醫學院藥學院，黑龍江齊齊哈爾 161006

基于應用型制藥工程人才培養的仿真實驗教學淺析

劉磊，王靜，王海君，陳頌，王鑫

齊齊哈爾醫學院藥學院，黑龍江齊齊哈爾 161006

仿真實驗是一種結合計算機技術的新興實驗教學方法，以其操作簡便、內容飽滿、投資小、形式新穎等多種優點得到廣泛認可。在大力推廣應用型制藥工程人才培養的教育模式下，將仿真實驗教學與應用型人才培養有機結合，達到豐富實驗內容，加強學生實踐操作能力，提高學習興趣，并能夠將傳統實驗教學模式向新模式轉變的目的。

仿真實驗；應用型；制藥工程

制藥工程專業應用型人才是指具備制藥工程、藥學和化學工程與技術領域的基本理論、基本知識以外，熟練掌握化學藥物研發、制藥工藝研究、產品質量控制及藥品生產的基本技能，富有良好的實踐能力和工作適應力的制藥工程技術人才。而仿真實驗教學是利用計算機技術模擬相應的操作環境，讓學生體驗相關變化和結果的實踐教學方式[1]。在制藥工程專業中實施虛擬仿真實驗教學主要模擬化工過程的開關操作、數據變化、整體運行、數據產生及處理等。虛擬仿真實驗可以實時地、系統地模擬真實的化工生產操作與控制系統環境，并在此基礎上清晰地展示整套實驗裝置構成、系統運行狀態、儀表示數的改變、緊急過程的處理，從而使學生在電腦中身臨其境地感受并掌握化工過程各單元設備的操作方法與知識[2]。在應用型人才培養課程中加入仿真實驗已經成為一個新的趨勢。

1 虛擬仿真教學開展作用

1.1 豐富實驗課程內容，加強理論聯系實際。

制藥工程專業中大量涉及化工單元操作，理論內容多樣且計算過程復雜，需經過實際操作訓練來掌握實際化工過程。但是諸多實驗實訓內容都存在儀器龐大、實際過程模擬復雜等不利于實驗學習的特點。在此過程中應用虛擬仿真技術，利用計算機技術和相關數學模型嚴謹地模擬出不同的化工單元操作，從開關及管路控制，到儀器儀表變化，再到化工目的實現，都完整地展示在控制屏幕中，讓全部內容一目了然[3]。所以在一個系統中可以通過同樣的手段完成多個實驗項目。例如該院已開展的化工原理仿真實驗，就可以將原來不能開設的6個實驗全部通過化工原理仿真實驗實現。在這些實驗中，將化工原理中的全部傳質傳熱內容讓學生體驗一次，彌補了傳統實驗教學資源的嚴重不足，將重要理論內容與實驗同步展開，提高學生的化工過程認知度和理論聯系實際能力。

1.2 節省教學投入開支，保障實驗安全順利

制藥工程專業需開設多項化工原理實驗，以該院開設化工原理實驗為例，在以提高教學質量和沒有大量資金人員投入的矛盾情況下出現諸多問題。首先化工操作實驗設備一般都是大型設備，同一實驗項目為滿足學生實際操作要求需要多臺并行實驗及多名相關實驗準備人員；其次還面臨著設備總投資較大、實驗場地不足、實驗設備老化、更新維護困難；再次實驗中需要大量耗材以及產生較多廢棄物；最后實驗水、電、壓力、設備等安全問題也是重中之重[4]。因此許多中小型院校無力開設全部的化工原理實驗，不能建立相關實驗室，而仿真實驗的出現彌補了上述諸多的缺點。在一次性投入的同時，開設全部實驗并可多次重復，無需設備的維護，節省教師資源投入的同時彌補試驗場地的不足，并能夠在實驗進行中防止事故的發生和消除安全隱患。例如在離心泵性能曲線實驗中，考慮到離心泵的“氣縛”現象，虛擬實驗加入了灌泵的操作，提醒事故的發生并加強工程安全意識。在仿真實驗中，軟件自帶糾錯提示功能也能保證實驗安全順利進行。所以虛擬仿真實驗的開展化解了普通高校在教學效果與資源投入少之間的矛盾問題，節省了學校的開支，擴展了教學內容，保證實驗安全順利的開展。

1.3 轉變傳統教學模式，提升知識學習興趣

傳統化工實驗中，實驗環境固定復雜，儀器操作困難，在多人操作時不能夠讓每個同學都能深入感受實驗的過程。仿真實驗利用計算機多媒體技術模擬真實實驗環境，實現人機交互式狀態，構建了虛擬實驗環境和教學對象相融合的新型教學模式。現代化教學手段的運用，將教師的教與學生的學通過主控平臺聯系在一起，加強了師生的互動，并將學生的好奇和生澀難懂的實際理論聯系在一起。仿真軟件配備的課后自測系統也鞏固了課堂學習的成果。多媒體素材的運用提高了課堂的信息化水平和增強了教學內容的時代性，強化教學效果，極大地調動了學生對化工原理實驗課程的興趣，為后續實習工作奠定了良好的基礎。

2 虛擬仿真教學開展趨勢

虛擬仿真教學在制藥、化工、醫學、土木等多專業應用廣泛，但現在大多數仿真教學停留在2D虛擬仿真上，隨著計算機及網絡科技的發展，虛擬仿真教學也會從傳統的平面仿真和基礎操作學習向新的體驗式、互動式教學轉變。3D互動式仿真技術日趨成熟，在制藥工程實驗中開展3D仿真實驗已成為現實，從360°體驗工程設備和實驗環境，打破原有的實驗局限，相信更能提高課堂的教學效果和學生的學習興趣[5]。而互聯網時代的今天，網絡平臺互動學習已形成一種新的學習模式。依靠網絡平臺以及手機互聯網平臺，開展網絡教學具有不受時間限制、資源共享、知識共建、模式新穎等諸多優點[6]。將虛擬仿真做成可以隨時供學生學習體驗的互聯網學習平臺相信不久將會實現。

3 總結

進入新世紀，隨著社會的不斷開放，科技水平的不斷提高，高等教育模式也不斷發展，普通院校由傳統的精英教育逐漸向應用型人才培養過渡。而“著重實踐、突出能力”的人才培養模式的改革在不斷地被提及強調，以便更好地適應當今會社對應用型人才的需要[7]。而在此基礎上實驗認識提高、實驗技能掌握，操作能力提升對于應用型人才就尤為重要，而虛擬仿真教學的出現及時的彌補了傳統實驗的不足與空缺，為應用型人才的培養起到更加重要的作用。相信在不久的將來以覆蓋面廣、虛擬度高、投資少、安全性大等諸多優點的仿真實驗教學必定會成為主流實驗教學方法。

[1]鄭寅，陳晶晶.基于行業需求的應用型制藥工程專業人才培養模式的探索[J].廣州化工,2016,44(10):218-219.

[2]楊郭,顏杰,李玉芝,等.仿真技術在化工原理實驗教學中的應用[J].四川理工學院學報,2007(22):252-253.

[3]郭高麗,熊畢華.仿真實驗在《化工原理》教學中的應用淺析[J].廣東化工,2016,11(43):296-297.

[4]韓芝俠,魏遼博.仿真虛擬實驗教學的研究與實踐[J].實驗技術與管理,2006,23(2):53-65.

[5]石智,隋國哲,姜澤鈺,等.3D虛擬仿真技術在化工原理實驗中的應用[J].高師理科學刊,2015,35(10):96-97.

[6]王鐵鋒,趙秀麗.網絡式互動教學模式新探索[J].內蒙古財經學院學報,2011,9(1):60-63.

[7]劉迎春,熊志卿.應用型人才培養目標定位及其知識、能力、素質結構的研究[J].中國大學教學,2004(10):56-57.

Discussion on Simulation Experiment teaching based on Cultivation of Application-oriented Pharmaceutical Engineering Talents

LIU Lei,WANG JING,WANG Hai-jun,CHEN Song,WANG Xin
College of Pharmacy，Qiqihar Medical University，Qiqihar，Heilongjiang Province,161006 China

Simulation experiment is a new experimental teaching method combined with computer technique.Because of the advantages of experimental teaching method,such as simple operation,full content,small investment and novel form.Under the promotion of application-oriented pharmaceutical engineering talents cultivation of education mode,we combined the experimental teaching with this talent cultivation.we will achieve the goal of the experimental content,strengthen the students'practical ability,improving the students'interest and changing the traditional experimental teaching mode to the new mode.

Simulation experiment;Application-oriented;Pharmaceutical engineering

G642

A

1672-5654（2017）07（b）-0074-02

2017-04-20）

10.16659/j.cnki.1672-5654.2017.20.074

齊齊哈爾醫學院教育科學研究課題，（JY20151011）；齊齊哈爾醫學院教研項目，（JY20151010）。

劉磊（1987-），男，黑龍江齊齊哈爾人，碩士，講師，研究方向：藥物化學與化工原理教學與科學研究。