仿真軟件在制藥人才培養(yǎng)中的作用分析

曹顯進

摘要：近年來，化工原理、制藥設(shè)備、儀器分析等仿真軟件的應(yīng)用逐漸得到社會的認可與普及，這對教學、科研及軟件的開發(fā)應(yīng)用等都產(chǎn)生著重要影響作用。本文介紹了與制藥行業(yè)相關(guān)的仿真軟件，并針對仿真軟件對制藥人才培養(yǎng)的作用進行了探討。

關(guān)鍵詞：教育教學 仿真實驗 制藥人才

一、與制藥行業(yè)相關(guān)的仿真軟件類型

仿真軟件通過動態(tài)模型實時模擬真實的實驗現(xiàn)象和過程，通過互動的3D模型模擬實驗現(xiàn)場的真實裝置操作，并產(chǎn)生與真實實驗一樣的操作結(jié)果，從而讓學習者在計算機上模擬真實的現(xiàn)場操作，達到每個學員都能夠親自動手做實驗，觀察實驗現(xiàn)象，驗證公式、原理、定理的目的。目前，與制藥行業(yè)相關(guān)的仿真軟件主要有以下三類。

1.化工原理仿真軟件

這類軟件緊密結(jié)合化工原理和化工原理實驗的課程內(nèi)容，主要針對輕化工生產(chǎn)中的各種單元操作，包括離心泵的特性曲線的測定、干燥實驗（洞道和流化床）、精餾塔實驗、流體阻力實驗、傳熱系數(shù)測定、吸收實驗、流量計校驗實驗、過濾實驗等。軟件設(shè)計既驗證了書本上的理論知識，又聯(lián)系了生產(chǎn)實際，把二者有機地結(jié)合為一體。使用化工原理仿真軟件是學習和掌握化工原理基礎(chǔ)知識和技能的重要手段和方法。

2.制藥工程類仿真軟件

這類軟件主要分為三類：第一類是制藥工藝流程仿真實習軟件，例如青霉素發(fā)酵工藝仿真軟件等；第二類是關(guān)于制藥單元設(shè)備操作的軟件，著重于制藥設(shè)備的操作、維護和保養(yǎng)，主要針對制藥設(shè)備的操作使用、維修保養(yǎng)的難點來設(shè)計，同時遵循GMP的相關(guān)規(guī)定，目前，這類軟件的開發(fā)和應(yīng)用還不多，主要有35型多沖壓片機及噴霧干燥單元仿真軟件等；第三類是綜合性的培訓應(yīng)用軟件，主要用于企業(yè)的在線培訓、考試等工作。

3.儀器分析類仿真軟件

儀器分析類仿真軟件主要是針對一些中大型精密儀器設(shè)備，例如紫外可見光分光光度計、氣相色譜儀、高效液相色譜儀、原子吸收光譜儀等。這類軟件在制藥行業(yè)中主要用于藥物分析、藥品檢驗、成分鑒別、含量測定等，除了常規(guī)分析和檢驗外，這類軟件還用于在校學生的教學和在職職工的培訓工作當中，旨在讓學生獲得儀器的使用技能，或提高員工的儀器使用能力。

二、仿真軟件的應(yīng)用彌補了課堂理論教學的不足

仿真軟件的優(yōu)勢在于其真實地模擬了現(xiàn)場操作過程，具有較高的仿真度。人人都可以通過計算機動手進行模擬操作，從而熟悉和掌握真實設(shè)備的操作過程和方法，既節(jié)約了時間、提高了學習效率，又獲得了良好的學習效果，使學生得以很快掌握所要求學習的內(nèi)容。

1.使學習內(nèi)容變得生動有趣

仿真軟件的模型都是能夠互動的動態(tài)3D模型，具有較高的仿真性，同時具有不同的色彩、顏色鮮艷、能夠操作、感官刺激性較強，容易引起學習者的好感和興趣，增加了課堂的吸引力和生動性。仿真軟件中的3D模型，其動作過程和方法與實際的機器設(shè)備、儀器的動作過程與原理是完全相同的，但其形態(tài)和顏色又比實際的設(shè)備和儀器更加美觀，動作更容易看懂和理解，使學習者更容易接受和掌握。

2.使學習者獲得逼真的現(xiàn)場體驗感

仿真軟件采用的高仿真模型，以及和生產(chǎn)現(xiàn)場極為相似的動作，能帶給學習者逼真的現(xiàn)場體驗，使學習者加深了對原理、理論和設(shè)備的理解，增強了對學生理解能力和判斷能力的培養(yǎng)，極大地提高了學生學習的積極性，這些是普通課堂教學很難比擬的。通過仿真軟件的應(yīng)用，把只能在生產(chǎn)現(xiàn)場看到的情景展現(xiàn)在計算機屏幕上，直接把生產(chǎn)過程呈現(xiàn)在學生的眼前，使學生有身臨其境之感，極大地提高了學生對書本上的理論知識的理解。

3.使學生由被動學習轉(zhuǎn)化為主動學習

仿真軟件除了具有仿真性外，還具有極強的自主性，要求整個實驗要由學生個人獨立完成。而且，軟件的設(shè)計極具引導性，為學生提供操作演示錄像或視頻，有實驗步驟、課件、注意事項，能夠指導學生一步步地自行完成實驗。同時還有自測題，當場提供測試結(jié)果和分析，使學生能自行鞏固、檢驗和消化所學知識和技能，極大地提高了學生學習的自主性和能動性。

三、仿真軟件的應(yīng)用提升了制藥人才的工程素養(yǎng)

1.仿真軟件在提升制藥人才工程素養(yǎng)方面有重要作用

每個從事生產(chǎn)實際工作的人員都必須具備一定的工程素養(yǎng)，這樣才能勝任相應(yīng)的工作。工程素養(yǎng)是指從業(yè)人員在從事生產(chǎn)實踐工作中所具有的潛能和適應(yīng)能力，包括生產(chǎn)專業(yè)知識和技能，與人溝通、團結(jié)協(xié)作的能力，分析和解決問題的能力，吃苦耐勞的精神，愛崗敬業(yè)、嚴肅認真和一絲不茍的工作作風等。在仿真軟件的運用中，學員必須預習、書寫實驗報告，一步步地輸入數(shù)據(jù)、點擊按動各種按鍵等，這些都培養(yǎng)了學生吃苦耐勞、一絲不茍的態(tài)度。

2.應(yīng)用仿真軟件教學是提升制藥人才工程素養(yǎng)的方法和途徑

第一，不論是使用化工原理、制藥設(shè)備的仿真軟件，還是使用儀器分析的仿真軟件，在教學和培訓過程中，都需要學習者認真鉆研、努力學習。雖然仿真軟件有很強的直觀性和互動性，但也要求學習者有強烈的好奇心和參與欲望。同時，仿真軟件的掌握不是一蹴而就的，這就要求學習者具有強烈的參與意識和刻苦學習的精神。第二，在學習仿真軟件的過程中，每一步操作都要求參與者不能馬虎，否則就得不到正確的實驗結(jié)果，這有利于讓學習者養(yǎng)成嚴肅認真、一絲不茍的作風。第三，仿真軟件良好的互動性，能提高學習者分析、解決問題的能力。第四，通過仿真軟件的學習，使學習者加深了對書本知識的理解，鞏固了專業(yè)基礎(chǔ)知識和理論。第五，在仿真軟件的學習過程中，師生在通暢的互動交流、共同提高的氛圍中學習，有利于學生形成良好的團隊意識和協(xié)作精神。

四、仿真軟件的應(yīng)用降低了企業(yè)和學校培養(yǎng)制藥人才的難度

仿真軟件不僅可以在學校應(yīng)用，也可用于企業(yè)的職工培訓，能減輕學習者的學習難度，提高學習和培訓的效果。

1.仿真軟件的應(yīng)用降低了學生的學習難度

在專業(yè)課的教學中，傳統(tǒng)的講授式教學方法最大的不足就在于枯燥乏味、抽象和極強的實踐性，導致教師難講、學生難學，理論知識深奧難解，實踐知識看不見、摸不著，雖然教師用盡氣力，盡量用淺顯、直觀的語言來講授，但多數(shù)學生仍然不能理解和把握。但有了仿真軟件后，雖不能“一勞永逸”，但卻能很好地幫助學生加深對書本知識和理論的理解，降低了學生的學習難度，拉近了學生與生產(chǎn)實踐之間的距離，提升了學習效果。

2.仿真軟件的應(yīng)用降低了企業(yè)的培訓難度

在企業(yè)培訓工作中應(yīng)用仿真軟件，對于新員工，可使其充分熟悉、理解制藥設(shè)備和儀器的原理、操作方法、使用注意事項等，在此基礎(chǔ)上，再去現(xiàn)場學習設(shè)備、儀器的使用操作方法，對設(shè)備和儀器的掌握就會順利一些，這樣可以提高學習效率和培訓質(zhì)量。對于老員工，通過應(yīng)用仿真軟件，可使其加深對生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過程的理解，提高其綜合素質(zhì)和能力。

五、仿真軟件的應(yīng)用提升了制藥人才的科研能力

仿真軟件進行的模擬實驗，要求學習者具有極強的自主性，雖然需要教師的指導、幫助和講解，但這種指導、幫助和講解是外在的、比課堂的講授要少得多的，更多的是依靠學生的自我學習、鉆研和探索，學生自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，并最終得到結(jié)果，還要自己判斷結(jié)果的正確與否。學生在這一過程中自主學習、自主研究，科研能力得到了培養(yǎng)和提高。例如，在高效液相色譜儀的仿真實驗中，根據(jù)要求，學生通過選取實驗、確定操作條件、加入試劑、確定實驗參數(shù)（編輯參數(shù)、數(shù)據(jù)采集、分析和指令行）、打開排氣閥、啟動系統(tǒng)、進樣運行、出色譜圖、完成實驗報告、關(guān)閉系統(tǒng)，一個完整的實驗下來，基本掌握了液相色譜分析的基本方法和技能，提高了制藥人才的科研能力。

六、仿真軟件的應(yīng)用提高了制藥人才的培養(yǎng)效率

先進的仿真軟件的運用還可以在線學習，能在任何時間、任何地點為任何人提供培訓，不受地點、時間的約束。同時，不必集中聽課學習，節(jié)省了時間、精力，提高了培訓學習的效率。仿真軟件可以在線學習、培訓的特點，順應(yīng)了提高質(zhì)效的工業(yè)和社會發(fā)展的要求，越來越多的使用者將會接受這種高效的學習和培訓方式。七、小結(jié)

仿真軟件在制藥人才的培養(yǎng)中具有重要作用，但也存在一些不足。第一，仿真軟件的應(yīng)用數(shù)量不足。目前，仿真軟件的應(yīng)用雖日漸增多，但其涉及的設(shè)備和儀器還不夠，有待進一步開發(fā)。第二，軟件質(zhì)量有待進一步提高。仿真軟件在制藥行業(yè)中的應(yīng)用越來越多，但其與相關(guān)設(shè)備和儀器的貼合程度、對使用者操作技能的培訓力度方面還需不斷完善、改進和提高。第三，對仿真軟件開發(fā)的重視程度不足。仿真軟件很重要，特別是體現(xiàn)在工業(yè)升級改造中管理的提質(zhì)增效方面，但就目前其開發(fā)的數(shù)量和程度來看，開發(fā)重視的程度還不夠。

通過以上的分析和探討，我們可以知道，雖然仿真軟件存在一些不足，但其在制藥人才的培養(yǎng)過程中具有重要的作用，不但可作為一門課程用于學校教學，還可以作為一種重要的教學輔助手段，廣泛應(yīng)用于制藥企業(yè)，作為職工培訓學習和技能提升的方法。仿真軟件在我國工程教育中已經(jīng)應(yīng)用了十多年，開發(fā)了許多優(yōu)秀的應(yīng)用軟件，但在制藥設(shè)備與工藝等方面的軟件開發(fā)和應(yīng)用還不夠，還需持續(xù)加強研究和應(yīng)用。