藥學虛擬仿真實驗實訓中心的建設與探討

謝 燕，李 勇

（常州衛生高等職業技術學校，江蘇 常州 213002）

藥學虛擬仿真實驗實訓中心的建設與探討

謝 燕，李 勇

（常州衛生高等職業技術學校，江蘇 常州 213002）

闡述教育信息化形勢下虛擬仿真實驗實訓中心的發展現狀，介紹常州衛生高等職業技術學校藥學虛擬仿真實驗實訓中心的建設思路、內容、運行系統，分析藥學虛擬仿真實驗實訓中心建設的特色，為其他院校開展相關建設提供借鑒。

藥學；虛擬仿真；實驗實訓中心，實踐教學

虛擬仿真實驗實訓中心最早由美國威廉·沃爾夫（William Wolf）教授于1989年提出，指依托虛擬現實、多媒體、網絡通信、人機交互、數據庫等技術，構建高度仿真的虛擬實驗環境和對象[1]。虛擬仿真實驗實訓中心是教育信息技術在實驗教學領域的應用與發展，有力促進了教學觀念和教學模式的改革，在教學中具有廣闊的應用前景[2]。

1 虛擬仿真實驗實訓中心的發展

虛擬仿真實驗實訓中心自提出以來，在世界范圍內得到迅速發展，已成為各國教育信息化發展戰略的重要內容之一。目前，發達國家虛擬仿真實驗實訓中心的建設已十分普及，美國正致力于構建一個覆蓋全國的虛擬仿真實驗網絡[3]，英國研究出了虛擬仿真軟件包，已應用于教學和工業安全培訓等領域[4]。

我國教育部先后發布了《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》[5]《關于開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作的通知》[6]《教育信息化“十三五”規劃》[7]《2016年教育信息化工作要點》[8]等文件，明確提出了建設虛擬仿真實驗實訓中心的重要性。目前，清華大學、浙江大學、天津大學、中南大學等一些知名高校都根據自身科研與教學需要建設了虛擬仿真實驗實訓中心。

2 藥學虛擬仿真實驗實訓中心的建設現狀

藥學是實踐性較強的專業，實驗實訓是獲取知識、提高技能的重要環節，由于藥學實驗實訓課程的特殊性，傳統教學模式正面臨諸多難題和挑戰，部分涉及高危或極端環境，不可及或不可逆操作，高成本、高消耗、大型或綜合實驗實訓項目無法順利開展，這在一定程度上影響了人才培養質量。

各醫學院校相繼開展了虛擬仿真實驗實訓中心建設工作，如中國藥科大學、成都中醫藥大學、南京中醫藥大學、江西中醫藥大學均建成了國家級虛擬仿真實驗實訓中心。通過將虛擬仿真實驗實訓與傳統實驗實訓結合，不僅激發了學生的學習興趣，還提高了學生的創造力和對實驗實訓的感性認識，降低了盲目操作和錯誤操作的幾率，在節約了實驗實訓資源的同時，提高了實驗成功率。

3 藥學虛擬仿真實驗實訓中心建設內容

藥學虛擬仿真實驗實訓中心的建設內容，除信息化環境的硬件建設外，還包括實驗實訓教學資源、運行管理體系和支持服務的信息化軟件建設。因此，在建設中，應秉承“虛實融合，多元協同”理念，以實驗教學改革為主線，以高素質實驗實訓教師隊伍和優良的實驗條件為保障，創新管理機制，實現虛擬仿真實驗實訓教學資源開放、共享、交互，建成集教學、行業培訓、技能訓練于一體的虛擬仿真實驗實訓中心，全面提高教學質量[9]。

建設藥學虛擬仿真實驗實訓中心，不僅要落實硬件基礎建設，還要進行教學資源信息化、運行管理體系信息化和支持服務信息化軟件建設。

3.1 硬件建設

藥學虛擬仿真實驗實訓中心的硬件建設應遵循虛實結合、相互補充、能實不虛的原則，在科學布局的基礎上，設置交互演示、仿真操作、虛擬實踐、協作討論、交互實驗、綜合實訓等功能區域[10]，滿足各類教學組織形式及不同課程內容的教學需要，并依托中心服務器，配備教師機及一定數量的學生機，構建虛擬仿真系統平臺，逼真再現各種操作環境，并與實驗實訓區域聯機，實現資源共享和遠程控制虛擬實驗，滿足學生自主學習、探究學習的需要，便于體驗未來的工作環境、崗位工作任務及突發事件的處理等。以本校藥劑學虛擬仿真實驗實訓中心為例，布局見圖1。

圖1 藥劑學虛擬仿真實驗實訓中心環境布局

3.2 軟件建設

（1）構建多樣化的虛擬教學環境。根據人才培養特點和要求，以職業能力培養為導向，遴選課程內容與典型學習任務，購買或與企業共同開發虛擬仿真實驗實訓系統，構建接近現實工作場景的教學情境，學生可登錄系統，選擇與當前教學或自身學習計劃相關的訓練方案，體驗三維虛擬場景并完成工作任務。

（2）構建學科深度交叉融合的虛擬仿真教學環境。樹立“學科融合、資源共享”理念，立足藥學專業人才培養方案，整合專業平臺課、專業方向課的虛擬實驗項目，建設虛擬仿真實驗實訓系統，構建藥學各學科全面交叉融合、相互補充的藥學虛擬仿真實驗實訓環境，具體見圖2。

圖2 藥學虛擬仿真實驗實訓項目開發路線

（3）構建開放式網絡化實驗實訓教學管理系統。藥學虛擬仿真實驗實訓中心管理系統集實驗管理和輔助教學于一體，適應多層管理，具有大數據收集、統計及分析功能。可實現管理員、教師和學生等不同用戶擁有不同的管理權限和功能。課程中心版塊提供豐富的課程資源，實驗平臺版塊具有虛擬實驗實訓練習、在線考試、成績評定等功能；互動交流版塊具有信息發布、互動交流、成果展示等功能，具體見圖3。

圖3 藥學虛擬仿真實驗實訓中心管理系統開發路線

（4）探索虛擬仿真實驗實訓教學模式。在藥學虛擬仿真實驗實訓教學中，探索信息化條件下的自主學習、探究學習、協作學習等教學方法，以真實工作任務及工作過程為依據，整合優化教學內容，降低實驗實訓成本和風險，探索切實可行的虛擬教學方案，創新實驗實訓考核方法，健全教學質量監控保障體系。從教學設計理念、教學設計原則、教學程序、教學策略諸方面改革基于虛擬環境的藥學實驗實訓教學模式，詳見圖4。

圖4 藥學虛擬仿真實驗實訓教學流程

（5）構建完善的虛擬仿真實驗實訓中心管理體系。以虛擬仿真實驗實訓教學資源的開放共享和充分利用為目標，建立健全相關制度，對教學安排、虛擬仿真設備使用、虛擬仿真教學資源開發等實行集中管理和調配，制訂《虛擬仿真中心工作規程》《虛擬仿真中心日常管理規范》《虛擬仿真中心教學工作規范》《虛擬仿真中心網絡安全管理規范》《虛擬仿真中心開放管理制度》等，通過對實驗指導教師、實驗室管理人員等的培訓，加強管理、統籌安排，使各項管理工作逐漸規范化、科學化，保證實驗實訓教學工作穩步進行，詳見圖5。

圖5 藥學虛擬仿真實驗實訓中心管理運行體系

4 藥學虛擬仿真實驗實訓中心建設特色

4.1 緊扣培養目標，中心建設與學科建設相結合

藥學虛擬仿真實驗實訓中心建設緊扣人才培養目標，按照專業人才培養方案及課程設置整合實驗實訓教學內容，建立符合藥學專業特色的多學科、模塊化的教學體系，使用仿真教學軟件，設置相應的虛擬仿真實驗實訓教學模塊，推動教學模式改革與創新，將藥學虛擬仿真實驗實訓中心建設成為發展型、復合型和創新型人才培養的基地。

4.2 管理科學規范，構建功能完善的信息化平臺

虛擬仿真實驗實訓中心采用“以人為本、服務為先、開放為重”的理念，遵循“虛實融合、多元協同”的原則，構建符合藥學實驗實訓教學特點的智能化、信息化管理平臺，集系列仿真教學軟件、中心網頁、中心管理系統、實驗開放預約系統等于一體，實現實驗實訓教學、基本工作信息和實驗實訓儀器設備的計算機網絡化管理，提高了教學效果和管理效率。

4.3 促進復合型、創新型教師隊伍建設和技術技能型人才培養

藥學虛擬仿真實驗實訓中心培養了一批既懂藥學專業知識，又懂現代網絡信息技術的教師。這些教師具備了傳統教學環境下教師所不具備的新技能，促進了信息技術在藥學教學中的應用。同時，高職藥學及相關專業學生通過虛擬仿真實驗實訓中心的學習，也具備了技術技能型人才的基本素質。

4.4 拓展學習空間，增強社會輻射示范效應

學生通過校園網訪問藥學虛擬仿真實驗實訓中心，突破了學習時間和空間的限制，順應信息化條件下學習模式的發展趨勢。同時，隨著藥學虛擬實驗實訓資源的增加及軟硬件條件的改善，今后還可以考慮面向社會開放虛擬仿真實驗實訓中心，構建藥學行業內具有影響力的虛擬實驗實訓基地，增強社會輻射示范效應。

5 結語

藥學虛擬仿真實驗實訓中心作為教育信息化和實驗教學中心建設的重要內容，是學科專業與信息技術深度融合的產物，擁有巨大的發展潛力和廣闊的應用前景，必將發揮越來越重要的作用。虛擬仿真實驗實訓對師生信息技術應用能力等提出了較高的要求[11]，隨著三維建模技術、動作交互技術等虛擬仿真技術的發展，虛擬仿真實驗實訓系統也將不斷推陳出新，必將成為現代教學中的重要技術手段[12]。藥學虛擬仿真實驗實訓中心建設應不斷完善建設方法和管理機制，對促進藥學實驗實訓教學改革、提高人才培養質量具有重要的現實意義。

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[4]劉杰，樊悅霞.虛擬仿真教學在高職機電類課程教學中的應用研究[J].數字通信世界，2015（9）：283.

[5]教育部.關于印發《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》的通知[S].教技[2012]5號.

[6]教育部高等教育司.關于開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作的通知[S].教高司函[2013]94號.

[7]教育部.關于印發《教育信息化“十三五”規劃》的通知[S].教技[2016]2號.

[8]教育部辦公廳.2016年教育信息化工作要點[S].教技廳[2016]1號.

[9]米瑞利，殷曉三.高校虛擬仿真實驗室建設與管理[J].改革與開放，2015（17）：122-123.

[10]田婧，羅通，羅華鋒，等.新建本科院校虛擬仿真實驗室的建設及教學[J].實驗科學與技術，2015，13（6）：219-222，228.

[11]王衛國.虛擬仿真實驗教學中心建設思考與建議[J].實驗室研究與探索，2013，32（12）：5-8.

[12]曾德軍.淺談高職院校創建虛擬仿真實訓室的構想[J].科學咨詢，2013（9）：55-56.

G424.31

B

1671-1246（2017）04-0081-03

常州衛生高等職業技術學校立項課題（201412）；江蘇省職業教育第四屆領軍人才高級研修項目（201607）