生物制藥專業從理論教學到模擬仿真實踐教學的探索

惠琦 金子 李校堃 王曉杰

摘要：目前，國內外生物醫藥產業迅猛發展，生產技術日新月異，因此該行業對生產研發等方面的人才更新需求也逐步增加。而應用實踐型人才的教學環境及實踐環境也是高校對生物醫藥專業建設思考的重心，只有在教學實踐環節讓學生將所學知識充分領悟，才是提高學生綜合運用能力的有效手段。本文從校內建設生物制藥專業模擬仿真平臺來探討培養應用型實踐人才，更新技術知識的新教學模式。

關鍵詞：生物制藥；模擬仿真教學；實踐型人才

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）17-0201-02

仿真教學也稱模擬教學，是以計算機數字化系統設定教學實踐內容，模擬實際生產生活中的行為模式，學生扮演某一角色而進行技能訓練的一種教學方法。仿真教學能在很大程度上彌補客觀條件的不足，為學生提供近似真實的訓練環境，提高學生職業技能。仿真教學是理論與實踐相結合的新教學手段，更是智能化教育的基礎。

目前，仿真教學已擴展到多學科多領域。但由于制藥專業涉及工藝、設備等環節，操作過程比較復雜，將過程全部數字化編制模擬軟件目前還未開發與利用。溫州醫科大學藥學院緊緊把握生物制藥應用型人才培養模式變革的契機，利用仿真教學這一教學新模式，建立生物制藥教學仿真平臺，實現理論教學與實習實踐無縫銜接。本文從建立的生物制藥仿真平臺入手，淺談生物制藥專業模擬仿真教學建設的新模式。

一、以生物合成過程建立模擬教學平臺

仿真教學是具有綜合作用的教育手段，曾經有教育心理學家對傳統講授模式下與仿真教學模式下學生的記憶能力進行了比較，發現學生對知識的記憶能力提高了40%。因此，溫州醫科大學藥學院針對本校生物制藥專業的教學特點，在《蛋白質合成》教學方面以基因工程課程為理論基礎，與中試實習基地即將開展的蛋白質藥物合成實習實訓相銜接，在設定的虛擬平臺上讓學生們利用基因設計軟件，按照蛋白質藥物的特點及表達系統偏好密碼子，由學生親自優化設計蛋白質藥物的一級結構基因。通過虛擬訓練，大大提高了學生對基因的直觀認識，同時虛擬系統設定的評價系統可根據每個學生的設計優缺點自動打分及做出點評。在近兩個年級的學生教學反思中，學生反饋對知識的理解及記憶能力提高了70%，同時學生積極的對虛擬仿真系統提出改進建議，學生教學改革參與度達到80%以上。

二、以生產實踐操作建立仿真教學平臺

目前常用的仿真教學方法有課程實踐設計、虛擬認識實習、生產過程控制實習教學等。而計算機數字化仿真軟件可以設置各種真實系統中無法實現的參數、工藝以及事故發生等，且方便、成本低廉，因此備受國內外高校、公司及工廠的青睞，逐漸受到重視且得到了發展。溫州醫科大學藥學院，以中試實習基地生產設備為基礎，加設虛擬仿真學習系統，此種教學方法取經自美國輝瑞制藥公司對新員工的培訓系統。學生可以根據藥物特點，運用所學的藥物生產工藝知識，自行設計生產工藝流程。這種在真實設備上設置虛擬軟件的教學方法具有如下優勢：（1）設計的生產工藝，學生可在制藥設備上靈活地設置各種參數、模擬條件，增強了學生對制藥設備的實際操作技能。（2）通過虛擬程序，在較短的時間內得到結果，避免了實際操作某些工藝操作繁雜且時間過長的弊端。（3）根據及時得到的試驗結果，系統可自動評判工藝設定參數的可行性，讓學生在一次虛擬教學中即可得到收獲。（4）學生可分組共同設計一個藥物某個工藝的流程，充分調動了學生的主觀能動性及協助能力。通過虛擬仿真教學程序融合實踐操作，讓學生體會到了“在真實中體會虛擬、在虛擬中體會真實”的學習樂趣，提高了學習效率。

三、以SAP質量管理平臺建立仿真質量管理教學平臺

SAP（systems applications and products in data processing）是一款用于ERP（企業資源計劃enterprise resource planning）管理的軟件。軟件包含企業管理的各項管理與服務，其功能覆蓋企業的財務、后勤、人力資源管理、生產質量管理以及因特網應用鏈接功能等各個方面，用戶可根據企業性質及需求設置模組化結構。這個管理系統在生物制品生產企業不僅用于工程、財務系統，更重要的是用于產品質量管理系統，也是藥品生產企業的命脈。

質量管理系統是GMP管理的精髓，而SAP管理系統將藥品生產質量管理體系的各部分有機的結合起來。SAP系統主要利用計算機數據和網絡平臺，因此這也是最能實現虛擬仿真教學的系統。溫州醫科大學藥學院利用SAP平臺將《藥品生產質量管理規范》這一部分教學實現了虛擬化。學生可以利用平臺模擬下達藥品生產指令、產品檢驗指令、產品簽發指令等，并且通過平臺中的各流程，學生可以看到藥品從開始生產到產品上市都有哪些管理系統參與，生產過程是如何被QA監控的，質量檢驗部分是如何檢驗產品并發出檢驗報告的，質量管理部門是如何審核并簽發產品出廠的，銷售部門是如何運輸產品的。

通過質量管理系統的模擬仿真教學，學生從宏觀上了解了GMP，又從微觀上了解了GMP貫穿藥品生命周期的真正含義，同時也擺脫了以往講授型教學中學生對GMP這類抽象課程晦澀難懂的尷尬局面。

四、以新藥申報流程建立模擬申報教學平臺

《藥事管理學》這門課程中藥品注冊管理是比較重要的學習內容，它涉及了藥品的分類管理、新藥申報、變更申請以及各類申請的流程、所需資料等知識內容，內容紛雜流程煩瑣。對于從未涉足藥物研發及申報的學生來講，這部分內容很難理解。為切實讓學生掌握藥品研發及申報流程，溫州醫科大學藥學院利用已成功申報多個生物類藥物的優勢，建立了生物藥物特色申報平臺模擬仿真系統，讓學生模擬申報各類生物制品。在該模擬平臺中學生可自行設計藥物，根據藥物屬性選擇申報種類，嘗試填報所需資料，系統將自行評判填報的流程是否有誤，資料是否齊全。同時在該系統中學生可根據自己選擇的申請內容看到流程中的審核單位及呈報單位，審核、審批時限。這個仿真教學系統切實的讓學生學習了書本以外的真實新藥申報知識，更貼近于實際操作。

通過生物制藥專業模擬仿真教學平臺的建設，溫州醫科大學嘗試用一種新的教學方式對該專業學生進行模擬實踐教學，通過兩屆學生的試用已取得了良好的教學效果。上述實踐教學模式改革的探索，不僅將為溫州醫科大學藥學院帶來一系列的教學成果，更重要的是通過改革的嘗試我們將培養出一批理論扎實、動手能力強，具有創新意識且適應企業用人要求的生物工程人才。

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