基于高職藥品生物技術專業群的虛擬仿真實訓平臺設計與探索

鄧黎黎　周雪　李玉林

2019年1月，國務院印發《國家職業教育改革實施方案》（以下簡稱“職教20條”），強調要“堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，把職業教育擺在教育改革創新和經濟社會發展中更加突出的位置”，為新時代職業教育改革發展制定了總體方略?！奥毥?0條”第一次提出要“適應‘互聯網+職業教育發展需求，運用現代信息技術改進教學方式方法，推進虛擬工廠等網絡學習空間建設和普遍應用”。以專業群建設為核心，以信息技術為支撐，更好地融入區域產業發展，促進產業升級，已成為新時代高職教育高質量發展，高職院校提質增效的共識。為持續推動面向區域經濟發展的職業教育改革，鄭州職業技術學院基于河南省高水平專業群建設規劃，通過協同虛擬仿真實訓平臺建設與專業群建設，構建了“一個目標，兩個轉變，三個模塊，四個層次，五個融合”多模塊、多層次銜接遞進的虛擬仿真實訓平臺，推動了理論教學、實訓教學與虛擬仿真教學一體化，探索了教學過程和考核模式的信息化建設，以期提升虛擬仿真平臺的功能性和教學的有效性，培養更加符合職業需求的藥品生物技術類高素質技術技能型人才。

一、藥品生物技術專業群實訓教學的現狀

（一）實訓內容與產業發展匹配度低

隨著新冠肺炎疫情的蔓延，全球對生物醫藥產業和服務的發展重視程度持續增強。生物醫藥產業每年都有新規范、新理論、新技術、新工藝、新設備和新材料進入生產一線，但專業群實訓教學內容滯后，缺乏完善的動態實踐教學體系，實訓內容與產業發展匹配度低。

（二）實訓場景（環境）與企業需求契合度低

高職院校教學實訓場景通常選用的是成熟的工藝和設備，受場地、運營和經費等因素的限制，尚不能滿足生物醫藥企業產品的無菌、無污染、質量管理體系完善的特殊實踐要求。生物醫藥企業生產周期長、操作復雜、干擾因素多，難以用“校企合作、工學結合”模式直接承擔學生核心職業技能崗位實訓教學任務。實訓場景與企業需求契合度低。

（三）實訓資源利用率較低

教師主導的“知識學習+實操訓練”理實一體化教學，實訓資源利用率較低，學生處于被動地位，學習興趣不濃厚。

二、藥品生物技術專業群虛擬仿真實訓平臺的設計與探索

（一）虛擬仿真實訓平臺的設計

藥品生物產業相關領域人才需求量最大的是生物制藥企業和藥學服務行業，對高職人才所需主要核心技能為發酵制藥技能、藥物分離技能、分析檢測技能和藥物調劑及用藥指導技能。針對高職學生理論功底不扎實、操作能力不強、創新能力有限等特點，按照“學生多操作、理實虛相結合、還原工作場景和控制成本”的建設思路，以高素質技術技能型人才培養為目標，由“教、學”為主轉變為“教、學、做”一體化的教學過程，由“理、實”為主轉變為“理、實、虛”融合的教學模式，構建了基礎課程的理論可視化與模擬、專業課程設計與仿真、優勢產品與創新創業開發類項目3個模塊，實現職業素質基礎層、職業通用能力應用層、職業專業能力提高層、職業綜合能力創新層4個層次培養目標遞進式推進，堅持專業與產業、職業崗位融合，專業課程內容與職業標準融合，教學過程與生產過程融合，學歷證書與職業資格證書融合，職業教育與終身教育融合的5個融合育人模式。藥品生物技術專業群構建了“一個目標，兩個轉變，三個模塊，四個層次，五個融合”，以實驗理論為輔、生產實踐實訓為主的虛擬仿真實訓平臺。

（二）虛擬仿真實訓平臺教學資源模塊的建設探索

旨在服務河南省，特別是鄭州市生物醫藥產業中的體外診斷試劑、生物制劑、康復器械、衛生材料、藥學服務、第三方檢測、中藥現代化等行業優勢領域，借助對優勢企業的調研，聚焦于核心、關鍵崗位嵌套的綜合能力，按照實訓內容教學目標，藥品生物技術專業群虛擬仿真教學資源模塊對技能重構，搭建了基礎課程的理論可視化與模擬模塊、專業課程設計與仿真模塊和優勢產品與創新創業開發模塊3大模塊。

基礎課程的理論可視化與模擬模塊，整合傳統實訓任務，基于問題，從現象入手，構建新的虛擬仿真實訓項目或任務，創設教學情境，讓學生觀察理論得出過程;專業課程設計與仿真模塊，針對典型生產過程、生產設備中的具體應用問題，輔助設計、分析驗證，建立對接最新行業標準、職業技能、崗位規范的虛擬仿真實訓項目考核標準，培養學生主動實踐的興趣，提高應用能力;優勢產品與創新創業開發模塊，基于區域前沿產業化進程，鼓勵學生綜合訓練、創新設計，促進學生個性化發展，養成學生的自主實踐能力和創新意識。

（三）虛擬仿真實訓教學的實踐探索

以藥品生物技術專業群專業的核心課之一——《藥品生產質量管理規范》（Good Manufacture Practice of Medical Products，簡稱GMP）的虛擬仿真資源為例。該課程包括6大系統模塊：3D慕課模塊、知識點模塊、場景和工藝、仿真設備模塊、人機交互、考核評價。師生均可利用分配賬號登錄，實現課程預約、上機預約、在線問題查詢和考試等功能。

以“阿司匹林片劑”虛擬仿真生產線為例，學生課前通過使用網絡、移動資源平臺和虛擬仿真軟件“線上先學”，教師和學生虛擬仿真實訓室“后教而互動”。借助視、聽、觸等多種感知，學生在虛擬仿真工廠中進行相應操作、驗證和運行，掌握《藥品生產質量管理規范》藥廠場景、設備、人員和工藝，特別是虛擬的壓片機、制粒機、三維運動混合機、鋁塑包裝機、裝箱機、碼垛機等主要設備的零部件均可拖拽拆分，通過場景和工藝體驗三維動態全景漫游與交互，可實現不限時空的反復練習。考核轉變為限時操作、闖關得分、雙人對抗、小組PK等多種形式，后臺可自動記錄學生學習時長、教師可按操作步驟及操作質量等進行綜合評價。虛擬仿真教學使學生獲得了高度參與感、沉浸感，有效激發學生的學習興趣和提升學習效果。

三、藥品生物技術專業群虛擬仿真實訓平臺教學的運行評價

（一）系統運行信息統計

2018年秋季學期，專業群第一批虛擬仿真實訓教學資源藥房管理、《藥品經營管理規范》（GSP）、《藥品生產質量管理規范》、工業級發酵工廠4個資源上線。該系統自動生成學情分析報告，數據顯示瀏覽人數近1萬人次，完成實驗人數4 218次，共計287人次登錄系統學習，總計學習時長80 655分鐘，人均學習時長為281.02分鐘。對測試后臺自動生成成績進行分析，測試平均分為93.8分，其中95分以上人數占76.7%（220/287），學習效果良好。

（二）問卷調查結果及反饋

針對藥品生物技術專業群2016級、2017級、2018級3個年級開展虛擬仿真教學過程。對學生進行抽卷調查，根據學生反饋結果顯示，學生的興趣度由原來的29.5%提高到了87.2%，教學效果良好。特別是就業于區域龍頭生物醫藥企業的畢業生離職率在8.5%以下，遠低于其他高校。企業普遍反映本專業的畢業生理論基礎扎實，熟悉現場工藝，動手能力較強。目前，企業對鄭州職業技術學院畢業生的需求量持續增加。

四、結語

虛擬仿真實訓平臺建設是一個充實改進、滾動建設、不斷迭代、不斷完善的動態過程。在今后的虛擬仿真實驗教學探索中，考慮綜合應用VR/AR及裸眼3D技術、3D打印設備、微書、微課等各種信息化教學技術，豐富設備庫和單元操作庫內容，并持續建設與更新，確保虛擬仿真實訓平臺運行的規范化和標準化，以便搭建“學分銀行”平臺，暢通人才成長渠道。將虛擬仿真實訓項目與多終端定制App或微信小程序等結合，提供遠程登錄和個性化服務，實現立體化技能訓練，探索職業教育與終生教育的融合路徑。

【基金項目】河南省高等教育教學改革研究與實踐重點項目“聚焦大健康產業，打造‘一體雙核三階四驅五維應用型技術研究基地的探索與實踐”（編號：2019SJGLX678）。

參考文獻：

[1]教育部職成司：關于開展職業教育示范性虛擬仿真實訓基地建設的通知[EB/OL].現代職教網，2020-10-28.http：//www.mve.cn/html/2020/zcxx_1028/46246.html.

[2]姚偉卿.高職環保類專業虛擬仿真教學的探索和實踐[J].高教學刊，2020（23）：119-122.

[3]賀洪波.虛擬仿真實訓中心管理平臺設計與實現：以高職藥品管理類專業群為例[J].無線互聯科技，2020（15）：87-88.

（作者單位 1.鄭州職業技術學院生物工程系;

2.鄭州職業技術學院材料工程系;

3.河南省生物工程技術研究中心）