虛擬仿真在藥劑學藥品安全生產實驗教學中的探索

楊媛媛

近幾年來，隨著安全事故的頻發，各高校在實驗實訓安全教育層面開展了許多工作，專家學者對高校實驗室安全也做了許多研究，但藥劑學實驗安全教育研究尚未系統開展，且虛擬仿真技術融入藥品生產實驗安全方面幾乎還是空白，故虛擬仿真與藥劑實驗安全教育的無縫對接將彌補這方面的空白，因此本文將對“虛擬仿真技術”在藥劑學實驗安全教育中的運用進行探索。

一、藥劑學實驗安全教學的分析

藥劑學是醫藥院校藥學類專業的專業核心課程，藥劑學實驗立足“制藥”，其核心任務是將原料藥物批量生產成安全、有效、穩定、臨床使用方便的藥品。該實驗課是培養學生實踐操作能力和提升科研素養的有效途徑。藥劑學實驗室因使用多種藥物制劑設備，并且在生產藥品過程中避免不了接觸高溫、高壓、高真空、射線輻射等，因此存在一定的安全隱患，萬一出現安全事故，輕則損壞制劑設備，影響教學、科研工作，重則造成財產損失與人員傷亡。除此之外，部分實驗項目（如片劑的制備、注射劑的制備、中藥丸劑的制備等）周期長，課時多，導致一個教學項目分次進行，實驗過程缺乏連貫性，學生學習效率低下：再加上學校現有條件有限，實踐場地不足，設備實施成本高、物料消耗量大等不利因素，造成了部分實驗項目不能在規定條件下開展.學生難以接觸到真實的藥品生產、質檢環境，無法達到預期的教學效果，因此有必要將虛擬仿真等現代實驗新技術融入藥劑學實驗教學中。

二、藥劑學中引入“虛擬仿真技術”的優勢

虛擬仿真技術是以計算機網絡為基礎，利用多媒體虛擬真實環境開展人機仿真與互動，學生在虛擬實驗平臺中便能完成實驗項目。該技術因其“身臨其境”的學習特點，已廣泛應用于高等院校實驗教學中，并得到了國家政策的大力支持。2019年3月，依據《教育部關于公布2018年度國家虛擬仿真實驗教學項目認定結果的通知》（教高函[2019]6號）精神，教育部在高等院校中已經公開認定了296項虛擬仿真實驗教學項目，2020年在國家的提質培優計劃中，更是增加了對虛擬仿真實驗教學的支持力度。

虛擬仿真技術融入進藥劑學實驗安全教學中，具有多重優勢：第一，虛擬仿真實驗教學能夠切實解決藥劑學實驗中制藥設備、實驗器材缺乏的問題，也可避免因設備和器材被損壞而造成的浪費和危險。第二，虛擬仿真技術能夠保證藥劑學實驗教學的連貫性和完整性（如片劑的制備），因此也能保證藥品生產安全操作的連續性。第三，因人才培養和課程標準設置等原因，某些危險系數較高的實驗項目不能刪除，因此虛擬仿真的引入顯得更為重要了。虛擬仿真實驗能夠給學生創造一個良好的、安全的實驗環境，能消除制藥實驗過程的安全隱患，既保證了實驗的安全性，又能達到人才培養的目的。

三、虛擬仿真在藥劑學實驗安全教學中的實施

本文以藥劑學實驗教學中的“片劑的制備”為例，將虛擬仿真技術與制備片劑中的安全操作融合，具體探索實施如下：

（一）仿真實驗課模塊的設計

根據課程標準，“片劑的制備”實驗中劑型是普通壓制片，制備方法是常用的濕法制粒壓片，其工藝流程為：領料→稱量→粉碎、過篩、混合→制粒→干燥→整粒→總混→壓片→質檢→包裝等步驟，每一個步驟即為一個工序，設置一個崗位，學生模擬工作人員進行操作，根據步驟可分為12崗位：分別為領料崗位、稱量崗位、粉碎崗位、過篩崗位、混合崗位、制粒崗位、干燥崗位、整粒崗位、總混崗位、壓片崗位、質檢和包裝崗位。三維仿真環境設置了普通片劑制備的整個場景，根據理論課堂學習的知識按順序依次完成操作內容，此過程學生身臨其境，一方面實驗兼具生動性和趣味性，學生能較容易明白片劑制備的整個生產過程，另一方面，避免了危險操作，增強了實驗的安全性。

（二）“片劑制備”中可挖掘實驗安全的操作點

經過藥劑學理論與實驗教師的長期探索.“片劑制備”實驗中可挖掘的與實驗安全相關的操作點較為豐富，如下表所示。

（三）實驗安全知識點匯總（片劑的制備）

“片劑的制備”傳統實驗中，安全操作知識點比較多，重要安全點匯總如下圖所示。

（四）仿真實驗崗位要求安全操作的設置

在虛擬進入片劑車間之前.先指導學生學會實驗室人身防護安全（比如正確的著裝以保證制藥衛生和藥品質量安全）和實驗室環境安全確認（比如緊急噴淋裝置和洗眼器的位置和使用程序），在此前提條件下才可以進入生產車間開展下一步操作。片劑的制備中每個崗位都有自身崗位要求及注意事項，每個工序都有對應的設施設備，仿真實驗課首先明確各崗位要求，讓每位學生熟知實驗過程中安全操作點和注意事項，并順利完成仿真操作。比如，在使用壓片裝置進行壓片操作時，學生必須準確了解壓片機的操作規程和安全隱患，在完成壓片仿真操作的每一步，必須答對每一安全操作點設置的問題，才能繼續操作，以此加深學生安全操作印象或及時糾正錯誤做法。

（五）虛擬仿真實驗安全課初評

“片劑的制備”虛擬仿真實驗安全課以三維場景模擬普通片劑批量生產的整體環境，從安全生產關鍵點、制藥衛生到生產中的每個工序操作學生們以第一視角獨立完成每項任務，練習結果由系統評分，教師利用統計軟件給出總分，以客觀評價學生的仿真學習效果。

四、結語

虛擬仿真技術在藥劑實驗安全操作中不僅克服了校內實驗課的不足，便利化了實驗教學（主要體現在解決了藥品生產實驗課與制藥企業生產實際脫節的問題），而且提高了教學質量，豐富了教學模式，更重要的是消除了在制藥過程中的隱患，教師在安全中提高了教學質量，學生在安全中激發了創新思維能力。“虛實結合、以虛補實”是虛擬仿真實驗基本準則，仿真技術的引入無法完全取代傳統實驗室實驗操作，如何將虛擬仿真實驗安全與全部劑型批量生產融合，如線上線下巧妙結合以徹底消除藥劑實驗課藥品生產安全隱患是藥劑專業教師應該深入研究的課題。