中藥虛擬仿真系統在中藥商品學實驗實訓教學中的應用

張峰 岑娟

[摘? ? ? ? ? ?要]? 中藥學虛擬仿真系統是將中藥學專業知識，特別是實踐教學內容，設計到計算機軟件當中的新型中藥學實驗實踐教學體系。中藥商品學實驗實訓是中藥商品學課程的實訓教學內容。主要探討中藥虛擬仿真系統在中藥商品學實驗實訓課程中的應用情況，以便為中藥學專業教學工作提供參考。

[關? ? 鍵? ?詞]? 虛擬仿真系統;中藥商品學;實訓教學

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）42-0018-02

中藥商品學是中藥學類專業課程之一。是研究中藥商品（包括藥材商品、飲片商品、中成藥商品）的外觀特征和藥用價值的專業性課程。該課程的主要研究內容：真偽鑒別、采收加工、藥品流通、質量管理。其中實驗教學也是中藥商品學的重要構成部分，是中藥學專業學生掌握中藥商品質量的重要途徑[1]。但是，部分實驗項目因成本過高，特別是需要見識大量不同規格等級的藥材商品，往往無法讓該專業學生進行實訓。虛擬仿真平臺是以已有的電腦軟件為載體的一種現代教學體系。這種教學體系是由美國NI（National Instruments）公司于1986年第一次提出的[2]。該系統是指在計算機平臺上創立一個模擬的仿真實驗環境，將已有的實驗材料、儀器、條件或其他實驗設備設計到該系統中，利用軟件及自身操作環境替代各種現實的實驗操作，特別是各項實驗中的具體實施步驟及條件，從而模擬各種實驗項目。2014年，教育部下發了《關于開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作的通知》（高教司函[2013]94號），號召鼓勵國內高等學校，特別是醫藥類高等院校建立虛擬仿真實驗平臺[3]。將中藥虛擬仿真系統運用在中藥商品學實驗實訓教學中，可以彌補大量中藥商品學實驗實訓內容，增加學生學習該課程的趣味性和主動性，提高學習該課程的學習效率。為了進一步探討中藥虛擬仿真系統在中藥商品學實驗實訓教學中的應用效果，本文從中藥商品性實驗實訓課程的現狀、中藥虛擬仿真系統在該實驗實訓課程的應用及期末的實驗實訓考核三個方面分析了中藥虛擬仿真系統在該課程實驗實訓教學中的應用情況。

一、中藥商品學實驗實訓課程的現狀

中藥商品學實驗實訓教學內容符合實驗類型課程的特征，圍繞該課程中的理論學習內容，并結合中藥商品質量評價和質量控制等技術要求開展相關實驗實訓教學活動，該實驗實訓課程的主要內容有：中藥商品，主要包括藥材商品的市場檢查項目，如中藥中雜質的檢查，藥材中水分的含量測定，以及藥材中總灰分和酸不溶性灰分的限量測定;通過對中藥商品的基原鑒別、粉末顯微鑒別、橫切顯微鑒別、性狀鑒別及理化鑒別等內容的檢測，完成中藥商品的真偽鑒別;中藥商品質量優劣評價;中藥商品的質量標準的評價及制定等內容。目前中藥商品學實踐教學內容依舊使用傳統的普通實驗操作進行，多為驗證性實驗設計內容，并以觀察檢測市售中藥商品為主。

二、中藥虛擬仿真系統在實踐教學中的應用情況

在傳統的實驗教學中，教師講授實驗項目內容，由學生通過預習及理論課程學習，參照教材、參考文獻等資源來完成實驗操作前的學習，從而在實驗室完成教師教授的實驗內容。中藥虛擬仿真系統通過建立計算機軟件平臺，建立局域網，并可同時連接互聯網，該平臺把中藥商品學實驗實訓所需要的實驗室環境（溫度、濕度等條件）、實驗儀器設備、實驗條件、實驗原理以及實驗材料（包括試劑與藥材）等所有與實驗實訓相關的內容放入中藥虛擬仿真系統中，為學生展示和提供相關的虛擬實驗實訓項目，學生以實驗參與人角色進入該虛擬仿真系統，可以完成相關實驗內容。該過程可以在中藥虛擬仿真實驗中心完成，通過該局域網平臺，學生之間可以互相交流學習，教師也可進入系統進行指導。同時，學生在中心外也可通過互聯網（手機、PC客戶端）進入該中心完成相關實驗內容的預習和作業內容。通過中藥虛擬仿真系統，學生可學習中藥商品學所有實驗實訓內容，而且不用局限于特定時間和場地。通過該系統的應用，學生可以更好地預習和掌握中藥商品學實驗實訓項目的實驗原理、所需設備及實驗材料以及整個實驗操作過程，并可反復多次完成。

中藥商品學實驗實訓課程會使用到各種大型儀器設備，由于很多大型儀器設備價格昂貴，大部分學校限于實驗設備的數量的影響，很難實現一人一臺的實驗條件來進行各項實驗操作，以及考慮到儀器有使用頻率的限制。此外有些實驗操作或項目會有一定的危險，某些實驗有毒試劑會對學生造成某些傷害。綜上考慮，如果使用中藥虛擬仿真系統來完成中藥商品學實驗實訓內容，完全可以避免以上問題，可以為學校免去很多不必要的麻煩。

此外，中藥虛擬仿真系統的最大優勢是數據量（儀器、實驗材料、藥材藥品、實驗項目等）豐富，中藥商品學實驗實訓中的內容都可從該系統中調出使用，同時可根據新的實驗目的與要求添加“組裝”新的實驗實訓內容，這樣可以讓學生自主根據所學及教學要求，利用系統中的實驗場地、實驗儀器、實驗材料及實驗原理，自主設立創新型實驗和開放型實驗，從而使學生更能掌握中藥商品學實驗技能與原理，開發學生科學創新能力。

中藥商品學實驗實訓需要見識大量不同產地、不同規格、不同等級的中藥商品，但想通過實物藥材商品，很難把所有材料湊齊，利用中藥虛擬仿真系統龐大的素材庫，可以讓學生更好地見識不同規格、不同等級及不同道地產區的中藥商品，讓學生更好地掌握不同規格等級中藥商品地劃分，區別認識中藥商品的道地屬性。

中藥虛擬仿真系統中還有虛擬藥房，在此模塊中，學生可以通過3D模擬現實藥房，體驗不同角色（藥師、醫師、病人等）在虛擬藥房的經歷。同時也可加入中國不同藥材集散地或全國性的中藥材市場作為實訓觀摩場景，這些場景可以模擬全國各大中藥材集散地，讓學生有身臨其境的感覺，從而不用跑去實地參觀，這樣可以大大減輕實訓成本。系統中還有中國十大道地產區的地圖劃分及代表中藥商品。這些系統數據可以讓學生更實際更清晰地理解中藥商品的道地特色。

三、中藥虛擬仿真系統在實訓考核中的應用情況

中藥商品學實驗實訓課程中的考核一直是實際教學中的難題。往往由于實驗條件的限制，很難實現每位同學的實驗實訓考核，特別是教師無法一一對學生所有的實驗操作進行量化評價。此外，使用傳統方式對學生進行實驗教學實訓考核，教師不能夠充分評價每位學生的實驗技能水平。使用中藥虛擬仿真系統完成中藥商品學實驗實訓的考核可以幫助教師考查學生的學習能力和操作技能。幫助教師對學生實驗實訓進行量化考評。幫助教師隨時掌握學生的反饋信息。考核學生實驗實訓的方法更為科學、合理和靈活。

實驗性學科一般很難對學生進行實驗技能的考核，特別是中藥商品學實驗實訓更難實現。通過中藥虛擬仿真系統就能很好地實現對中藥商品學實驗實訓進行考核，系統中有筆試和實際虛擬操作考核兩種形式。筆試是常規性的實驗實訓技能理論與原理考核，教師可自主設置試題，也可利用題庫隨機組合試題。而虛擬操作考核，是讓學生通過系統來完成中藥商品學實驗實訓中的具體操作，通過3D環境來讓學生選擇合適的儀器、試劑及材料來重現中藥商品學中的實驗實訓內容。教師在學生考核過程中可以通過系統中的監考模式隨時觀察學生的考試情況，系統也會根據原理、操作規范、實驗結果等參數對學生的實驗實訓考核給出量化分數。系統也會對學生的考試成績進行分析和評估，給出學生的不足之處。從而讓學生更好地查漏補缺，讓自己掌握實驗實訓技能。

四、小結

中藥虛擬仿真系統是目前中藥學類專業實驗實訓教學中的新型教學手段，具有實用性、操作性及高效性等特征[4]。虛擬仿真系統可以實現各種復雜、成本較高的實驗項目。越來越多的高校都開始建設虛擬仿真教學實驗平臺，特別是中藥學專業。但是，中藥虛擬仿真系統與傳統的中藥商品學實驗實訓內容在真實性和體驗性還是存在一定的差異和不真實感，在教學質量上不能完全用該系統體現出來。因此，在具體的實驗實訓教學工作當中，教師不能完全將實驗實訓內容用虛擬仿真系統所替代，應將虛擬仿真實驗內容與真實實驗實訓操作項目進行有有機結合，從而充分利用各種教學資源，完成中藥商品學實驗實訓的課程教學目標，培養中藥學專業人才所需的各種技能。

參考文獻：

[1]張貴君，王晶娟.中藥商品學的內涵與教學模式[J].藥學教育，2010，26（3）：27-30.

[2]郭靜，劉曉燕，朱學江，等.虛擬仿真教學平臺在基礎醫學教學中的應用[J].南京醫科大學學報（社會科學版），2014，14（6）：498-500.

[3]劉亞豐，余龍江，盧群偉，等.教育信息化背景下虛擬仿真教學資源建設[J].實驗科學與技術，2018，16（2）：195-198.

[4]周上韻，張永，李婷，等.虛擬仿真實驗在中藥本科實驗教學中的利與弊[J].中醫藥管理雜志，2021，29（1）：18-20.

◎編輯 王亞青