虛擬仿真技術(shù)在發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

文章編號(hào)：1671-489X（2025）14-0020-05

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.14.020

0 引言

發(fā)酵工程作為一門交叉學(xué)科，不僅涉及生命科學(xué)的微生物學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等領(lǐng)域，還涵蓋工程學(xué)中的反應(yīng)器設(shè)計(jì)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)、傳質(zhì)學(xué)等內(nèi)容。它不僅是生物技術(shù)、生物制藥和生物工程等專業(yè)的核心課程，還是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要基礎(chǔ)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、環(huán)保、能源等領(lǐng)域。發(fā)酵工程的研究主要聚焦于微生物在特定條件下的生長(zhǎng)和代謝過程，尤其是微生物在發(fā)酵反應(yīng)器中，如何通過代謝作用將原料轉(zhuǎn)化為高附加值的產(chǎn)物，如酒精、酸類、酶類、抗生素、氨基酸、維生素和生物燃料等。與傳統(tǒng)化學(xué)合成方法相比，微生物發(fā)酵具有更高的選擇性、環(huán)境友好性和可持續(xù)性，因此在現(xiàn)代工業(yè)中越來越得到重視。該課程旨在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)微生物代謝過程的理解、提高學(xué)生在工業(yè)應(yīng)用中的技術(shù)能力。

在發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)踐，深入理解微生物的生長(zhǎng)特性和代謝過程，是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和實(shí)驗(yàn)技能的重要手段。常見的實(shí)驗(yàn)包括：微生物培養(yǎng)分離實(shí)驗(yàn)，發(fā)酵過程實(shí)驗(yàn)和產(chǎn)物分離與純化實(shí)驗(yàn)等。發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容較為廣泛，涉及的知識(shí)面也很廣。然而，傳統(tǒng)的線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在一定的局限性。例如，許多實(shí)驗(yàn)的操作過程較為簡(jiǎn)單，缺乏創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性，導(dǎo)致學(xué)生在操作過程中難以保持興趣[2]。同時(shí)，某些高難度和高風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)，如發(fā)酵罐連續(xù)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)操作較為復(fù)雜，且涉及高溫、高壓等危險(xiǎn)因素，因此需要嚴(yán)格的安全管理和專業(yè)指導(dǎo)。此外，發(fā)酵罐及其附屬設(shè)備的高昂成本也是許多高校無法提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)的重要原因。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能的快速發(fā)展，信息化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域，其作用愈加顯著。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是指利用多媒體和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，在互聯(lián)網(wǎng)上模擬真實(shí)物體、環(huán)境及過程進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與研究的一門應(yīng)用技術(shù)，使學(xué)生在開放、自主、交互的虛擬環(huán)境中開展實(shí)驗(yàn)[3]。基于發(fā)酵工程在生物制藥等領(lǐng)域的基礎(chǔ)性和廣泛應(yīng)用性，以河南中醫(yī)藥大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)國(guó)家級(jí)精品課程及其實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為依托，以生物工程和制藥工程等現(xiàn)有工藝和工程設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，以“虛實(shí)結(jié)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”為原則，以提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神為目標(biāo)，針對(duì)發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)課程因課時(shí)和設(shè)備等因素不能開展的實(shí)驗(yàn)，依托教師優(yōu)秀科研項(xiàng)目，以紅霉素的連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)及其分離純化工藝為內(nèi)容構(gòu)建了“發(fā)酵制藥典型工藝”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，克服了傳統(tǒng)發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的不足。通過計(jì)算機(jī)模擬發(fā)酵過程，學(xué)生可以在沒有實(shí)際操作的情況下了解發(fā)酵工程中的各個(gè)環(huán)節(jié)如何相互影響，從而提升對(duì)理論知識(shí)的理解。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)不僅可以減少設(shè)備成本和操作風(fēng)險(xiǎn)，還能夠提供更多的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析的機(jī)會(huì)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

1現(xiàn)階段發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性

發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)是一門涵蓋廣泛、內(nèi)容復(fù)雜的課程，涉及微生物代謝、發(fā)酵過程的優(yōu)化、產(chǎn)品提取與純化等多個(gè)方面。現(xiàn)階段發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性主要體現(xiàn)在教學(xué)資源、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、行業(yè)需求、科研與教學(xué)的結(jié)合等方面，不僅制約了學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，也影響了他們未來在生物產(chǎn)業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力。因此，改進(jìn)發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式，優(yōu)化教學(xué)資源配置和課程內(nèi)容，已經(jīng)成為提升教學(xué)質(zhì)量和滿足行業(yè)需求的迫切任務(wù)。發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1）教學(xué)資源和時(shí)間限制。當(dāng)前，由于設(shè)備資源和時(shí)間的限制，許多院校的發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往只能集中于一些基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，如酵母發(fā)酵、乳酸菌發(fā)酵和發(fā)酵培養(yǎng)基的制備等。這些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)雖然為學(xué)生提供了必要的入門知識(shí)，但大多僅停留在簡(jiǎn)單的結(jié)果驗(yàn)證層面，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作較為單一，缺乏對(duì)發(fā)酵過程中的關(guān)鍵參數(shù)（如pH值、轉(zhuǎn)速、溶氧量等）對(duì)發(fā)酵反應(yīng)的具體影響的深入理解。通過這些簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通常只能達(dá)到記憶、理解和模擬的低層次認(rèn)知，而難以提升到分析、評(píng)估和優(yōu)化的高層次技能。此外，由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間有限，學(xué)生對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程中復(fù)雜的發(fā)酵條件和動(dòng)態(tài)變化的把控能力較弱，導(dǎo)致他們?cè)趯?shí)際操作中缺乏充分的實(shí)驗(yàn)技巧和應(yīng)變能力。這不僅無法滿足現(xiàn)代人才培養(yǎng)的需求，也與培養(yǎng)綜合型技能人才的理念相違背[4]。

2）應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)缺乏。由于發(fā)酵罐及其附屬設(shè)備投資昂貴，許多院校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中未能引入與工業(yè)生產(chǎn)緊密相關(guān)的高級(jí)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往局限于基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，如酵母發(fā)酵等，而缺乏與實(shí)際生產(chǎn)緊密結(jié)合的內(nèi)容，如生物反應(yīng)器（發(fā)酵罐）操作、發(fā)酵過程的監(jiān)測(cè)與優(yōu)化等。這種局限性使得學(xué)生難以從實(shí)驗(yàn)中真實(shí)感受到工業(yè)生產(chǎn)中的復(fù)雜性與挑戰(zhàn)，進(jìn)而影響他們的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)發(fā)酵工程應(yīng)用領(lǐng)域的認(rèn)知。由于缺乏這些高級(jí)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很難理解和掌握如何將發(fā)酵工程的理論知識(shí)有效應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，進(jìn)而難以適應(yīng)行業(yè)快速發(fā)展的需求，在未來就業(yè)市場(chǎng)中處于劣勢(shì)。盡管虛擬仿真技術(shù)可以在一定程度上模擬發(fā)酵過程，但其與實(shí)際操作仍存在差距，因此只能作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助手段。

3）科研與教學(xué)融合不足。科研成果融入教學(xué)，即將優(yōu)秀科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，是提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑[5]。然而，許多高校在這方面的探索仍顯不足，未能充分利用教師的科研成果和資源，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)踐中難以接觸前沿知識(shí)和技術(shù)。事實(shí)上，加強(qiáng)科研與教學(xué)的融合，不僅能豐富課程內(nèi)容，還能激發(fā)學(xué)生的探索精神，提升他們的實(shí)際動(dòng)手能力。現(xiàn)階段發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性反映了教育體系在理論與實(shí)踐結(jié)合方面的不足。為了解決這些問題，高校需加強(qiáng)課程內(nèi)容的更新與優(yōu)化，提升教學(xué)資源的配置，同時(shí)利用虛擬仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)科研與教學(xué)的深度融合，從而克服由于儀器設(shè)備等因素限制而無法進(jìn)行線下實(shí)驗(yàn)的難題，讓學(xué)生在模擬環(huán)境中實(shí)踐發(fā)酵過程的操作和管理，進(jìn)而增強(qiáng)他們對(duì)發(fā)酵工程的理解和學(xué)習(xí)興趣。通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以直觀地觀察發(fā)酵過程中微生物的生長(zhǎng)、代謝及產(chǎn)物生成，提升對(duì)復(fù)雜理論的理解，為開展實(shí)際實(shí)驗(yàn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2發(fā)酵工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)

2.1 課程特點(diǎn)

發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)作為工科的一門基礎(chǔ)型課程，具有重要的基礎(chǔ)性和廣泛的應(yīng)用性，為生物與醫(yī)藥領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究提供了支持。發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)不僅涉及微生物的培養(yǎng)和代謝過程，還涵蓋產(chǎn)品的提取和純化。這些實(shí)驗(yàn)為研究和開發(fā)新型生物制品提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)踐支持。河南中醫(yī)藥大學(xué)開設(shè)的發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)以學(xué)校生物化學(xué)與分子生物學(xué)國(guó)家精品在線開放課程及其實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為依托，組建了一支由科研一線的博士教師構(gòu)成的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。該團(tuán)隊(duì)不僅擁有豐富的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，而且注重科教融合，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容緊跟科學(xué)前沿。基于團(tuán)隊(duì)教師承擔(dān)科研課題的特點(diǎn)和可操作性，開發(fā)了以紅霉素的連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)及其分離純化工藝為內(nèi)容的“發(fā)酵制藥典型工藝”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更貼近實(shí)際生產(chǎn)，能讓學(xué)生直觀感受所學(xué)專業(yè)知識(shí)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用價(jià)值。通過搭建發(fā)酵罐及其附屬設(shè)備等虛擬實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景，學(xué)生可與逼真的虛擬場(chǎng)景交流互動(dòng)，體驗(yàn)完整的實(shí)驗(yàn)操作流程。這不僅增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的趣味性，還幫助學(xué)生加深對(duì)藥效分子生物發(fā)酵生產(chǎn)相關(guān)知識(shí)的理解，提升對(duì)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)基本原理和操作技巧的掌握程度。這種沉浸式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，不僅提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，還增強(qiáng)了他們對(duì)發(fā)酵過程的理解和學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以避免實(shí)際操作中可能出現(xiàn)的安全隱患與資源浪費(fèi)，降低了實(shí)驗(yàn)成本，提高了教學(xué)效率。此外，虛擬仿真技術(shù)還允許教師根據(jù)教學(xué)需求設(shè)計(jì)多樣化的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景和條件，開展個(gè)性化教學(xué)。這種靈活性使學(xué)生能在不同的環(huán)境下自主探索，有利于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

2.2 課程內(nèi)容

“發(fā)酵制藥典型工藝”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作系統(tǒng)界面簡(jiǎn)潔，易操作，如圖1所示。界面左側(cè)包含實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)安全提示，學(xué)生可以通過點(diǎn)擊相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，提前了解實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)和注意事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)安全提示模塊包含常見實(shí)驗(yàn)安全圖標(biāo)的認(rèn)知和線下實(shí)驗(yàn)安全風(fēng)險(xiǎn)提示等內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)安全是實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研工作的首要前提，尤其是發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)較高。因此，實(shí)驗(yàn)安全提示模塊旨在幫助學(xué)生牢固樹立“安全第一”的理念，掌握必要的安全知識(shí)和應(yīng)急處理能力。

圖1“發(fā)酵制藥典型工藝”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)界面

界面中部是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作模塊，分為部件認(rèn)識(shí)、預(yù)習(xí)考核、實(shí)操學(xué)習(xí)和實(shí)操考核四個(gè)模塊。

1）在部件認(rèn)知模塊操作界面（圖2）中，將鼠標(biāo)放在發(fā)酵罐及其附屬設(shè)備上，會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的提示框，顯示該設(shè)備的名稱和用途，加深學(xué)生對(duì)發(fā)酵罐及其附屬設(shè)備的了解。

圖2部件認(rèn)知模塊操作界面

2）在預(yù)習(xí)考核模塊中，設(shè)置了實(shí)驗(yàn)相關(guān)的題目，學(xué)生完成所有題目后，點(diǎn)擊“確定”按鈕可以返回習(xí)題模塊查看做錯(cuò)的題目。在做錯(cuò)的題自中，正確答案會(huì)高亮顯示，以此幫助學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握。學(xué)生完成部件認(rèn)識(shí)和預(yù)習(xí)考核模塊后，方可進(jìn)入實(shí)操學(xué)習(xí)模塊。

3）紅霉素連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)的實(shí)操學(xué)習(xí)模塊操作界面如圖3所示，該界面設(shè)計(jì)旨在通過虛擬仿真技術(shù)幫助學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)操作流程，并逐步掌握實(shí)驗(yàn)技能。實(shí)操學(xué)習(xí)模塊操作界面的功能包括：

① 實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景展示，界面以3D形式呈現(xiàn)紅霉素連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景，包含發(fā)酵罐、離心機(jī)、pH計(jì)、滅菌設(shè)備、試劑瓶等所有必要的儀器設(shè)備和試劑，學(xué)生可以通過鼠標(biāo)和鍵盤控制視野，自由旋轉(zhuǎn)、放大或縮小場(chǎng)景，全方位查看實(shí)驗(yàn)室布局和設(shè)備細(xì)節(jié)；

② 實(shí)驗(yàn)流程引導(dǎo)，界面右側(cè)列出實(shí)驗(yàn)操作步驟，包括菌種培養(yǎng)、種子培養(yǎng)、種子罐和發(fā)酵罐的滅菌、接種、發(fā)酵過程控制和產(chǎn)物提取等，學(xué)生可以隨時(shí)參考流程列表，確保實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性和完整性；

③ 操作提示功能，界面左下角提供文字提示，指導(dǎo)學(xué)生下一步的操作內(nèi)容，系統(tǒng)還會(huì)通過藍(lán)光高亮提示當(dāng)前需要使用的試劑或儀器，幫助學(xué)生快速定位并完成操作，例如，當(dāng)系統(tǒng)提示“在保藏的紅霉素鏈霉菌干粉管中加入1mL無菌水制成懸浮液”時(shí)，紅霉素鏈霉菌干粉管和移液器以藍(lán)光高亮顯示，學(xué)生只需點(diǎn)擊該試劑瓶即可完成操作；

④ 反復(fù)練習(xí)機(jī)制，學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)入實(shí)操學(xué)習(xí)模塊進(jìn)行練習(xí)，反復(fù)操作直至熟練掌握實(shí)驗(yàn)步驟，這種設(shè)計(jì)有助于學(xué)生鞏固知識(shí)，提升操作熟練度。

圖3實(shí)操學(xué)習(xí)模塊操作界面

4）當(dāng)學(xué)生熟練掌握實(shí)驗(yàn)操作后，可以進(jìn)入實(shí)操考核模塊。該模塊的設(shè)計(jì)旨在檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)際操作能力，具有四個(gè)特點(diǎn)：

① 取消提示功能，考核模塊中，系統(tǒng)界面刪除了文字提示和藍(lán)光高亮提示，學(xué)生需要完全依靠記憶和理解獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作；

② 時(shí)間限制，考核模塊設(shè)置了規(guī)定時(shí)間，學(xué)生需在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成所有實(shí)驗(yàn)步驟，如果超時(shí)未完成，系統(tǒng)將自動(dòng)判定為未通過考核；

③ 考核結(jié)果反饋，如果學(xué)生未能通過考核，系統(tǒng)會(huì)提示其返回實(shí)操學(xué)習(xí)模塊繼續(xù)練習(xí)，學(xué)生可以根據(jù)考核中的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練，直至熟練掌握實(shí)驗(yàn)操作；

④ 重復(fù)考核機(jī)制，學(xué)生可以多次進(jìn)行考核，直到順利通過，每次考核的實(shí)驗(yàn)步驟和順序可能會(huì)有所調(diào)整，以全面檢驗(yàn)學(xué)生的操作能力。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練為學(xué)生提供了一個(gè)相對(duì)無風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使他們能夠在實(shí)踐中深入理解理論知識(shí)。通過這種方式，學(xué)生不僅掌握了實(shí)驗(yàn)的操作技巧，還培養(yǎng)了問題解決的能力和創(chuàng)新思維。與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相比，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚰M更多復(fù)雜場(chǎng)景，幫助學(xué)生提前熟悉實(shí)驗(yàn)流程，并增強(qiáng)他們的實(shí)踐能力。這種訓(xùn)練方式激發(fā)了學(xué)生的探索興趣，并為他們?nèi)蘸蟮墓ぷ鞯於嗽鷮?shí)的基礎(chǔ)，特別是在企業(yè)的生產(chǎn)和科研過程中，學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，解決實(shí)際問題。

3 結(jié)束語(yǔ)

發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)作為相關(guān)專業(yè)的核心實(shí)驗(yàn)課程，對(duì)實(shí)驗(yàn)的工程性和完整性有著較高的要求。而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)模式因課時(shí)、空間和實(shí)驗(yàn)資源的局限性往往側(cè)重基礎(chǔ)科學(xué)的驗(yàn)證和研究，這在一定程度上限制了學(xué)生對(duì)整個(gè)藥物發(fā)酵生產(chǎn)流程的深入理解和應(yīng)用能力。隨著科技的進(jìn)步，虛擬仿真技術(shù)的引入為發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚩朔鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)資源有限的瓶頸，提供了一個(gè)高效、靈活的教學(xué)平臺(tái)。利用虛擬仿真技術(shù)，學(xué)生可以在無風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境中進(jìn)行多樣化的實(shí)驗(yàn)操作。此外，虛擬仿真技術(shù)還能夠?qū)⒆钚碌目蒲谐晒D(zhuǎn)化為教學(xué)資源，使學(xué)生接觸到更前沿的技術(shù)和實(shí)踐，為他們提供更廣闊的學(xué)習(xí)空間。

盡管虛擬仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具有一定的優(yōu)勢(shì)，如能夠模擬復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和操作流程，但其與真實(shí)的生產(chǎn)實(shí)踐仍存在差距。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)無法完全替代真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作，尤其對(duì)于發(fā)酵工程這類高度依賴實(shí)操經(jīng)驗(yàn)的學(xué)科而言更是如此。例如，虛擬仿真技術(shù)難以模擬發(fā)酵過程中設(shè)備操作的細(xì)微差異和實(shí)際生產(chǎn)中的突發(fā)情況。因此，虛擬仿真技術(shù)只能作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助手段，而不能完全替代線下實(shí)驗(yàn)。

未來，虛擬仿真技術(shù)在發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用將進(jìn)一步深化。通過結(jié)合大數(shù)據(jù)和人工智能的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)更精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)M和實(shí)時(shí)反饋，進(jìn)一步提升教學(xué)的針對(duì)性和科學(xué)性，為培養(yǎng)具備實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的專業(yè)人才奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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