李敬忱 劉偉娜 袁一平

河北醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院 河北石家莊 050017

計(jì)算機(jī)在藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探討

李敬忱 劉偉娜 袁一平

河北醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院 河北石家莊 050017

隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)在模擬(仿真)藥學(xué)實(shí)驗(yàn)、儀器分析、圖像分析、輔助藥物設(shè)計(jì)、檢索藥學(xué)實(shí)驗(yàn)信息和實(shí)驗(yàn)過程控制等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。對計(jì)算機(jī)在藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用狀況、存在的問題進(jìn)行了研究探討。

計(jì)算機(jī)應(yīng)用；藥學(xué)實(shí)驗(yàn)；輔助教學(xué)

隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，獲得了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段無法達(dá)到的效果，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶入了一個(gè)全新的境界。計(jì)算機(jī)與藥學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，使得實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟大為簡化，實(shí)驗(yàn)過程更加直觀，創(chuàng)設(shè)的各種實(shí)驗(yàn)情景激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和正確性。下面僅就計(jì)算機(jī)在藥學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀和存在的問題進(jìn)行研究和探討。

1 計(jì)算機(jī)在藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 計(jì)算機(jī)模擬(仿真)藥學(xué)實(shí)驗(yàn)

藥學(xué)實(shí)驗(yàn)是藥學(xué)教學(xué)中的重要組成部分。通過實(shí)驗(yàn)，既可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和科學(xué)態(tài)度，又能使學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識(shí)。但有些重要的藥學(xué)實(shí)驗(yàn)存在危險(xiǎn)性、實(shí)驗(yàn)成本高、演示效果差等問題，還會(huì)造成環(huán)境污染，給教師演示和學(xué)生操作帶來了一定困難。

在這種情況下，運(yùn)用多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)來模擬(仿真)實(shí)驗(yàn)過程，就可以彌補(bǔ)以上不足。計(jì)算機(jī)可以通過圖像、聲音、動(dòng)畫、文字來模擬藥學(xué)實(shí)驗(yàn)過程，并可隨時(shí)改變播放速度，使同一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在不同角度和時(shí)間段上播放，使學(xué)生清晰地觀察實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，避免光線、顏色變化所造成的實(shí)驗(yàn)誤差，避免了演示實(shí)驗(yàn)中有毒物質(zhì)對教師和學(xué)生身體所造成的傷害，還可節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，先讓學(xué)生通過計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，既可以防止失誤，提高實(shí)驗(yàn)的成功率，讓學(xué)生意識(shí)到正確操作的重要性，也可以讓學(xué)生對一些危險(xiǎn)性較大的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行大膽操作，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和一絲不茍的科學(xué)精神，為學(xué)生的探索和創(chuàng)造提供有利條件。

1.2 計(jì)算機(jī)輔助儀器分析

藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的儀器分析已發(fā)展成為一門以色譜、光譜、質(zhì)譜、核磁共振及各類儀器聯(lián)用的現(xiàn)代技術(shù)學(xué)科。計(jì)算機(jī)技術(shù)與分析儀器的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了分析儀器數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、傳遞和儲(chǔ)存，而且使分析儀器的自動(dòng)化操作成為現(xiàn)實(shí)。用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制分析測試儀器采集測試數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)處理，使分析儀器的精確度、靈敏度、穩(wěn)定性和自動(dòng)化程度大大提高，并使一些A型精密儀器的操作簡單化，加快了測試速度。如在原子吸收光譜分析中，對儀器的控制和操作已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理，可進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)樣、自動(dòng)稀釋、樣品切換以及自動(dòng)清洗等。在氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用中，計(jì)算機(jī)技術(shù)使質(zhì)譜法的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了早期的無機(jī)分析范圍，擴(kuò)展到復(fù)雜有機(jī)化合物的鑒定和結(jié)構(gòu)分析，也可以將已知化合物的質(zhì)譜數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)建立的數(shù)據(jù)庫，然后將未知待測樣品的質(zhì)譜數(shù)據(jù)同已知結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，從而判斷未知物的結(jié)構(gòu)。

1.3 多媒體圖像分析處理

在實(shí)驗(yàn)中采用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，將實(shí)驗(yàn)的過程和現(xiàn)象放大并記錄下來，克服傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)可見度小且不可記錄的缺陷，使學(xué)生能夠清晰地觀察到實(shí)驗(yàn)的過程，特別是一些細(xì)微、不易觀察到的現(xiàn)象。例如在顯微鏡上安裝一個(gè)攝像頭，使之與計(jì)算機(jī)相連，就可方便地在計(jì)算機(jī)屏幕上觀察微觀圖片，并且可以保存、編輯這些圖片，從而大大提高實(shí)驗(yàn)效果。同時(shí)也為教師講解和培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力提供了便利條件。

1.4 計(jì)算機(jī)檢索藥學(xué)實(shí)驗(yàn)信息

計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、海量存儲(chǔ)功能、信息檢索功能已成為綜合利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息資源的有力武器。運(yùn)用人工智能系統(tǒng)建立和完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)數(shù)據(jù)庫，組建藥學(xué)實(shí)驗(yàn)專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享，可以快速獲取各類實(shí)驗(yàn)信息。如實(shí)驗(yàn)方法的選擇，除咨詢有經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)工作者外，還可以通過互聯(lián)網(wǎng)上的搜索引擎、數(shù)據(jù)庫的計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)檢索系統(tǒng)及專家系統(tǒng)來查閱相關(guān)文獻(xiàn)。使用計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)檢索文獻(xiàn)，加速了情報(bào)信息的交流，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究節(jié)省了寶貴的時(shí)間，減少了不必要的浪費(fèi)。

1.5 計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)是研究與開發(fā)新藥的一種新技術(shù)。它以計(jì)算機(jī)為工具，充分利用有關(guān)藥物及其生物大分子靶標(biāo)的知識(shí)，通過理論模擬計(jì)算和預(yù)測，指導(dǎo)和輔助新型藥物分子的設(shè)計(jì)和發(fā)現(xiàn)，以縮短藥物的開發(fā)周期，減少新藥創(chuàng)制的盲目性和偶然性，大大加快了新藥的設(shè)計(jì)速度，節(jié)省了新藥創(chuàng)制工作的人力和物力，使藥學(xué)開發(fā)人員能夠以理論做指導(dǎo)，有目的地開發(fā)新藥。

1.6 計(jì)算機(jī)在藥學(xué)實(shí)驗(yàn)過程控制中的應(yīng)用

在一些藥學(xué)實(shí)驗(yàn)中，由計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)過程比人工控制要容易和方便許多。如藥學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用的步進(jìn)馬達(dá)、電磁閥門、取樣系統(tǒng)中各個(gè)閥門的閉合與連通、注射器的推送、泵的正反向運(yùn)行、機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)等，都可以由計(jì)算機(jī)直接或間接地來控制。

1.7 計(jì)算機(jī)在輔助考試系統(tǒng)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)輔助藥學(xué)考試評價(jià)系統(tǒng)，是通過計(jì)算機(jī)創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)評判模式，試驗(yàn)完成后學(xué)生可通過計(jì)算機(jī)對其結(jié)果進(jìn)行評判，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確與否，并能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正，從而最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性。

2 計(jì)算機(jī)在藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用中存在的問題

2.1 有關(guān)人員重視不夠，認(rèn)識(shí)不足

一些高校領(lǐng)導(dǎo)對計(jì)算機(jī)在藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用不夠重視，這是這項(xiàng)工作停滯不前的主要原因。部分教師對計(jì)算機(jī)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用也認(rèn)識(shí)不足，認(rèn)為計(jì)算機(jī)只是“模擬”實(shí)驗(yàn)，開發(fā)軟件又費(fèi)時(shí)費(fèi)力，沒有積極主動(dòng)地去開發(fā)和運(yùn)用計(jì)算機(jī)，而是在觀望和等待中一直延續(xù)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

2.2 藥學(xué)實(shí)驗(yàn)的CAI課件制作復(fù)雜，開發(fā)成本太高

目前市場上很少有藥學(xué)實(shí)驗(yàn)的CAI課件出售，大部分課件都是教師自己開發(fā)的。而開發(fā)一個(gè)高質(zhì)量的課件需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，成本太高。學(xué)校又缺少相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制，導(dǎo)致教師對藥學(xué)實(shí)驗(yàn)的課件制作沒有積極性。

2.3 藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力有待提高

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)，要求實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員和相關(guān)教師具備相應(yīng)的計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和軟件編寫能力，而目前大多數(shù)藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員的計(jì)算機(jī)操作技術(shù)有待提高，還不能勝任這項(xiàng)工作，這在一定程度上制約了計(jì)算機(jī)在藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用推廣。

2.4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員與企業(yè)開發(fā)人員結(jié)合不夠

目前，藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所使用的計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)品，一般是由實(shí)驗(yàn)儀器生產(chǎn)企業(yè)和軟件開發(fā)公司生產(chǎn)的，但學(xué)校與企業(yè)之間缺少必要的合作交流，使得產(chǎn)品開發(fā)缺少總體規(guī)劃和統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這就難免會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員不會(huì)開發(fā)和制作，而企業(yè)開發(fā)設(shè)計(jì)者又難于把握藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，開發(fā)出的計(jì)算機(jī)軟硬件產(chǎn)品往往存在一定的缺陷。因此藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員與生產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的緊密合作是開發(fā)生產(chǎn)高效實(shí)用計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的必由之路。

2.5 對計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的定位不準(zhǔn)確

有些人認(rèn)為：計(jì)算機(jī)技術(shù)在藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中只是一個(gè)花架子，沒有什么實(shí)際作用，因此一直堅(jiān)守傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，而不愿意去做任何改變。另一種傾向是把計(jì)算機(jī)技術(shù)看成是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的替代品，認(rèn)為有些實(shí)驗(yàn)可以用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)來代替，因此過于重視模擬(仿真)實(shí)驗(yàn)，而忽視實(shí)驗(yàn)操作。其實(shí)計(jì)算機(jī)只是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的輔助手段，它可以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間，充分利用信息資源，但是又不能完全代替學(xué)生操作和教師演示。計(jì)算機(jī)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用有較強(qiáng)的針對性，應(yīng)圍繞實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)去分析，從而解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題。

3 結(jié)束語

綜上所述，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了一定的效果。盡管計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在著許多問題，但繼續(xù)深入研究計(jì)算機(jī)在藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用勢在必行。建立藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)化共享平臺(tái)，改革現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，使學(xué)生能夠充分有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源，使計(jì)算機(jī)技術(shù)在藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮最大作用、獲取最大效益，是藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作者面臨的長期課題。相信隨著對其研究的不斷深入及教學(xué)手段的不斷豐富，計(jì)算機(jī)應(yīng)用于藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)越性將得到更充分的體現(xiàn)。

[1] 牛彥,雷小平,徐萍.將現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)教學(xué)[J].藥學(xué)教育,2010,6:54-56.

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Computer used in pharmacy experiment teaching

Li Jingchen, Liu Weina, Yuan Yiping
Hebei medical university, Shijiazhuang, 050017, China

with the rapid development of modern educational technology, computer simulation pharmacy experiment, instrumental analysis, image analysis, computer aided drug design, information retrieval experiment and the process control in experiment play a more and more important role. Computer in pharmacy experiment teaching application status and the existing problems were discussed in this artide.

computer application; experiment; assisted instruction

2012-01-30

李敬忱，本科，實(shí)驗(yàn)師。劉偉娜，本科，高級實(shí)驗(yàn)師。袁一平，本科，主管技師。

國家級藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)基金(2007)。