趙 潔,蔡 錚,劉孟華,唐 斕,夏筆軍,葉 玲,劉叔文 (南方醫(yī)科大學藥學院分子藥劑系, 廣州 510515;通訊作者)
藥物制劑工程是一門以藥劑學、工程學及相關(guān)科學理論和技術(shù)來綜合研究制劑生產(chǎn)實踐的應(yīng)用科學[1],也是制藥工程和藥物制劑專業(yè)最重要的專業(yè)課程之一。該門課程旨在將藥學基本理論與制藥工業(yè)生產(chǎn)實踐相結(jié)合,培養(yǎng)學生掌握制藥工藝流程設(shè)計、設(shè)備選型、車間工藝布置設(shè)計的基本方法,訓練學生分析與解決工程技術(shù)問題的能力,最終培養(yǎng)既懂得工程技術(shù)(如GMP車間、設(shè)備、生產(chǎn)等)又有藥學專業(yè)知識的復(fù)合型人才。由此可見,藥物制劑工程是側(cè)重應(yīng)用的學科,因此,實驗、實踐教學質(zhì)量的高低在很大程度上決定了該課程教學效果的好壞。藥物制劑工程傳統(tǒng)的實驗、實踐教學在實驗保障以及儀器設(shè)備維護方面存在諸多實際困難,這必然在一定程度上影響教學效果[2]。隨著國家藥品GMP認證制度的不斷推進以及醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)展,對藥物制劑工程的教學也提出了更高的要求。近年來多媒體和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)飛速發(fā)展,在教育教學領(lǐng)域隨之產(chǎn)生了一些相關(guān)的新型教學模式,虛擬實驗教學就是其中之一,它是基于多媒體仿真虛擬技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的虛擬實驗教學平臺。虛擬實驗教學具有開放、靈活、共享等優(yōu)點,可以克服傳統(tǒng)實驗教學存在局限性、安全性等缺點,從而完善藥物制劑工程傳統(tǒng)實驗教學的不足,提高藥物制劑工程的教學質(zhì)量。
虛擬實驗教學平臺是應(yīng)用計算機虛擬仿真等技術(shù)虛擬出實驗情景、儀器設(shè)備或?qū)嶒灄l件進行實驗教學的一種新型的教學模式。這種教學模式是以計算機網(wǎng)絡(luò)為核心,通過將虛擬儀器與網(wǎng)絡(luò)連接,從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集、分析以及遠程操作的新型教學系統(tǒng)[3]。目前,國內(nèi)設(shè)計與建成的虛擬實驗教學平臺中,電子類與醫(yī)學類占據(jù)較大比重。醫(yī)學類專業(yè)虛擬實驗平臺的應(yīng)用主要包括:護理學、生理學、現(xiàn)代醫(yī)用影像學、病理生理學等[4,5]。而這些已有的虛擬實驗教學平臺主要可分為實物仿真和原理性驗證兩大類。實物仿真類的虛擬實驗教學平臺主要是針對儀器設(shè)備操作等目的而開發(fā),讓學生可以身臨其境地通過虛擬實驗平臺虛擬的操作儀器設(shè)備從而完成實驗教學任務(wù)。而原理性驗證的虛擬實驗教學平臺則主要通過軟件仿真原理性知識點,通過虛擬出原理的發(fā)生及發(fā)展過程讓學生可以在進入虛擬實驗教學平臺后直觀地了解并驗證原理性的知識點從而完成教學任務(wù)。因此,建設(shè)高水平的虛擬實驗教學平臺并將其推廣到實驗、實踐教學中可以提高實驗教學質(zhì)量,對推動實驗、實踐教學改革具有重要的意義。
藥物制劑工程是側(cè)重應(yīng)用的一門學科,主要研究如何規(guī)?;?、規(guī)范化生產(chǎn)制劑產(chǎn)品以及如何保證與提高藥品的質(zhì)量。因此,要培養(yǎng)學生具有較強的獨立分析與解決工程技術(shù)問題的能力,這就對該門課程的實驗、實踐教學提出了更高的要求。藥物制劑工程傳統(tǒng)的實驗、實踐教學方法主要為在結(jié)束理論知識的教學后,組織學生去具有實訓資質(zhì)的培訓基地或藥廠進行工業(yè)見習,但這種教學方式往往受到場地、時間以及人員等因素的制約,在很大程度上影響了教學效果。因此,開發(fā)藥物制劑工程的虛擬實驗平臺可以完善藥物制劑工程傳統(tǒng)實驗教學的不足,有效解決傳統(tǒng)實驗、實踐教學模式中存在的問題,學生可在學完理論知識后,進入虛擬教學平臺進行虛擬操作或?qū)嵺`,為將來進入藥廠見習做好準備。
藥物制劑工程側(cè)重應(yīng)用,因此筆者認為開發(fā)該門課程的虛擬實驗教學平臺應(yīng)主要以實物仿真類為主,結(jié)合藥廠見習的實際需要,將安全管理及制度的考核作為進入虛擬實驗教學平臺的前提,構(gòu)建如注射劑車間、固體制劑車間、凍干粉針車間、生物制藥車間以及中藥提取車間等不同的虛擬學習模塊,學生在學完理論知識后,立即進入相應(yīng)的學習模塊展開虛擬實驗教學,趁熱打鐵,使學生在掌握基礎(chǔ)理論后能夠通過虛擬平臺進入實訓基地或藥廠的各個車間,身臨其境地進行實踐操作。虛擬實驗教學作為一種新的教學模式具有很多優(yōu)點,而開發(fā)虛擬實驗教學平臺可以完善藥物制劑工程傳統(tǒng)實驗教學中存在的諸如受到場地、時間、帶教人員或儀器設(shè)備維護等方面的不足,提高藥物制劑工程課程的教學質(zhì)量。
隨著國家藥品GMP認證制度的不斷推進以及醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)展,對藥物制劑工程的教學也提出了更高的要求。藥物制劑工程是一門實踐性很強的課程,特別注重學生對知識綜合運用的能力以及實踐操作的培養(yǎng),在傳統(tǒng)實驗、實踐教學方式下,學生只能走馬觀花,無法對所學的理論知識和藥物制劑工程這門課程產(chǎn)生完整、系統(tǒng)的認識。而且,學生在實驗、實踐過程中難免出現(xiàn)一些操作錯誤,這就對傳統(tǒng)實驗教學模式的安全性提出了挑戰(zhàn)。因此,為提高藥物制劑工程的實驗教學質(zhì)量,就需要一套安全、系統(tǒng)的教學方法,應(yīng)用這種教學方法進行實驗、實踐教學的結(jié)果既可以達到實驗室的教學效果,同時又允許學生在傳統(tǒng)實驗教學中出現(xiàn)可能的錯誤操作。而虛擬實驗教學平臺可以同時滿足以上兩種要求。在應(yīng)用虛擬實驗教學平臺進行實驗、實踐教學時,學生可以通過進入可視化仿真環(huán)境中進行實驗操作或進入不同制劑車間熟悉制劑的生產(chǎn)工藝流程,進而提前熟悉藥廠工業(yè)見習的步驟和流程,從而避免學生在正式的工業(yè)見習中出現(xiàn)不必要的差錯,增加藥物制劑工程實驗、實踐教學的安全性,最終提高藥物制劑工程課程的教學質(zhì)量??傊?,虛擬實驗教學平臺可以突破傳統(tǒng)實驗室教學的限制,實現(xiàn)資源的共享、避免安全隱患,由于其具有開放、靈活、共享等優(yōu)點,因此,應(yīng)用虛擬實驗教學平臺可提高藥物制劑工程課程的教學質(zhì)量。
虛擬實驗教學平臺可以滿足學生在課后隨時實踐的需求,有利于鍛煉學生的操作能力和獨立思考解決問題的能力[6]。對于藥物制劑工程這門課程來說,虛擬實驗教學平臺的開放可以給學生提供獨立設(shè)計車間、操作儀器設(shè)備的機會,學生由原來的被動接受演示實驗變成了現(xiàn)在的主動學習設(shè)計性實踐,因此開放虛擬實驗教學平臺有利于激發(fā)學生對課程的學習興趣。另外,通過開放虛擬實驗平臺,學生可以不用把有限的時間花費在繁雜的儀器連接和調(diào)試上面,因此可以在有限的實驗學時內(nèi)有更多的時間動腦、動手,領(lǐng)會和掌握更多的知識,從而大大提高實驗、實踐的效率。
總之,在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)高速發(fā)展的今天,這種采用計算機仿真技術(shù)建立的虛擬實驗教學平臺,可以將復(fù)雜、繁瑣、難懂的原理以及實驗操作變得更加直觀、通俗、易懂,可以克服傳統(tǒng)實驗教學中存在的諸如場地受限、安全性等缺陷,還可以激發(fā)學生的學習興趣,提高學習效率。因此,推廣虛擬實驗教學平臺,將其開發(fā)成為能夠完善傳統(tǒng)實驗、實踐教學不足的開放式學習平臺,對于藥物制劑工程教學改革具有重要的意義,而目前我們最緊迫的任務(wù)是建設(shè)高水平的虛擬實驗教學平臺,并將其應(yīng)用到藥物制劑工程的實際教學中,提高藥物制劑工程的教學質(zhì)量。
[1] 李亞琴,周建平.藥物制劑工程[M].北京:化學工業(yè)出版社,2008:7.
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[6] 趙潔.“醫(yī)學圖像處理”實驗教學探索與虛擬實驗室開發(fā)[J].西北醫(yī)學教育,2008,16(3):489 -490.