粟華生，張學(xué)常，黃衛(wèi)萍

（1.廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)，廣西 南寧 530007；2.北京歐貝爾軟件技術(shù)開發(fā)有限公司，北京 100000）

0 引言

隨著信息數(shù)字技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)制造業(yè)正經(jīng)歷著前所未有的變革，我國(guó)已致力于從“制造”向“智造”轉(zhuǎn)型，以提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和技術(shù)創(chuàng)新能力[1-3]。同時(shí)，工廠智能化是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要路徑之一，通過引入智能裝備、自動(dòng)化生產(chǎn)線和數(shù)字化智能操控技術(shù)，企業(yè)生產(chǎn)過程逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、智能化，生產(chǎn)效率的大幅提升，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定提升，對(duì)復(fù)合型、職業(yè)型人才的需求逐漸增加。隨著我國(guó)工廠智能化的推進(jìn)，職業(yè)智能型人才培養(yǎng)顯得尤為迫切，傳統(tǒng)的實(shí)踐操作技能教學(xué)模式已不能適應(yīng)產(chǎn)業(yè)智能化、數(shù)字化的發(fā)展需求。而智能化是工程能力主要體現(xiàn)形式，它能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于解決復(fù)雜工程問題[4]?？梢酝ㄟ^校企共建工程中心加強(qiáng)信息化建設(shè)實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)校企雙方的多元化信息對(duì)接，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、工程素養(yǎng)、專業(yè)知識(shí)體系具有至關(guān)重要的作用[5]。

2022 年3 月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《“十四五”中醫(yī)藥發(fā)展規(guī)劃》，其中將高素質(zhì)中醫(yī)藥人才隊(duì)伍建設(shè)作為一項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)[6]。制藥工程作為一個(gè)工科類專業(yè)，實(shí)踐教學(xué)是制藥工程專業(yè)建設(shè)的重中之重[7]，它的生產(chǎn)場(chǎng)景、智能設(shè)備、工藝流程相對(duì)較為復(fù)雜，存在設(shè)備多、場(chǎng)地大、工藝復(fù)雜、用時(shí)久等問題，職業(yè)本科院校很難在校內(nèi)進(jìn)行智能化“人機(jī)料法環(huán)”融合的生產(chǎn)實(shí)踐，因此，如何利用實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)符合行業(yè)需求的高素質(zhì)智能型人才，是當(dāng)前職業(yè)本科教育工作面臨一大挑戰(zhàn)[8]。本研究通過中藥制藥智能裝備虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)建設(shè)、數(shù)字智能工程化實(shí)踐，進(jìn)一步推動(dòng)虛擬仿真技術(shù)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的虛實(shí)結(jié)合、產(chǎn)教融合、校企聯(lián)合的“三合”模式的構(gòu)建[8]。在基于校企合作的虛擬仿真教學(xué)實(shí)踐評(píng)估過程中，以企業(yè)崗位需求為中心，以學(xué)生的實(shí)踐為評(píng)估主體，充分結(jié)合智能制造虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)，學(xué)生對(duì)“人機(jī)料法環(huán)”各生產(chǎn)元素掌握評(píng)估，構(gòu)建“五元素知識(shí)”的綜合評(píng)估機(jī)制。

以培養(yǎng)高層次工程化人才為基礎(chǔ)目標(biāo)，以校企共建工程中心為橋梁，軟件以同比例還原真實(shí)工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景，具有可視化操作界面，仿真模擬現(xiàn)代化中藥提取工藝。2D 智能控制與3D 仿真控制相結(jié)合、多層次立體化生產(chǎn)操作、工藝參數(shù)自主設(shè)置動(dòng)態(tài)變化真實(shí)展現(xiàn)生產(chǎn)過程，為生產(chǎn)實(shí)踐提供條件。利用虛擬仿真技術(shù)對(duì)產(chǎn)品制造的虛擬環(huán)境進(jìn)行構(gòu)建，通過設(shè)計(jì)一系列制造加工參數(shù)，利用NC 代碼翻譯器驅(qū)動(dòng)仿過程，最終實(shí)現(xiàn)了將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于智能自動(dòng)化制造領(lǐng)域中[9]。本研究總結(jié)了中藥制藥智能裝備虛擬仿真實(shí)訓(xùn)的建設(shè)、應(yīng)用和管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)闡述職業(yè)本科院校如何利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，融匯企業(yè)“人機(jī)料法環(huán)”多元素知識(shí)能力，提升職業(yè)本科高層次人才的工程能力，為職業(yè)本科專業(yè)的智能化裝備的教學(xué)改革提供參考和借鑒。

1 職業(yè)本科中藥制藥專業(yè)智能裝備虛擬仿真教學(xué)模式

1.1 智能裝備虛擬仿真教學(xué)模式的內(nèi)涵

智能裝備虛擬仿真教學(xué)模式是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人工智能等手段，通過建立虛擬的智能裝備操作、生產(chǎn)與工藝、數(shù)字化等情景環(huán)境，融匯了生產(chǎn)企業(yè)的人、機(jī)、料、法、環(huán)等元素知識(shí)，使學(xué)生能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行操作、實(shí)驗(yàn)、訓(xùn)練，以獲得真實(shí)工程化的實(shí)際操作體驗(yàn)和技能提升。智能裝備虛擬仿真教學(xué)模式在教育中具有廣泛的應(yīng)用，包括智能制造業(yè)實(shí)訓(xùn)、職業(yè)本科教育實(shí)訓(xùn)、數(shù)字化教學(xué)訓(xùn)練等領(lǐng)域。它可以有效提高學(xué)生的復(fù)雜操作技能，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)解決復(fù)雜問題的能力，促進(jìn)工程化實(shí)踐與理論相結(jié)合的教學(xué)模式。

“智能裝備虛擬仿真教學(xué)模式”在提高學(xué)生工程化和數(shù)字智能化的實(shí)踐能力方面發(fā)揮著積極的作用，它能夠提高學(xué)生的解決復(fù)雜設(shè)備操作和復(fù)雜工藝問題，在虛擬仿真環(huán)境中，學(xué)生可以主動(dòng)選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式，通過智能裝備、工程化虛擬場(chǎng)景的自主探索和實(shí)踐，加深對(duì)生產(chǎn)企業(yè)“人機(jī)料法環(huán)”知識(shí)的理解和記憶。與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，學(xué)生更容易產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力，提高工程化能力和解決復(fù)雜問題能力。在虛擬仿真環(huán)境中，學(xué)生可以面臨各種復(fù)雜工程化的情境和問題，并進(jìn)行相應(yīng)的決策和解決方案，學(xué)生需要綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能，分析問題、制定解決方案，并進(jìn)行實(shí)際操作，這樣的訓(xùn)練能夠培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新思維，提高問題解決能力。

總體而言，智能裝備虛擬仿真教學(xué)模式有效地促進(jìn)了學(xué)生智能化和工程化實(shí)踐能力的提高。通過將虛擬教育資源與實(shí)際工程化的場(chǎng)景相結(jié)合滿足產(chǎn)業(yè)升級(jí)對(duì)中藥制藥智能裝備應(yīng)用的高層次人才的需求，學(xué)生能夠在不同維度和層面上進(jìn)行全面發(fā)展，更好地適應(yīng)未來職業(yè)對(duì)高層次人才的需求和社會(huì)挑戰(zhàn)。

1.2 中藥制藥類專業(yè)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)特點(diǎn)

職業(yè)本科中藥制藥類專業(yè)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)特點(diǎn)主要表現(xiàn)在其工程化特性和培養(yǎng)目標(biāo)上，工程化的理論和實(shí)踐兩方面對(duì)于中藥制藥類專業(yè)都至關(guān)重要。由于中藥制藥崗位、場(chǎng)景、設(shè)施設(shè)備、工藝流程等復(fù)雜性，傳統(tǒng)獨(dú)立學(xué)科知識(shí)較難完成學(xué)生培養(yǎng)模式，工程化的多學(xué)科交叉理論知識(shí)不融通，同時(shí)也需要他們具備數(shù)字化、智能化的能力，以解決復(fù)雜設(shè)備智能操作及復(fù)雜工藝問題。因此，“智能裝備虛擬仿真”教學(xué)在中藥制藥類專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中具有很高的可行性，它能融合各種先進(jìn)的新技術(shù)、新方法、新設(shè)備，實(shí)現(xiàn)以數(shù)字賦能中藥制藥智能裝備工程能力培養(yǎng)高層次人才培養(yǎng)。

中藥制藥工程化的理論與實(shí)踐相結(jié)合是職業(yè)本科專業(yè)教育的核心原則之一，“人機(jī)料法環(huán)”多元化的理論知識(shí)是學(xué)生掌握工程化基礎(chǔ)的關(guān)鍵，藥物生產(chǎn)以及質(zhì)量檢驗(yàn)分析需要大量的真實(shí)數(shù)據(jù)來幫助學(xué)生理解生產(chǎn)工藝、分析方法，僅有理論知識(shí)是不夠的，還需將多元化的理論知識(shí)應(yīng)用于工程化的生產(chǎn)實(shí)際中。同時(shí)，中藥制藥工程化是一條完整復(fù)雜的生產(chǎn)線，需要智能化生產(chǎn)設(shè)備、專業(yè)化生產(chǎn)車間、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)流程、規(guī)范化管理制度，學(xué)校真實(shí)教學(xué)資源無法滿足工程化的實(shí)訓(xùn)需求。因此，虛擬教學(xué)資源可以克服以上問題，實(shí)現(xiàn)中藥制藥工程化虛擬仿真，減少虛擬實(shí)驗(yàn)和模擬實(shí)訓(xùn)實(shí)踐成本，解決教學(xué)設(shè)備不足以及場(chǎng)地受限問題，也在一定程度上降低實(shí)踐活動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，保障學(xué)生的安全。

我們開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的虛擬實(shí)驗(yàn)軟件可以利用數(shù)字孿生技術(shù)模擬實(shí)際真實(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中接觸到真實(shí)數(shù)據(jù)。這種“虛實(shí)結(jié)合”的教學(xué)方式能培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力與處理能力，從而提高實(shí)訓(xùn)效率和學(xué)習(xí)體驗(yàn)。智能裝備虛擬仿真教學(xué)可以系統(tǒng)性保存操作數(shù)據(jù)，更方便地進(jìn)行教學(xué)效果評(píng)估。通過在線平臺(tái)和虛擬實(shí)驗(yàn)，教師可以收集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和反饋，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)問題，并采取針對(duì)性的教學(xué)措施。同時(shí)，通過將課堂理論與實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)生可以更深入地理解藥物的性質(zhì)、作用機(jī)制以及生產(chǎn)流程，培養(yǎng)出能夠在實(shí)際工作中獨(dú)立思考和解決問題的能力。

綜上所述，智能裝備虛擬仿真教學(xué)在中藥制藥類專業(yè)中具有可行性，通過合理融合虛擬教學(xué)資源和實(shí)訓(xùn)實(shí)踐環(huán)節(jié)，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的工程化綜合素質(zhì)，提高他們的學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力，使其更好地適應(yīng)中藥制藥智慧化工廠的發(fā)展需求。但在實(shí)施過程中，需要教師合理設(shè)計(jì)虛擬教學(xué)內(nèi)容，確保智能裝備虛擬仿真教學(xué)方案能夠達(dá)到預(yù)期效果。同時(shí)，教育機(jī)構(gòu)也可以投入足夠的資源和技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)智能裝備虛擬仿真教學(xué)網(wǎng)絡(luò)版，可將中藥制藥智能裝備虛擬仿真教學(xué)資源社會(huì)共享。

2 智能裝備虛擬仿真教學(xué)的實(shí)踐與方法

2.1 虛擬仿真教學(xué)在中藥制藥類專業(yè)中的應(yīng)用

隨著虛擬仿真教學(xué)技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，在高校中藥制藥及其相關(guān)專業(yè)中的應(yīng)用逐漸得到廣泛傳播，這種更加靈活生動(dòng)的教學(xué)方式提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生身臨其境，體驗(yàn)中藥制藥工程化工作場(chǎng)景，智能設(shè)備數(shù)字化操作流程。同時(shí)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)模式實(shí)踐教學(xué)空泛，停留在中小試試驗(yàn)室場(chǎng)景。其優(yōu)勢(shì)主要從表現(xiàn)為“人機(jī)料法環(huán)”多元素融匯工程化模式。見圖1。

圖1 虛擬仿真融入“人機(jī)料法環(huán)”工程化元素結(jié)構(gòu)圖

（1）虛擬仿真技術(shù)同比例搭建現(xiàn)代化智慧工廠，將CAD 圖紙、2D 平面繪制與虛擬仿真3D 模型相結(jié)合，適配制藥工程化教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生可以自主熟悉及設(shè)計(jì)現(xiàn)代化工廠，快速認(rèn)知工廠結(jié)構(gòu)，掌握制藥工程環(huán)境。見圖2。

圖2 同比例打造現(xiàn)代化中藥提取車間場(chǎng)景圖

（2）虛擬仿真技術(shù)利用3D 仿真建模對(duì)智能生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行還原，打造設(shè)備拆分單元，結(jié)合特效、flash動(dòng)畫對(duì)設(shè)備工作原理進(jìn)行展示，輔助學(xué)生認(rèn)知制藥智能設(shè)備，掌握智能設(shè)備工作原理。見圖3。

圖3 中藥提取車間智能設(shè)備數(shù)字化操控場(chǎng)景圖

（3）虛擬仿真技術(shù)綁定智能后臺(tái)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，真實(shí)還原生產(chǎn)數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)代化3D 智慧工廠場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)3D 與2D 數(shù)據(jù)同步，遠(yuǎn)程操控生產(chǎn)設(shè)備，對(duì)物料、數(shù)據(jù)管理也實(shí)現(xiàn)虛擬仿真模式。工藝參數(shù)自主輸入，生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物料與數(shù)據(jù)管理意識(shí)。見圖4。

圖4 中藥提取車間智能設(shè)備數(shù)字化操控界面圖

（4）虛擬仿真軟件內(nèi)置完備的工廠工程化SOP，融入中藥制藥行業(yè)GMP 相關(guān)法律法規(guī)，專業(yè)生產(chǎn)流程保證了虛擬實(shí)踐的標(biāo)準(zhǔn)性、合規(guī)性、準(zhǔn)確性。生產(chǎn)記錄單功能可以隨時(shí)打開進(jìn)行記錄，方便進(jìn)行復(fù)盤，把握中藥提取生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)及關(guān)鍵參數(shù)，并且可以保存成圖片導(dǎo)出。見圖5。

圖5 中藥提取車間參數(shù)記錄操控界面圖

（5）虛擬仿真教學(xué)的平臺(tái)網(wǎng)站集仿真軟件下載操作，仿真課程創(chuàng)建管理，仿真試卷的考核與搜集，將虛擬仿真軟件與現(xiàn)有教學(xué)資源進(jìn)行綁定，學(xué)生融入崗位操作者角色、管理者角色，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教融合的教育模式?？己丝煞譃榫毩?xí)、考核兩種評(píng)分模式豐富了學(xué)習(xí)者的體驗(yàn)與考核方式。見圖6。

圖6 中藥提取車間實(shí)訓(xùn)教學(xué)評(píng)估考核操控界面圖

2.2 虛擬仿真教學(xué)對(duì)高校學(xué)生學(xué)習(xí)的影響

中藥制藥智能裝備虛擬實(shí)驗(yàn)對(duì)高校學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用是顯著的。它在職業(yè)本科教育中發(fā)揮著重要的角色，虛擬實(shí)驗(yàn)不僅有助于學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)，還能培養(yǎng)學(xué)生的工程化實(shí)踐能力和解決問題的能力，使他們更好地適應(yīng)現(xiàn)代化智能工廠的工程化發(fā)展。以下是智能裝備虛擬實(shí)驗(yàn)對(duì)高校學(xué)生學(xué)習(xí)的幾個(gè)促進(jìn)作用：

（1）培養(yǎng)學(xué)生主人翁意識(shí)，促進(jìn)主動(dòng)參與：虛擬仿真教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心和積極性，使其更加主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)過程。學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中自主探索，自我設(shè)計(jì)生產(chǎn)參數(shù)，管理生產(chǎn)過程，從而培養(yǎng)出更強(qiáng)的學(xué)習(xí)動(dòng)力和自我管理能力。

（2）豐富新穎的交互體驗(yàn)提升學(xué)習(xí)興趣：虛擬場(chǎng)景的真實(shí)模擬可以增加學(xué)習(xí)的趣味性和吸引力，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在愉悅的學(xué)習(xí)環(huán)境中更容易保持專注，更愿意深入學(xué)習(xí)。

（3）增強(qiáng)學(xué)生工程化實(shí)踐能力：虛擬仿真教學(xué)為學(xué)生提供了一個(gè)工程化的實(shí)踐平臺(tái)，使其能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行工程化生產(chǎn)和智能設(shè)備操作。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工程化應(yīng)用能力，提高他們現(xiàn)場(chǎng)工程解決問題的能力。

（4）拓展學(xué)習(xí)企業(yè)資源：校企深度產(chǎn)教融合，通過校企共建共享工程中心的橋梁，虛擬仿真教學(xué)豐富了教學(xué)資源，使學(xué)生能夠接觸到傳統(tǒng)教學(xué)無法提供的企業(yè)資源和情境。這有助于拓展學(xué)生的知識(shí)視野，提升綜合素質(zhì)。

（5）提高學(xué)習(xí)效率：無論是現(xiàn)實(shí)工廠生產(chǎn)實(shí)踐還是智能設(shè)備實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)，都耗時(shí)較久，學(xué)習(xí)周期較長(zhǎng)。并且受場(chǎng)地、設(shè)備限制需要在實(shí)訓(xùn)基地和儀器設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)。虛擬仿真教學(xué)模式方便進(jìn)行練習(xí)，不再受場(chǎng)地、設(shè)備等資源限制?？s減了學(xué)生的學(xué)習(xí)周期，提高了學(xué)習(xí)效率。

（6）減少安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率。無論是工廠實(shí)訓(xùn)還是儀器設(shè)備操作實(shí)訓(xùn)都存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，虛擬仿真操作完全避免了這些風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，同時(shí)還可以在軟件中進(jìn)行安全操作培訓(xùn)，增加學(xué)生的生產(chǎn)安全意識(shí)。

2.3 高校中藥制劑專業(yè)“智能裝備虛擬仿真”教學(xué)模式的實(shí)踐方法

（1）虛擬實(shí)驗(yàn)與模擬操作

利用虛擬實(shí)驗(yàn)軟件和模擬操作平臺(tái)，讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行制藥設(shè)備操作和流程操作（SOP），模擬真實(shí)工程化環(huán)境中的情況。通過虛擬實(shí)訓(xùn)，學(xué)生可以在安全的環(huán)境下進(jìn)行多次練習(xí)和探索，提高智能設(shè)備與工藝流程的SOP 技能。

（2）虛擬實(shí)踐基地合作

智能裝備虛擬仿真校企深度產(chǎn)教融合，主要包括產(chǎn)業(yè)新設(shè)備、新技術(shù)、新方法、新需求、新標(biāo)準(zhǔn)的虛實(shí)深度融合；校企共建共享工程中心的工程化深度融合，包括工程設(shè)備、工程設(shè)施、工程隊(duì)伍等深度融合。與制藥企業(yè)共建工程中心（實(shí)踐基地）提升工程轉(zhuǎn)化能力。學(xué)生可以在工程實(shí)踐基地進(jìn)行實(shí)習(xí)和實(shí)踐活動(dòng)，接觸真實(shí)的工作場(chǎng)景，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。

（3）中藥制藥智能裝備進(jìn)階式教學(xué)

根據(jù)中藥制藥智能裝備崗位需求，設(shè)計(jì)多個(gè)教學(xué)設(shè)備和流程崗位模塊，涵蓋中藥制藥多種設(shè)備SOP、工藝流程SOP、崗位SOP 完整生產(chǎn)線虛擬仿真，從實(shí)驗(yàn)室藥物制備到規(guī)?；S車間藥物生產(chǎn)過渡，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到工廠生產(chǎn)與實(shí)驗(yàn)室的區(qū)別，更好地進(jìn)行認(rèn)知銜接和認(rèn)知過渡，同時(shí)完成中藥制藥智慧工廠質(zhì)量體系與工程化體系的學(xué)習(xí)，具有進(jìn)階式教學(xué)模式。

（4）中藥制藥智能裝備教學(xué)資源一體化

將智能裝備虛擬實(shí)驗(yàn)軟件、練習(xí)題庫(kù)、課程教材、培訓(xùn)視頻等教學(xué)資源通過仿真平臺(tái)整合為完整的虛擬仿真課程，將虛擬仿真課程與學(xué)校實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐基地組成完整的“虛實(shí)結(jié)合”教學(xué)體系，確保教學(xué)資源的有效利用和高效運(yùn)作。

（5）校企“雙師”教師引導(dǎo)與討論

校企“雙師”教師在教學(xué)過程中與學(xué)生一起進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)智能裝備、工藝流程、崗位規(guī)程等操作軟件同時(shí)進(jìn)行講解，發(fā)揮工程化的指導(dǎo)和引導(dǎo)作用，組織學(xué)生進(jìn)行討論、分享實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思考能力。

（6）智能裝備參數(shù)自主設(shè)計(jì)式學(xué)習(xí)

利用開放式自主設(shè)計(jì)模塊，學(xué)生可以自主搭建智慧工廠，組裝智能設(shè)備，設(shè)計(jì)工藝流程、工藝參數(shù)。鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中進(jìn)行自主實(shí)踐，可以組織學(xué)生自主進(jìn)行智能裝備參數(shù)設(shè)計(jì)等，培養(yǎng)學(xué)生的解決復(fù)雜問題和獨(dú)立思考能力。

（7）反饋與改進(jìn)

通過網(wǎng)絡(luò)版及時(shí)收集學(xué)生對(duì)虛實(shí)結(jié)合教學(xué)模式的反饋意見，依托校企共建工程中心橋梁，獲取企業(yè)新技術(shù)、新設(shè)備、新方法，了解產(chǎn)業(yè)智能化、數(shù)字化發(fā)展趨勢(shì)，不斷改進(jìn)教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容，適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需求。

總之，通過以上中藥制藥智能裝備虛擬仿真的實(shí)踐方法，可使中藥制藥類專業(yè)更好地實(shí)現(xiàn)智能裝備虛擬仿真教學(xué)模式，培養(yǎng)出具有工程化的實(shí)踐能力和解決復(fù)雜設(shè)備操作能力的中藥制藥職業(yè)本科高層次人才。

2.4 “智能裝備虛擬仿真”教學(xué)的評(píng)估與質(zhì)量保障

智能裝備虛擬仿真教學(xué)評(píng)估是為了確保教學(xué)質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)不僅要評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，還要評(píng)估教學(xué)過程和教學(xué)資源的有效利用。以下是一些常見的高校智能裝備虛擬仿真教學(xué)評(píng)估的方法和指標(biāo)體系。

（1）學(xué)生學(xué)習(xí)成果評(píng)估

對(duì)于智能裝備虛擬仿真教學(xué)的評(píng)估，首要任務(wù)是評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。這可以通過課程作業(yè)、操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)報(bào)告以及現(xiàn)場(chǎng)考核等方式進(jìn)行。通過定量和定性的評(píng)價(jià)，可以測(cè)量學(xué)生的知識(shí)水平、技能掌握程度以及問題解決能力。評(píng)價(jià)表和問卷調(diào)查是通過學(xué)生的自我評(píng)價(jià)和對(duì)教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)，了解學(xué)生對(duì)教學(xué)效果的認(rèn)知和滿意度。

（2）教學(xué)過程評(píng)估

教學(xué)過程評(píng)估關(guān)注虛擬仿真軟件操作規(guī)范及過程問題解決能力，能否熟悉生產(chǎn)企業(yè)“人機(jī)料法環(huán)”多元素知識(shí)融會(huì)貫通，解決工程化的現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜工藝、設(shè)備等工程問題，軟件設(shè)計(jì)是否能夠有效地傳達(dá)多學(xué)科知識(shí)和技能。通過觀察軟件設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)考核、生產(chǎn)記錄和操作流程規(guī)范，可以評(píng)估虛擬仿真教學(xué)的虛實(shí)性、啟發(fā)性和有效性，從而及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略以適應(yīng)學(xué)生的需求。

（3）教學(xué)資源利用評(píng)估

虛擬實(shí)驗(yàn)軟件使用情況是評(píng)估虛擬實(shí)驗(yàn)軟件的使用頻率和效果，確保教學(xué)軟件能夠有效輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)；也可通過虛擬仿真在線教學(xué)資源庫(kù)平臺(tái)使用情況，評(píng)估在線教學(xué)平臺(tái)的使用情況和學(xué)生對(duì)平臺(tái)的滿意度，確保平臺(tái)能夠滿足教學(xué)需求。因此，可以通過自治區(qū)級(jí)在線教學(xué)資源庫(kù)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)本智能裝備虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源利用情況，評(píng)估社會(huì)、學(xué)校、行業(yè)對(duì)其使用頻率和利用率，確保智能裝備軟件得到合理利用，避免資源浪費(fèi)。

（4）教學(xué)反饋和改進(jìn)

收集學(xué)生和教師、企業(yè)的反饋是不可或缺的環(huán)節(jié)。定期進(jìn)行教學(xué)滿意度調(diào)查、企業(yè)推廣調(diào)查、小組討論和個(gè)別交流，幫助發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問題和不足之處。根據(jù)反饋結(jié)果，及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量。

（5）就業(yè)率和職業(yè)發(fā)展

虛擬仿真教育的最終目標(biāo)是培養(yǎng)具備工程化能力的高層次畢業(yè)生，能解決企業(yè)復(fù)雜智能設(shè)備操作、復(fù)雜工藝問題。評(píng)估學(xué)生的就業(yè)率和職業(yè)發(fā)展情況，可以反映出教學(xué)的實(shí)際效果。通過校企共建工程中心了解企業(yè)對(duì)畢業(yè)生的評(píng)價(jià)，有助于調(diào)整課程設(shè)置，使之更符合市場(chǎng)需求。

綜合運(yùn)用這些評(píng)估方法和指標(biāo)體系，可以全面了解高校能裝備虛擬仿真教學(xué)的質(zhì)量和效果。評(píng)估結(jié)果將有助于優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)和改進(jìn)教學(xué)過程，確保虛擬仿真教學(xué)達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的高素質(zhì)職業(yè)本科工程化人才。

3 智能裝備虛擬教學(xué)的未來發(fā)展

未來職業(yè)本科智能裝備虛擬教學(xué)將面臨更多的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)，隨著虛擬技術(shù)和數(shù)字化教育的不斷發(fā)展，工程化的智能裝備虛擬教學(xué)將更受職業(yè)本科歡迎，它可以培養(yǎng)解決復(fù)雜設(shè)備操作、復(fù)雜工藝問題的工程化高層次人才。通過虛擬實(shí)訓(xùn)、模擬操作和虛擬實(shí)踐，可以擴(kuò)展學(xué)生的多學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提高學(xué)習(xí)效率和解決問題能力。將會(huì)有更多職業(yè)本科院校投入虛擬仿真軟件資源，推動(dòng)數(shù)字化和智能裝備虛擬教學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用。

校企共建共享虛實(shí)工程中心將是未來產(chǎn)教深度融合的發(fā)展趨勢(shì)，它能深度融合新設(shè)備、新技術(shù)、新方法，它能深度融合企業(yè)“人機(jī)料法環(huán)”元素。提升學(xué)生工程化交叉學(xué)科知識(shí)和實(shí)踐能力，培養(yǎng)具備復(fù)雜智能設(shè)備操作、解決復(fù)雜工藝問題的現(xiàn)場(chǎng)工程師，也是職業(yè)本科院校培養(yǎng)高層次人才目標(biāo)。隨著智能化和數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，未來智能設(shè)備和數(shù)字化操控技術(shù)將越來越普及，學(xué)?？梢酝ㄟ^虛擬仿真實(shí)訓(xùn)實(shí)現(xiàn)教學(xué)數(shù)字化、智能化，深化教學(xué)模式的虛實(shí)結(jié)合度，提升教學(xué)實(shí)訓(xùn)的質(zhì)量。

在線教學(xué)資源庫(kù)平臺(tái)在智能裝備虛擬教學(xué)中將起著重要作用，未來應(yīng)持續(xù)優(yōu)化和升級(jí)教學(xué)資源平臺(tái)功能，提供更多的實(shí)踐性虛擬仿真教學(xué)資源和互動(dòng)工具。同時(shí)，要保障網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的穩(wěn)定性和軟件不斷優(yōu)化改進(jìn)，確保學(xué)校學(xué)生、企業(yè)員工、產(chǎn)業(yè)技術(shù)人員順利進(jìn)行在線學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作。通過產(chǎn)校企共建共享虛擬仿真平臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字化教學(xué)與培訓(xùn)模式，而教師是智能裝備虛擬教學(xué)的重要推動(dòng)者，他們需要具備虛擬技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，能夠?qū)⑻搶?shí)教學(xué)有效融合，提高教師的智能裝備虛擬和數(shù)字化教學(xué)與培訓(xùn)能力。

4 結(jié)語(yǔ)

基于校企深度融合智能裝備虛擬仿真校內(nèi)共建共享工程化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，探索適合中藥產(chǎn)業(yè)智能裝備工程化的虛實(shí)結(jié)合數(shù)字化教學(xué)模式。虛擬仿真平臺(tái)融匯生產(chǎn)企業(yè)“人機(jī)料法環(huán)”多元素知識(shí)，提升了學(xué)生實(shí)踐技能、工程化技能以及就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)職業(yè)本科培養(yǎng)現(xiàn)場(chǎng)工程師蘊(yùn)含著深遠(yuǎn)的意義。智能裝備虛擬仿真教學(xué)不僅讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論的同時(shí)能夠親身實(shí)踐，還突破了工程化復(fù)雜的設(shè)備、工藝、管理等多學(xué)科知識(shí)融合教學(xué)瓶頸，這有助于加深學(xué)習(xí)的深度與廣度，使他們更好地領(lǐng)會(huì)與掌握產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)。

通過3D 仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬教學(xué)仿真，采用C#語(yǔ)言并通過Visual Studio 工具進(jìn)行程序開發(fā)，3D 引擎在Windows 平臺(tái)下通過DirectX 技術(shù)實(shí)現(xiàn)3D 渲染；通過計(jì)算機(jī)圖形學(xué)（實(shí)時(shí)陰影、光照貼圖、凹凸貼圖等）和計(jì)算幾何學(xué)（碰撞檢測(cè)、射線檢測(cè)、剛體、流體模擬等）等實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象仿真。模擬中藥制藥工程化場(chǎng)景，并高度還原真實(shí)工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景；具有可視化操作界面，接觸先進(jìn)的儀器設(shè)備及工藝流程。并依托DPSP（動(dòng)態(tài)過程仿真平臺(tái)），DCS 智能控制與3D 仿真控制相結(jié)合、多層次立體化生產(chǎn)操作、參數(shù)自主設(shè)置動(dòng)態(tài)變化真實(shí)展現(xiàn)生產(chǎn)過程，為學(xué)生了解真實(shí)工業(yè)生產(chǎn)走向工作崗位打下基礎(chǔ)。并嚴(yán)格按照制藥工程設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)，重點(diǎn)展現(xiàn)中藥制藥的工藝過程、崗位規(guī)程、設(shè)備操作標(biāo)準(zhǔn)。

總之，智能裝備虛擬仿真教學(xué)與制藥行業(yè)的發(fā)展需求相契合，能夠使教育內(nèi)容更緊密地貼近行業(yè)實(shí)際，從而培養(yǎng)出更適應(yīng)行業(yè)要求的高層次人才。虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程是以數(shù)字賦能中藥制藥智能裝備工程能力培養(yǎng)高層次人才的職業(yè)本科教育新模式，在提升學(xué)生工程能力方面發(fā)揮重要的作用，校企共建共享工程化的虛實(shí)仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建設(shè)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可為我國(guó)職業(yè)本科專業(yè)課程建設(shè)和虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)建設(shè)提供借鑒和參考。