虚拟实验教学在生物药剂学与药物动力学教学中的应用

唐富山，原凌燕，刘爱东，潘 虹，孔 晶

（遵义医学院，贵州 遵义 563099）

虚拟实验教学在生物药剂学与药物动力学教学中的应用

唐富山，原凌燕，刘爱东，潘 虹，孔 晶

（遵义医学院，贵州 遵义 563099）

结合生物药剂学与药物动力学课程教学特点和学校教学实际，探讨在该教学中开展虚拟实验教学的必要性、可行性和途径，以丰富课程教学模式，提高教学效果。

生物药剂学与药物动力学；虚拟实验教学；教学改革

虚拟实验教学是利用计算机创建一个实验操作环境，通过虚拟实验仪器或设备开展实验，达到与真实实验一致的教学目的和要求[1]。与传统实验室相比，虚拟实验室具有资源共享性、交互性、开放性、先进性、安全性等特点，是未来理论教学的有益补充和实验室建设的主要发展方向。

生物药剂学与药物动力学是研究药物体内过程及动态变化规律的学科，2000年我国开始独立设置该课程，之后教学内容不断扩展，是近年来迅速发展的药学分支交叉学科，也是药学与药学类专业的重要课程，对指导临床合理用药、新药研究开发、药物制剂的体内质量控制与剂型设计等都具有非常重要的意义[2]。作为实践性很强的学科，生物药剂学与药物动力学在药学人才培养方案中占据重要地位。但由于该课程涉及多个学科，如生理学、生物化学、药理学、药剂学、药物化学、分析化学及数学等，尤其是大量高等数学方法的应用，使得教师讲授和学生学习均难度较大，有必要引入一些辅助方法帮助教学。另外，该课程实验教学相对于其他学科难度较大，需要不断充实和完善实验教学内容和方式。

国内外对生物药剂学与药物动力学课程实践教学都很重视。北美药学院系非常注重调整和改革生物药剂学与药物动力学教学内容，除了强调基本原理与概念外，更注重实践教学，更多的临床实例被应用在教学中；同时又密切联系相关学科前沿内容，及时增加和调整教学内容[3]。我国有学者[4]认为，生物药剂学与药物动力学教学应注重实践，学以致用，加强理论教学与实践的结合，除了开设常规实验来强化课本知识、培养动手能力外，还应安排学生到临床药学科室进行相应的实习。然而目前我国临床药学科室所能提供的教学资源还很有限。虚拟实验室为各种虚拟实验课程提供了全新的教学环境，学生通过点击具体实验，可直观了解该实验的内容、过程及相关专业基础知识，能身临其境地观察实验现象，形成感性认识，帮助其更好地理解所学知识，提高教学效果[5]。有关生物药剂学与药物动力学课程开展虚拟实验教学，国内目前尚未见文献报道。本文拟提出有关思路并简单介绍我校的做法，以期抛砖引玉，促进生物药剂学与药物动力学虚拟实验教学的深入开展。

1 虚拟实验教学的理论和实践意义

1.1 符合实验教学的3R原则

3R原则即减少（Reduction）、替代（Repladcenment）、优化（Refinement）。将虚拟教学引入传统生物药剂学与药物动力学教学中，使学生不受实验场地和时间限制，并且不会有仪器损坏和药物安全等问题发生，更有利于培养学生操作能力、设计能力和创新意识，学生更易获得相关知识、科学指导和及时反馈。虚拟实验室对解决该课程实验难度较大、资源有限的难题提供了新思路。

1.2 建立新教学模式，促进教学多元化

日新月异的计算机及网络科技对传统教学手段提出了巨大挑战。利用计算机虚拟仿真技术，对教学环境、教学内容进行仿真模拟，以三维视角、多元化手段生动地将课程内容展示给学生，引起其探究兴趣，让专业学习建立在高度自愿基础上，充分培养学生综合能力。建立基于计算机和网络的新教学模式，能促进药学专业教学多元化。

1.3 虚拟教学与传统教学有机结合，提高实验教学效果

虚拟实验室为学生创造了体验性学习环境，学生通过简单培训即可熟悉虚拟实验室操作，并对实验项目迅速形成理论及感性认识，这样，教师就有更多的时间和精力辅导学生解决深层次、个性化的问题，避免了传统实验操作中的低级错误和普遍性问题，可以减轻教师工作负担，节省仪器和试剂资源。

1.4 虚拟教学模式有利于开发高校潜能

虚拟教学使理论教学不再局限于有形的教室，实验教学不再局限于严格的实验设备，教学的空间和时间得到了无形扩展。虚拟实验室为学生提供了可移动的电子教学场所，从而丰富了教学环境，增强了教学承载能力，适应当前我国高校扩招的需求[6]。

2 我校开展虚拟实验教学的做法及体会

2.1 开展虚拟实验教学的动因

2.1.1 实验教学需要改进和充实 我校药物制剂与药学专业生物药剂学与药物动力学真实实验，目前只开设了一个片剂溶出度和一个药动学综合实验。教学中学生分成若干小组进行实验，动手机会有限，部分学生由于客观条件限制和缺乏主观进取精神，在实验中多处于观望状态，尤其药动学实验操作环节复杂，影响实验结果的因素较多，学生操作问题较多，实验效果有待提高。一方面要引入新的实验内容，一方面需要借助其他方式改进和充实实验教学。

2.1.2 理论教学需要加强和补充 由于生物药剂学与药物动力学部分内容涉及了大量的数学模型和复杂公式推导，教学内容相对抽象，学生对该部分理论知识的掌握较差，考试成绩偏低，实验报告也反映出这一问题，理论教学急需加强和补充。而且，随着我校新设临床药学专业，学生开始生物药剂学与药物动力学课程的学习，对理论教学的要求还会逐步提高。

2.2 开展虚拟实验教学的基础

我校整合机能学虚拟实验、诊断学虚拟实验、护理学心肺复苏游戏等教学资源，在学校原有基础与临床虚拟仿真实验教学中心基础上，建成了涵盖基础医学、临床医学、护理学、药学、虚拟PBL教学等多学科虚拟仿真实验的医学虚拟仿真实验教学中心，并于2015年1月正式获批为国家级医学虚拟仿真实验教学中心。我校机能学实验室成立于1998年，并于2010年开始虚拟实验教学，其虚拟实验包括生理学、病理生理学、药理学重点实验，其中药理学部分又含有药物代谢动力学实验，其内容与生物药剂学和药物动力学相关部分大致相符，而且药理实验教学到目前为止未开设该部分虚拟教学。

2.3 讨论

2.3.1 目前做法 直接采用我校机能学实验室现有VBL-100医学机能虚拟实验室中的药物代谢动力学实验内容，在生物药剂学与药物动力学理论与实验教学中穿插引入虚拟实验。经对现有内容梳理和集体备课讨论，挑选以下内容开展虚拟实验教学：药物半衰期特性曲线、给药剂量对药物血浓度的影响、给药途径对药物血浓度的影响、药物的体内分布、肝肾功能状态对药物血浓度的影响、多次给药对药物血浓度的影响。为保证教学效果，特别制作了以理论归纳和启发性问题为主的PPT教学课件。

2.3.2 教学效果评价 针对虚拟实验教学学生满意度进行问卷调查，结果表明，持欢迎态度的学生占90%，认为该教学有利于课程内容理解的占76%，100%的学生认为该教学辅以针对性的PPT课件是教学的最佳方式；开展虚拟实验教学后，学生实验成绩和理论考试成绩与以往年级相比，均有不同幅度的提高。尤其是反映学生理论掌握和科学实验综合能力的实验报告讨论部分，以及理论考试论述题和计算题成绩提高较明显。

2.3.3 存在问题 目前，虚拟实验教学由于借助原有设计的虚拟软件，与生物药剂学与药物动力学课程在某些名词称谓、内容深度和分析问题角度等方面不完全匹配，内容也不够完善，尤其缺乏药动学公式的推导和应用。另外，软件设计的直观性、美观性都有待改进。

2.3.4 展望 虚拟实验教学在生物药剂学与药物动力学教学中的开发应用，能有效充实课程实验教学，改进理论教学，为解决当前理论和实验教学中存在问题提供了新思路，在一定程度上能节省教学成本、丰富教学手段、改进教学效果，值得在专业教学中大力推广。下一步，相关专业教师应积极与相关软件开发工作者合作，开发适用于本科和研究生教学、专门针对生物药剂学与药物动力学课程特点的虚拟教学软件，切实提高生物药剂学与药物动力学实验教学效果。

[1]王强，赵瑞，张翼，等.西部民族医学院校虚拟实验教学研究与对策分析[J].卫生职业教育，2014，32（19）:89-90.

[2]王小平.高职高专生物药剂学与药物动力学课程改革探讨[J].卫生职业教育，2008，26（10）:116-117.

[3]李安良，吴艳芬.应用生物药剂学与药物动力学[M].北京：化学工业出版社，2006.

[4]刘德胜，代现平，陈向明，等.生物药剂学与药物动力学教学改革与实践[J].山西医科大学学报：基础医学教育版，2010，12（7）:700-702.

[5]张伟，张雁容.对医学院校构建虚拟实验室的思考[J].卫生职业教育，2010，28（19）:99-101.

[6]刘恩娜.浅谈虚拟资源在实验教学中的应用[J].卫生职业教育，2013，31（24）:53-54.

G434

A

1671-1246（2015）15-0041-02

注：本文系贵州省药学实验教学中心教学改革项目（YXSJG2013-01）