仿真软件在制药人才培养中的作用分析

曹显进

摘要：近年来，化工原理、制药设备、仪器分析等仿真软件的应用逐渐得到社会的认可与普及，这对教学、科研及软件的开发应用等都产生着重要影响作用。本文介绍了与制药行业相关的仿真软件，并针对仿真软件对制药人才培养的作用进行了探讨。

关键词：教育教学 仿真实验 制药人才

一、与制药行业相关的仿真软件类型

仿真软件通过动态模型实时模拟真实的实验现象和过程，通过互动的3D模型模拟实验现场的真实装置操作，并产生与真实实验一样的操作结果，从而让学习者在计算机上模拟真实的现场操作，达到每个学员都能够亲自动手做实验，观察实验现象，验证公式、原理、定理的目的。目前，与制药行业相关的仿真软件主要有以下三类。

1.化工原理仿真软件

这类软件紧密结合化工原理和化工原理实验的课程内容，主要针对轻化工生产中的各种单元操作，包括离心泵的特性曲线的测定、干燥实验（洞道和流化床）、精馏塔实验、流体阻力实验、传热系数测定、吸收实验、流量计校验实验、过滤实验等。软件设计既验证了书本上的理论知识，又联系了生产实际，把二者有机地结合为一体。使用化工原理仿真软件是学习和掌握化工原理基础知识和技能的重要手段和方法。

2.制药工程类仿真软件

这类软件主要分为三类：第一类是制药工艺流程仿真实习软件，例如青霉素发酵工艺仿真软件等；第二类是关于制药单元设备操作的软件，着重于制药设备的操作、维护和保养，主要针对制药设备的操作使用、维修保养的难点来设计，同时遵循GMP的相关规定，目前，这类软件的开发和应用还不多，主要有35型多冲压片机及喷雾干燥单元仿真软件等；第三类是综合性的培训应用软件，主要用于企业的在线培训、考试等工作。

3.仪器分析类仿真软件

仪器分析类仿真软件主要是针对一些中大型精密仪器设备，例如紫外可见光分光光度计、气相色谱仪、高效液相色谱仪、原子吸收光谱仪等。这类软件在制药行业中主要用于药物分析、药品检验、成分鉴别、含量测定等，除了常规分析和检验外，这类软件还用于在校学生的教学和在职职工的培训工作当中，旨在让学生获得仪器的使用技能，或提高员工的仪器使用能力。

二、仿真软件的应用弥补了课堂理论教学的不足

仿真软件的优势在于其真实地模拟了现场操作过程，具有较高的仿真度。人人都可以通过计算机动手进行模拟操作，从而熟悉和掌握真实设备的操作过程和方法，既节约了时间、提高了学习效率，又获得了良好的学习效果，使学生得以很快掌握所要求学习的内容。

1.使学习内容变得生动有趣

仿真软件的模型都是能够互动的动态3D模型，具有较高的仿真性，同时具有不同的色彩、颜色鲜艷、能够操作、感官刺激性较强，容易引起学习者的好感和兴趣，增加了课堂的吸引力和生动性。仿真软件中的3D模型，其动作过程和方法与实际的机器设备、仪器的动作过程与原理是完全相同的，但其形态和颜色又比实际的设备和仪器更加美观，动作更容易看懂和理解，使学习者更容易接受和掌握。

2.使学习者获得逼真的现场体验感

仿真软件采用的高仿真模型，以及和生产现场极为相似的动作，能带给学习者逼真的现场体验，使学习者加深了对原理、理论和设备的理解，增强了对学生理解能力和判断能力的培养，极大地提高了学生学习的积极性，这些是普通课堂教学很难比拟的。通过仿真软件的应用，把只能在生产现场看到的情景展现在计算机屏幕上，直接把生产过程呈现在学生的眼前，使学生有身临其境之感，极大地提高了学生对书本上的理论知识的理解。

3.使学生由被动学习转化为主动学习

仿真软件除了具有仿真性外，还具有极强的自主性，要求整个实验要由学生个人独立完成。而且，软件的设计极具引导性，为学生提供操作演示录像或视频，有实验步骤、课件、注意事项，能够指导学生一步步地自行完成实验。同时还有自测题，当场提供测试结果和分析，使学生能自行巩固、检验和消化所学知识和技能，极大地提高了学生学习的自主性和能动性。

三、仿真软件的应用提升了制药人才的工程素养

1.仿真软件在提升制药人才工程素养方面有重要作用

每个从事生产实际工作的人员都必须具备一定的工程素养，这样才能胜任相应的工作。工程素养是指从业人员在从事生产实践工作中所具有的潜能和适应能力，包括生产专业知识和技能，与人沟通、团结协作的能力，分析和解决问题的能力，吃苦耐劳的精神，爱岗敬业、严肃认真和一丝不苟的工作作风等。在仿真软件的运用中，学员必须预习、书写实验报告，一步步地输入数据、点击按动各种按键等，这些都培养了学生吃苦耐劳、一丝不苟的态度。

2.应用仿真软件教学是提升制药人才工程素养的方法和途径

第一，不论是使用化工原理、制药设备的仿真软件，还是使用仪器分析的仿真软件，在教学和培训过程中，都需要学习者认真钻研、努力学习。虽然仿真软件有很强的直观性和互动性，但也要求学习者有强烈的好奇心和参与欲望。同时，仿真软件的掌握不是一蹴而就的，这就要求学习者具有强烈的参与意识和刻苦学习的精神。第二，在学习仿真软件的过程中，每一步操作都要求参与者不能马虎，否则就得不到正确的实验结果，这有利于让学习者养成严肃认真、一丝不苟的作风。第三，仿真软件良好的互动性，能提高学习者分析、解决问题的能力。第四，通过仿真软件的学习，使学习者加深了对书本知识的理解，巩固了专业基础知识和理论。第五，在仿真软件的学习过程中，师生在通畅的互动交流、共同提高的氛围中学习，有利于学生形成良好的团队意识和协作精神。

四、仿真软件的应用降低了企业和学校培养制药人才的难度

仿真软件不仅可以在学校应用，也可用于企业的职工培训，能减轻学习者的学习难度，提高学习和培训的效果。

1.仿真软件的应用降低了学生的学习难度

在专业课的教学中，传统的讲授式教学方法最大的不足就在于枯燥乏味、抽象和极强的实践性，导致教师难讲、学生难学，理论知识深奥难解，实践知识看不见、摸不着，虽然教师用尽气力，尽量用浅显、直观的语言来讲授，但多数学生仍然不能理解和把握。但有了仿真软件后，虽不能“一劳永逸”，但却能很好地帮助学生加深对书本知识和理论的理解，降低了学生的学习难度，拉近了学生与生产实践之间的距离，提升了学习效果。

2.仿真软件的应用降低了企业的培训难度

在企业培训工作中应用仿真软件，对于新员工，可使其充分熟悉、理解制药设备和仪器的原理、操作方法、使用注意事项等，在此基础上，再去现场学习设备、仪器的使用操作方法，对设备和仪器的掌握就会顺利一些，这样可以提高学习效率和培训质量。对于老员工，通过应用仿真软件，可使其加深对生产设备和生产过程的理解，提高其综合素质和能力。

五、仿真软件的应用提升了制药人才的科研能力

仿真软件进行的模拟实验，要求学习者具有极强的自主性，虽然需要教师的指导、帮助和讲解，但这种指导、帮助和讲解是外在的、比课堂的讲授要少得多的，更多的是依靠学生的自我学习、钻研和探索，学生自己发现问题、解决问题，并最终得到结果，还要自己判断结果的正确与否。学生在这一过程中自主学习、自主研究，科研能力得到了培养和提高。例如，在高效液相色谱仪的仿真实验中，根据要求，学生通过选取实验、确定操作条件、加入试剂、确定实驗参数（编辑参数、数据采集、分析和指令行）、打开排气阀、启动系统、进样运行、出色谱图、完成实验报告、关闭系统，一个完整的实验下来，基本掌握了液相色谱分析的基本方法和技能，提高了制药人才的科研能力。

六、仿真软件的应用提高了制药人才的培养效率

先进的仿真软件的运用还可以在线学习，能在任何时间、任何地点为任何人提供培训，不受地点、时间的约束。同时，不必集中听课学习，节省了时间、精力，提高了培训学习的效率。仿真软件可以在线学习、培训的特点，顺应了提高质效的工业和社会发展的要求，越来越多的使用者将会接受这种高效的学习和培训方式。七、小结

仿真软件在制药人才的培养中具有重要作用，但也存在一些不足。第一，仿真软件的应用数量不足。目前，仿真软件的应用虽日渐增多，但其涉及的设备和仪器还不够，有待进一步开发。第二，软件质量有待进一步提高。仿真软件在制药行业中的应用越来越多，但其与相关设备和仪器的贴合程度、对使用者操作技能的培训力度方面还需不断完善、改进和提高。第三，对仿真软件开发的重视程度不足。仿真软件很重要，特别是体现在工业升级改造中管理的提质增效方面，但就目前其开发的数量和程度来看，开发重视的程度还不够。

通过以上的分析和探讨，我们可以知道，虽然仿真软件存在一些不足，但其在制药人才的培养过程中具有重要的作用，不但可作为一门课程用于学校教学，还可以作为一种重要的教学辅助手段，广泛应用于制药企业，作为职工培训学习和技能提升的方法。仿真软件在我国工程教育中已经应用了十多年，开发了许多优秀的应用软件，但在制药设备与工艺等方面的软件开发和应用还不够，还需持续加强研究和应用。