虚拟仿真在药剂学药品安全生产实验教学中的探索

杨媛媛

近几年来，随着安全事故的频发，各高校在实验实训安全教育层面开展了许多工作，专家学者对高校实验室安全也做了许多研究，但药剂学实验安全教育研究尚未系统开展，且虚拟仿真技术融入药品生产实验安全方面几乎还是空白，故虚拟仿真与药剂实验安全教育的无缝对接将弥补这方面的空白，因此本文将对“虚拟仿真技术”在药剂学实验安全教育中的运用进行探索。

一、药剂学实验安全教学的分析

药剂学是医药院校药学类专业的专业核心课程，药剂学实验立足“制药”，其核心任务是将原料药物批量生产成安全、有效、稳定、临床使用方便的药品。该实验课是培养学生实践操作能力和提升科研素养的有效途径。药剂学实验室因使用多种药物制剂设备，并且在生产药品过程中避免不了接触高温、高压、高真空、射线辐射等，因此存在一定的安全隐患，万一出现安全事故，轻则损坏制剂设备，影响教学、科研工作，重则造成财产损失与人员伤亡。除此之外，部分实验项目（如片剂的制备、注射剂的制备、中药丸剂的制备等）周期长，课时多，导致一个教学项目分次进行，实验过程缺乏连贯性，学生学习效率低下：再加上学校现有条件有限，实践场地不足，设备实施成本高、物料消耗量大等不利因素，造成了部分实验项目不能在规定条件下开展.学生难以接触到真实的药品生产、质检环境，无法达到预期的教学效果，因此有必要将虚拟仿真等现代实验新技术融入药剂学实验教学中。

二、药剂学中引入“虚拟仿真技术”的优势

虚拟仿真技术是以计算机网络为基础，利用多媒体虚拟真实环境开展人机仿真与互动，学生在虚拟实验平台中便能完成实验项目。该技术因其“身临其境”的学习特点，已广泛应用于高等院校实验教学中，并得到了国家政策的大力支持。2019年3月，依据《教育部关于公布2018年度国家虚拟仿真实验教学项目认定结果的通知》（教高函[2019]6号）精神，教育部在高等院校中已经公开认定了296项虚拟仿真实验教学项目，2020年在国家的提质培优计划中，更是增加了对虚拟仿真实验教学的支持力度。

虚拟仿真技术融入进药剂学实验安全教学中，具有多重优势：第一，虚拟仿真实验教学能够切实解决药剂学实验中制药设备、实验器材缺乏的问题，也可避免因设备和器材被损坏而造成的浪费和危险。第二，虚拟仿真技术能够保证药剂学实验教学的连贯性和完整性（如片剂的制备），因此也能保证药品生产安全操作的连续性。第三，因人才培养和课程标准设置等原因，某些危险系数较高的实验项目不能删除，因此虚拟仿真的引入显得更为重要了。虚拟仿真实验能够给学生创造一个良好的、安全的实验环境，能消除制藥实验过程的安全隐患，既保证了实验的安全性，又能达到人才培养的目的。

三、虚拟仿真在药剂学实验安全教学中的实施

本文以药剂学实验教学中的“片剂的制备”为例，将虚拟仿真技术与制备片剂中的安全操作融合，具体探索实施如下：

（一）仿真实验课模块的设计

根据课程标准，“片剂的制备”实验中剂型是普通压制片，制备方法是常用的湿法制粒压片，其工艺流程为：领料→称量→粉碎、过筛、混合→制粒→干燥→整粒→总混→压片→质检→包装等步骤，每一个步骤即为一个工序，设置一个岗位，学生模拟工作人员进行操作，根据步骤可分为12岗位：分别为领料岗位、称量岗位、粉碎岗位、过筛岗位、混合岗位、制粒岗位、干燥岗位、整粒岗位、总混岗位、压片岗位、质检和包装岗位。三维仿真环境设置了普通片剂制备的整个场景，根据理论课堂学习的知识按顺序依次完成操作内容，此过程学生身临其境，一方面实验兼具生动性和趣味性，学生能较容易明白片剂制备的整个生产过程，另一方面，避免了危险操作，增强了实验的安全性。

（二）“片剂制备”中可挖掘实验安全的操作点

经过药剂学理论与实验教师的长期探索.“片剂制备”实验中可挖掘的与实验安全相关的操作点较为丰富，如下表所示。

（三）实验安全知识点汇总（片剂的制备）

“片剂的制备”传统实验中，安全操作知识点比较多，重要安全点汇总如下图所示。

（四）仿真实验岗位要求安全操作的设置

在虚拟进入片剂车间之前.先指导学生学会实验室人身防护安全（比如正确的着装以保证制药卫生和药品质量安全）和实验室环境安全确认（比如紧急喷淋装置和洗眼器的位置和使用程序），在此前提条件下才可以进入生产车间开展下一步操作。片剂的制备中每个岗位都有自身岗位要求及注意事项，每个工序都有对应的设施设备，仿真实验课首先明确各岗位要求，让每位学生熟知实验过程中安全操作点和注意事项，并顺利完成仿真操作。比如，在使用压片装置进行压片操作时，学生必须准确了解压片机的操作规程和安全隐患，在完成压片仿真操作的每一步，必须答对每一安全操作点设置的问题，才能继续操作，以此加深学生安全操作印象或及时纠正错误做法。

（五）虚拟仿真实验安全课初评

“片剂的制备”虚拟仿真实验安全课以三维场景模拟普通片剂批量生产的整体环境，从安全生产关键点、制药卫生到生产中的每个工序操作学生们以第一视角独立完成每项任务，练习结果由系统评分，教师利用统计软件给出总分，以客观评价学生的仿真学习效果。

四、结语

虚拟仿真技术在药剂实验安全操作中不仅克服了校内实验课的不足，便利化了实验教学（主要体现在解决了药品生产实验课与制药企业生产实际脱节的问题），而且提高了教学质量，丰富了教学模式，更重要的是消除了在制药过程中的隐患，教师在安全中提高了教学质量，学生在安全中激发了创新思维能力。“虚实结合、以虚补实”是虚拟仿真实验基本准则，仿真技术的引入无法完全取代传统实验室实验操作，如何将虚拟仿真实验安全与全部剂型批量生产融合，如线上线下巧妙结合以彻底消除药剂实验课药品生产安全隐患是药剂专业教师应该深入研究的课题。