药学学科

药学学科

1.1学科背景

药学是连接健康科学和化学科学的医疗保健行业，它承担着确保药品的安全和有效使用的职责，药学主要研究药物的来源、炮制、性状、作用、分析、鉴定、调配、生产、保管和寻找（包括合成）新药等，传统的药学实验在开展时遇到问题主要包括：

（1）实验试剂管制药品，真实实验中无法开展：如药物化学中氰化物的检测，所用试剂氰化物为剧毒试剂且属于管制药品，一般的实验过程中，不具备实验环境进行开展实验；

（2）实验危险性高、难度大、消耗大：药学实验在开展时，通常需要用到蒸馏操作，易燃易爆品在蒸馏时，因操作不当会造成爆炸危险；

（3）实验周期长，实验室不具备实验环境：GMP实验中所用设备比较专业，以及受到场地和实习时间的限制，学生无法进行开展实验，导致在教学过程中，理论与实际操作结合困难。

随着计算机技术和信息技术的发展，结合高等教育信息化建设开展药学类专业实践教学改革是克服实践教学环节技术困难的一个重要途径。

1.2解决方案

北京润尼尔具有丰富的药学类虚拟仿真实验项目建设经验，采用三维仿真虚拟技术开发了药学类系列虚拟仿真实验资源。

合作的院校包括：首都医科大学、天津商业大学、南方医科大学、浙江工业大学、浙江中医药大学等。

北京润尼尔药学类虚拟仿真实验资源涵盖：有机化学、大学化学实验、生物化学与分子生物学、药物化学、药剂学、药理学、药物分析学、生物药剂学与药物动力学等9个方面，总计60多个实验。

1.3典型案例

1.3.1首都医科大学药学院

★1.3.1.1建设内容

2017年6月，我公司与首都医科大学药学院进行合作，开发了实验室制药实验以及GMP生产工艺虚拟仿真实验系统，该系列实验在设计时以学生的实验操作为出发点，紧密结合药学专业和行业发展的最新成果，并结合学校对生物化学与制药学专业人才的定位及培养计划，采用现代信息化手段研发了真实实验中条件不具备的高危、高消耗的实验室制药实验与GMP生产工艺虚拟仿真实验系统。其中合作开发的药学安全实验教学虚拟仿真项目被认定为2017年首批国家虚拟仿真实验教学项目。

实验室制药实验通过三维人物及场景模型、人物及设备动画、声音、文字等多媒体手段全程进行有指导性的学习。真实模拟制药的操作工艺过程，如TMP滴定实验中，学生扮演第三人称视角，在三维的实验场景中按照实验需要完成配置液体、过滤氧化物、检漏润洗、天平称量、标定等虚拟操作。通过开展实验，了解TMP滴定时的基本操作及流程。

GMP生产工艺虚拟仿真实验系统虚拟出实际实验中的压片机、配浆锅、制粒机、整粒机、万能粉碎机、振荡筛、可倾式反应锅、三维运动混合机、铝塑包装机、装盒机、裹包机、装箱机、码垛机等。

学生登陆虚拟仿真实验教学管理平台进入三维仿真实验教学系统，学生控制三维虚拟人物，以第一人称视角在场景中漫游和互动，按照实验步骤开展实验。练习模式中，学生通过三维人物及场景模型、人物及设备动画、声音、文字等多媒体手段全程进行有指导性的学习。真实模拟阿司匹林生产工艺，取阿司匹林、淀粉和枸橼酸置高效湿法制粒机中混合均匀，用淀粉浆制粒、干燥、压片、瓶内包装及外包装、制得等工艺流程。

★1.3.1.2建设效果

该系列实验作为化工与制药类的虚拟仿真资源的典型案例，是现代信息技术与实验教学项目的深度结合的一种尝试，在运用过程中，实际能达到效果如下：

1、解决化工与制药类传统实验课程的展现形式内容单一、作业过程抽象不直观、设计性内容缺乏等实际问题，丰富和拓展了化工与制药类实验教学的内容和范围。

2、学生通过该系列实验，可以系统的学习制药的工艺流程，由理论结合实际完成实验，对于理论知识又一个更全面的认识；

3、以立体的三维效果呈现，直观、生动的实验可调动学生参与实验教学的积极性与主动性，激发学生的学习兴趣和潜能，增强学生的创新能力。

图1 准备进入更换衣服操作

图2 搭建反应装置

图3 正在平视量筒

图4-GMP工艺流程生产线1

图5-GMP工艺流程生产线2

图6-GMP工艺流程生产线

1.4教学应用

本系列满足平时的实验教学的同时，还作为首都医科大学大学生实验技能竞赛软件支撑，通过举办药学实验技能大赛，让学生们崇尚科学，勇于实践，培养动手能力。适应深化教育改革，推进素质教育，同时提高学生的实际动手能力，使得同学们的学习观念从“要我学”转变成“我要学”。

2017年6月14日大学生竞赛在首都医科大学第二教学楼四层计算机实验室举行，参赛学生有2015级、2016级药学、临床药学专业共计70人。竞赛完全采取网络开放式虚拟仿真实验的形式进行。

2018年6月21日，首都医科大学再次举行大学生竞赛，延续2017年的形式，完全采用开放式虚拟仿真实验的形式进行。

通过该形式的竞赛，推进药学实验教学改革和实验教学建设，引导学院教师更加重视实验教学环节，为学生提供实验技能交流平台，激发学生对实验研究的兴趣，进一步提升学生的实验素养，检验实验教学改革和教学建设成果，推动综合性、设计性、创新性实验教学，推进本科药学人才的培养。

附录：药学虚拟仿真实验产品目录