线上未必真虚拟 云端虚境胜真实
——沈阳药科大学制药工程学院制药工程专业实习篇

日期:2020-07-08作者:沈阳药科大学 来源: 沈阳药科大学

       

        新年伊始形势多变,随着新冠疫情蔓延全球,我国民众的各项生活也倍受影响。在党中央的英明领导下,全国人民万众一心,众志成城抗击疫情,在全世界面前展示了高效团结、令行禁止、顾全大局的崭新形象。为适应新形势下的教学要求,我校贯彻国家、省教育厅关于高校教学工作的各项指示精神,全面采用线上授课的方式,不仅仅是理论课程,化学实验类课程和工程实践类课程亦采用线上形式,而这其中最为特殊的当属生产实习。

        毋庸置疑,生产实习是本科人才培养过程中不可或缺教学环节、占据极为重要的地位。尤其是对于制药工程、生物工程、中药制药等工科专业来说,生产实习是学生将所学理论知识与实践运用相结合的重要一环。疫情当前,制药工程学院集思广益、创新方法、及时调整实习方案,用线上仿真实习替代原计划的企业实习。采用校企合作的方式,利用北京欧倍尔软件技术开发有限公司(简称欧倍尔)提供的技术平台,开展线上虚拟仿真实习。通过学生实践,无论是在教学效果上还是学生的喜欢程度上,都受到了广泛好评,取得了可喜的成果。

        一、仿真实施过程

        制药工程专业生产实习环节的实施,过程可以分为以下四个阶段。

        1.第一阶段 实习准备阶段

        根据专业教学要求,选择适合的实习生产线。学院结合制药工程专业人才培养目标和毕业要求,选择了三条全过程3D虚拟仿真生产线。针对化学制药方向,选择非无菌原料布洛芬合成生产线和非无菌原料阿司匹林生产线;针对药物制剂方向,选择人胰岛素无菌冻干粉针剂生产线。所选的实习生产线均为工艺路线经典、工艺流程清晰、设备设施较齐全、3D车间场景逼真、平台系统可操作性好,与专业教学要求相符合。

        针对学生实际,做好虚拟平台培训。按照教学进度安排,参与本次实习任务的为制药工程专业2018级和2019级两个年级共计384名学生。在正式实习前,学院专门建立包括仿真公司工程师、指导教师、学生三方的对接平台。由教学秘书和辅导员先行对学生是否具备完成线上仿真任务的条件进行全面排查。指导教师分头带领学生收集、整理三条生产线虚拟仿真资料,深入了解生产原料、生产工艺、生产设备、厂房设施、法规要求等相关内容。欧倍尔工程师通过视频会议培训和实习QQ群,指导学生安装软件、熟悉平台操作。努力做到多方协作,沟通到位。

        

欧倍尔虚拟仿真平台界面

        2.第二阶段 实习动员阶段

        实习周开始之初,学院召开制药工程专业全体学生网络动员大会,由教学院副长、指导教师和企业专家进行实习教育。郭永学副院长介绍了制药工程专业的人才培养目标,分析了融合工程人才三大技术特征“理论-实践-计算”能力的培养方式,从而引出为什么进行生产实习以及如何带着问题进行实习才能达到学习目标。制药过程工程教研室的赵宇明主任和吴宏宇老师分别从专业角度讲解了化学原料药车间的安全知识和实习报告的撰写要求。沈阳红旗制药有限公司的生产经理尹宏业校友结合自己心得体会,介绍了固体制剂生产工艺流程、生产设备、典型设备操作和洁净厂房的防止污染、人流物流要求;辽宁美亚制药有限公司的质量经理文青云结合多年的生产管理经验,介绍了无菌原料药头孢曲松纳的生产工艺、生产设备和原料药车间的防火防爆、安全疏散要求。两位企业兼职教师以现行生产品种为案例,理论结合实践,进行了深入浅出的对比讲解,让学生进一步了解了原料药生产和固体制剂生产的不同特点和法规要求,为学生带来不一样的课堂感受,新鲜感十足,学习效果良好。

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企业兼职教师进行知识讲座

        3.第三阶段 正式实习阶段

        正式生产实习阶段分三个步骤进行:

        第一步练结合,周二至周三每天上午,指导教师就当天实习内容进行线上培训,然后由同学们在平台上实训操作;

        第二步平台实操,周四至周六,在指导教师的指导下,学习进行巩固性练习,解决第一阶段没能熟悉的单元操作。

        第三步考核评价,周日进行平台仿真考试,学生撰写实习报告。

        本次实习采用老师指导、学生自学、同学互助的学习方式。在实操过程中,学生相互学习成为主要途径,每当有学生在群里提出问题时,总是有已经通关的同学通过屏幕分享或录制操作视频等形式帮助其他人,或大家就某一问题展开集体讨论,再由老师进行统一解答。这种学习方式不仅培养了学生的实践操作能力,而且增强了团队协作的意识,达到了工程认证所要求的非知识性能力培养的目标。

                                            

同学在QQ群里互助学习讨论问题

        集中训练一周后,指导教师选取时长和难度比较适中的部分仿真内容,在仿真平台进行线上考试,对学生的掌握程度进行考核。

                  

                  

        欧位尔虚拟仿真平台生产现场

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学生在虚拟仿真平台实习现场

        4.第四阶段 实习成绩汇总

        本次生产实习学生成绩由两部分构成,其中平台考核成绩占比为60%,学生提交的实习报告(电子版PDF)占比为40%。

        二、师生实习心得体会

        如果说最初选择虚拟仿真实习的教学模式,只是应对疫情的无奈之举,那么,亲历了虚拟平台的师生们则是收获了意外惊喜,许多人由最初的质疑变为身心受到极大的震撼。

        1.老师有话说

        指导教师们集体认为虚拟仿真实习具有以下优点:

        一是同学们可以在任何有网络、有电脑的地方进行仿真实习训练,保障了疫情期间实习的正常进行;

        二是仿真实习可以帮助学生全面了解工厂各个车间,不存在安全问题;

        三是仿真实习可以帮助学生完整的操控整个生产线,弥补学生在工厂参观中无法做到动手操作的空白,在虚拟现场真正实现用脑、用手、用心才能完成指定任务点;

        四是3D虚拟仿真能完美模拟车间的构造和生产线,实现在企业实习无法体会到的实操经验和GMP法规知识;

        五是通过在实习前,布置实习任务,增强学生自主学习的能力。

        但不足之处亦很明显:

        一是学生终归没有见到实物,没有进行临线学习,学生缺少对设备的熟悉感的实操感;

        二是认识实习的目的除了让学生学会工艺流程、设备的操作顺序和GMP法规知识外,还需要了解制药企业文化、组织机构和生产管理等内容,这些在仿真平台难以实现。    

        为了解决上述遗憾,制药工程专业学生在正式返校后将在我校实训中心进行为期2天的现场参观实习,将虚拟仿真的内容大部分再现实际现场,以达到实习目的。

        2.学生这样说

        2018级制药工程三班张楠:本以为受疫情影响今年的实习会取消,但是没想到我们却经历了一次“非常”之旅。通过与北京欧倍尔的合作,我们拥有了一次化身为“操作人员”的机会,并以第一视角深入观察药厂的生产车间。这次实习使我对岗位生产有了进一步的了解,也对未来的学习有了更加清晰的规划。

        2018级制药工程一班韩营超:这次实习虽然是以软件模拟的方式进行,但还是收获颇多。节奏紧密的操作步骤,特别是严格控制投料质量、比例、温度,都让我增强了对制药行业的敬畏,激发了强烈的责任心,药是治病救人的,生产过程马虎不得。哪怕一个小小的阀门也要记清楚位置和作用,如果想在这个岗位上做好,我想我真得好好努力。

        2019级制药工程五班刘巾营:线上实习,听起来仿佛是水中之月,可望而不可及,然而,亲身经历却带给了我们不一样的成长与思考。网上的虚拟操作没有安全风险,给我们增添了更多的实验机会,而且虚拟操作有很多的提示和视频,我们可以有更多的机会进行复习。 事物在不停地发展,线上实习确实值得好好琢磨与借鉴。

        虽然本次生产实习的教学任务已顺利完成,但由此引发的教学模式的思考与探索才刚刚开始。有道是,线上未必真虚拟,云端虚境胜真实。现实与虚拟、实操与仿真,各具长短。如果采用线上线下混合的实习实训模式,将线上仿真实训与线下车间现场操作结合起来,通过虚拟解决实习安全、熟悉流程和设备机理问题,通过线下实训解决实操、动手能力问题,使二者优势互补,将是未来制药工程专业生产实习教学模式改革的方向。