浅析新时代下虚拟实践的制药安全教学

花尔并

(天津科技大学生物工程学院，天津 300457)

为了减少新冠病毒引起的肺炎对正常教学的冲击，根据教育部关于在疫情防控期间要求各高校应充分利用在线课程教学资源，依托各级各类在线课程平台、校内网络学习空间等，保证疫情防控期间教学进度和教学质量[1]，以及教育部开展的国家虚拟仿真实验教学项目建设工作，深化信息技术与教育教学深度融合的指导方针[2]。我们对制药工程专业的《制药过程安全与环保》课程提出相应的教学改进和扩充[3]，除了充分利用线上教学资源“雨课堂”开展线上理论教学外[4]，对制药生产企业进行生产安全的实地实习观摩教学内容，采取了安全实例虚拟仿真模式的教学思路，利用虚拟仿真的生产安全环境[5]，提供逼真的安全操作步骤和生产安全环境，使学生熟悉安全操作和流程以及生产环境，弥补在疫情期间不能到实地进行生产安全操作的教学内容，并在一定程度上可以有效地避免传统实地实习的安全隐患，提供并适应疫情期间的安全生产的教学发展的需要。

1 本课程教学中存在的问题

1.1 思政教育明显不足

习近平主席在全国教育大会上指出“培养什么人，是教育的首要问题。我国是中国共产党领导的社会主义国家，这就决定了我们的教育必须把培养社会主义建设者和接班人作为根本任务，培养一代又一代拥护中国共产党领导和我国社会主义制度、立志为中国特色社会主义奋斗终身的有用人才”[6]。在以往的授课中，教师只注重专业知识的传播，忽略或者轻视课堂上学生思想工作的教育。

1.2 教学内容单调，实践环节缺乏

制药工程是工科院校制药专业本科生的一门重要的课程，通过掌握药品生产工艺的开发，设计和质量管理等方面的专业知识，并利用药品生产质量管理规范解决药品生产过程中的生产工程技术问题，实现药品规模化生产和过程管理。培养学生的生产安全和规范意识是《制药过程安全与环保》课程的重点和关键。由于该课程教学内容繁杂，课时有限，概念抽象难懂，是一门制药本科专业较新设立的课程，很多院校以讲解基础理论知识为主线，而对该课程实践教学环节的重要性认识不够，许多教师也只能重点放在了理论教学，尤其是在疫情期间由于课外实践场所的限制，导致轻视或者忽略实践教学对学生安全技能培养的教学环节。

2 教学方式改进

2.1 增加课堂思政教育

在《制药过程安全与环保》课程授课中开展思政教育，使学生在学习制药安全与环保的专业知识的同时接受正确的社会主义核心价值观的思想教育，帮助学生树立正确的人生观和价值观，增强学生的宪法法治与职业道德意识，培养学生爱国情怀和奉献精神具有社会主义新时代教学育人要求的重要性和必要性。

2.2 增加虚拟实践环节

为了弥补《制药过程安全与环保》课程中实践环节的缺乏，我们利用仿真技术模拟制药企业典型的生产设备如高压氢化釜，常减压蒸馏装置等可能发生着火，爆炸泄露等生产事故场景以及典型的制药生产突发事件的应急处理的仿真实例，为学生在线提供校内实训及企业实习所不易进行的事例和应急训练，培养学生对危险事故的事先判断能力及分析应变能力。这种虚拟仿真实例教学避免了重理论，轻实践的短板，而且高度贴近现代制药企业的运行情况，真正达到了将工厂搬到课堂的教学效果，使学生真正达到应用掌握而非仅停留在片面的认知状态上。

通过真实事故模拟场景演练，使学生主要掌握制药生产中氢化，氧化，卤化生产过程事故的预测，预防和紧急处理预案，培养生产突发事件应急处理能力，以及了解制药生产过程中的废水，废气，废渣的综合处理，培养学生的安全环保意识，熟悉制药法律，法规及标准规范。通过整合动画视频，图文等多种教学资源，始终突出以安全问题为导向，通过线上模拟仿真实例，进行事故场景式的体验，提出相关生产故障危险及应急预案。以虚拟现实的形式逼真再现生产事故情景，让学生通过扮演生产车间的组长，操作工等角色在事故场景中进行应急事故训练。

2.3 典型案例教学

通过选择具有实践性的真实的案例，利用仿真模拟使学生有身临其境的感觉，能够使学生更准确地分析生产风险产生的直接原因和间接原因，并推断采取什么有效措施能够预防和避免生产风险的发生。两个学时的课堂为一个单元组织教学，第一个学时讲授思政教育和安全生产理论课，第二个学时利用模拟演示相应的生产安全实例，并将学生分成三个小组的进行课堂讨论，第一组要求找出带来安全风险的直接原因和间接原因，第二组提出采取什么风险防范措施可以避免或者减少安全风险。第三组对如何全面有效防治安全风险进行归纳总结，教师最后再进行分析讲解和原因措施的判断。例如，加氢反应中由于高温，氢气泄漏，高温高压设备缺陷带来的爆炸事故频频发生。在课堂教学中选用某企业催化加氢反应的氢化釜发生爆炸为实例演示。三组学生观看案例后，每组分别开展各自的安全风险分析和防范措施工作，课堂上学生对寻找和解决问题的表现出非常浓厚的兴趣，提出各式各样的直接和间接原因和相应的解决方案。课堂气氛异常活跃，最后，教师根据学生们提出的问题和放案进行逐一分析判断讲解，筛选出直接原因是设备的缺陷，氢气泄露、房顶封闭，缺乏可燃气体浓度检测报警装置；而间接因素是由于操作人员安全意识淡薄、操作程序不明确，工人误操作。课堂上学生深刻认识到由于这些失误甚至是小的失误就会直接导致的不可挽回的经济损失和人员伤亡的沉痛教训。课堂模拟演示教学形象生动，学生们在感官视觉感受下，心灵也受到震撼，教学效果非常理想。与传统的授课比较，这种模拟实例教学能引导学生参与到课堂案例的分析和讨论中，极大地活跃课堂气氛，提高了学生课堂参与度和学习热情，能够使学生对课堂所学理论知识进一步加深理解和应用，极大地改善教学效果，明显地提高了教学质量[7]，并培养了学生们的团队协作精神。

3 结 语

针对《制药过程安全与环保》课程教学中存在的问题，通过课堂上增添的思政教育，培养学生的社会主义的爱国情怀和职业道德；通过增加虚拟实践环节的教学方式以及改进课堂教学中安全生产中的角色扮演和对事故的发现和妥善处理，较大程度激发学生的学习兴趣，调动学生的学习主动性，增强事故危机意识和果断应急处理实际问题能力，以及团队的协作精神，最大程度地保证疫情期间的安全生产教育的教学发展的需要。只有通过不断的课堂教学改革和发展，才能满足社会主义新时代对教学育人的要求，培养具有社会主义核心价值观的高素质的技术人才，让生产安全和环境保护的警钟长鸣。