高职生物医药实践教学中半实物仿真设备的实践与思考

在职业教育改革与生物医药产业升级的双重背景下，高职生物医药教育使命升级。《 国家职业教育改革实施方案》提出推进虚拟工厂等网络学习空间建设 [1]。《教育领域重大设备更新实施方案》则着重支持职业院校实训教学设备更新，推动教育服务与区域经济社会发展适配 [2]。这一系列政策的出台，为半实物仿真设备在高职生物医药教学中的应用提供了有力的政策支持与发展契机。

高职生物医药教育以培养药物研发、生产、质量检测等领域人才为核心，实践教学至关重要。传统实践教学面临仪器昂贵、动物实验伦理受限、场地不足等问题，半实物仿真设备通过“虚拟场景 + 真实硬件”模式，为解决这些问题提供创新路径。

一、应用现状

（ 一）药物生产流程模拟：复刻制药全环节

在药物制剂、生物制药专业，半实物仿真设备成为生产全流程实操训练的关键载体。某高职生物制药技术专业引进北京欧倍尔推出的GMP 固体制剂生产全流程虚拟仿真实训系统后，学生在虚拟 GMP 车间操作真实混合机、制粒机等设备，系统实时监测参数并报警。实训后，阿司匹林片剂生产合格率从 65% 升至 92% ，耗材损耗率降 70% ，契合岗位教学需求[3]。

（二）药理实验教学：突破伦理与成本限制

药理实验面临动物伦理争议与高成本难题，半实物仿真设备提供了有效的替代方案。以徐州医科大学基础医学国家级实验教学示范中心构建的机能学虚拟实验室为例，该实验室利用虚拟现实技术，应用大量 3D 动画以及多种视频、音频素材，为学生构造了一个仿真的实验环境。

某高职药学专业借鉴类似模式，搭建了“药物对循环系统影响半实物仿真平台”。此平台集成真实生理信号采集仪与虚拟模型。学生可开展“兔降压实验“等项目，规避动物伦理问题，实验成本降50% ，操作熟练度显著提升 [4]。

（三）药品质量检测：攻克精密仪器操作难题

药品质量检测依赖精密设备，操作难度大且设备昂贵，半实物仿真设备成为教学的核心助力。某高职药品质量与安全专业配备的“高效液相色谱（HPLC）半实物仿真系统”，包含真实色谱仪进样器、检测器、工作站硬件，搭配虚拟样品制备场景与谱图分析模块。学生先虚拟预处理样品，再用真实设备进样分析。头孢类抗生素含量测定实训中，检测准确率从 58% 升至 89% ，避免仪器损坏，系统还提供原理讲解与智能评分，提升教学效果[5]。

二、当前问题与应用前景

当前半实物仿真设备应用存在三方面问题：一是师资“双师 + 技术”复合能力不足，部分教师缺乏信息技术应用能力与企业实践经验，难以深挖设备教学价值；二是产教融合深度欠缺，设备开发、教学资源与企业技术、岗位标准脱节，共享机制缺失；三是学生学习兴趣与主动性较弱，受仿真任务设计单一、依赖系统提示等因素影响，难以实现“以训促学”。针对这些问题，可从三方面推进优化：

（一）强化师资“复合能力”培养

构建“校企互聘 + 专项培训 + 顶岗实践”培养体系： ① 邀请生物医药企业技术骨干担任兼职教师，指导教师掌握仿真设备与企业生产的衔接要点，将行业前沿技术与实操经验融入教学； ② 组织教师参与仿真技术专项培训，系统学习虚拟场景开发、数据分析等技能，提升设备操作与教学设计能力； ③ 鼓励教师深入企业顶岗实践，参与真实生产流程，将企业案例转化为仿真教学项目，打造“专业 + 技术 + 实践”三位一体的师资队伍。

（二）构建“校企协同”资源生态

推动院校与生物医药企业共建“半实物仿真教学联盟”，在设备开发环节，企业提供最新生产工艺、设备参数与岗位标准，联合开发适配行业技术的仿真系统，确保设备技术先进性；在教学资源建设上，校企共同编写《基于岗位需求的仿真实训指导书》，将企业真实生产任务、质量标准转化为仿真教学内容，覆盖“杂样品基质干扰”“多组分同时检测”等企业实际场景；在考核评价方面，建立“企业导师+ 院校教师”双指导模式，学生仿真实训成果需通过企业技术人员考核，实现实训与岗位能力评价体系对接，解决“实训合格但岗位适配不足”问题。

（三）创新教学模式激发学生兴趣

以“场景化 + 竞技化 + 沉浸化”创新教学模式：设计“岗位场景化”实训任务，在药物生产仿真中设置“紧急停机故障排查”“批次质量异常追溯”等贴近企业实际的挑战性任务，替代单一流程操作，激发学生探索欲；引入“仿真技能竞赛”，模拟职业技能大赛场景，组织学生以团队形式完成“药物研发 - 生产 - 检测”全流程仿真任务，通过排名与奖励机制激发竞争意识，提升团队协作与综合应用能力；结合 VR 技术增强沉浸感，在虚拟场景中加入 3D 化设备内部结构、药物反应过程动画，帮助学生直观理解复杂原理，化解学习难点，提升学习兴趣与认知深度。

半实物仿真设备为高职生物医药实践教学突破传统瓶颈提供有效路径，在在药物生产、药理实验、质量检测等领域的应用显著提升实训效率与教学质量，是培养技术技能型人才的重要支撑。但当前，在师资、产教融合、学生兴趣等方面，仍需要通过强化培养、构建协同生态、创新教学模式破解。未来，随技术迭代与资源整合，半实物仿真设备将进一步发挥“虚实融合”优势，推动教学与行业岗位需求精准对接，为生物医药产业输送高素质人才。

参考文献：

[1] 李梅 . 校企共建高职院校公共虚拟仿真实训基地模式探索与实践 [J]. 广东农工商职业技术学院学报 ,2023,39(01):57-61.

[2] 李华 , 陈刚 . 制药化工仿真工厂构建及其在高职实践教学中的应用 [J]. 化学教育 ( 中英文 ), 2024, 45 (16): 66-73.

[3] 产教融合：江西管理职业学院 - 抗体药生产半实物仿真系统[EB/OL]. [2025-07-25]. https://m.sohu.com/a/917502336_731014/.

[4] 赵晓莉 , 王欣 , 张慧 . 实景仿真实验系统在药理学课程中的应用探索 [J]. 基础医学教育，2025, 27 (3): 220-224.

[5] 金慧 , 师帆 , 徐阳 . 虚拟仿真资源在生物制药人才培养中的探索实践 [J]. 职业教育发展，2024, 13 (6): 2326-2332.

作者简介：张婷婷，出生年月：1991 年月，性别：女，民族：汉，籍贯：河南省桐柏县，职称：讲师，博士；研究方向：药品生产技术，单位：。