金华职业技术学院“沉浸式”教学改革 “以虚助实”破痛点


发布时间:2022-05-20 浏览量:

“不要碰到边上的反应釜,碰到要‘掉血’的!”在金华职业技术学院制药学院药品生产技术专业的一门实训课上,何海华博士正指导学生练习局麻药盐酸普鲁卡因的半实物仿真合成,“如果在实际操作中,你碰到了反应釜,就很容易烫伤。”

      1.何海华博士指导学生练习盐酸普鲁卡因的仿真合成.jpg                                       

 盐酸普鲁卡因的合成涵盖酯化、还原、酯交换、酸处理等工艺流程,同时涉及萃取、吸附、重结晶、离心等典型化工单元操作,是该专业学生在校技能训练的总集成。

然而在几年前,要开展该项目的实操可并不容易——因为生产线十分复杂,药物合成中涉及高温、高压及接触、吸入有害试剂等隐患,且实训周期长,校内很难全流程开展。而若前往合作企业实操,则受药企全封闭、高洁净生产环境限制,见习、实习学生往往只能观摩,难以到药物生产真实岗位实践学习。

其实,这不仅是药品生产技术一个专业遇到的难题,而是高职院校医药化工类专业所面临的通病——实训教学往往存在高污染、高风险、高损耗、耗时长、进不去等教学痛点。

金职院制药学院为解决实践教学中存在的困境,积极对接行业数字化转型升级需求,借助仿真平台、VR虚拟现实、半实物仿真工厂、HSE仿真体感装置等新技术,积极探索沉浸式教学演练模式。


 2.半实物仿真工厂车间.jpg


3.半实物仿真工厂中控室大屏.jpg

2021年7月,学院药品生产技术半实物仿真工厂建设完成。在“工厂”的中控室,有一套涵盖理论、实操学习的虚拟系统,系统模拟了整个生产车间,不仅能让同学们身临其境,还能还原药物合成的操作方式,全程评判学生操作过程的规范性,结束后还可以进行复盘,对错误操作进行解析以加深印象。在进入“工厂车间”之前,所有同学都需要在虚拟系统中通过“考试”。


“盐酸普鲁卡因的合成特别复杂,光方程式就能写满一黑板,如果死记操作要点,真的很难。但是有了这个半实物仿真系统,我们上课就像打游戏一样,以升级打怪的方式就能轻松熟悉各个环节。”药品专业邢冬学同学说道。

5.车间原大小还原的关键节点.jpg


在“车间”,我们能看到一套1:3缩小的生产设备,而其中,类似泵、离心机等需学生动手操作的关键节点,则1:1还原大小,让同学们体验真实手感。在每一个设备上,还印有二维码,同学们扫描后,会出现相应设备的介绍和操作要点,可以一边学习一边操作。

更有趣的是,“中控室”与“车间”可以实时联动,就和真实的工厂一样。实操时,同学们分组训练。一部分在“中控室”监控,一部分在“车间”操作, “中控室”的指令可以第一时间到达“车间”,“车间”内的数据则能实时更新在“中控室”。


“现在很多学生都喜欢闯关型的学习方式 ,通过将核心技能点如温度、压力流量的调控还有工艺干扰,融入到一个个真实的闯关环节中,让学生在一种沉浸式教学环境中,不断提升自己的技能点,实现与未来真实生产的无界化衔接。”何海华博士介绍到。

除了药品生产技术专业,制药学院的各个专业都根据实际,引进了数实融合的教学系统。

7.危化品处置演练.jpg



在安全健康与环保专业,如何开展危险化学品事故应急处置演练一直是个难题。这个难题在引进HSE体感装置后,迎刃而解。用声光电等新技术模拟药企火灾、人员发生中毒窒息等事故情境,同学们以分组形式,通过“中控”虚拟平台指挥、现场事故模拟,完成企业危险化学品泄漏引发的火灾事故等的应急处置。


 9.药品生产虚拟现实(VR)系统.jpg

10.模拟药房辅教终端.jpg

11.小型阿莫西林生产工艺线.jpg


学院先后引进了事故处置和药品生产虚拟现实(VR)系统、模拟药房辅教终端、小型阿莫西林生产工艺线、体内药效学虚拟仿真系统、青霉素发酵工艺仿真实训平台等一批沉浸式教学设备,循序完成医药化工虚拟仿真实训中心建设,同步推进在线实训平台建设,实现数字化实训资源终端集成和学生远程线上学习需求。

金华市“4·15”疫情暴发期间,学校实行线上授课,制药学院各专业的实训课却并未受到大的影响,同学们仍然可以登录系统,开展模拟学习。

无限制、无污染、无浪费、安全高效的循环操作,能在实现绿色实践教学和增强学生对药物生产制造过程感性认知的同时,深化学生对工艺流程、设备运行、流程选择、参数优化、风险控制等深层面知识的理解,培养了学生利用多学科知识解决复杂现场问题的能力,实现了“学场”与“职场”的深度融合。


 13.师生在全国大赛中获一等奖.png

学院基于虚拟仿真平台所作的医药化工类课程教学改革备受全国同类院校瞩目。2019-2021年连续三年获浙江省高职院校教师教学能力竞赛一等奖,2019、2021年分获国家职业院校教师教学能力竞赛一等奖,对医药类课程教法改革提供了教学新范式;2021年在以虚拟仿真演练为主要赛项的全国职业院校化工生产技术技能大赛中,以全国总分第一的成绩获得一等奖,在全国职业院校技能大赛矿井灾害应急救援技术比赛中获得三等奖;2019年、2021年连续两年受邀在全国药品类骨干教师教学能力提升研修班上作了虚拟技术在医药化工类课程应用的经验分享。(通讯员 陈菲 任冰凌 李月娇)

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