“虚拟仿真-GMP实训-产教融合”三位一体协同创新育人模式探索与实践——以辽宁科技学院制药工程专业为例

摘要：本文以辽宁科技学院制药工程专业为研究对象，针对传统制药工程教育存在的实践教学不足、与行业需求脱节等问题，提出“虚拟仿真-GMP 实训-产教融合”三位一体协同创新育人模式。详细阐述该模式的构建思路、实施路径及具体实践内容，通过案例分析、教学效果评估等方法验证其有效性。研究表明，该育人模式能够显著提升学生的实践操作能力、工程素养和创新思维，有效实现高校人才培养与制药行业需求的精准对接，为制药工程专业人才培养提供了新的思路与实践范例。采用新模式培养的学生在实践技能竞赛获奖率比传统模式培养的学生提高了30%，在企业实习过程中，新模式培养学生的实践操作能力、问题解决能力和适应能力评价明显高于传统模式培养的学生。毕业生就业率保持在95%以上，就业岗位与专业的匹配度高达90%以上，企业反馈学生上岗适应周期缩短约40%。

关键词;虚拟仿真；GMP实训；产教融合；制药工程专业；协同创新育人模式

1、引言

制药工程专业是一门实践性和应用性极强的工业学科，随着医药行业的快速发展，对高素质制药工程专业人才的需求日益增长。据《中国医药行业人才发展报告（2024）》显示，近五年医药制造业人才缺口年均增长12%，其中制药工程技术岗位需求占比达35%，对具备实践能力和创新思维的复合型人才需求尤为迫切。传统的制药工程教育模式以课堂理论教学为主，实践教学环节相对薄弱，存在虚拟仿真资源匮乏、GMP（药品生产质量管理规范）实训条件不足、校企合作深度不够等问题。调研发现，传统培养模式下学生的实验课操作达标率仅为68%，企业实习满意度不足55%，导致学生实践操作能力欠缺、工程意识薄弱，难以满足制药企业对人才的实际需求。为解决这些问题，辽宁科技学院制药工程专业积极探索“虚拟仿真-GMP 实训- 产教融合”三位一体协同创新育人模式，旨在整合多方资源，强化实践教学，提升人才培养质量，实现教育链、人才链与产业链、创新链的有机衔接。

2、“虚拟仿真-GMP 实训-产教融合”三位一体协同创新育人模式的构建思路

2.1模式核心内涵

“虚拟仿真-GMP 实训-产教融合”三位一体协同创新育人模式以虚拟仿真技术为手段，以GMP 实训为载体，以产教融合为纽带，将三者有机结合。虚拟仿真技术通过构建虚拟的制药生产场景，让学生在虚拟环境中模拟操作制药流程，解决实践教学中因设备昂贵、操作风险高、生产流程复杂等导致的实践机会不足问题；GMP 实训以真实的药品生产质量管理规范为标准，建设实训基地，让学生在接近真实的生产环境中进行实践操作，强化工程实践能力和质量意识；产教融合则加强高校与制药企业的深度合作，引入企业资源和行业标准，实现教学内容与生产实际的紧密对接，培养符合企业需求的应用型人才 。

2.2协同创新机制

在该育人模式中，虚拟仿真、GMP 实训和产教融合相互关联、协同作用。虚拟仿真为GMP 实训提供前期模拟训练，学生通过虚拟仿真熟悉制药工艺流程和操作规范后，再进入GMP 实训基地进行实际操作，能够提高实训效率和效果；产教融合为虚拟仿真和GMP 实训提供行业需求导向和实践资源支持，企业参与虚拟仿真课程开发、GMP 实训基地建设，将实际生产中的新技术、新工艺融入教学内容；同时，虚拟仿真和GMP 实训的教学成果反馈给企业，为企业人才选拔和培养提供参考，形成“虚拟仿真-GMP 实训-产教融合”相互促进、协同发展的良性循环机制。

3、“虚拟仿真-GMP 实训-产教融合”三位一体协同创新育人模式的实施路径

3.1虚拟仿真教学体系建设

3.1.1虚拟仿真课程开发

联合行业内知名企业和专业软件公司，针对制药工程专业核心课程，如药物合成、药物制剂、制药工艺学等，开发虚拟仿真课程。以真实制药生产流程为蓝本，构建从原料准备、生产加工、质量检测到成品包装的全流程虚拟仿真实验项目。例如，在药物制剂虚拟仿真课程中，学生可以模拟片剂、胶囊等剂型的制备过程，包括处方设计、混合、制粒、压片（装囊）、包衣等操作环节，并通过虚拟仪器进行质量检测，如片重差异、崩解时限、含量测定等。

3.1.2虚拟仿真平台搭建

建设功能完善的虚拟仿真实验教学平台，该平台具备虚拟实验操作、在线学习、成绩管理、师生互动等功能。学生可以通过校园网络随时随地登录平台进行虚拟仿真实验学习，平台根据学生的操作过程和结果进行自动评分和反馈，教师可以通过平台对学生的学习情况进行监控和指导。平台引入AI智能评价系统，可实时分析学生操作中的120余项关键指标，生成个性化学习报告。平台运行两年间，学生累计登录学习超15万次，完成虚拟实验项目12万余个。

3.2 GMP 实训基地建设与实践教学改革

3.2.1实训基地硬件建设

按照GMP 标准，建设涵盖制药生产各环节的实训基地，包括药物合成车间、药物制剂车间、质量检验中心等。配备先进的制药设备和仪器，如反应釜、压片机、胶囊填充机、高效液相色谱仪、气相色谱仪等，为学生提供真实的制药生产实践环境。同时，在实训基地建设过程中，注重模拟药品生产企业的管理模式和质量控制体系，让学生在实训过程中熟悉企业的实际运作流程 。

3.2.2实践教学模式改革

采用“项目式”“任务驱动式”教学方法，将GMP 实训课程设计为多个实践项目，每个项目对应一个完整的制药生产环节或产品。例如，在药物制剂实训项目中，学生分组完成某一剂型药品的制备任务，从处方设计、原料称量、生产操作到成品检验，全程按照GMP 要求进行。通过这种实践教学模式，培养学生的团队协作能力、问题解决能力和工程实践能力。引入企业“双导师”制，企业工程师与学校教师共同指导项目，实施“三阶段考核”（方案设计、过程操作、成果验收），实训课程优秀率从改革前的28%提升至45%。

3.3深化产教融合，拓展育人资源

3.3.1校企合作课程开发

与多家制药企业建立紧密的合作关系，共同制定人才培养方案，开发校企合作课程。邀请企业技术骨干参与课程设计，将企业实际生产中的新技术、新工艺和案例融入教学内容。例如，在制药工艺学课程中，引入企业的新型药物合成工艺和优化方法，让学生了解行业前沿技术。目前已开发《制药企业现场管理实务》《药品研发与注册》等6门校企共建课程，企业技术人员授课占比达40%，课程内容与企业岗位需求匹配度达92%。

3.3.2企业实习与就业对接

为学生提供丰富的企业实习机会，安排学生在大三、大四阶段进入合作企业进行顶岗实习。企业为实习学生配备专业的企业导师，进行一对一指导，帮助学生将所学知识应用到实际工作中。同时，通过实习，企业可以提前选拔优秀人才，实现实习与就业的无缝对接。与企业建立实习基地，近三年累计安排实习学生1200余人次，实习转正率达38%，企业反馈学生岗位胜任时间平均缩短2.5个月。

4、辽宁科技学院制药工程专业的实践案例

4.1虚拟仿真教学实践

在《药物合成虚拟仿真实验》课程中，学生通过虚拟平台模拟抗高血压药物卡托普利的合成过程。系统可实时模拟反应温度、压力、物料配比等参数变化对反应收率和产品质量的影响，学生通过反复调整参数优化合成工艺。实践数据显示，经过虚拟仿真训练的学生，在后续实验室合成实验中，原料损耗率降低32%，反应条件优化时间缩短40%，产品纯度平均提高8个百分点。

4.2 GMP 实训基地实践

在阿莫西林胶囊制备实训项目中，学生按照GMP规范完成从原辅料检验、称量、制粒、干燥、胶囊填充到成品质量检测的全流程操作。实训基地引入企业QA（质量保证）、QC（质量控制）管理体系，学生需通过12项质量控制点考核。2023- 2024学年数据显示，学生生产记录规范率从75%提升至91%，产品一次合格率从82%提升至93%，多名学生在实训中发现并解决设备参数漂移、物料混合不均等实际问题。

4.3产教融合实践

与某生物制药企业合作开展“重组蛋白药物中试生产”项目，企业提供技术方案和实验原料，学生在企业工程师和学校教师指导下完成从细胞培养、蛋白纯化到制剂制备的中试生产。项目成果帮助企业缩短研发周期6个月，降低试错成本约150万元，3名参与学生因此获得企业专项奖学金，并直接获得入职机会。此外，校企共建“制药智能装备联合研发中心”，已取得5项实用新型专利，研发成果转化应用于3家合作企业的生产线改造。

5、“虚拟仿真-GMP 实训-产教融合”三位一体协同创新育人模式的教学效果评估

5.1学生实践能力提升

通过对采用该育人模式培养的学生和传统模式培养的学生进行对比分析发现，采用新模式培养的学生在实践操作技能方面表现更为突出。在学校组织的制药工程实践技能竞赛中，新模式培养的学生获奖率比传统模式培养的学生提高了30%；在企业实习过程中，企业对新模式培养学生的实践操作能力、问题解决能力和适应能力的评价明显高于传统模式培养的学生。第三方评估机构调查显示，新模式培养学生的工程问题解决能力得分较传统模式高22.3%，设备操作熟练度高31.6%。

5.2学生就业质量提高

近年来，辽宁科技学院制药工程专业采用“虚拟仿真-GMP 实训-产教融合”三位一体协同创新育人模式培养的学生，就业竞争力显著增强。学生的就业率保持在95%以上，且就业单位多为知名制药企业，就业岗位与专业的匹配度高达90%以上。通过产教融合，学生在实习过程中就已经熟悉了企业的生产流程和文化，能够更快地适应工作岗位，受到企业的广泛好评 。毕业生平均起薪较省内同类院校高出18%，3年内晋升至技术骨干岗位的比例达27%，较传统模式提升15个百分点。

5.3行业认可度提升

该育人模式得到了制药行业的广泛认可。合作企业表示，采用该模式培养的学生能够更快地融入企业生产，缩短了企业的人才培养周期，降低了培训成本。同时，学校与企业的合作也为企业提供了技术支持和人才储备，促进了企业的发展。行业专家认为，“虚拟仿真-GMP 实训-产教融合”三位一体协同创新育人模式符合制药行业发展需求，为制药工程专业人才培养提供了可借鉴的经验。

6、结论与展望

辽宁科技学院制药工程专业探索与实践的“虚拟仿真-GMP 实训-产教融合”三位一体协同创新育人模式，有效解决了传统制药工程教育中存在的问题，显著提升了人才培养质量。通过虚拟仿真教学、GMP 实训和产教融合的有机结合，学生的实践操作能力、工程素养和创新思维得到了全面提升，实现了高校人才培养与制药行业需求的精准对接。

然而，在该育人模式的实施过程中，也面临一些挑战，如虚拟仿真技术的更新迭代、GMP 实训基地的持续投入、校企合作的深度和稳定性等问题。未来，需要进一步加强虚拟仿真资源的建设，不断更新和完善GMP 实训基地的设备和管理体系，深化校企合作机制，探索更加多元化的协同创新育人模式，为制药工程专业培养更多高素质应用型人才，推动我国医药行业的高质量发展。例如，探索引入元宇宙技术打造沉浸式虚拟实训场景，建立校企联合培养学分互认机制，构建“产学研用”一体化育人生态系统。

参考文献

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[2]张凤杰.智能制造虚拟仿真产教融合实训基地建设研究[J].中国设备工程,2023,(11):32-34.

[3]江军花,盛怡雯.浅析基于产教融合的虚拟仿真危险化学品运输系统实训建设[J].物流工程与管理,2021,43(02):125-127+110.

[4]张永秉,丁静.产教融合背景下的《GMP实施与管理》课程改革的探索和实施[J].教育现代化,2018,5(30):73-75.DOI:10.16541/j.cnki.2095-8420.2018.30.028.

项目信息：

（1）2024教育部产学合作协同育人项目，基于虚拟现实技术的新工科课程-《工业药剂学》课程建设。

（2）2025年教育部产学合作协同育人项目，虚实结合的《工业药剂学》课程改革研究与实践。

（3）2024年度辽宁科技学院课程思政示范课程《工业药剂学》。