實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介：

《生物制藥綜合實(shí)驗(yàn)》是生物制藥專業(yè)（工學(xué)）核心主干課程，其中發(fā)酵罐生產(chǎn)是課程大綱要求的教學(xué)內(nèi)容和核心知識(shí)點(diǎn)。我們?cè)O(shè)置的相對(duì)應(yīng)內(nèi)容是“藥用菌物靈芝發(fā)酵生產(chǎn)”，既保證了專業(yè)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的正常實(shí)施，也賦予了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一定的中醫(yī)藥特色。該課程環(huán)節(jié)工程實(shí)踐性強(qiáng)，對(duì)實(shí)踐教學(xué)要求高，只有通過學(xué)生親身參與實(shí)驗(yàn)，才能讓學(xué)生真正了解到作為生物反應(yīng)器的巨型發(fā)酵罐——靈芝發(fā)酵生產(chǎn)的核心設(shè)備，這也是生物制藥專業(yè)學(xué)生必須掌握的關(guān)鍵設(shè)備之一。

設(shè)計(jì)原則：

本項(xiàng)目堅(jiān)持“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，從學(xué)生的需求出發(fā)，在“原理準(zhǔn)確、內(nèi)容緊湊、時(shí)長(zhǎng)合理、難度適宜”的指導(dǎo)原則下，通過理論講解、內(nèi)容分析、實(shí)踐操作的協(xié)同實(shí)施，采用個(gè)性化、智能化、泛在化的教學(xué)模式，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力、實(shí)踐能力、分析能力。

本項(xiàng)目以藥學(xué)、中藥學(xué)、制藥工程、生物制藥（中外合作辦學(xué)）等專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)信息化需求為導(dǎo)向，以我校已建立完善的項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)。圍繞培養(yǎng)液的配制、在線滅菌、接種、發(fā)酵過程控制等關(guān)鍵步驟，讓學(xué)生系統(tǒng)掌握生物發(fā)酵技術(shù)單元的操作要點(diǎn)，直接與實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用相關(guān)聯(lián)，提升實(shí)踐應(yīng)用能力。本項(xiàng)目?jī)?nèi)置豐富的學(xué)習(xí)模式：演示模式下可通過視頻學(xué)習(xí)發(fā)酵罐的工作原理和操作規(guī)范；練習(xí)模式下查看發(fā)酵各環(huán)節(jié)操作界面及使用場(chǎng)景；考核模式下進(jìn)行習(xí)題考核及操作考核。

本項(xiàng)目通過內(nèi)嵌VR、AR相關(guān)的虛擬場(chǎng)景和互動(dòng)互演，重點(diǎn)實(shí)行基于問題和案例的互動(dòng)式、研討式教學(xué)，倡導(dǎo)自主式、合作式、探究式學(xué)習(xí)。項(xiàng)目?jī)?nèi)置理論講解、案例分析、流程演練、人機(jī)互演、遠(yuǎn)程討論等多種實(shí)踐教學(xué)方式，同時(shí)支持智能討論、智能考勤、智能錄播等套件接入。通過創(chuàng)新多樣的教學(xué)方式方法的協(xié)同使用，搭建基于互聯(lián)網(wǎng)+的實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新平臺(tái)。

針對(duì)我校南京校區(qū)、泰州校區(qū)同步運(yùn)行管理的現(xiàn)狀，并考慮藥學(xué)、中藥學(xué)、制藥工程、生物制藥（中外合作辦學(xué)）等不同專業(yè)、不同層次學(xué)生接入項(xiàng)目的實(shí)際需求，將采用雙平臺(tái)搭建模式。學(xué)生可通過南京中醫(yī)藥大學(xué)校園網(wǎng)虛擬仿真建設(shè)平臺(tái)接入，或在校外通過在線私有實(shí)驗(yàn)空間服務(wù)器模式的賬號(hào)登錄接入。雙平臺(tái)數(shù)據(jù)同步，支持平板端、PC端等多平臺(tái)的互動(dòng)，共同搭建具有開放性、擴(kuò)展性、兼容性的項(xiàng)目運(yùn)行平臺(tái)。

本項(xiàng)目以智能AI技術(shù)為依托，對(duì)項(xiàng)目?jī)?nèi)置的自動(dòng)考核功能、學(xué)生使用習(xí)慣、教師考核、學(xué)生互評(píng)等多維度考核內(nèi)容進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，同時(shí)根據(jù)課前、課內(nèi)、課后、考核等多階段數(shù)據(jù)分析結(jié)果，為學(xué)生建立實(shí)時(shí)實(shí)訓(xùn)報(bào)告。學(xué)生可在線實(shí)時(shí)反饋項(xiàng)目使用效果，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制。

此虛擬仿真系統(tǒng)采用C#開發(fā)語言，基于Unity開發(fā)引擎發(fā)布的WebGl版本的應(yīng)用，主要采用WebSocket協(xié)議實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器的通信和數(shù)據(jù)傳輸，3DMAX和Maya實(shí)現(xiàn)3D圖形可視化。系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái):Windows8/Windows10，火狐瀏覽器、谷歌瀏覽器(64位)。用戶使用輕便化，無需下載安裝應(yīng)用，直接打開網(wǎng)頁即可運(yùn)行該虛擬仿真系統(tǒng)。運(yùn)用此系統(tǒng)開展《藥用菌物靈芝發(fā)酵生產(chǎn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)》教學(xué)，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積極性和主動(dòng)性，使學(xué)生在自主交互的虛擬環(huán)境中高效地完成實(shí)驗(yàn)，并從整體上加深學(xué)生對(duì)靈芝生物反應(yīng)過程的認(rèn)識(shí)，大大提升工科學(xué)生實(shí)踐能力和增強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)造能力，同時(shí)必將進(jìn)一步提高相關(guān)課程的實(shí)踐教學(xué)水平。

該教學(xué)過程緊跟空間結(jié)構(gòu)日新月異的發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)將生物制藥前沿科研成果反哺實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)，將社會(huì)責(zé)任、職業(yè)道德、工程倫理等思政要素植入教學(xué)項(xiàng)目，將正確的價(jià)值追求、理想信念和家國(guó)情懷有效地傳遞給本專業(yè)學(xué)生，真正將立德樹人融入教學(xué)全過程、各環(huán)節(jié)。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/b>

1 知識(shí)目標(biāo)

（1）了解藥用菌物靈芝的藥效、生長(zhǎng)特性及在中醫(yī)藥中的運(yùn)用。

（2）熟悉發(fā)酵罐各部件名稱及功能。

（3）掌握發(fā)酵罐離位高壓蒸汽滅菌的方法。

（4）掌握發(fā)酵罐無菌接種技術(shù)。

（5）了解發(fā)酵罐不同電極及電極標(biāo)定。

（6）熟悉發(fā)酵終點(diǎn)的判定和發(fā)酵品的質(zhì)量的檢驗(yàn)方法。

2 技能目標(biāo)

（1）掌握與生物工程制藥相關(guān)的生物反應(yīng)器操作基本原理；熟練掌握高壓蒸汽滅菌、無菌操作等實(shí)驗(yàn)技能。

（2）學(xué)會(huì)正確、科學(xué)地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，掌握實(shí)驗(yàn)報(bào)告的正確書寫方法。

（3）培養(yǎng)學(xué)生資料查閱、數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)操作、綜合分析等方面的復(fù)合應(yīng)用能力。

3 素質(zhì)目標(biāo)

（1）激發(fā)學(xué)生將前沿科技與中醫(yī)藥傳統(tǒng)文化有機(jī)融合的思維，立德樹人融入教育教學(xué)全過程、各環(huán)節(jié)，給本專業(yè)學(xué)生傳遞了正確的價(jià)值追求、堅(jiān)定的理想信念和不可或缺的家國(guó)情懷。

（2）擁有一定的科學(xué)研究意識(shí)，具備科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)的工作態(tài)度和實(shí)事求是的工作作風(fēng)。

（3）具備崗位就業(yè)或繼續(xù)深造所需的基本生物制藥綜合知識(shí)和技能。

（4）擁有較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和獨(dú)立思考能力,為以后走向工作崗位或科研崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

實(shí)驗(yàn)要求：

實(shí)驗(yàn)主要分三部分：發(fā)酵罐的認(rèn)知、靈芝發(fā)酵、發(fā)酵終點(diǎn)判定。發(fā)酵罐的認(rèn)知部分學(xué)生需了解發(fā)酵罐的各部分名稱及用途、靈芝的藥用價(jià)值和藥理活性、靈芝的生長(zhǎng)周期和分類等。靈芝發(fā)酵部分學(xué)生需要熟悉靈芝的具體發(fā)酵流程，包括水壓、電壓、氣壓等的選擇，空消，液體培養(yǎng)基的配置，實(shí)消，通氣量和攪拌速度的選擇，接種量的設(shè)定、顯微鏡觀察、清洗等操作。其中部分關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置需要學(xué)生選擇，不同選項(xiàng)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，從而達(dá)到強(qiáng)化學(xué)生對(duì)關(guān)鍵操作步驟的記憶。發(fā)酵終點(diǎn)的判定要求學(xué)生掌握靈芝發(fā)酵液菌絲體的提取和多糖含量的測(cè)定方法，通過多糖含量判定發(fā)酵終點(diǎn)。通過該虛擬仿真平臺(tái)的模擬練習(xí)，學(xué)生應(yīng)全面掌握靈芝發(fā)酵罐的實(shí)驗(yàn)背景和實(shí)驗(yàn)操作，掌握靈芝發(fā)酵大生產(chǎn)的過程。