资金投入，快速而高效率地提高学生技能实践的进度；还可以实现技能训练中与仿真设备
的交互，能够无限制地使用和复制，减少人为损坏的可能性；通过修改模型有效增加新设
备的功能，优化资源库；充分利用网络实现发酵应用技能合作性训练、协同性训练以及远程
训练等，达到资源共享

[5]。从学生的角度，让学生根据所学的内容在相应仿真环境中，进

行开车操作，可以自由改变各个工艺点的参数，自由控制各个节点的阀门，观察工艺反应
现象，了解生产实践中每一部分对结果的影响，直到掌握工艺操作，模拟生产出合格产品
为止。
　　

2 发酵工艺仿真软件的应用

　　仿真技术在教学中的应用，可以通过我系引进的青霉素发酵工艺仿真软件实例来说明。
该软件主要用于制药工程相关专业的教学培训，使参加培训的学生能够充分地理解青霉素
生产工艺流程，一对一亲自动手操作，观察工艺反应现象，进行开车操作，同时对于操作
过程和结果进行客观的考核与评定。

　　仿真软件以青霉素的生产工艺过程为主线，以各节点单元操作控制为重点来进行实践
培训。如图

1 所示，在青霉素生产过程中，重点控制预处理、提取流程、精制流程、一次 BA

萃取、一次反萃取、二次

BA 萃取、脱色操作、结晶操作、抽滤干燥等控制点，使学生能够清晰

地认识到关键控制点，并进行单元操作。
　　图

1 青霉素生产工艺流程界面(图片均来自于教学软件)

　　在各单元中还细分出子模块。以预处理单元为例

(如图 2 所示)，子模块包含菌种介绍、

孢子制备、灭菌、培养基配制、发酵工艺操作、发酵罐操作等，进一步深入到单元里的精细流
程，并给予各模块非常鲜活的模拟现场，使学生能够在纵观全局的基础上，对设备和参数
进行控制。
　　图

2 发酵流程界面

　　涉及具体的操作控制时，可进入操作界面

(如图 3 所示)进行各项参数的控制及阀门的

开关，如对发酵过程中的温度、

pH 值、时间、各种填料、出料等参数条件的控制。在各参数设

定好的情况下还可以对发酵情况进行实时观察，通过发酵情况

(如图 4 所示)来确定各参数

设定及操作是否正确，如果操作失误会产生故障，在故障的产生和排除过程中，锻炼学生
的应急能力，熟练操作技能。
　　图

3 发酵罐操作界面

　　图

4 菌种曲线界面

　　青霉素发酵是典型工艺，可见仿真软件具有界面直观、生动，操作方便，易学易用的特
点；仿真手段符合实际工艺要求，设备齐全逼真，弥补了传统实习中学生无法亲自动手操
作的不足。通过对青霉素发酵工厂实物设备的仿真模拟，使学生对青霉素发酵的工艺原理、
操作环境、控制系统、故障处理有了更深的理解。
　　

3 仿真软件应用的弊端

　　虽然仿真软件在教学中具有高效率、高精度、安全、无消耗等特点，但是，仿真软件不应
该也不可能取代实物实践。因为实物实践中会产生许多意想不到的问题并能发现思维盲点，
而仿真过程是一个理想化的过程，在仿真软件中仪器、元器件的温度、料液浓度、黏度、颜色
等物理特性无法感知；添加剂及化学药品的味道、气味也无法感知。同时，仿真操作时因为
不用担心误操作带来的后果

(例如：温度过高导致管道、罐体等设备的炸裂)，操作不当造成

的泄露、爆炸或实践装置损坏等意外事故，容易使学生麻痹大意。长此以往不利于培养学生
严谨科学的学风，并且会削弱学生分析和解决实际问题的能力

[6,7]。可见，仿真软件并不能

完全取代现实教学中的实践操作。
　　

4 仿真教学方式的思考