实验简介：
《生物制药综合实验》是生物制药专业（工学）核心主干课程，其中发酵罐生产是课程大纲要求的教学内容和核心知识点。我们设置的相对应内容是“药用菌物灵芝发酵生产”，既保证了专业实践教学内容的正常实施，也赋予了实验内容一定的中医药特色。该课程环节工程实践性强，对实践教学要求高，只有通过学生亲身参与实验，才能让学生真正了解到作为生物反应器的巨型发酵罐——灵芝发酵生产的核心设备，这也是生物制药专业学生必须掌握的关键设备之一。
设计原则：
本项目坚持“以学生为中心”的教学理念，从学生的需求出发，在“原理准确、内容紧凑、时长合理、难度适宜”的指导原则下，通过理论讲解、内容分析、实践操作的协同实施，采用个性化、智能化、泛在化的教学模式，增强学生创新创造能力、实践能力、分析能力。
本项目以药学、中药学、制药工程、生物制药（中外合作办学）等专业教学实验信息化需求为导向，以我校已建立完善的项目实验教学内容为基础。围绕培养液的配制、在线灭菌、接种、发酵过程控制等关键步骤，让学生系统掌握生物发酵技术单元的操作要点，直接与实际生产应用相关联，提升实践应用能力。本项目内置丰富的学习模式：演示模式下可通过视频学习发酵罐的工作原理和操作规范；练习模式下查看发酵各环节操作界面及使用场景；考核模式下进行习题考核及操作考核。
本项目通过内嵌VR、AR相关的虚拟场景和互动互演，重点实行基于问题和案例的互动式、研讨式教学，倡导自主式、合作式、探究式学习。项目内置理论讲解、案例分析、流程演练、人机互演、远程讨论等多种实践教学方式，同时支持智能讨论、智能考勤、智能录播等套件接入。通过创新多样的教学方式方法的协同使用，搭建基于互联网+的实践教学创新平台。
针对我校南京校区、泰州校区同步运行管理的现状，并考虑药学、中药学、制药工程、生物制药（中外合作办学）等不同专业、不同层次学生接入项目的实际需求，将采用双平台搭建模式。学生可通过南京中医药大学校园网虚拟仿真建设平台接入，或在校外通过在线私有实验空间服务器模式的账号登录接入。双平台数据同步，支持平板端、PC端等多平台的互动，共同搭建具有开放性、扩展性、兼容性的项目运行平台。
本项目以智能AI技术为依托，对项目内置的自动考核功能、学生使用习惯、教师考核、学生互评等多维度考核内容进行大数据分析，同时根据课前、课内、课后、考核等多阶段数据分析结果，为学生建立实时实训报告。学生可在线实时反馈项目使用效果，持续改进教学评价机制。
此虚拟仿真系统采用C#开发语言，基于Unity开发引擎发布的WebGl版本的应用，主要采用WebSocket协议实现与服务器的通信和数据传输，3DMAX和Maya实现3D图形可视化。系统运行平台:Windows8/Windows10，火狐浏览器、谷歌浏览器(64位)。用户使用轻便化，无需下载安装应用，直接打开网页即可运行该虚拟仿真系统。运用此系统开展《药用菌物灵芝发酵生产虚拟仿真实验》教学，有利于调动学生参与实验教学的积极性和主动性，使学生在自主交互的虚拟环境中高效地完成实验，并从整体上加深学生对灵芝生物反应过程的认识，大大提升工科学生实践能力和增强创新创造能力，同时必将进一步提高相关课程的实践教学水平。
该教学过程紧跟空间结构日新月异的发展趋势，实现将生物制药前沿科研成果反哺实验实践教学，将社会责任、职业道德、工程伦理等思政要素植入教学项目，将正确的价值追求、理想信念和家国情怀有效地传递给本专业学生，真正将立德树人融入教学全过程、各环节。
实验目的：
1 知识目标
（1）了解药用菌物灵芝的药效、生长特性及在中医药中的运用。
（2）熟悉发酵罐各部件名称及功能。
（3）掌握发酵罐离位高压蒸汽灭菌的方法。
（4）掌握发酵罐无菌接种技术。
（5）了解发酵罐不同电极及电极标定。
（6）熟悉发酵终点的判定和发酵品的质量的检验方法。
2 技能目标
（1）掌握与生物工程制药相关的生物反应器操作基本原理；熟练掌握高压蒸汽灭菌、无菌操作等实验技能。
（2）学会正确、科学地观察实验现象、记录实验结果、分析实验数据，掌握实验报告的正确书写方法。
（3）培养学生资料查阅、数据处理、实验操作、综合分析等方面的复合应用能力。
3 素质目标
（1）激发学生将前沿科技与中医药传统文化有机融合的思维，立德树人融入教育教学全过程、各环节，给本专业学生传递了正确的价值追求、坚定的理想信念和不可或缺的家国情怀。
（2）拥有一定的科学研究意识，具备科学严谨的工作态度和实事求是的工作作风。
（3）具备岗位就业或继续深造所需的基本生物制药综合知识和技能。
（4）拥有较强的自主学习意识和独立思考能力,为以后走向工作岗位或科研岗位打下坚实的基础。
实验要求：
实验主要分三部分：发酵罐的认知、灵芝发酵、发酵终点判定。发酵罐的认知部分学生需了解发酵罐的各部分名称及用途、灵芝的药用价值和药理活性、灵芝的生长周期和分类等。灵芝发酵部分学生需要熟悉灵芝的具体发酵流程，包括水压、电压、气压等的选择，空消，液体培养基的配置，实消，通气量和搅拌速度的选择，接种量的设定、显微镜观察、清洗等操作。其中部分关键参数设置需要学生选择，不同选项会对实验结果产生影响，从而达到强化学生对关键操作步骤的记忆。发酵终点的判定要求学生掌握灵芝发酵液菌丝体的提取和多糖含量的测定方法，通过多糖含量判定发酵终点。通过该虚拟仿真平台的模拟练习，学生应全面掌握灵芝发酵罐的实验背景和实验操作，掌握灵芝发酵大生产的过程。
