《American Journal of Pharmaceutical Education》：INTEGRATING SIMULATION AS A NON-ANIMAL ALTERNATIVE: EFFECTIVENESS AND STUDENT ACCEPTANCE IN PHARMACOLOGY EDUCATION
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本研究评估了计算机模拟在药理学教学中的效果及学生接受度。通过比较68名药学学生在理论讲座和模拟活动后的知识测试成绩，发现模拟活动显著提升知识保留率（2.3±1.01升至3.2±1.47），满意度调查得分为4.1。结论表明整合模拟教学有效，结合数字模拟与动物模拟器能实现传统动物实验大部分学习目标。
Bshra A. Alsfouk
沙特阿拉伯利雅得Princess Nourah bint Abdulrahman大学药学院药学系
摘要
目的
模拟是本科实验药理学教育中替代传统动物实验的伦理性方法。本研究评估了将基于计算机的模拟整合到药理学课程中的有效性和学生的接受度。
方法
本研究招募了药学专业的本科生。通过比较同一组学生在模拟实验后和理论讲座后的知识掌握情况，来评估基于计算机的模拟活动的有效性。学生在讲座后和模拟实验后各接受了一次测验，测验在教学结束后3-7天内进行，以评估他们的信息保留能力。模拟实验的主题是虚拟器官浴实验。学生的反馈通过五点量表进行测量。
结果
共有68名学生参与了研究。基于计算机的模拟实验后，学生的知识保留能力显著提高，平均分数从讲座后的2.3（标准差1.01）上升到模拟实验后的3.2（标准差1.47）。学生对模拟实验的满意度评分为4.1，表明他们普遍接受这种教学方法。由于仅依靠虚拟计算机实验室不足以训练学生处理动物的技能，因此课程中还加入了动物模拟器。
结论
将基于计算机的模拟整合到药理学课程中已被证明能有效提高学生的知识保留能力，并且受到广泛欢迎。数字模拟与动物模拟器的结合使用为实现传统上通过动物实验达到的大多数学习目标提供了可行的替代方案。建议教育工作者采用这种方法。
引言
药理学课程是药学、医学、护理及其他健康相关学科学生教育的基础。药理学课程涵盖作用机制、治疗效应与不良反应、药物相互作用、适应症和禁忌症等基本原理。药理学课程既包括理论讲座，也包括实验环节，因为实验环节通过提供药物效果的实践体验来强化理论学习。传统的动物实验对于展示药物对组织或整个动物的影响以及培养学生的药物开发实验室技能（包括动物处理实践经验）非常有价值。然而，这类实验存在诸多挑战，如动物获取难度、实验复杂性、成本高昂、伦理问题以及学生对替代方法的偏好。在本科药理学教学中，使用动物的比例大幅下降，越来越多地转向非动物替代方案。到2016年，美国和加拿大的所有医学院均已停止在学生培训项目中使用活体动物。此外，研究领域也越来越不鼓励使用动物，最近的研究提倡采用计算建模和人工智能驱动的方法。2025年，美国国立卫生研究院（NIH）宣布将不再为仅依赖动物模型的研究提供资助。
在实际药理学培训中，创新的教学方法包括模拟、计算机辅助学习（CAL）、视听辅助工具、动物训练模型模拟器和虚拟现实（VR）。基于计算机的模拟实验室（即“干实验室”）是利用软件模拟真实实验室环境（包括涉及动物的实验）来重现实际药理或生理反应的虚拟实验。这些计算机软件具有可重复性、时间效率高、用户界面友好等优点，支持自主学习和反复练习。
多项来自不同国家的研究支持在药理学教育中使用基于计算机的模拟。一项针对印度医学生的研究表明，与传统的动物实验方法相比，学生使用CAL方法的成绩更高（82.4% vs 44.6%），且大多数学生（70%）更喜欢CAL方法。马来西亚一所医学院的研究也显示，学生在CAL实践课后知识有显著提升，且明显更偏好这种教学方法。美国的一项研究指出，VR技术有助于医学生更好地理解复杂的药理学概念，并被广泛认为是创新的教学手段。台湾的一项研究发现，VR教育项目能有效提高学生的知识水平，且受到护理学生的欢迎。沙特阿拉伯的一项研究也表明，学生对在药理学教育中使用基于计算机的模拟持积极态度。然而，前述研究主要关注学生的反馈，未评估模拟效果。以往的研究大多在医学院或其他健康类院校进行，针对药学专业学生的研究较少，且关于模拟对知识保留效果的研究也很有限。
现有证据大多认为虚拟计算机模拟实验室是非动物实验的可行替代方案，因为它们能有效实现动物实验的多个学习目标；然而，它们在教授动物处理和给药等技能方面效果不佳。因此，为弥补这一不足，我们的药理学实验室同时采用了基于计算机的模拟和动物模型模拟器。
本研究结合了虚拟模拟和动物模型的优势，旨在评估模拟整合到药理学课程中的有效性，了解学生对这种教学方法的看法，并与其他教育工作者分享我们的经验。研究假设模拟活动能提高知识保留能力并受到学生欢迎，同时期望动物模拟器的实践有助于实验药理学中动觉技能的发展。
研究设计与参与者
这是一项观察性研究，通过前后测试来评估教学策略的有效性。研究还通过问卷调查了解学生对教育体验的感受。研究于2022年10月26日至11月14日在沙特阿拉伯利雅得的一所大学的药学院进行，参与者为药学专业三年级学生。
学生作品示例
共有68名学生参与了本研究。学生的人口统计信息见补充材料3。学生在实践环节以小组形式进行基于计算机的实验。补充材料4展示了部分学生的实验成果和提交内容。
教师根据评分标准评估了学生在实验操作和报告撰写方面的表现，结果显示所有实验学习目标均得到达成。
知识保留
讨论
本研究展示了将模拟整合到药理学课程中的实践经验，并评估了其有效性和学生的满意度。在实践环节中，所有学生均成功完成了基于计算机的虚拟实验，绘制了剂量-反应曲线，确定了最大效应（Emax）和半数有效浓度（EC50），解释了实验结果并完成了实验报告。实验中使用了OBSim软件，该软件属于Strathclyde药理学模拟软件包（英国），可模拟体外实验环境。
结论
将基于计算机的模拟整合到药理学课程中已被证明能有效提高学生的知识保留能力，并受到广泛欢迎。现有的虚拟药理学实验软件包内容全面，涵盖多种实验类型（体外、体内、离体和原位模型）。数字模拟与动物模拟器的结合使用为实现大多数学习目标提供了可行的替代方案。
资金支持
本研究由沙特阿拉伯利雅得Princess Nourah bint Abdulrahman大学的研究支持项目（PNURSP2026R142）资助。
利益冲突声明
作者声明没有可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。
致谢
感谢学生的参与，以及学院科学委员会成员在实验室内容开发和评估标准制定方面提供的宝贵支持。
利益冲突
无
