李超彥 李德恒 張志國

（1 河南漯河醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校生理學(xué)教研室，漯河462002；2 河南漯河醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校機能實驗中心，漯河462002）

機能學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科，融合了生理學(xué)、藥理學(xué)和病理生理學(xué)實驗課程的核心內(nèi)容，實驗教學(xué)作為高等醫(yī)學(xué)教學(xué)的重要組成部分，不僅可以鞏固所學(xué)的理論知識，而且是學(xué)生接受實踐鍛煉、提高動手能力和綜合思維能力的重要課，在實施素質(zhì)教學(xué)方面有著理論課所不可替代的作用。虛擬實驗室技術(shù)是隨著計算機輔助教學(xué)功能的拓展而構(gòu)建的可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機系統(tǒng)，可以開展人機對話，發(fā)展互動式、開放式教學(xué)，有利于實驗課前的預(yù)習(xí)、模擬及課后鞏固[1]。

1 創(chuàng)建機能學(xué)虛擬實驗室的意義

隨著我國高等教育體制的改革，招生規(guī)模的擴大，現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的機能學(xué)實驗教學(xué)受制于教師數(shù)量、實驗室場地、儀器設(shè)施等的限制，已經(jīng)遠遠不能滿足實驗教學(xué)的需要，而創(chuàng)建機能學(xué)虛擬實驗室則為解決上述困難提供了一個新的思路。虛擬實驗系統(tǒng)涵蓋了60多套機能學(xué)的模擬仿真實驗，有利于開展常規(guī)機能學(xué)實驗，以及受儀器設(shè)備限制無法開展的實驗項目，可以作為機能學(xué)實驗教學(xué)的一個有益補充[2]。

2 機能學(xué)虛擬實驗室的優(yōu)勢及局限

2.1 虛擬實驗的優(yōu)勢 機能學(xué)是一門綜合性實驗學(xué)科，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)過程是在實驗室中實施完成的，牽涉到實驗動物的準備、手術(shù)器械及藥品、動物手術(shù)操作、觀察項目實施等，實驗操作比較復(fù)雜。因其實驗操作過程真實性，導(dǎo)致在動物的麻醉、標本制備、儀器使用及連接過程中，一旦失誤則導(dǎo)致實驗中斷。

虛擬實驗是借助計算機輔助教學(xué)手段對真實實驗的模擬或再現(xiàn)，通過人機互動由學(xué)生觀看或參與操作的一種實驗方式。實驗過程包括模擬存在三維立體的實驗室空間、實驗動物、配套的儀器設(shè)施，展示手段包括靜態(tài)或動態(tài)圖片，視頻及文字資料[3]。從而使實驗過程不受場地、動物及試劑的制約，虛擬實驗的易于操作及可重復(fù)性，使每位學(xué)生可以獨立完成模擬實驗，增加了學(xué)生的實驗機會，提高了實驗教學(xué)效果。

2.2 虛擬實驗自身的局限性 機能學(xué)虛擬實驗室教學(xué)有很大的優(yōu)勢，但過于側(cè)重虛擬實驗教學(xué)反而不利于提高實驗教學(xué)質(zhì)量。機能學(xué)是一門實踐性很強的實驗學(xué)科，通過機能學(xué)實驗教學(xué)主要使學(xué)生基本的動物實驗操作技能，如動物的麻醉、手術(shù)器械的使用、手術(shù)操作等，以便為后續(xù)的臨床課程實習(xí)實踐打下基礎(chǔ)；通過在實驗中觀察到的各種刺激因素或藥物對機體功能的影響，加深學(xué)生對課本理論知識的融會和進一步理解。虛擬實驗側(cè)重于實驗過程的演示，學(xué)生主要以觀察來獲取實驗技能，不利于培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力。

由于技術(shù)的限制，虛擬實驗的實驗過程均是預(yù)先設(shè)置的，虛擬的干擾或影響因素數(shù)量有限，而在真實的實驗教學(xué)過程充滿了復(fù)雜性、不確定性從而具有了探索性，更有利于提高學(xué)生參與實驗的積極性，而學(xué)生對實驗過程中的突發(fā)的故障或異?，F(xiàn)象的處理，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際問題的能力。虛擬實驗一般由單人人機對話完成，而真實的動物機能實驗如家兔動脈血壓的調(diào)節(jié)需要牽涉到麻醉、固定及手術(shù)操作，需要一組同學(xué)或一個團隊共同參與，這種真實實驗的參與過程更能培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神。

3 機能學(xué)虛擬實驗室的地位

機能學(xué)虛擬實驗減少了實驗開設(shè)的場地、動物及試劑成本，使實驗具有高度的可重復(fù)性和易于操作性，彌補了真實機能學(xué)實驗參與實驗操作的學(xué)生人數(shù)有限的不足，大大提高了學(xué)生的實驗鍛煉機會。但是虛擬實驗在培養(yǎng)學(xué)生動手能力及團隊協(xié)作精神方面略顯不足，因此在機能學(xué)實驗教學(xué)過程中，虛擬實驗并不能代替真是的實驗教學(xué)，可以作為實驗教學(xué)的一種補充教學(xué)手段[4]。在真實的實驗開始之前，學(xué)生可以利用機能學(xué)虛擬實驗室預(yù)習(xí)模擬實驗的過程，加深對實驗原理、目的、實驗過程的學(xué)習(xí)和理解，在真實的實驗結(jié)束之后，機能學(xué)虛擬實驗室可以作為學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固實驗技能提供一個新的場所。因此應(yīng)注意調(diào)整虛擬實驗在實驗教學(xué)中的比重，合理利用其教學(xué)優(yōu)勢，使之成為培養(yǎng)提高學(xué)生實驗技能的一項有效教學(xué)手段。

綜上所述，機能學(xué)虛擬實驗室體現(xiàn)了實驗教學(xué)的一種新的方向，因此我們要在機能學(xué)教學(xué)過程中注意真實實驗與虛擬實驗的相互結(jié)合和互相促進，實現(xiàn)虛實的有機銜接，更好的提高機能學(xué)實驗的教學(xué)效果。

[1]譚海珠,楊棉華,陳丹蕓.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的發(fā)展與應(yīng)用[J].醫(yī)學(xué)教育探索,2005,6:410-412.

[2]劉愛東,王箐,田琳.虛擬實驗在機能學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用與體會[J].西北醫(yī)學(xué)教育,2012,1:88-90.

[3]戴淑芳,張蓓蓓,李連宏.醫(yī)學(xué)機能虛擬實驗室在多元化實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].醫(yī)學(xué)信息,2010,4:849-849.

[4]謝忠好,陳醒言,范小芳.醫(yī)學(xué)機能學(xué)教學(xué)虛擬實驗的設(shè)計[J].溫州醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2011,2:168-169.