·教學研究·

虛擬實驗在中醫(yī)藥高職高專院校機能學教學中的應用實踐

張斌1,李治偉1,邱愛珠1,

曉琳1,黃旭1,宋海鵬1*,沈

2*(

1.湖南中醫(yī)藥高等專科學校,湖南 株洲412012；2.吉林醫(yī)藥學院，吉林 吉林132013)

關鍵詞：虛擬實驗;中醫(yī)藥高職高專;機能學

文章編號：1673-2995(2015)06-0492-02

中圖分類號：G624

基金項目：湖南中醫(yī)藥高等專科學校教研課題(201309);湖南中醫(yī)藥高等專科學校2014教研教改重點項目.

作者簡介：張斌(1974-)，女(漢族)，高級實驗師，本科.

收稿日期：(2015-04-29)

教育部提出高職高專院校的教學工作應以能力為核心，重在培養(yǎng)學生的實踐操作和應用能力。機能學實驗教學是中醫(yī)藥高職高專院校醫(yī)學實驗教學的重要組成部分，近年來學校要求整合教學資源提高綜合性實驗、設計性實驗和創(chuàng)新性實驗的開出率，適當降低經(jīng)典驗證性實驗的課時。我校機能實驗室近期結(jié)合實際開展了實驗教學體系、教學方式的改革嘗試，將原生理學、藥理學和病理生理學三門相關學科的實驗課程合并構(gòu)建了綜合實驗教學體系，取得了一定的收獲。但在實際教學工作中由于教師缺乏、場地緊張、課時分配等原因?qū)е聦W生缺乏實踐動手機會，在一定程度上影響教學效果。為此在教學工作中充分利用虛擬實驗教學系統(tǒng)，使其成為機能教學中不可缺少的組成部分。

1　學校虛擬實驗教學資源簡介

我校虛擬實驗教學主要是基于成都泰盟公司生產(chǎn)的VBL-100虛擬實驗系統(tǒng)為基礎，建立了虛擬實驗教學平臺。同時學校結(jié)合實際教學需要制作了部分實驗教學PPT和錄制了部分實驗操作視頻，利用青果網(wǎng)絡教學平臺供學生在線觀看。虛擬實驗教學資源具備儀器介紹、實驗原理、手術(shù)操作、模擬仿真、實驗過程全程錄像等部分，結(jié)構(gòu)完整，內(nèi)容豐富，形象直觀的特點，無論是在實驗預習、實驗演示、復習都起到了良好的輔助教學效果。

通訊作者：宋海鵬(1962-)，男(漢族)，教授，本科.

2　虛擬實驗教學主要應用

2.1　鼓勵學生通過虛擬實驗教學系統(tǒng)開展預習

中醫(yī)藥高職高專院校傳統(tǒng)的實驗教學以教師講解實驗步驟學生機械按部就班操作為主，隨著對學生實踐創(chuàng)新能力的要求不斷提高，對學生本身動手能力和實踐操作能力提出了更高的要求。如今機能學實驗教學以及從單純的重復驗證性實驗向綜合性實驗教學轉(zhuǎn)變，實驗設計難度更大，操作難度更高，而中醫(yī)藥高職院校還是不能擺脫課時緊張的困擾。為了在有限的時間內(nèi)完成較高難度的綜合性實驗，教學安排中應先安排一定學時教授虛擬實驗教學平臺使用方法，盡可能引導學生先預習相關內(nèi)容，通過觀看虛擬實驗系統(tǒng)中的實驗原理、實驗方法簡介理解實驗內(nèi)容，通過實驗教學視頻、虛擬實驗操作初步熟悉實驗操作流程。往往通過提前預習后能明顯提高實驗成功率，提高教學效果。

2.2　實驗操作演示

醫(yī)學機能學實驗課往往是中醫(yī)藥高職高專院校學生首次接觸動物實驗，對于動物實驗操作往往顯得比較陌生。教師講解實驗步驟后學生往往不易理解，實驗中教師講解完后可要求學生進入虛擬實驗系統(tǒng)觀看視頻操作進一步加深對實驗步驟的理解。尤其是對于一些難度較大，精細度要求較高的操作(如頸總動脈插管術(shù))對于學生而言更難掌握，實驗中學生可通過觀看虛擬實驗系統(tǒng)實驗操作過程掌握操作要領，提高了實驗的成果率，有效提高了機能實驗教學質(zhì)量。

2.3　學習拓展

中醫(yī)藥高職高專院校學制為三年，在校時間僅有兩年，課程數(shù)目多，課時有限，傳統(tǒng)教學中兩學時實驗難以完成綜合性實驗操作，通常僅開設一些相對簡單的常規(guī)實驗項目。隨著醫(yī)學教育的不斷發(fā)展，中醫(yī)藥高職高專學生實踐動手能力和對知識的應用能力不斷提高，對實驗實訓提出了更高的要求，課時和實驗條件的限制成為了實際矛盾。此時可充分利用虛擬實驗系統(tǒng)豐富教學內(nèi)容，例如家兔的動脈血壓調(diào)節(jié)、家兔的呼吸運動調(diào)節(jié)，手術(shù)操作和實驗方法基本一致，均按照家兔的頸部手術(shù)，插管，連接儀器，采集正常生理值，給予藥物干預獲取實驗數(shù)據(jù)，結(jié)果分析與實驗討論程序操作。在實際教學工作中教師可以選擇性開設一個實驗項目，另一個實驗項目則要求學生通過課后利用虛擬實驗系統(tǒng)自主完成，按照要求完成相應實驗記錄和分析，撰寫實驗報告。利用虛擬實驗系統(tǒng)后既拓展了實驗項目，豐富了教學內(nèi)容，還充分利用了學生課余時間，調(diào)動了課后自主學習，以便在有限的學時內(nèi)學到更多的知識。

3　虛擬實驗教學優(yōu)點

3.1　豐富教學內(nèi)容，提高實驗開出率

中醫(yī)藥高職高專院校一般以三年制為主，除去實習時間學生在校期間僅有兩年時間，醫(yī)學機能學實驗教學中往往會因為教學經(jīng)費短缺、實驗場地、實驗課時限制等原因，使一些實驗項目無法開展。利用虛擬實驗教學系統(tǒng)，可以彌補這方面的不足，原本無法開展的實驗項目可通過實驗視頻演示和虛擬實驗操作，有效地補充了教學資源、場地條件限制，提高了實驗開出率，提高了教學效果。

3.2　節(jié)省教學資源

近年來隨著對職業(yè)教育的不斷重視，中醫(yī)藥高職高專院校招生規(guī)模不斷擴大，由于教學場地、儀器設備的缺乏,機能實驗教學中每個實驗一般都是4～5名同學一組，有些實驗甚至是6～8名同學一組，學生在實驗課上既看不清楚老師示教又缺少自己動手的機會，嚴重影響了教學效果。利用智能手機和校園網(wǎng)絡系統(tǒng)進入學校醫(yī)學機能學虛擬實驗教學平臺,每個同學都有機會觀看實驗視頻操作和進行實驗操作。實驗操作無需使用實驗動物、實驗試劑和耗材，節(jié)省了實驗耗材等經(jīng)費開支，同時也減輕了實驗教學的工作難度。

3.3　提高了教學效果

傳統(tǒng)實驗教學以教師講述或者PPT演示為主，虛擬實驗教學能夠?qū)嶒炦^程中的圖像、文字、聲音以及動畫等各種因素融為一體，具有智能性、仿真性、形象性。對一些微觀現(xiàn)象也可以用虛擬實驗技術(shù)來模擬，學生就像置身于真實的實驗環(huán)境中，極大地提高了實驗教學的效果。學生通過虛擬實驗軟件系統(tǒng)可設計探索性實驗、綜合性實驗，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、實驗思維能力和獨立解決問題的能力。

3.4　提高了實驗教學的安全性

一些實驗危險性比較高，若操作疏忽，容易對操作者造成危害，如機能學試驗中的試劑、藥品如操作不慎就可能造成身體傷害。另外像休克的實驗中要使用到實驗動物犬，如果動物麻醉效果不滿意，可能會咬傷老師或?qū)W生。而虛擬實驗卻無任何危險，有毒、有害、污染環(huán)境及破壞性實驗，都可在虛擬實驗室內(nèi)進行模擬仿真，強化實驗現(xiàn)象。

3.5　實現(xiàn)最高效率的資源共享

學校一直提倡醫(yī)學實驗室對外開放，可是由于實驗室場地的局限，加上實驗帶教老師也沒有過多時間和精力在周末對外開放實驗室，所以醫(yī)學實驗的對外開放一直無法執(zhí)行。有了虛擬實驗系統(tǒng)，可以突破時間和空間的限制，學生在宿舍可以隨時隨地進入虛擬實驗室網(wǎng)站，選擇相應的實驗操作，一些對機能實驗感興趣的非醫(yī)學專業(yè)的學生平時沒有機會親身來到課堂聽老師的講解，現(xiàn)在也可以通過校園網(wǎng)的虛擬實驗系統(tǒng)了解和實際操作這些實驗項目。這使得實驗教學這一資源從中心“獨有”變成了全?！肮蚕怼保浞直憩F(xiàn)其高效性。

4　展　望

虛擬實驗不能完全替代真實實驗,虛擬實驗室雖具備著上述諸多優(yōu)點，但在實際教學過程中完全用仿真模擬實驗來代替真實實驗也是不可取的。學生在真實實驗中需親自操作，對于訓練學生的基本操作技能有非常重要的作用。而虛擬實驗中學生主要是通過眼睛去觀看并體會實驗的操作過程，而缺乏真實實驗的“真實感”。真實實驗與虛擬實驗都是醫(yī)學機能實驗教學中不可或缺的組成部分，兩者相輔相成。因此，在教學過程中我們需要取長補短，將兩者有機結(jié)合起來，才能最大限度地發(fā)揮二者的作用，提高實驗教學質(zhì)量。