陳立松，蓋曉東，歷　春

(北華大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，吉林 吉林 132013)

虛擬實驗系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)機能實驗教學(xué)中的應(yīng)用體會

陳立松，蓋曉東，歷春*

(北華大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，吉林 吉林 132013)

摘要：實驗教學(xué)是高等醫(yī)學(xué)教育的重要組成部分，我校將生理學(xué)、病理生理學(xué)和藥理學(xué)三科實驗課整合和重組后形成了醫(yī)學(xué)機能學(xué)科的教學(xué)體系。在教學(xué)實踐中通過構(gòu)建了虛擬實驗室，克服了傳統(tǒng)實驗教學(xué)局限性的同時又提升了學(xué)生實踐動手能力、綜合運用知識能力和培養(yǎng)創(chuàng)新意識。虛擬實驗系統(tǒng)對提高實驗室使用率和教學(xué)質(zhì)量起到了重要作用。

關(guān)鍵詞：虛擬實驗；醫(yī)學(xué)機能實驗學(xué)；教學(xué)法

隨著高校醫(yī)學(xué)教育改革的深入發(fā)展，打破傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，醫(yī)學(xué)機能實驗學(xué)逐步建立起來，它更加強調(diào)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)各學(xué)科之間的聯(lián)系和交叉融合，使生理、病理生理學(xué)和藥理學(xué)三個學(xué)科有機結(jié)合,要求學(xué)生在課堂上做到理論和實際、實踐操作和積極思考相結(jié)合。隨著高校教育體制改革的不斷深化，醫(yī)學(xué)機能實驗學(xué)實驗學(xué)改革已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)改革的重中之重[1-2]。如何利用有限的教師資源、經(jīng)費的短缺、實驗室現(xiàn)有的設(shè)備和儀器，使它們發(fā)揮更大功效以滿足教學(xué)需要，在計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展下，虛擬實驗技術(shù)作為一門新生醫(yī)學(xué)實驗技術(shù)正在悄然崛起[3]，虛擬實驗室的創(chuàng)建已經(jīng)勢在必行。綜上所述，在校領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，我實驗室在成都泰盟生物發(fā)展有限公司引進VBL-100虛擬實驗室研發(fā)系統(tǒng)，在醫(yī)學(xué)機能實驗學(xué)建立虛擬實驗室，面向廣大師生開放，在實驗教學(xué)中取得了較好的效果。

一、虛擬實驗室系統(tǒng)的優(yōu)點

(一) 節(jié)約資金

傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)機能實驗學(xué)的教學(xué)手段是在教學(xué)計劃和教學(xué)大綱的指導(dǎo)下，將三理有機結(jié)合后形成的一門醫(yī)學(xué)綜合性實驗學(xué)科。實驗課需要在有限的實驗室中由實驗準備老師、實驗教師和同學(xué)共同完成，需要課前準備實驗動物、檢查實驗器材、配制實驗藥品等繁瑣的實驗準備工作。虛擬實驗室建立之后，實驗內(nèi)容可以利用多媒體的手段將實驗課內(nèi)容進行演示和模擬，軟件分為資料室、準備室、模擬實驗室、動物室和考場五部分。分別對課程簡介、儀器的介紹、實驗的原理、實驗操作步驟、仿真模擬、自測題目和考核等內(nèi)容進行逐一介紹，使實驗設(shè)計結(jié)構(gòu)合理，內(nèi)容完整，實驗過程不受實驗動物和藥品的制約，簡單易行。它有效克服了實驗器材易磨損、實驗動物昂貴、實驗經(jīng)費緊缺的矛盾。成都泰盟開發(fā)的VBL-100虛擬實驗系統(tǒng)采用多媒體與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，涵蓋了生理、病生、藥理和機能學(xué)的上百個模擬仿真實驗，實驗內(nèi)容通過計算機顯示器直接圖文并茂、豐富直觀的展示給同學(xué)，使學(xué)生掌握實驗操作內(nèi)容的同時熟知實驗原理和實驗注意事項等問題。學(xué)生在上課之余還可以通過學(xué)生實驗技能自測系統(tǒng)和藥物考核模塊來實現(xiàn)對實驗課內(nèi)容的理解、掌握程度的判斷和一些藥物對機體的作用，掌握不同藥量的不同作用，例如安定的作用就是隨著劑量的增加而不同，由抗焦慮、鎮(zhèn)靜、催眠到抗驚厥。

總之，虛擬實驗室的建立大大的節(jié)省了實驗動物、實驗藥品和實驗耗材，較少的投入就可以實現(xiàn)多人同時上機學(xué)習和操作，教學(xué)經(jīng)費得到很大節(jié)省，從而提高資源的利用率[4-6]。

(二) 節(jié)省教學(xué)資源

通過實驗室網(wǎng)絡(luò)化，可以使教師和學(xué)生不被時間和空間限制，隨時隨地的進行交流，實現(xiàn)教學(xué)資源共享，教師在遠程指導(dǎo)下進行研究學(xué)習，解決跨學(xué)科帶來的實驗教師資源緊缺的問題。實驗室的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)是高校醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)改革優(yōu)化整合的最佳辦法，是醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)的重大變革，就傳統(tǒng)教學(xué)而言是一個由量變到質(zhì)變的過程，在此學(xué)科的應(yīng)用具有良好的發(fā)展前景，學(xué)生可以通過登陸學(xué)校網(wǎng)站，進入虛擬實驗室，從而達到學(xué)習的目的。在師生論壇上，通過留言和電子郵箱的形式，使學(xué)生和教師更快更好的進行溝通與答疑。虛擬實驗有利于規(guī)范同學(xué)的正確實驗操作技術(shù)從而培養(yǎng)嚴謹?shù)目蒲兴季S。在計算機全真模擬實驗系統(tǒng)里，可以采用人機交換的實驗方式，容智能性、形象性、趣味性和仿真性為一體，激發(fā)學(xué)生的實踐操作與科研思維能力，相互融合之后形成的機能實驗學(xué)要求實驗教師要具有三理的基礎(chǔ)知識，實驗技術(shù)要做到全面且系統(tǒng)，通過虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗室的建立，不僅提高了實驗教師教學(xué)的積極性，而且教學(xué)水平也會大大提高[7]。

(三) 豐富實驗內(nèi)容

虛擬實驗使學(xué)生做到敢想敢做，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，使學(xué)生足不出戶就可以通過虛擬實驗演示實驗過程。學(xué)生可以通過開放實驗室虛擬實驗平臺進行實驗，豐富感性認識，發(fā)揮學(xué)生自身的創(chuàng)造力和想象力來自己設(shè)計綜合性實驗，自己動手連接和調(diào)試實驗裝置，自由選擇實驗動物、設(shè)計實驗?zāi)康摹?nèi)容和原理，選擇實驗參數(shù)，結(jié)合自己現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)知識實現(xiàn)基礎(chǔ)和臨床相結(jié)合，在獲取新知識的同時，培養(yǎng)了自己的動手和創(chuàng)新能力，激勵了學(xué)生的自主學(xué)習性，這些都是傳統(tǒng)實驗無法達到的[8]。

(四) 提高教學(xué)效果

傳統(tǒng)教學(xué)方法比較單一，有很多不足之處，由于真實的實驗條件有限，在現(xiàn)實中不能完成的實驗都可以利用虛擬實驗來完成，彌補真實實驗的不足，在真實實驗中無法做到所有實驗都能順利進行，而虛擬實驗則可以避開一些危險的有毒有害的實驗藥品。如缺氧實驗中的氰化鉀和一氧化碳；需要長時間完成的如細胞的生長過程等不足，虛擬實驗沒有任何危險，可以做到防毒防污染，通過虛擬實驗進行模擬仿真，加強對實驗內(nèi)容的理解和認知。虛擬實驗可以仿真每一個實驗內(nèi)容，使學(xué)生身臨其境，極大地提高了實驗教學(xué)效果和質(zhì)量。

二、虛擬實驗的局限性

虛擬實驗室是通過計算機和網(wǎng)絡(luò)來完成實驗教學(xué)的，教學(xué)過程是通過模擬實驗完成，現(xiàn)實中仍然存在傳統(tǒng)實驗不能完全用虛擬實驗來代替，虛擬實驗設(shè)計完美，是不存在任何紕漏的實驗，學(xué)生在虛擬實驗中不能解決實驗過程中出現(xiàn)的失敗、實際困難和意外，面對實際問題手足無措，缺乏客觀存在的真實感，實際動手和操作能力不強，削弱了學(xué)生處置和解決應(yīng)急問題的能力，疾病的發(fā)生發(fā)展是一個復(fù)雜的過程，需要在不同的醫(yī)學(xué)人才共同努力下才能得到救治，醫(yī)學(xué)實驗也需要通過團隊合作來探討和解決問題，這樣才能為培養(yǎng)嚴謹?shù)目蒲兴季S打下堅實的基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)機能學(xué)實驗教學(xué)模式相對制約了醫(yī)學(xué)實驗學(xué)的發(fā)展，虛擬實驗室改革將是醫(yī)學(xué)機能實驗學(xué)的改革發(fā)展方向，在計算機和網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展下，發(fā)揮虛擬實驗不可替代的優(yōu)勢和特點，真實實驗和虛擬實驗相互結(jié)合，取長補短，虛實互補，最大限度的發(fā)揮兩者的作用，這樣才能更好的提高醫(yī)學(xué)機能實驗學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)優(yōu)秀的醫(yī)學(xué)人才做出貢獻。

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Application of Virtual Experiment System in Teaching

of Medical Function Experiments

CHEN Li-song,GAI Xiao-dong,LI Chun*

(College of Medicine,Beihua University,Jilin City 132013,China)

Abstract:Experimental teaching is a major part of the higher medical education.Beihua University has opened the course teaching system of the medical functional experiments according to integration and restructuring with physiology,pathophysiology and pharmacology.The building of a virtual laboratory in practice teaching helped the teachers conquer the limitation of the traditional experimental teaching,and helped improve the students’ practical ability,the comprehensive application of knowledge and the consciousness of innovation.Virtual experiment system plays an important role in raising the benefits of laboratory and improving the quality of teaching.

Key words:virtual experiment；medical functional experiment；teaching method

中圖分類號：G 642

文獻標志碼：A DOI：10.16039/j.cnki.cn22-1249.2015.12.028

文章編號：1007-2853(2015)12-0099-02

通信作者：*歷春，E-mail:lichunjl@126.com

作者簡介：陳立松(1973-)，女，吉林省吉林市人，北華大學(xué)實驗師，碩士，主要從事機能實驗學(xué)方面的研究。

收稿日期：2015-09-07