劉天華 程薇 朱慶文 高蔚 李海燕 陳俞材 倪磊 張勝 趙淑英 張莉 郭健

（北京中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院，北京 100029）

抗擊新型冠狀病毒肺炎疫情是一場(chǎng)沒(méi)有硝煙的戰(zhàn)爭(zhēng)，為阻斷新型冠狀病毒肺炎疫情向校園蔓延，教育部于《關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線(xiàn)教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》中提出要求實(shí)現(xiàn)“停課不停學(xué)”。各高校均積極響應(yīng)，迅速開(kāi)展各專(zhuān)業(yè)在線(xiàn)課程的教學(xué)安排，各類(lèi)實(shí)驗(yàn)課程線(xiàn)上教學(xué)工作面臨重大挑戰(zhàn)。

1 停課不停學(xué)背景下的機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)

機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一門(mén)獨(dú)立開(kāi)設(shè)的綜合醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，以實(shí)驗(yàn)動(dòng)物作為主要研究對(duì)象，探究機(jī)體正常生理活動(dòng)及規(guī)律、疾病發(fā)生發(fā)展過(guò)程及病理變化、藥物作用效果及機(jī)制[1]。其打破了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育過(guò)程中原本各自獨(dú)立的生理學(xué)實(shí)驗(yàn)、病理學(xué)實(shí)驗(yàn)以及藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)之間的壁壘，旨在完成從應(yīng)用型醫(yī)學(xué)人才，到高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才，再到創(chuàng)新型醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)模式的探索[2，3]。

在傳統(tǒng)線(xiàn)下機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，往往存在因?qū)W生缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，加之課程教學(xué)時(shí)間、環(huán)境、場(chǎng)所以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物等條件的限制，而影響教學(xué)效果的情況[4]。在信息時(shí)代的大背景之下，互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展使得學(xué)生可以突破時(shí)間、空間的限制，更及時(shí)、方便地獲得大量的知識(shí)和信息。而以計(jì)算機(jī)輔助體系為依托的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的出現(xiàn)和發(fā)展，則為進(jìn)一步完善機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、提高機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果提供了可能[5]。

線(xiàn)下實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)無(wú)法如期開(kāi)展，如何順利進(jìn)行機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，實(shí)現(xiàn)“停課不停學(xué)”，是擺在每一位機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)帶教教師面前的重要問(wèn)題。借助機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，學(xué)生可以通過(guò)體驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果并對(duì)其進(jìn)行分析，從而使得順利開(kāi)展線(xiàn)上實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作成為可能，是響應(yīng)教育部“停課不停學(xué)”要求的不二之選。

早在2018 年，北京中醫(yī)藥大學(xué)已開(kāi)始將虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)用于機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn)，并取得了一定的效果；此后亦致力于不斷完善虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)[6]。這些下在平時(shí)“功夫”，均為“停課不停學(xué)”背景下的機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從而確保了能夠從容應(yīng)對(duì)“停課不停學(xué)”背景下實(shí)驗(yàn)教學(xué)挑戰(zhàn)。

2 停課不停學(xué)背景下的機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)“金” 平臺(tái)

教育部通過(guò)發(fā)布《關(guān)于狠抓新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議精神落實(shí)的通知》，要求淘汰“水課”、打造“金課”；教育部高等教育司司長(zhǎng)吳巖把對(duì)“金課”標(biāo)準(zhǔn)的解讀概括為“兩性一度”，即高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度[7]。即使是在“停課不停學(xué)”的特殊背景之下，對(duì)于機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)“金課”的打造，亦不能松懈。然而，機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)“金課”，離不開(kāi)對(duì)與之相匹配的虛擬實(shí)驗(yàn)“金”平臺(tái)的不懈建設(shè)。

北京中醫(yī)藥大學(xué)2018 年引進(jìn)VBL-100 虛擬實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)仿真軟件，開(kāi)始構(gòu)建機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心（見(jiàn)圖1）?！巴Ｕn不停學(xué)”背景下，學(xué)生即使在家中也可以借助虛擬專(zhuān)用網(wǎng)VPN 技術(shù)訪(fǎng)問(wèn)虛擬實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心、實(shí)驗(yàn)儀器展館以及心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、藥物效應(yīng)動(dòng)力學(xué)、藥物代謝動(dòng)力學(xué)等不同虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目模塊，體驗(yàn)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)的機(jī)能學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)。

圖1 北京中醫(yī)藥大學(xué)機(jī)能學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心

此外，北京中醫(yī)藥大學(xué)還與夢(mèng)之路虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開(kāi)展了交流合作，獲得了“停課不停學(xué)”背景下醫(yī)學(xué)魔課（Massive online experimental courses，MOEC）云實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的使用權(quán)限，進(jìn)一步補(bǔ)充和完善了機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的內(nèi)容，便于學(xué)生更直接、便捷地訪(fǎng)問(wèn)虛擬實(shí)驗(yàn)資源，進(jìn)行基礎(chǔ)環(huán)節(jié)的機(jī)能學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)操作。

對(duì)于機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)“金”平臺(tái)的建設(shè)，不能僅僅依賴(lài)于引進(jìn)商業(yè)化的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。尤其線(xiàn)下自主實(shí)驗(yàn)無(wú)法如期開(kāi)展的背景下，想要保證機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)符合高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的要求，必然需要相應(yīng)綜合探索型虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的補(bǔ)充。

北京中醫(yī)藥大學(xué)基于自身的中醫(yī)藥特色，于2019 年自主設(shè)計(jì)，并與泰盟軟件有限公司合作研發(fā)并上線(xiàn)了題為《四物湯對(duì)血虛證的作用和機(jī)制研究》的虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。該虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案采用了案例式、基于問(wèn)題的學(xué)導(dǎo)式以及自主學(xué)習(xí)式等多元教學(xué)方法，要求學(xué)生在掌握血虛證的證候、處方，血虛證模型的制作方法，以及觀察四物湯對(duì)血虛證患者及血虛模型動(dòng)物的作用并且分析其機(jī)制的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)中醫(yī)血虛證候的體征與癥狀、常用方劑四物湯及組成的認(rèn)識(shí)，以及對(duì)血液的組成、血紅蛋白和紅細(xì)胞數(shù)目、紅細(xì)胞生成過(guò)程等知識(shí)的理解，切實(shí)促進(jìn)學(xué)生中西醫(yī)知識(shí)的融合。該虛擬實(shí)驗(yàn)作為機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的重要組成部分，立足于中醫(yī)藥的學(xué)習(xí)和研究背景，適時(shí)補(bǔ)充了商業(yè)化虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在特色性、綜合性、系統(tǒng)性、探索性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的相對(duì)不足，是“停課不停學(xué)”背景下機(jī)能學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中不可或缺的一環(huán)。

3 停課不停學(xué)背景下機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使用的總結(jié)與反思

“停課不停學(xué)”背景，北京中醫(yī)藥大學(xué)2018 級(jí)中醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)班以及中西醫(yī)結(jié)合專(zhuān)業(yè)的學(xué)生通過(guò)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)。采用問(wèn)卷調(diào)查法，獲得了樣本量105 的機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)學(xué)生實(shí)際使用體驗(yàn)與反饋意見(jiàn)的一手?jǐn)?shù)據(jù)。

調(diào)查結(jié)果的縱向比較顯示，與2019 年同期相比，“停課不停學(xué)”背景下學(xué)生對(duì)于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的使用頻率有所增加，具體表現(xiàn)在：每周使用機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)頻率為四次及以上的學(xué)生占比由2019 年的7.69%，上升至“停課不停學(xué)”背景下的21.91%。有94.23%的學(xué)生認(rèn)同機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以幫助自己鞏固理論知識(shí)；有85.58%的學(xué)生認(rèn)同機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以幫助自己掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；有67.31%的學(xué)生認(rèn)同機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以鍛煉自己分析處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力。據(jù)此表明，機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)切實(shí)保障了機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)課程“停課不停學(xué)”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

然而值得關(guān)注的是，進(jìn)一步分析問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果以及一線(xiàn)帶教教師的走訪(fǎng)結(jié)果提示，機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)“金”平臺(tái)的建設(shè)，任重而道遠(yuǎn)。

在題目為更喜歡虛擬實(shí)驗(yàn)操作還是真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作的調(diào)查中，選擇“都喜歡”的學(xué)生占比為38.46%，選擇“更喜歡虛擬實(shí)驗(yàn)操作”的學(xué)生占比為13.46%，而選擇“更喜歡真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作”的學(xué)生占比達(dá)到了46.15%。此外，盡管調(diào)查結(jié)果顯示學(xué)生們普遍認(rèn)同機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以在鞏固理論知識(shí)、掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等方面發(fā)揮重要作用，但是對(duì)于認(rèn)同機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以幫助自身鍛煉實(shí)驗(yàn)技能的學(xué)生占比僅為28.85%；與2019 年線(xiàn)下實(shí)驗(yàn)與虛擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)方案下的調(diào)查結(jié)果縱向比較，更是下降了23.90%。

結(jié)合分析學(xué)生反饋意見(jiàn)以及一線(xiàn)帶教教師的走訪(fǎng)結(jié)果，出現(xiàn)上述情況可能的原因?yàn)楝F(xiàn)階段虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)項(xiàng)目操作流程程序感較強(qiáng)，其優(yōu)點(diǎn)是可以使得學(xué)生系統(tǒng)直觀地了解和學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作的全過(guò)程，但也因此使得整個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)的臨場(chǎng)感以及自然交互性受到了限制。因此，在線(xiàn)下實(shí)驗(yàn)與虛擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)方案下，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在幫助學(xué)生鍛煉實(shí)驗(yàn)技能方面的貢獻(xiàn)更為突出，即通過(guò)使用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，學(xué)生在線(xiàn)下實(shí)驗(yàn)開(kāi)展之前便可以直觀、系統(tǒng)地了解和掌握實(shí)驗(yàn)整體操作流程和操作要點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作遇到困難或問(wèn)題時(shí)，可以通過(guò)回憶虛擬實(shí)驗(yàn)的相關(guān)操作，及時(shí)排除困難，保障實(shí)驗(yàn)的順利開(kāi)展。相較之下，由于疫情的影響，線(xiàn)下實(shí)驗(yàn)無(wú)法如期開(kāi)展，虛擬實(shí)驗(yàn)臨場(chǎng)感以及自然交互性限制的弊端被放大，使得學(xué)生對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以幫助學(xué)生鍛煉實(shí)驗(yàn)技能的認(rèn)同感下降。

上述問(wèn)題的出現(xiàn)也為機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)提出了更高的要求，機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)能否通過(guò)引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual reality，VR），增加學(xué)生身臨其境的感受，以提高虛擬實(shí)驗(yàn)臨場(chǎng)感、自然交互性，提高學(xué)生鍛煉實(shí)驗(yàn)技能的體驗(yàn)以及學(xué)生對(duì)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣，既是學(xué)生提出的希望，亦是本團(tuán)隊(duì)努力的方向。

此外，現(xiàn)階段機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具有特色性、綜合性、系統(tǒng)性、探索性的自主研發(fā)項(xiàng)目還相對(duì)較少，亦需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)與完善。

4 結(jié)語(yǔ)

虛擬實(shí)驗(yàn)“金”平臺(tái)的建設(shè)并非一朝一夕之功。正是由于前期的不懈建設(shè)，才使虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)得以切實(shí)保障機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)課程“停課不停學(xué)”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，使其獲得學(xué)生以及一線(xiàn)帶教教師的認(rèn)可。然而，現(xiàn)階段機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在臨場(chǎng)感、自然交互性等方面仍需進(jìn)一步優(yōu)化，具有特色性、綜合性、系統(tǒng)性、探索性的自主研發(fā)項(xiàng)目亦需進(jìn)一步開(kāi)發(fā)與完善。