陳海英，阮子蕓，李 健，梁裕芬

（廣西中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，廣西 南寧 530200）

近年來，虛擬仿真實驗技術(shù)成為高等教育教學(xué)領(lǐng)域繼多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后的又一項應(yīng)用類新技術(shù)，我國政府和教育部門高度重視這項技術(shù)的推廣和應(yīng)用，如在中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實施方案（2018—2022年）》中，把大力推進(jìn)教育信息化列入十項重點任務(wù)之一，并明確提出“開展國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)”［1］。當(dāng)前，虛擬仿真教學(xué)平臺的建設(shè)與應(yīng)用已經(jīng)成為高等教育領(lǐng)域的焦點［2］，而且在抗擊新型冠狀病毒的過程中，虛擬仿真實驗較好地解決了高校實驗課程的難題。由此可見，虛擬仿真實驗不僅是“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下教育改革的需要，更是特殊時期應(yīng)對教育難題的有效舉措［2］。

人體寄生蟲學(xué)實驗教學(xué)是本學(xué)科教學(xué)必不可少的組成部分。積極探討實驗教學(xué)的新方法、新模式，努力提高實驗教學(xué)質(zhì)量，是時代賦予寄生蟲學(xué)教師的責(zé)任。自我校的“中（壯）醫(yī)藥虛擬仿真實驗教學(xué)中心”建成以后，課題組在實驗教學(xué)中積極引入虛擬仿真實驗，以其解決傳統(tǒng)實驗教學(xué)的困難與不足。

1 引入虛擬仿真實驗的必要性

目前，我校開設(shè)人體寄生蟲學(xué)實驗的專業(yè)比較多，包括臨床醫(yī)學(xué)、口腔醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)、中西醫(yī)臨床醫(yī)學(xué)、中醫(yī)學(xué)、護(hù)理學(xué)等專業(yè)。傳統(tǒng)實驗教學(xué)單一模式由于受到學(xué)時、實驗場地、實驗設(shè)備、安全性等多種因素的影響，教師在實驗內(nèi)容的設(shè)計上艱難取舍。一般情況下，中醫(yī)學(xué)、護(hù)理學(xué)等專業(yè)只能開展一些基本的、寄生蟲形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察類實驗，只有學(xué)時數(shù)相對較多的醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)、臨床醫(yī)學(xué)等專業(yè)，可以開展部分寄生蟲檢測和診斷方法類實驗，至于“建立寄生蟲模型”類實驗是無法開展的，這在一定程度上影響了實驗教學(xué)的完整性、系統(tǒng)性。虛擬仿真實驗具有較高真實度的實驗器材與實驗步驟、高貼合度的實驗?zāi)M場景，而且不受時間、空間及安全性的限制，能有效解決傳統(tǒng)實驗教學(xué)存在的困難，可以增加更多的實驗教學(xué)內(nèi)容，節(jié)省實驗時間，在拓寬學(xué)生知識面、提高人體寄生蟲學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量等方面均能產(chǎn)生積極作用。

2 虛擬仿真實驗教學(xué)的應(yīng)用

虛擬仿真實驗將教學(xué)內(nèi)容從傳統(tǒng)的書本集成到現(xiàn)代信息技術(shù)載體中，將靜止的文字和圖片轉(zhuǎn)化成動畫和視頻，為實驗教學(xué)帶來了新思路、新模式。為了更好地把虛擬仿真實驗引入人體寄生蟲學(xué)實驗教學(xué)，課題組已經(jīng)開展了兩年的研究與教學(xué)實踐。

2.1 本課程的虛擬仿真實驗設(shè)計 課題組曾經(jīng)在兩個平臺開展虛擬仿真實驗教學(xué)，一個是我校與上海夢之路數(shù)字科技有限公司共建的“中（壯）醫(yī)藥虛擬仿真實驗教學(xué)中心”，另一個是2020年上半年疫情期間由上海夢之路數(shù)字科技有限公司免費提供的“醫(yī)學(xué)魔課MOEC”，平臺一共提供了24 個虛擬仿真實驗。我校臨床專業(yè)及醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)的實驗教學(xué)為28學(xué)時，口腔專業(yè)為16 學(xué)時，中醫(yī)和護(hù)理專業(yè)則為12 學(xué)時。為了更好地開展教學(xué)，基于專業(yè)、學(xué)時數(shù)考慮24 個實驗被按層次和類別整理，并針對不同的專業(yè)提出了不同的學(xué)習(xí)要求，見表1。

表1 虛擬仿真實驗開設(shè)情況

2.2 虛擬仿真實驗教學(xué)的實踐

2.2.1 教學(xué)流程 虛擬實驗教學(xué)一般由三個步驟完成：第一步，教師根據(jù)教學(xué)進(jìn)度引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入平臺進(jìn)行實驗。第二步，學(xué)生輸入賬號、密碼登錄平臺，進(jìn)入管理桌面，點擊“我的課程”，點擊“醫(yī)學(xué)寄生蟲學(xué)綜合實驗”，即可進(jìn)入各個實驗的學(xué)習(xí)和操作。具體操作流程包括演示、操作和評價三個部分（圖1），操作過程中如果遇到問題還可以在“答疑中心”提出，與教師、同學(xué)討論。實驗操作完成后，再完成教師布置的作業(yè)或小測驗。第三步，教師查看、監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，引導(dǎo)學(xué)生討論答疑中心的問題，批改作業(yè)或小測驗。

圖1 虛擬仿真實驗操作流程

2.2.2 教學(xué)模式 基于專業(yè)、學(xué)時數(shù)和傳統(tǒng)實驗室條件等因素，課題組把虛擬仿真實驗的應(yīng)用方式分為兩種：一種是虛擬仿真實驗教學(xué)與傳統(tǒng)實驗教學(xué)相結(jié)合的線上線下混合式教學(xué)模式。這種模式主要是針對要求學(xué)生熟練掌握的實驗，虛擬實驗作為課前預(yù)習(xí)、課后鞏固的學(xué)習(xí)資源。如醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)開展的“飽和鹽水漂浮法”實驗，課前學(xué)生在虛擬平臺上模擬實驗操作，并且思考老師布置的四個問題：①“飽和鹽水漂浮法”的實驗原理是什么？②為何“飽和鹽水漂浮法”可以提高鉤蟲檢出率？③“飽和鹽水漂浮法”的適用蟲種有哪些？④你認(rèn)為“飽和鹽水漂浮法”的關(guān)鍵步驟是什么？此后學(xué)生在傳統(tǒng)實驗課堂匯報虛擬仿真實驗的學(xué)習(xí)情況，回答老師布置的思考題，并進(jìn)行“飽和鹽水漂浮法”的實際操作，親身體會飽和鹽水的添加、糞便的性狀、載玻片的覆蓋與翻轉(zhuǎn)等實驗步驟。如果需要，學(xué)生課后還可以再回到虛擬仿真實驗平臺進(jìn)一步熟練操作過程。另一種應(yīng)用方式則是單純的虛擬仿真實驗教學(xué)，老師通過平臺追蹤了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，督促學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)，這種模式主要針對一些只要求了解或熟悉的實驗，如建立寄生蟲動物模型類研究性實驗。

2.3 虛擬仿真實驗教學(xué)反饋 課題組在課程結(jié)束后對我校2019 級臨床專業(yè)2 班學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查，學(xué)生總數(shù)82 人，發(fā)放問卷82 份，收到有效問卷82 份，結(jié)果見表2。結(jié)果提示，學(xué)生對虛擬仿真實驗持肯定態(tài)度，尤其是一些需要反復(fù)練習(xí)的實驗及實驗室無法開展的實驗，但并不認(rèn)同虛擬仿真實驗完全取代傳統(tǒng)實驗。

表2 授課學(xué)生的調(diào)查問卷內(nèi)容及結(jié)果

3 教學(xué)體會

3.1 虛擬仿真實驗實現(xiàn)以虛促實，使微觀實驗可視化 人體寄生蟲學(xué)實驗很多都是微觀實驗，實驗過程無法觀察，只有等實驗進(jìn)行到一定程度后通過顯微鏡、放大鏡或經(jīng)過染色才能看到結(jié)果，虛擬仿真實驗將抽象的實驗內(nèi)容，通過flash 動畫或短片的形式呈現(xiàn)出來，生動逼真地展示實驗微觀過程，增強(qiáng)趣味性，加深學(xué)生對知識技能的掌握，提高實驗教學(xué)效果，如“鉤蚴培養(yǎng)法”中鉤蟲卵的發(fā)育過程、幼蟲的破殼而出，“環(huán)卵沉淀試驗”中血吸蟲卵與血清中抗體結(jié)合形成沉淀物以及沉淀物的形狀，都會深深地烙印在學(xué)生的腦海中。

3.2 虛擬仿真實驗提供翻轉(zhuǎn)課堂的學(xué)習(xí)資源，有效解決學(xué)時不足的問題 人體寄生蟲學(xué)需要熟悉和掌握的實驗技術(shù)較多，尤其是醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)和臨床專業(yè)，但目前普遍存在實驗學(xué)時數(shù)較少的問題。虛擬仿真實驗平臺可以讓學(xué)生隨時登錄網(wǎng)絡(luò)平臺，打破時間的限制，讓學(xué)生根據(jù)自己的基礎(chǔ)和掌握程度，在虛擬的環(huán)境中反復(fù)練習(xí)，熟練操作，最后再結(jié)合實驗室的實際操作，將實驗教學(xué)內(nèi)容融會貫通。由于學(xué)生課前即實驗室操作前已經(jīng)掌握實驗原理和實驗操作過程，可以提高實驗成功率，并且節(jié)省實驗時間。對于一些難度大的、操作步驟多的實驗，還可以在做完傳統(tǒng)實驗后再次進(jìn)行虛擬實驗，有利于學(xué)生了解每一實驗步驟在實驗中所起的作用，進(jìn)一步理解實驗原理，消化實驗內(nèi)容。

3.3 通過虛擬仿真實驗增加綜合性、研究性實驗，拓寬學(xué)生的知識面 人體寄生蟲學(xué)傳統(tǒng)實驗教學(xué)通常以驗證性實驗為主，一些綜合性、研究性實驗較難開展。虛擬仿真實驗平臺提供的大型綜合性實驗、研究性實驗，如“蛔蟲感染小鼠動物模型的建立與病理反應(yīng)觀察”“血吸蟲感染誘導(dǎo)的免疫細(xì)胞反應(yīng)”“骨髓穿刺”等實驗，可以讓學(xué)生在平臺上自主開展實驗項目，自行設(shè)計、操作、分析實驗結(jié)果、獲得結(jié)論，有效發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，豐富人體寄生蟲學(xué)知識。

3.4 虛擬仿真實驗教學(xué)可節(jié)省實驗室建設(shè)投入，降低實驗教學(xué)成本 在虛擬教學(xué)平臺，實驗儀器、實驗耗材都是通過虛擬技術(shù)實現(xiàn)，實驗教學(xué)的改革及實驗項目的調(diào)整、實驗方案的優(yōu)化可以不受實驗設(shè)備性能的制約，能有效解決傳統(tǒng)實驗平臺建設(shè)周期長、投入大、更新補(bǔ)充不到位等問題，保障教學(xué)的正常開展。

4 結(jié) 語

虛擬仿真實驗平臺的引入，可以使人體寄生蟲學(xué)實驗實現(xiàn)“長時程實驗短時化、大尺度實驗微縮化、微觀實驗可視化、危險實驗安全化、復(fù)雜實驗熟練化、難重復(fù)實驗再現(xiàn)化”［5］，解決了傳統(tǒng)實驗教學(xué)諸多的現(xiàn)實問題，為學(xué)生提供了理論與實際結(jié)合的機(jī)會。此外，虛擬仿真實驗在規(guī)范學(xué)生的操作步驟、豐富學(xué)生知識等方面都可以發(fā)揮重要作用。但仿真實驗畢竟不是真正的實際操作，存在一定的局限性。如學(xué)生在使用仿真實驗軟件的過程中，會淡化對基本訓(xùn)練和動手能力的培養(yǎng)，同時由于仿真實驗的軟件過于智能化，對學(xué)生實驗操作出現(xiàn)的錯誤，系統(tǒng)會迅速給出提示，減少學(xué)生思考辨識的時間，使學(xué)生產(chǎn)生依懶，可能影響學(xué)生應(yīng)對突發(fā)事件、排除故障及對實驗儀器的常規(guī)檢修的能力。因此，在實驗教學(xué)過程中，尤其是針對一些需要學(xué)生重點掌握的實驗，我們應(yīng)該遵循虛實結(jié)合、相互補(bǔ)充的原則。