机能实验学中开展虚拟实验的应用实践及体会

机能实验学中开展虚拟实验的应用实践及体会
作者：刘波翟玉荣高原晋玲黄永毅黄彦峰
来源：《教育教学论坛》2018年第33期
摘要：机能学虚拟实验为学生提供科学、灵活的实验教学环境，弥补传统实验教学的时间和空间不足，对传统的实验课堂进行有效地拓展是医学院校机能学实验教学改革的有效举措，能促进机能实验教学水平和质量的提高。

关键词：虚拟实验；机能实验学；实验教学
中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）33-0279-02
机能学实验是医学院校生理学、药理学及病理生理学三门重要基础学科实验的有机整合，是医学院校基础医学教育的重要板块，同时也是培养医学学生实践创新、科学思维、严谨治学的有效途径之一[1]。

目前，大多数医学院校都积极探索机能实验的教学改革，虚拟实验的作用在教学中的表现突出。

虚拟实验是以计算机网络为核心，将虚拟仪器通过网络连接起来，以实现数据采集、分析，远程操作的系统；按照机能学实验教学的基本要求，建立虚拟的实验环境，运用各种虚拟实验仪器及设备，对建立的实验动物模型进行实时模拟操作，构成了新型的实验操作模式——机能学虚拟实验。

一、我校机能虚拟实验室的现状
我校机能学实验教学改革起步较早，从2002年成立校区开始，就组建基础教学部机能实验室，同时就进行机能学实验教学进行改革和探索。

机能实验将原有的生理学、病理生理学、药理学实验课程进行科学、有机的整合。

经过近15年的创新与实践，目前机能实验学已形成了较为规范的机能学实验课程体系，独立设置实验课，独立考核，在强调培养学生动手能力、创新能力和科学思维能力方面起到了一定的促进作用。

我校机能虚拟实验室自2012年启用以来，已覆盖两个实验室共22台学生用计算机，实现了多媒体网络化教学，大型精密仪器、打印机等设备与网络连接，为虚拟实验室的建设提供了良好的平台。

实验室配置泰盟软件科技有限公司的虚拟实验室软件，实现校园网终端的多用户实时访问，后台管理可进行远程操作，方便进行信息更新及系统维护。

二、虚拟实验室在实验教学中具备的优势
1.虚拟实验是传统实验教学的改革创新。

虚拟实验突破了传统实验的模式，充分利用了现代化的科学发展成果，突破了时间和地点的限制，可实现网络终端的实时操作及实验中操作的
一致性和科学性。

虚拟实验室采取了人机交互的实验方式，具有智能性、仿真性、形象性和趣味性，提高了学生的学习积极性和主动性。

2.虚拟实验提供了丰富的实验内涵。

虚拟实验能提供给学生更多的实验项目选择，通过对实验的操作可以加深相关理论的认识，使学生更能深刻认识课本的知识；虚拟实验可实现数据库的扩张和更新，能提供实验相关的资源，并能提供新型的实验项目，可实现的知识的实时更新。

另外，虚拟实验对一些复杂、运行成本高、使用频率低的实验仪器也可进行展示，如膜片钳实验操作等。

同时，对于需要开展大量动物实验的医学生而言，虚拟实验室能够合理配置资源，提高教学效率，在教学中发挥积极作用。

3.虚拟实验省时、省力，易于提高学生兴趣。

虚拟实验基于网络的资源共享和平台，可以避免设备的重新购置，虚拟实验节约了动物和药品的使用，减少了不必要的实验室开支，利于实验室控制总体的实验成本。

我们在实验前公布虚拟实验项目，培训学生熟悉相关的操作，其后可自主选择相关的实验项目进性操作。

4.虚拟实验是机能实验教学体系中重要组成部分。

虚拟实验通过学生的虚拟电脑操作与实际操作的结合，将现代化的教育教学理念融入其中[2]。

根据本科医学教育标准的要求，需要在实验中培养学生自我认识、自我学习、自我管理等能力[3]，虚拟实验的自主性学习平台是具备提高以上能力的有效手段，是一种新型的教育教学模式，虚拟实验的内涵在实际教学中也会进一步提升。

5.虚拟实验也是实验室发展要求的趋势。

基于网络操作的虚拟实验室是现代化信息技术发展的必然结果，学生已经熟悉和适应现代信息技术手段，使用起来更加顺手和易于接受，通过平台的操作，对真实的动物实验虚拟操作，且能对以往的理论知识进行回顾，这样可起到一举两得的效果，通过学生对整个实验流程的熟悉和掌握，对实验有初步的了解，对精细的操作可仔细观察；对非常难操作的步骤，可借助于虚拟平台的实验操作录像反复观看和揣摩，同时实验过程中，学生亦可边看实验录像边操作，因此，虚拟实验课贯彻实验全过程，对学生有很好的指导作用。

实践证明，虚拟实验室受到学生的普遍欢迎，学生在实验过程中普遍提高学习的自主性和积极性。

三、虚拟实验室的应用现状及前景
虚拟实验室虽然结合了多媒体及数字化技术，尽可能的模拟真实实验的操作场景提供给操作者，尽可能的用实验相关的视频及图片、文字内容，使学生从感性和理性两方面认识大大提高，但虚拟实验无法代替学生的真实动手操作，不能提高学生处理突发实验状况的能力、学生的团队精神及合作能力，因此，还需要思考如何更好地协调虚拟与真实操作的平衡点。

虚拟实验的选择性和各院校实际的教学环境和模式也有重要的关联，因此，也需要对虚拟实验内容进行创新，需要院校和研发企业进行联合开发和创新[4]，才能使更多的虚拟实验得以应用和推广。

目前我国高等教育推行的《本科医学教育标准—临床医学专业（试行）》对医学毕业生培养的基本要求是提高人才培养质量，适应现代社会发展趋势，达到人才培养的目标，而虚拟实验是医学现代化创新教育的重要手段。

通过开展和完善虚拟实验，与真实实验进行有机互联，相信通过合理科学的虚拟实验的运用，我们能达到提高机能实验教学效果的根本目的。

参考文献：
[1]刘波，翟玉荣，蔡仕宁，等.机能实验学中开展PBL教学的实践研究[J].卫生职业教育，2017，15（35）：107-107.
[2]郭颖奇，肖勇.新技术驱动下的高校实验教学发展及研究综述[J].实验室研究与探索，2017，36（9）：179-183.
[3]罗学娅，曾常茜，康乐，等.新型机能学实验教学体系构建与实施[J].中国当代医药，2016，23（27）：169-171.
[4]陈昌峰，陈磊，江勤，等.基于Web的医学虚拟仿真平台在机能实验教学中的应用[J].基础医学教育，2017，19（5）392-394.。