药学专业生物化学虚拟实验教学系统的开发与应用Δ

张丽娟，古同男，周秀艳，刘扬（首都医科大学燕京医学院，北京市101300）

药学专业生物化学虚拟实验教学系统的开发与应用Δ

张丽娟＊，古同男，周秀艳，刘扬#（首都医科大学燕京医学院，北京市101300）

目的：为提高生物化学教学质量提供参考。方法：研发生物化学虚拟实验教学系统，并分析该系统对学生学习兴趣和教学水平的影响。结果：笔者利用网络平台开发了生物化学虚拟实验教学系统，并在教师和学生中进行了试用。教师管理模块实现了教师对实验项目的宏观管理和监控；学生实验模块可实现实验演示及网上实验等功能。结论：教学反馈表明，生物化学虚拟实验教学系统增强并扩展了传统教学模式，以全新的方式将学生、实验仪器及实验项目紧密联系起来，拓宽了学生的知识面，加强了学生之间的相互合作交流，激发了学生的学习热情，提高了学习兴趣，具有助教、助学双重功能。

虚拟实验教学系统；基本实验；大型仪器

生物化学是高等医学院校的一门专业基础学科，又是当代医学和生命科学的前沿学科[1]，其理论研究的深入与实验技术的革新息息相关。在整个生物化学和医学的发展上，生物化学实验技术在科研实践中对发现新理论和开发应用新技术起着决定性的作用，已渗透到医学科学的各个领域，成为诊断、治疗、预防疾病的重要手段。与较成熟的生物化学理论教学相比，当前的生物化学实验教学普遍存在着诸如教学方法单一、教学学时有限、大型仪器较少、学生缺乏学习主动性和创造性等问题，大大限制了学科的发展和创新[2]。因此，我国药学教育改革应该尝试学习美英临床教育，通过增加开放性讨论、实践模拟和师生交流模块来锻炼学生的发散思维和创新意识的教育方式[3]。在实验教学中应用先进的多媒体技术[4]及“基于网络平台的生物化学虚拟实验教学系统的开发与研究”是发展的方向。笔者对不同学科虚拟实验环境进行了合理设计，使其接近于现实实验环境，使学生能够运用与现实中相同的规范和准则学习和训练[5，6]。生物化学虚拟实验教学系统既可以通过该平台完成基本实验，又可以参与教研室开展的第二课堂活动及大型仪器的使用，还可以自主设计实验，有利于培养学生创新意识和动手能力。现将笔者在开发应用虚拟教学系统过程中的体会总结如下。

1 网上虚拟实验系统的主要内容

采用DeamWeaver设计主页，ASP编写程序，AUTHORWARE开发多媒体学习课件，PHOTOSHOP处理图形图像，PREMERI处理视频课件，FLASH制作动画，ACCESS建立数据库。主体框架包括网络导航、课程简介、教学大纲、基本实验、第二课堂、大型仪器和交流园地。功能模块包括学生实验模块和教师管理模块。

1.1 学生实验模块

学生通过登录界面进入学习环境，包括3个功能子模块：基本实验项目子模块、第二课堂活动子模块、大型仪器子模块。

基本实验项目子模块包括：基本实验项目目录、实验讲义、实验选择和演示、网上实验、实验报告。例如，根据生物化学教学大纲安排生物化学基本实验技术录像、凝胶层析分离血红蛋白与维生素B2；温度、pH、激活剂和抑制剂对酶活性的影响；葡萄糖氧化酶法测定血糖；血清中谷氨酸氨基转移酶的活性、尿素氮的含量测定；血清无机磷的测定等6个实验。实验演示是由资深教师视频演示实验具体操作过程。网上实验提供虚拟环境，要求学生根据提示正确运行程序，实验完毕后网上提交实验报告。

第二课堂活动子模块包括：活动项目概况、实验目的、方案设计、实验演示和具体成效。第二课堂由于实验场地、实验经费、活动对象等原因仅在少数优秀学生中开展，为了满足大多数学生的学习兴趣，把教研室近3年已开展的活动项目在系统中展示，不仅减轻了实验室压力，节约了实验经费，而且提高了学生的实验动手能力、自学能力和科研思维能力。

大型仪器子模块包括：仪器原理、操作规程、应用范围及网上实验。提供基本实验中未开展的SDS-PAGE电泳、聚合酶链反应（PCR）仪的使用、基因克隆等项目，模拟真实环境，让学生掌握大型仪器的基本原理、主要操作规程、注意事项等。

1.2 教师管理模块

教师管理模块是指教师对实验系统的管理和监控，包括实验项目、内容的设置及更新、答疑、信息交流。该模块设置教师登录权限，方便教师对实验项目的更新及系统维护，也方便了教师在线答疑及信息交流。

2 网上虚拟实验系统的优越性

生物化学虚拟实验教学系统除了具有虚拟技术的逼真效果及较强的交互性外，因为与第一课堂教学配合使用，一方面学生可以在基本实验中预习、温习或回顾所要开设的实验，加深印象，克服以往实验结束后的不可再现性；另一方面，学生实际参与较少的第二课堂活动或大型仪器的使用，而通过本系统可以让学生充分感受第二课堂活动、大型仪器的具体操作，扩充知识面。学生在线提交实验报告，实现了无纸化作业。生物化学虚拟实验教学系统增强并扩展了传统教学，以全新的方式将学生主体和实验仪器及实验项目联系起来，激发了学生的学习热情，提高了学习兴趣，具有助教、助学双重功能。

3 虚拟实验教学系统的开发体会

虚拟实验教学系统的开发与研制不仅充分利用了现代多媒体教育技术，而且克服了实验室紧张、实验学时少、大型仪器利用率低等诸多弊病。通过虚拟实验教学系统在2个自然实验班中的试用，笔者总结了以下几点体会：

（1）生物化学虚拟实验教学系统将生物化学基本操作、主要学生实验内容、第二课堂活动、大型仪器的使用进行有机整合，提高了实验教学质量。特别是第二课堂活动的引入不仅扩大了实施范围，而且实施内容从锻炼动手能力到设计性实验到分子生物学领域，寓教于乐，利于学生实验的预习、复习和巩固。模拟大型仪器的使用能让学生身临其境，了解实验的前沿动态，扩充学生的知识面，丰富学生的专业基础知识。

（2）虚拟实验教学系统的开发填补了远程教学中单纯理论教学的缺憾。远程教学由于条件限制目前只开展了理论教学，而实验教学是生物化学不可缺少的一部分。虚拟实验教学系统能让学生真切的接触实验，实施实验过程，在线提交实验报告，完善远程教学内容。

（3）提高了学生的学习主动性和兴趣。虚拟实验教学系统符合高校学生爱体验、喜欢新鲜事物的心理，能把被动学习变成主动参与，提高对专业课程的学习兴趣。

（4）虚拟实验教学系统的开发完善了生物化学网络课程，为精品课程的申报做了前期工作，有利于生物化学学科建设，也为相关学科建设提供了参考。

[1] 曹廷兵，叶治家，彭家和，等.军医七年制学生生物化学与分子生物学实验教学改革探索[J].基础医学教育，2001，3（3）：213.

[2] 杨 红，林德馨.生物化学实验教学现状的调查和浅析[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2010，12（6）：608.

[3] 赖 莎，扬 帆，李明亚，等.英美临床药学教学的课程设置与实践情况研究[J].中国药房，2010，21（29）：2706.

[4] 王延鹏，侯庆源，李大佑.在医院局域网内构建流媒体教学系统[J].中国药房，2007，18（19）：1512.

[5] 王培俊，罗大兵，李 琳，等.建设虚拟设计与制造创新实验平台多层次培养创新能力[J].实验技术与管理，2010，27（3）：100.

[6] 顾锦江.网络虚拟实验教学系统的设计[J].微计算机信息，2010，26（3）：135.

Development and Application of Biochemistry Virtual Experiment Teaching System for Pharmacy Major

ZHANG Li-juan，GU Tong-nan，ZHOU Xiu-yan，LIU Yang（Yanjing Medical College，Capital Medical University，Beijing 101300，China）

OBJECTIVE：To improve the teaching quality of biochemistry.METHODS：The biochemistry virtual experimental teaching system was developed for pharmacy major，and the influence of the system on students learning interest and teaching level were analyzed.RESULTS：The biochemistry virtual experimental teaching system had been built through a network platform，and the system had been used by teachers and students.In the system，the teacher management module helped teachers to manage and monitor experiment project，the student experiment module showed the function of demonstration and on-line experiment.CONCLUSION：The teaching feedback shows that the system can strengthen and expand the traditional teaching mode.Students，instruments and project can be linked by a new way.It can extend the students’knowledge，strengthen the students’cooperation，inspire the enthusiasm，and enhance the interest in learning.It has the dual function in teaching assistant and studying assistant.

Virtual experiment teaching system；Basic experiment；Large instruments

G64；R91

A

1001-0408（2011）28-2685-02

Δ首都医科大学校长基金（09JYY-122）

＊副教授，硕士。研究方向：中药生物机制。电话：010-69427565。E-mail：lijuanzh@sohu.com

#通讯作者：教授，硕士。研究方向：医学教育管理和研究。电话：010-69441034。E-mail：laoluliuyang@126.com

2010-11-26

2011-03-17）