虚拟中药炮制学实验室在实验教学中的应用研究

薛海萍

（上海中医药大学，上海201203）

中药炮制是根据中医理论按照医疗、调剂、制剂的不同要求以及药材自身性质所采取的一项制药技术，也是一门对实际动手能力有很高要求的学科。大学学生人数不断增加但实验室资源紧缺、中药原药材价格高涨等问题与教育经费短缺的现实矛盾实际存在，这些矛盾制约了学生动手实验的需要，如何解决这些矛盾就成了当务之急［1］。网络教学技术在资源共享、拓展时空等方面具有无可比拟的优势。将虚拟实验科学合理地运用于传统实验教学中，既促进实验教学的改革与发展，也可在有限的条件下提高现有资源的使用率，在保障教学效果的同时又降低对实验室资源的依赖。虚拟实验室的建立就成了中药炮制学实验教学的改革方向。

1 虚拟实验室建立的基础

虚拟实验是多媒体计算机技术和虚拟仪器技术为实验平台的实验方式。虽然虚拟实验这一概念80年代末才被提出，但对虚拟实验的研究与开发在发达国家受到了广泛重视，特别是美国对其研究在该领域处于领先地位［2］。在国内，近年来对虚拟实验的研究也开始兴起，各学科的虚拟实验纷纷被开发并用于教学和科研。

虚拟中药炮制学实验室是利用计算机虚拟现实技术使实验者利用计算机如在真实的实验环境中一样完成各种实验项目，达到预期的实验效果［3］。虚拟实验室通过文本、视频、音频和动画等多媒体技术实能很好地实现教学交互：学生与媒体界面的操作交互、学生与教学要素的信息交互、学生的概念与新概念的概念交互［4］，从而激发学生的学习兴趣，使学生可以自主学习、主动学习，同时也顺应现阶段教育改革的大趋势。

实验教学是中药炮制教学过程中的一个重要环节，是课堂理论学习和以后实际工作之间的桥梁。通过实验教学，不仅可使学生掌握中药炮制的基本方法与技能，学习传统的制药技术，还可培养学生动手能力，激发学生对新知识的探索欲望。传统的炮制实验教学内容，学生仅需按实验指导，逐步操作，学生在实验中按部就班，没有自己对实验的理解。虚拟实验室的建立，可以使实验教学方式多元化、实验内容多样化、学生进行实验操作灵活性增强，能培养学生动手能力和创新能力。

2 虚拟中药炮制学实验室的建设

虚拟中药炮制学实验室基于VRML与Java的虚拟现实技术，结合Flash、Authorware等软件制作交互实验，以中药炮制学的理论为设计依据，以利于培养学生自主能力、创新能力为宗旨。

2.1 实验信息资源模块的建设 虚拟课堂：中药炮制学实验教材、实验PPT、配套练习。在中药炮制学实验教材的编制中，特别添加了 “关键字 “，相应地在软件设计中增加了 “搜索”功能，方便了学生查找。它是教师课堂教学的真实再现和延续，学生通过在线听课也能达到课堂教学的效果。学习园地：中药炮制学发展史、中药炮制特殊炮制工具的介绍以及参考文献等。互动平台：师生在线交流的园地，通过一般问题解答、专题讨论等方式，实现在线时时提问、答疑、讨论和上传实验报告等功能。

实验信息资源在整个虚拟实验室各层建设中处于一个基础地位，只有理论信息详实、丰富，才能在授课过程中游刃有余，学生在课外学习时有足够的学习资源。

2.2 炮制方法实验过程模块的建设 炮制实验过程层主要包括了每个炮制方法的具体操作步骤、实验药材及辅料、操作视频资料、原药材与炮制品图片、合格炮制品和不合格炮制品对比、实验操作中的注意事项、操作要点等。通过炮制方法实验过程模块的设计，使整个实验的操作要点、教学目的明了化。同时操作视频、图片等多角度的内容展示，也便于学生充分掌握具体的炮制方法，同时也避免了由于图片与视频资料容量偏大，不适宜学生拷贝的缺陷。

2.3 仿真实验操作模块的建设 根据中药炮制实验教学目标、学生基础，精心创设一个能够激发学生学习兴趣的模拟情景，提供虚拟实验操作，学生可进入仿真实验环境，进行实战演练。利用Flash等技术模拟真实的实验环境，当学生开始实验操作时，如果有一个操作要点选择错误则实验报错不能继续，需重新选择开始实验。学生在反复实验中，通过对教材的查找、互相讨论等形式寻找解决问题的方法。使学生在处理问题上的周密性、思维的严谨性、都能得到很好的锻炼和提高。

模拟实验操作模块不仅可以节约现在紧张的教育资源而且能最大限度的激发学生自主思考、运用已经学到的知识，去发现问题、解决问题，进行有效的控制和反馈，从实验现象和结果中发现和总结出新的实验规律和理论，是对中药炮制实验教学改革的有效尝试。

讨论与展望

虚拟中药炮制实验室加深了传统中药炮制实验的内涵同时扩展了中药炮制学实验的基础知识，对于培养学生的基本技能、实验设计能力和解决问题能力具有重要作用。实际教学必须使用虚拟教学和实际教学相结合，取己之长补彼之短，才能更好地达到中药炮制学实验教学目的。网络教学技术具有时空拓展、资源共享等优势，是今后教育技术的必然走向［5］。利用虚拟中药炮制学实验这个平台，增加更多的实验内容，使中药炮制学的教学内容更丰富、教学形式多样化，是下一步的研究方向和努力的方向。

［1］沈剑敏.生物化学实验多媒体课件的研制［J］.实验室研究与探索，2009，28（2）：80－81.

［2］陈小红.虚拟实验室的研究现状及其发展趋势［J］.中国现代教育装备，2010（17）：107－109.

［3］郑颖立.体验式虚拟实验研究［D］.上海：华东师范大学，2008.

［4］黄俊，杜成斌，杨辉.材料力学拉仲和扭转模拟实验课件的研发［J］.实验技术与管理，2008，25（1）：69－72.

［5］夏奎.教学应用系统在中药炮制学教学中的应用［J］.中国中医药现代远程教育，2008，6（2）：122.