虚拟实验在中医药高职高专院校机能学教学中的应用实践

·教学研究·

虚拟实验在中医药高职高专院校机能学教学中的应用实践

张斌1,李治伟1,邱爱珠1,

晓琳1,黄旭1,宋海鹏1*,沈

2*(

1.湖南中医药高等专科学校,湖南 株洲412012；2.吉林医药学院，吉林 吉林132013)

关键词：虚拟实验;中医药高职高专;机能学

文章编号：1673-2995(2015)06-0492-02

中图分类号：G624

基金项目：湖南中医药高等专科学校教研课题(201309);湖南中医药高等专科学校2014教研教改重点项目.

作者简介：张斌(1974-)，女(汉族)，高级实验师，本科.

收稿日期：(2015-04-29)

教育部提出高职高专院校的教学工作应以能力为核心，重在培养学生的实践操作和应用能力。机能学实验教学是中医药高职高专院校医学实验教学的重要组成部分，近年来学校要求整合教学资源提高综合性实验、设计性实验和创新性实验的开出率，适当降低经典验证性实验的课时。我校机能实验室近期结合实际开展了实验教学体系、教学方式的改革尝试，将原生理学、药理学和病理生理学三门相关学科的实验课程合并构建了综合实验教学体系，取得了一定的收获。但在实际教学工作中由于教师缺乏、场地紧张、课时分配等原因导致学生缺乏实践动手机会，在一定程度上影响教学效果。为此在教学工作中充分利用虚拟实验教学系统，使其成为机能教学中不可缺少的组成部分。

1　学校虚拟实验教学资源简介

我校虚拟实验教学主要是基于成都泰盟公司生产的VBL-100虚拟实验系统为基础，建立了虚拟实验教学平台。同时学校结合实际教学需要制作了部分实验教学PPT和录制了部分实验操作视频，利用青果网络教学平台供学生在线观看。虚拟实验教学资源具备仪器介绍、实验原理、手术操作、模拟仿真、实验过程全程录像等部分，结构完整，内容丰富，形象直观的特点，无论是在实验预习、实验演示、复习都起到了良好的辅助教学效果。

通讯作者：宋海鹏(1962-)，男(汉族)，教授，本科.

2　虚拟实验教学主要应用

2.1　鼓励学生通过虚拟实验教学系统开展预习

中医药高职高专院校传统的实验教学以教师讲解实验步骤学生机械按部就班操作为主，随着对学生实践创新能力的要求不断提高，对学生本身动手能力和实践操作能力提出了更高的要求。如今机能学实验教学以及从单纯的重复验证性实验向综合性实验教学转变，实验设计难度更大，操作难度更高，而中医药高职院校还是不能摆脱课时紧张的困扰。为了在有限的时间内完成较高难度的综合性实验，教学安排中应先安排一定学时教授虚拟实验教学平台使用方法，尽可能引导学生先预习相关内容，通过观看虚拟实验系统中的实验原理、实验方法简介理解实验内容，通过实验教学视频、虚拟实验操作初步熟悉实验操作流程。往往通过提前预习后能明显提高实验成功率，提高教学效果。

2.2　实验操作演示

医学机能学实验课往往是中医药高职高专院校学生首次接触动物实验，对于动物实验操作往往显得比较陌生。教师讲解实验步骤后学生往往不易理解，实验中教师讲解完后可要求学生进入虚拟实验系统观看视频操作进一步加深对实验步骤的理解。尤其是对于一些难度较大，精细度要求较高的操作(如颈总动脉插管术)对于学生而言更难掌握，实验中学生可通过观看虚拟实验系统实验操作过程掌握操作要领，提高了实验的成果率，有效提高了机能实验教学质量。

2.3　学习拓展

中医药高职高专院校学制为三年，在校时间仅有两年，课程数目多，课时有限，传统教学中两学时实验难以完成综合性实验操作，通常仅开设一些相对简单的常规实验项目。随着医学教育的不断发展，中医药高职高专学生实践动手能力和对知识的应用能力不断提高，对实验实训提出了更高的要求，课时和实验条件的限制成为了实际矛盾。此时可充分利用虚拟实验系统丰富教学内容，例如家兔的动脉血压调节、家兔的呼吸运动调节，手术操作和实验方法基本一致，均按照家兔的颈部手术，插管，连接仪器，采集正常生理值，给予药物干预获取实验数据，结果分析与实验讨论程序操作。在实际教学工作中教师可以选择性开设一个实验项目，另一个实验项目则要求学生通过课后利用虚拟实验系统自主完成，按照要求完成相应实验记录和分析，撰写实验报告。利用虚拟实验系统后既拓展了实验项目，丰富了教学内容，还充分利用了学生课余时间，调动了课后自主学习，以便在有限的学时内学到更多的知识。

3　虚拟实验教学优点

3.1　丰富教学内容，提高实验开出率

中医药高职高专院校一般以三年制为主，除去实习时间学生在校期间仅有两年时间，医学机能学实验教学中往往会因为教学经费短缺、实验场地、实验课时限制等原因，使一些实验项目无法开展。利用虚拟实验教学系统，可以弥补这方面的不足，原本无法开展的实验项目可通过实验视频演示和虚拟实验操作，有效地补充了教学资源、场地条件限制，提高了实验开出率，提高了教学效果。

3.2　节省教学资源

近年来随着对职业教育的不断重视，中医药高职高专院校招生规模不断扩大，由于教学场地、仪器设备的缺乏,机能实验教学中每个实验一般都是4～5名同学一组，有些实验甚至是6～8名同学一组，学生在实验课上既看不清楚老师示教又缺少自己动手的机会，严重影响了教学效果。利用智能手机和校园网络系统进入学校医学机能学虚拟实验教学平台,每个同学都有机会观看实验视频操作和进行实验操作。实验操作无需使用实验动物、实验试剂和耗材，节省了实验耗材等经费开支，同时也减轻了实验教学的工作难度。

3.3　提高了教学效果

传统实验教学以教师讲述或者PPT演示为主，虚拟实验教学能够将实验过程中的图像、文字、声音以及动画等各种因素融为一体，具有智能性、仿真性、形象性。对一些微观现象也可以用虚拟实验技术来模拟，学生就像置身于真实的实验环境中，极大地提高了实验教学的效果。学生通过虚拟实验软件系统可设计探索性实验、综合性实验，有利于培养学生的创新能力、实验思维能力和独立解决问题的能力。

3.4　提高了实验教学的安全性

一些实验危险性比较高，若操作疏忽，容易对操作者造成危害，如机能学试验中的试剂、药品如操作不慎就可能造成身体伤害。另外像休克的实验中要使用到实验动物犬，如果动物麻醉效果不满意，可能会咬伤老师或学生。而虚拟实验却无任何危险，有毒、有害、污染环境及破坏性实验，都可在虚拟实验室内进行模拟仿真，强化实验现象。

3.5　实现最高效率的资源共享

学校一直提倡医学实验室对外开放，可是由于实验室场地的局限，加上实验带教老师也没有过多时间和精力在周末对外开放实验室，所以医学实验的对外开放一直无法执行。有了虚拟实验系统，可以突破时间和空间的限制，学生在宿舍可以随时随地进入虚拟实验室网站，选择相应的实验操作，一些对机能实验感兴趣的非医学专业的学生平时没有机会亲身来到课堂听老师的讲解，现在也可以通过校园网的虚拟实验系统了解和实际操作这些实验项目。这使得实验教学这一资源从中心“独有”变成了全校“共享”，充分表现其高效性。

4　展　望

虚拟实验不能完全替代真实实验,虚拟实验室虽具备着上述诸多优点，但在实际教学过程中完全用仿真模拟实验来代替真实实验也是不可取的。学生在真实实验中需亲自操作，对于训练学生的基本操作技能有非常重要的作用。而虚拟实验中学生主要是通过眼睛去观看并体会实验的操作过程，而缺乏真实实验的“真实感”。真实实验与虚拟实验都是医学机能实验教学中不可或缺的组成部分，两者相辅相成。因此，在教学过程中我们需要取长补短，将两者有机结合起来，才能最大限度地发挥二者的作用，提高实验教学质量。