虚拟实验系统在医学机能实验教学中的应用体会

陈立松，盖晓东，历　春

(北华大学 基础医学院，吉林 吉林 132013)

虚拟实验系统在医学机能实验教学中的应用体会

陈立松，盖晓东，历春*

(北华大学 基础医学院，吉林 吉林 132013)

摘要：实验教学是高等医学教育的重要组成部分，我校将生理学、病理生理学和药理学三科实验课整合和重组后形成了医学机能学科的教学体系。在教学实践中通过构建了虚拟实验室，克服了传统实验教学局限性的同时又提升了学生实践动手能力、综合运用知识能力和培养创新意识。虚拟实验系统对提高实验室使用率和教学质量起到了重要作用。

关键词：虚拟实验；医学机能实验学；教学法

随着高校医学教育改革的深入发展，打破传统的实验教学模式，医学机能实验学逐步建立起来，它更加强调基础医学各学科之间的联系和交叉融合，使生理、病理生理学和药理学三个学科有机结合,要求学生在课堂上做到理论和实际、实践操作和积极思考相结合。随着高校教育体制改革的不断深化，医学机能实验学实验学改革已经成为医学实验教学改革的重中之重[1-2]。如何利用有限的教师资源、经费的短缺、实验室现有的设备和仪器，使它们发挥更大功效以满足教学需要，在计算机和网络技术的发展下，虚拟实验技术作为一门新生医学实验技术正在悄然崛起[3]，虚拟实验室的创建已经势在必行。综上所述，在校领导的大力支持下，我实验室在成都泰盟生物发展有限公司引进VBL-100虚拟实验室研发系统，在医学机能实验学建立虚拟实验室，面向广大师生开放，在实验教学中取得了较好的效果。

一、虚拟实验室系统的优点

(一) 节约资金

传统的医学机能实验学的教学手段是在教学计划和教学大纲的指导下，将三理有机结合后形成的一门医学综合性实验学科。实验课需要在有限的实验室中由实验准备老师、实验教师和同学共同完成，需要课前准备实验动物、检查实验器材、配制实验药品等繁琐的实验准备工作。虚拟实验室建立之后，实验内容可以利用多媒体的手段将实验课内容进行演示和模拟，软件分为资料室、准备室、模拟实验室、动物室和考场五部分。分别对课程简介、仪器的介绍、实验的原理、实验操作步骤、仿真模拟、自测题目和考核等内容进行逐一介绍，使实验设计结构合理，内容完整，实验过程不受实验动物和药品的制约，简单易行。它有效克服了实验器材易磨损、实验动物昂贵、实验经费紧缺的矛盾。成都泰盟开发的VBL-100虚拟实验系统采用多媒体与计算机网络技术，涵盖了生理、病生、药理和机能学的上百个模拟仿真实验，实验内容通过计算机显示器直接图文并茂、丰富直观的展示给同学，使学生掌握实验操作内容的同时熟知实验原理和实验注意事项等问题。学生在上课之余还可以通过学生实验技能自测系统和药物考核模块来实现对实验课内容的理解、掌握程度的判断和一些药物对机体的作用，掌握不同药量的不同作用，例如安定的作用就是随着剂量的增加而不同，由抗焦虑、镇静、催眠到抗惊厥。

总之，虚拟实验室的建立大大的节省了实验动物、实验药品和实验耗材，较少的投入就可以实现多人同时上机学习和操作，教学经费得到很大节省，从而提高资源的利用率[4-6]。

(二) 节省教学资源

通过实验室网络化，可以使教师和学生不被时间和空间限制，随时随地的进行交流，实现教学资源共享，教师在远程指导下进行研究学习，解决跨学科带来的实验教师资源紧缺的问题。实验室的网络化建设是高校医学实验教学改革优化整合的最佳办法，是医学实验教学的重大变革，就传统教学而言是一个由量变到质变的过程，在此学科的应用具有良好的发展前景，学生可以通过登陆学校网站，进入虚拟实验室，从而达到学习的目的。在师生论坛上，通过留言和电子邮箱的形式，使学生和教师更快更好的进行沟通与答疑。虚拟实验有利于规范同学的正确实验操作技术从而培养严谨的科研思维。在计算机全真模拟实验系统里，可以采用人机交换的实验方式，容智能性、形象性、趣味性和仿真性为一体，激发学生的实践操作与科研思维能力，相互融合之后形成的机能实验学要求实验教师要具有三理的基础知识，实验技术要做到全面且系统，通过虚拟网络实验室的建立，不仅提高了实验教师教学的积极性，而且教学水平也会大大提高[7]。

(三) 丰富实验内容

虚拟实验使学生做到敢想敢做，激发和培养学生的创新意识，使学生足不出户就可以通过虚拟实验演示实验过程。学生可以通过开放实验室虚拟实验平台进行实验，丰富感性认识，发挥学生自身的创造力和想象力来自己设计综合性实验，自己动手连接和调试实验装置，自由选择实验动物、设计实验目的、内容和原理，选择实验参数，结合自己现有的医学知识实现基础和临床相结合，在获取新知识的同时，培养了自己的动手和创新能力，激励了学生的自主学习性，这些都是传统实验无法达到的[8]。

(四) 提高教学效果

传统教学方法比较单一，有很多不足之处，由于真实的实验条件有限，在现实中不能完成的实验都可以利用虚拟实验来完成，弥补真实实验的不足，在真实实验中无法做到所有实验都能顺利进行，而虚拟实验则可以避开一些危险的有毒有害的实验药品。如缺氧实验中的氰化钾和一氧化碳；需要长时间完成的如细胞的生长过程等不足，虚拟实验没有任何危险，可以做到防毒防污染，通过虚拟实验进行模拟仿真，加强对实验内容的理解和认知。虚拟实验可以仿真每一个实验内容，使学生身临其境，极大地提高了实验教学效果和质量。

二、虚拟实验的局限性

虚拟实验室是通过计算机和网络来完成实验教学的，教学过程是通过模拟实验完成，现实中仍然存在传统实验不能完全用虚拟实验来代替，虚拟实验设计完美，是不存在任何纰漏的实验，学生在虚拟实验中不能解决实验过程中出现的失败、实际困难和意外，面对实际问题手足无措，缺乏客观存在的真实感，实际动手和操作能力不强，削弱了学生处置和解决应急问题的能力，疾病的发生发展是一个复杂的过程，需要在不同的医学人才共同努力下才能得到救治，医学实验也需要通过团队合作来探讨和解决问题，这样才能为培养严谨的科研思维打下坚实的基础。

传统的医学机能学实验教学模式相对制约了医学实验学的发展，虚拟实验室改革将是医学机能实验学的改革发展方向，在计算机和网络的飞速发展下，发挥虚拟实验不可替代的优势和特点，真实实验和虚拟实验相互结合，取长补短，虚实互补，最大限度的发挥两者的作用，这样才能更好的提高医学机能实验学的教学质量，为培养优秀的医学人才做出贡献。

参考文献：

[1]谢忠好，陈醒言，范小芳，等.医学机能学教学虚拟实验的设计[J].温州医学院学报，2011，41(2)：168-169.

[2]陈立松,杨丽娟,立春.家兔急性心力衰竭实验的教学体会[J].吉林化工学院学报,2014,31(10).

[3]张刚．罗小华．贺利芳．构建网络虚拟文验室技术研究[J]．实验室研究与探索,2008，27(3)：57-58．

[4]宋娟，田华，崔红霞，等.应用现代教育技术手段优化医学机能实验学教学过程 [J].中国医学教育技术，2010，24(2)：176-178.

[5]陈立松,盖晓东,历春.从呼衰及治疗实验看医学机能实验学的教学改革[J].吉林化工学院学报,2015,32(10):84-86.

[6]朱坤杰，卢长柱，孙东升，等.构建贯通式“医学机能实验学”课程体系的实践 [J].实验室研究与探索，2010，29(11)：93-96.

[7]李涛，谭安雄.医学机能学虚拟实验室的构建与应用[J].数字医学研究与应用，2012，7(6)：23-28

[8]杨路，曹弟勇.机能学实验模块在医学生能力培养中的作用[J].临床合理用药，2013，6(1)：177.

Application of Virtual Experiment System in Teaching

of Medical Function Experiments

CHEN Li-song,GAI Xiao-dong,LI Chun*

(College of Medicine,Beihua University,Jilin City 132013,China)

Abstract:Experimental teaching is a major part of the higher medical education.Beihua University has opened the course teaching system of the medical functional experiments according to integration and restructuring with physiology,pathophysiology and pharmacology.The building of a virtual laboratory in practice teaching helped the teachers conquer the limitation of the traditional experimental teaching,and helped improve the students’ practical ability,the comprehensive application of knowledge and the consciousness of innovation.Virtual experiment system plays an important role in raising the benefits of laboratory and improving the quality of teaching.

Key words:virtual experiment；medical functional experiment；teaching method

中图分类号：G 642

文献标志码：A DOI：10.16039/j.cnki.cn22-1249.2015.12.028

文章编号：1007-2853(2015)12-0099-02

通信作者：*历春，E-mail:lichunjl@126.com

作者简介：陈立松(1973-)，女，吉林省吉林市人，北华大学实验师，硕士，主要从事机能实验学方面的研究。

收稿日期：2015-09-07