虚拟仿真与微课技术在药理学实验教学中的综合应用

金 悠，吴鹏飞，王 芳

(华中科技大学同济医学院药理系，湖北 武汉 430030)

●专题—微课在医学教学中的应用

虚拟仿真与微课技术在药理学实验教学中的综合应用

金 悠，吴鹏飞，王 芳

(华中科技大学同济医学院药理系，湖北 武汉 430030)

在药理学实验教学中引入虚拟仿真实验和微课技术，使学生们在牢固掌握理论知识的同时，也了解科学研究实验设计的严谨性，激发他们的科研兴趣。对培养他们发现问题、分析问题并解决问题的能力，都有不同程度的促进作用。

虚拟仿真技术；微课技术；心力衰竭；药理学

10.3969/j.issn.1002-1701.2018.01.001

药理学是一架把生理理论知识、病理发展过程及临床药理实践联系起来的桥梁，是一门理论联系实际的医学基础课程。近年来，随着国家对教育的重视，对高校教学的要求越来越高，许多高校院系在实验教学中增加了不同的新元素，其中以虚拟仿真实验为翘楚。与传统实验教学相比，虚拟仿真实验具有生动、形象、不受时间和空间限制等优点[1]。而微课则以视频为主要载体，记录教师在课堂内外围绕某个知识点开展的教学活动过程[2]，具有重点突出、短小精悍，使用方便的特点。为了更强地激发学生的兴趣，培养他们善于质疑、勇于探索的科学精神，养成耐心、细致、认真及一丝不苟的科学态度，更好地理解抽象的理论知识，并在实践中良好运用，华中科技大学同济医学院药理系尝试把虚拟仿真实验与微课相结合，应用于药理学实验教学，以期借助于现代化高科技手段，提高教学质量。

一、研究对象与方法

(一)对象。

以本校2012级和2013级德语班、八年制协和班、八年制同济班为教学研究对象，随机选取2013级德语班、八年制协和班、八年制同济班学生，共124人，作为实验组，实施虚拟仿真实验与微课相结合的教学模式；其他班级学生作为对照组，共104人，进行传统教学。学生都已有一定的实验操作技能。

(二)方法。

1.机能虚拟实验室。在成都某科技有限公司生产的VBL(Virtual Biology Laboratory，虚拟生物实验室)—100医学机能虚拟实验网络平台的基础上作一些改进。

2.实施方案。(1)分成小组：每次课由学生自由组合，分成4个小组，每组5-6人，由小组长负责分工安排、组织讨论、总结，并发言；(2)老师讲课：老师先给学生们讲解强心甙的相关药理知识、心衰模型的制作、强心甙急救以及实验原理、实验步骤、相关仪器设备的使用和操作常识；(3)学生进行虚拟实验操作：学生开始人机互动的蟾蜍离体心脏虚拟仿真操作,学习心衰模型的制作、乙酰毛花甙的急救以及当心脏收缩曲线恢复正常后，继续给予去乙酰毛花甙，出现中毒反应，再根据中毒反应选择给予苯妥英钠、利多卡因或阿托品解救。学生在操作时观察药物带来的效应，进一步规范操作步骤；(4)现场操作：学生进行实际动物手术操作，做蟾蜍在体心脏实验，每5分钟戊巴比妥钠液给药，重复2-3次，当出现心衰后，马上给予去乙酰毛花甙急救，等心脏收缩曲线恢复正常后，继续给予去乙酰毛花甙，即可出现中毒，根据中毒反应选择给予苯妥英钠、利多卡因或阿托品解救。用并在手术间隙观看微课录像，讨论实际操作中出现的问题；(5)解疑答惑:学生完成实验后老师根据上课情况和学生的讨论结果一一讲解；(6)思考与回顾：老师布置思考题，学生回去写实验报告。(7)下次上课前结合微课进行复习，并检查结果。

3．效果评价。在课程结束时，使用个体调查方式进行评价，主要沟通实验的形式、操作步骤、具体技巧、人机互动的虚拟仿真、改进内容、微课效果等，由学生作答，老师做综合分析总结。

二、结 果

(一)问卷调查结果。

通过问卷调查，多数学生(93.5%)赞成虚拟仿真实验与微课相结合的教学方法，认为此法充分利用了先进的教学手段，将理论和实践有机结合起来。

(二)两组学生成绩比较。

考试成绩显示，实验组学生实验技能考试成绩明显高于对照组，差异有显著统计学意义(t=7.302，P<0.001)。而实验组传统理论考试部分的成绩也略高于对照组(t=1.600，P>0.05)，但无统计学意义，结果如下(见附表)。

附表 不同教学组考试成绩比较分)

三、讨 论

虚拟仿真实验与微课相结合的方式加强了学生对科学严谨性的认识。21世纪社会对医学本科生的综合素质提出了更高要求，医学本科生必须具备良好的科学素养和科研能力。在本实验中，虚拟仿真与实践相结合，在体、离体实验相互印证，从器官到整体水平的药物反应相呼应，从不同方面更强有力地阐明了强心甙的药理作用、不良反应及解救方法。而微课引入了心力衰竭病人抢救不及时和强心甙过量时的真实反应，更加深了学生的印象。所有这些使他们清醒地认识到在科学的道路上每一个小疏忽、每一个反应不及时都可能对生命产生致死的后果。这就培养了学生重视实验的每一个环节，学会慎重对待每一步实验操作，就动物的各种反应做出积极应变，培养他们的科学严谨性。

虚拟仿真实验变实为虚，现实实验则付诸于实践，而微课记录了这一切，让学生认识到实验过程的每一步都可以用理论知识来解释，从而加深了学生对理论知识的认识。心力衰竭是各种心脏结构或功能性疾病导致心室充盈及(或)射血能力受损而引起的一组综合征。强心甙药物作为治疗心力衰竭的重要药物，是药理教学的重要内容。先造心衰模型，后给强心甙急救，再加大强心甙剂量造成中毒，最后进行抢救。涉及多门学科的理论知识，把生理、病理、药理、临床完美地结合起来，使学生能够更好地理解书面知识。

虚拟仿真实验可以让每一个学生都参加进来，不受时间、空间、试剂、动物等的影响。通过操作虚拟仿真实验，加深了他们对科学研究的印象，让每位学生对整个实验过程都在脑海中有一个清晰的轮廓，这样，他们再操作在体实验时因为与离体实验有手术操作上的不同而有一定的新颖性，又有药物反应的一致性，故更容易取得成功，这会给本科生带来极大的鼓励，增强了他们的学习主动性，激发了他们的学习热情。同时，微课引入的临床病人的反应与实验动物的反应相对照，激活了本科生的学习思维，提高了学生的学习兴趣，使原本枯燥乏味的教科书知识变得简单易懂，并形成了良好的学习风气。

强心甙虚拟仿真实验与微课相结合的方式适合推广。

虚拟仿真实验不受时间、空间、试剂、动物等的影响，可以让学生在强心甙离体实验的虚拟环境中反复操作，增加了学生的动手机会，不必担心因操作不当而造成不良后果，降低了学生的心理负担，学生在练习过程中，学会如何避免错误，掌握操作技巧，最后又在强心甙在体实验中实际操作一次，使学生无论是在操作技术、还是在药物反应的了解上都得以升华，最终达到熟练掌握操作技能的教学目的。同时在下一次课时微课视频还可以复原部分当时情景，加深学生记忆。虚拟仿真实验与微课相结合的教学方法有新颖的教学方法、低廉的教学成本、良好的教学效果等特点，不仅适用药理学教学，也可以在其他学科进行尝试。

四、结 论

强心甙虚拟仿真实验与微课相结合的教学方式不仅培养了学生的动手能力，激活了他们的学习思维，而且还提高了他们的专业素养和科学严谨意识。这种教学模式适合在高校实验教学中进行推广，并为我国高校教育带来可行的探索。

五、体 会

虚拟仿真与微课相结合的实验教学方式，之所以能取得良好的教学效果，是因为其为学生搭建了优良的学习平台，学生不仅可以在课堂上学习、训练，同时也可以充分利用业余时间来进一步学习、训练，动手能力及理论知识都得到进一步的巩固和提高。同时，学生还可以在网上留言，随时向授课老师提出问题和建议，促进教学方法的改进、提高教学效率，达到教学互长的目的。虚拟仿真实验室还能够客观、标准地考察学生掌握实验操作基本技能的水平，及时发现和纠正学生操作中的不标准或错误问题。另外，由于虚拟仿真实验室的设备在网络上是共享的，因此可以在不同电脑上同时进行药理学虚拟仿真实验，拓宽了实验空间，增加了学生实践教学的机会，提高了学习效率，对远程实践教学起到了很大的推动作用。

[参考文献]

[1]徐 静，孙艺平，王冬梅．虚拟实验与真实实验在机能学实验中之比较[J]．医学教育探索，2009，30(6):75-76．

[2]韩庆年，柏宏权．超越还原主义：在线教育背景下微课的概念、类型和发展[J]．电化教育研究，2014(7):96-97．

Usingsimulationandmicro-lecturesinthelabsessionsofpharmacology

Jin You,Wu Pengfei，Wang Fang

(DepartmentofPharmacologyofTongjiMedicalCollege,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430030，Hubei,China)

The virtual simulation experiment and micro-lectures technology has been applied in the experimental teaching of pharmacology. The results show that this teaching method could make students grasp the theoretical knowledge solidly as well as understand the rigor of scientific research in experimental design, and provoke their interest in scientific research. Thus, making the students’ ability of finding, analyzing and solving problems have been improved in different degree.

virtual simulation technology;micro-lectures technology;failing heart;pharmacology

G642.4

A

1002-1701(2018)01-0001-02

2017-03

金 悠，女，硕士，工程师，研究方向：神经药理。