中职基础医学虚拟仿真实验中心的建设和应用

宁华

【摘 要】本文论述在中职卫生类学校建设基础医学虚拟仿真实验中心，提出将虚拟仿真实验与实体实验教学相互补充，通过“虚—实”的有机结合，弥补部分实验不能开出的不足，或者进行课前的预习和课后的复习，实现随时随地的学习，丰富基础医学实验教学模式，提高医学基础课程的教学质量，同时实现医学资源共享，提高学校服务社会、回馈社会的能力。

【关键词】中职 基础医学 虚拟仿真实验中心 建设 应用

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2019）06B-0151-03

随着互联网、移动终端技术的快速发展，大数据、“云”技术等手段已经在教育领域展露出可喜的成果，以网络为基础的各种知识学习逐渐成为世界教学发展的一种趋势。2013 年 8 月 13 日，国家教育部高教司下文在全国构建国家级虚拟仿真实验教学中心，从国家政策上给予网络化的虚拟仿真实验技术发展提供了支持。梧州市卫生学校基础医学虚拟仿真教学实验中心从 2014 年底开始陆续进行投入和建设，目前有三大板块基础医学实验系统，同时还辐射到了护理、药剂两个核心专业，建设了护理虚拟仿真实验平台、药剂综合制剂虚拟仿真教学系统各一套。学生既可以通过外网进行学习，也可以在校园网通过学校内的计算机、个人手机等进行学习，或者在学校的虚拟实验室、所有班级教室、实验室的多媒体触屏一体机进行学习，虚拟仿真实验中心已经具有自己的特色和一定的规模。

一、基础医学虚拟仿真实验的优势

（一）有效利用信息化资源，实现数字化教学

1.实现随时随地的学习。随着互联网的发展及智能终端设备的普及，碎片化学习因其短小精悍、丰富多彩、紧跟时代前沿的内容、可以充分利用零散时间等特点而成为广大学生学习新知识、新技能的一种方式，在学习与日常生活中愈发重要。虚拟教学资源与计算机和网络技术结合，可以利用网络这个巨大的、有效的教育平台，实现教育信息化、数字化。人们常说“处处留心皆学问”，教育信息化、数字化实现了随时随地学习的可能，使学生可以利用零碎的时间进行碎片化学习，使教学不再局限于课堂的 45 分钟，而是无所不在。

2.实现人人动手的模拟操作。在真实实验中，由于操作岗位有限，总会有一些学生不能参与实验操作。模拟仿真实验软件利用动态数学模型实时模拟真实实验现象和过程，可以使每位学生都能亲自动手做实验，观察实验现象，记录实验数据，验证公式、原理定理等。

（二）“虚—实”结合，丰富医学基础教学模式

医学作为一门实践学科，学生必须通过大量的实验课程才能获得足够的基本操作技能和实践能力，但由于成本的增加、市场的不确定性等因素，购买动物存在一定困难，以及一些动物实验操作复杂、实验时间过长等原因，中职学生动物实验受到限制。此外，进行医学实验需要动物、试剂、实验仪器、设备等一系列配套资源，特别是一些具有危险性的试剂或精密、贵重的仪器，都涉及经费和学生安全、设备安全等一系列问题，因此医学基础实验室无法对中职学生开放。把虚拟仿真医学实验技术引入实验教学中，是对实际实验教学的有机补充，可以弥补受条件因素限制不能开展的实际实验，改变、丰富现有的教学实验模式。同时，利用虚拟仿真实验教学平台，学生可以随时随地、反复操作练习，加深对理论知识的理解和内化。

二、基础医学虚拟仿真实验中心的建设和应用

虚拟实验就是利用录制实验过程或者虚拟现实技术仿真技术或者虚构某些情境，使学生能够观察或操纵虚拟的仿真实验过程。伴随着虚拟现实技术在教育领域的应用，作为一种新型的教学媒体，虚拟实验因其强大的沉浸性、交互性等，可以帮助学生理解和掌握知识要点，有益于锻炼学生的实验技能，将成为医学教育的必要补充。通过与专业公司校企合作，梧州市卫生学校基础医学虚拟仿真教學实验中心建设内容和学习方法如下（见图 1）。

（一）建设内容

1.基础医学虚拟仿真教学实验中心。梧州市卫生学校基础医学虚拟仿真教学实验中心目前包括三大板块教学资源：VBL-100 医学机能学教学系统、V1.0 解剖学数字人体教学系统、VMC-100 基础医学虚拟仿真实验教学系统。内容覆盖人体解剖学、生理学、药理学、病原生物与免疫学基础、病理学等基础医学主干课程的实验以及部分理论内容。目前教学资源已经放在学校网络中心（校园网）和学校网页（外网）上，可以通过以下途径学习：（1）通过覆盖所有班级教室、全部实验实训室内的多媒体设备，实现在班级教室和实验实训室内的学习;（2）通过学校医学基础虚拟实验室、学校计算机室或学校内的所有计算机设备登录学习;（3）通过学生自己的计算机、手机等，实现以 Internet 为基础的学生随时随地的学习;（4）校内学生或者校外人员，均可登录梧州市卫生学校网页学习平台观看和学习，实现资源的共享。

2.医学基础虚拟实验室。梧州市卫生学校医学基础虚拟实验室面积 150 m2，软件安装在实验室内，共有 66 个位点，可通过教室外网或者局域网进行学习。2015 年开始，全部医学基础课程的任课教师就已经开始在虚拟实验室内尝试开展虚拟教学，探索“虚—实”学习的有效结合。经过 4 年多的摸索，各自都形成了一套较为成熟的教学模式。目前医学基础虚拟实验室由专职实验老师负责管理，每个学期都在有序地安排上课。

（二）医学基础虚拟仿真实验教学的学习方式

基础医学的实验教学开展，必须遵循“以实为本，以虚补实，能实不虚、虚实结合”的原则。虚拟仿真实验一般都是由学生自己面对计算机、手机或各种显示屏完成实验过程，不利于培养学生的动手操作能力和团队协作精神;没有真实实验的接触和操作，缺乏真实感;实验会按照预设进行，不会如真实实验一样有各种突发情况影响结果，不能训练学生的应变能力等。因此，在基础医学课程中，虚拟实验应该与真实实验互相结合，“虚—实”有机互补，而不是完全的替代。虚拟实验可以作为学生实验前的预习或者实验后的复习，也可以替代部分确实难以开出的实验。在虚拟实验过程中，必须与传统实验一样注重培养学生解决问题的能力、探究精神和创新意识，学生必须有意识地运用自己的经验，并用现有的知识综合分析实验结果。因此，可以要求学生在观看虚拟实验的同时记录每个实验步骤的实验结果，然后以小组为单位进行讨论、汇报，由老师引导学生进行结果分析，让大家透过实验现象理解原理，帮助消化和掌握课堂所学的理论知识。

三、基础医学虚拟仿真实验应用调查

为了解基础医学虚拟仿真实验的应用效果，我们对软件的设计、使用方法、使用效果等方面设计调查问卷，选取已经使用过人体解剖学、生理学、药理学等课程虚拟仿真实验项目的 2018 级农村医学 1、2 班学生作为调查对象，采取现场问卷调查方式进行调查，共发放问卷 129 份，回收有效问卷 129 份，结果见表 1。

反馈结果表明，学生对软件设计的页面美观度、仿真效果、易操作性、交互性以及方便反复操作、观察和学习，促进和加深理论知识理解等方面满意度较高，对虚拟实验有较大兴趣，喜欢虚拟实验软件的实验操作演示、过程讲解及可以自由进行虚拟实验操作的功能，愿意在平时用虚拟实验软件进行学习;在上课方式上，喜欢在观看后由老师组织讨论，进行实验分析，说明学生在理论联系实际，运用课本所学解释实验现象的能力有所欠缺，需要老师引导他们进行分析和讨论;喜欢虚拟实验与实体实验结合的实验模式，说明学生既喜欢虚拟实验的预习、复习、方便学习等功能，但也希望能够亲自动手操作实验体验，在实体实验中锻炼动手能力、探知科学知识，这也与职业学校高素质技术技能人才的培养目标是一致的。任课老师认为，虚拟仿真实验的应用可以节省实验经费、减少工作的重复性、能拓展实验教学项目。

四、基础医学虚拟仿真实验中心建设的引领和辐射作用

梧州市卫生学校以基础医学虚拟仿真实验中心为引领，2017、2018 年分别增加了一套护理虚拟仿真实验平台、一套药剂综合制剂虚拟仿真教学系统。前者安装在模拟病房的每个病床单元上，通过护理技能操作录像、操作微视频、虚拟仿真操作实验等，使学生能够进行各项护理技能规范化操作学习，结合实验室每周按班级排班开放以及每个病床单元的中心录播回放考核系统，实现学生的自主练习、自主技能考核;后者以药品制剂生产工艺为主线，将最新版 GMP 作为知识标准，采用 C#、.ner framework、Unity3D 等技术，实现制药工程及中药制剂类课程的虚拟仿真实验教学，从而实现了以基础医学虚拟仿真实验为引领，向梧州市卫生学校药剂、护理两个自治区级示范特色专业的核心课程的辐射作用，带动了核心专业课程的实训操作虚拟化发展。

在今后的工作中，我们将继续不断完善学校的虚拟仿真实验教学平台功能，探索“虚—实”的有机结合，探索适合中职学生的实验教学模式，并以此为契机，将其向学校其他专业课程推广，实现所有人员随时随地的学习，丰富医学实验教学模式，提高医学课程的教学质量，为社会培养适用的高技能卫生技术人才。

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【基金项目】广西中等职业教育教学改革2015年度重点立项项目（GXZZJG2015A031）。

【作者简介】宁 华（1969— ），女，广西南宁人，梧州市卫生学校高级讲师，研究方向：生理学教学、中职教育教学研究。

（责编 刘 影）