机能实验网络教学平台研究

徐洋 吉磊

（江苏卫生健康职业学院 江苏·南京 211800）

机能实验教学是现代高等教育的重要教学形式，承担着生理学、病理生理学、药理学和神经生物学等医学课程的实验部分。旨在巩固理论知识，掌握操作技能，培养学生自主学习创新能力以及严谨的科研精神，所以机能实验教学直接关乎教学质量，有着理论教学不可替代的作用。但机能实验存在实验操作复杂，操作时间限制，投入大、重现性难且课后验收效果不及时等问题。

“虚拟实验室”这个概念是美国佛吉尼亚大学威廉·沃尔夫（William Walf）教授为了促进不同国家、地区的科研人员进行学术交流和科研合作在1989年首次提出的。虚拟实验主要是通过选择合理的软件技术实现对教学内容的数字化和实验手段的形象化诠释，系统地设计与制作相关的虚拟实验内容；传统的机能实验主要是学生通过实际操作对理论课内容进行巩固和加深理解，机能实验教学与虚拟实验网络教学平台相融合可以更新实验教学观念，探索新的实验教学模式，建立新的实验教学课程体系，为培养一批复合型人才提供更加良好的学习环境。那么，根据我国教育信息化改革的总体规划，如何建立教学与科研一体化的机能实验网络教学平台并且实现网络教学资源的共建共享，成为当前高等职业院校快速发展的急需解决的难题之一。

1 机能实验网络教学平台现状分析

1.1 未能更新实验教学观念

由于传统机能实验在培养学生实验兴趣、操作技能等方面有其独到的地方，并且教师与学生已经习惯看得见、摸得着的实实在在的仪器，所以对网络机能实验教学一直保持质疑的态度。通过合适的软件建设机能实验网络教学平台不仅可以使实验数据更加精确,还减轻了操作任务并且能够使实验数据更容易重现；因此必须更新对网络机能实验教学模式的认识，从而促进网络机能实验教学与传统实验结合。

1.2 传统实验室资源浪费较多

实验室是附属于各学科教研室的,实验内容往往也是以单科实验内容为验证主体的，各学科实验内容之间缺乏联系，所以存在实验设备重复多使用率较低，设备及人员资金无法集中使用等情况；虽然有些实验内容存在相互交叉的部分,但由于实验室管理自成体系，资源无法完全共享，使实验教学因无法形成统一的教学体系从而造成了极大的实验资源浪费，更重要的是不利于培养创新型和技能型人才。

1.3 未能切合实际，合理选择开发技术

与传统的实验室建设有所不同,虚拟实验室的建设对软件要求较高,在实验仪器方面其主要是通过3D漫游技术实现的，设置不同的板块将操作台，仪器设备以及动物等真实的呈现出来；其中还应包括实验原理讲解、仪器设备介绍和实验操作示范等部分组成，图文并茂；在技术可行性方面，较多的机能实验网络教学平台未能遵循为教学服务的原则，选择合理“平民化”的软件，而较多的采用国外的产品，且操作复杂不易学；如果不与有潜力的国内软件公司合作，而仅仅靠购买国外的软件，不仅存在日后的软件维护周期长，升级投入资金多,而且自身的实验室水平和科研水平的提高也会受到限制。

1.4 平台应用课程相对集中及协作功能不完善

机能实验以验证理论和培养学生科研创新能力为主，通过调研分析大部分学生对机能网络教学平台虽然有一定程度了解，但由于其主要集中应用于生理学、病理生理学、药理学等学科，且在教学期间较少开展基础性、综合性、探索性实验教学，未能充分培养学生的科学实践能力和创新意识；再加学生网络学习不适应等原因导致其普及程度不高。

在平台应用方面，大多数学生觉得老师不能及时通过平台对自己的问题进行线上指导，并且师生、同学之间交流互动不明显；虽然网络学习可以参考较多的资料，但是也存在种类不全面、板块设置分布不合理，不方便找信息等问题，所以还是不能完全满足学生的需要。其次，大多数网络虚拟实验平台未能实现不同科研单位之间协作研究，目前国内以清华大学为首的一些高校共同建设的网络虚拟实验室是为数不多做的比较好的虚拟实验室。

2 完善机能实验网络教学平台的策略

随着当今社会互联网的普及，机能实验网络教学平台仍显不足，主要表现管理机制建设不到位、教学资源库建设不完善、内容不充实、课程更新慢、互动性差、资源分享性差等问题，根据机能实验教学现状与发展趋势，需要针对性加强学生机能实验学习需要的信息化、数字化、网络化机能实验教学平台并且开拓其多元化的共建共享路径。

2.1 建立健全机能网络实验室平台相关管理制度

图1：机能实验网络教学平台资源共享结构

良好的制度建设是平台运行的基础，为了使有限的实验教学资源发挥更好的作用，保证教学质量，提高工作效率，学校应建立健全机能实验网络教学平台相关管理制度，包括机能实验室管理规则、实验教师职责、学生实验守则、安全检查等日常实验制度；在此基础上，还应建立仪器设备使用的登记台账以及运行状态记录制度，可以通过记录数据来清晰了解设备的使用情况及使用后的状态。建立规范的实验制度，不仅可以保证实验设备处于良好状态、方便实验老师在课前课后进行清点而且可以培养学生做事有条理的、严谨的工作态度。机能网络教学平台还需要建立软件仪器定期保养和维修制度，制定仪器的操作规程和注意事项确保仪器设备随时处于最佳的使用状态，实行实验室责任到人的管理机制，从制度上规定要求管理人员各司其职并落实对机能实验网络教学平台的管理、建设、使用、维护等问题。

2.2 利用信息化技术促进虚拟实验室平台建设

随着网络资源技术的发展和应用，学生可以根据个人需要通过网络开展个性化在线学习，我校药理学，生理学等理论课程已经有线上精品课程并且已成为越来越多同学强化学习内容、拓展学习思路的首要方式。机能实验作为普适性实验学科，是培养学生科学思维方法、分析解决问题和训练实验技能的重要手段；所以必须加快通过信息化技术手段建立以教学板块、学习板块、交流板块、资源板块、服务板块等为框架的机能实验网络教学平台。在课前课后同学们可以通过学习板块进行课前预习和课后复习，充分巩固掌握理论和实践知识；在教学过程中教师可以通过教学板块的路径控制主控计算机向各实验组讲解实验过程，展示实验操作原理，3D操作步骤等；在实验过程中，教师可以全程观看各个实验组操作过程并且通过平台给予指导，在实验结束后可以将各实验小组的实验数据统一汇总至主电脑，教师通过实验数据进行分类汇总最后进行总结、讲评、交互式讨论及答疑等。教师还可以通过资源板块可以及时了解前沿教学发展趋势和科研信息，更好地从事教学与科研工作，提升教学理论水平，使教师从“传统型”教师转变为“科研型”教师。

2.3 建立虚拟实验平台的合理运行机制

为了机能实验网络教学平台的合理运行，学院应当加快构建教学与科研一体化的虚拟实验教学平台运行机制，推动其成为办学优势，促进教学与科研协调发展。我校是医药卫生类的院校，为社会培养专业技能型人才是我院的培养的目标，其中操作能力是衡量学生水平的重要指标；通过构建一体化虚拟实训平台可以为学生提供了“真枪实弹”实验条件，促进学生理论与实践相结合，从而提升学生社会服务的手段，使学生在校期间就能够充分掌握本行业的先进技术。为了提高教师使用机能实验网络教学平台的主动性和积极性，可以将平台使用量以及建设质量与老师的职称评定绑定，这样就能激发教师建设机能实验网络教学平台的潜力，并能将机能实验网络教学平台的建设作为一个教学任务去认真完成。

2.4 促进线上与线下传统教学相结合，加强虚拟实验室配套服务

机能实验教学目的是通过实验操作对生理学、药理学和病理生理学等学科的理论知识有更深刻的理解，机能实验网络教学亦是如此，所以应当加强平台及其配套服务建设。首先，虚拟实验教学平台配套服务以性能强大的软硬件为基础，从而才能最大限度地巩固理论知识，强化学生的逻辑思维能力，提升实验教学效果。其次，在力求实现优质教学资源共建共享的基础上，以简洁、实用、易用为原则在各个板块基础上创建完整的学习环节，如提供课程教学视频子平台、教学资源下载、自主学习、答疑、讨论区、作业、考核等功能；从而建成一体化机能网络实验教学平台。

2.5 开拓机能实验网络教学平台多元化的共建共享路径

随着网络教学的普及，我国也有较多高校建立机能实验网络教学平台，但完全实现共建共享方面还是寥寥无几，所以如何实现网络教学平台的共建与分享是亟需解决的问题。

建立统一的标准规范是机能网络教学资源共建共享的前提，共享是共建的最终目标。为了实现共建共享，首先，各个高校可以签订合同确定共享机制，从而确保各成员的权益，为资源共享提供保障。其次，开发以教学板块、学习板块、交流板块、资源板块、服务板块等为框架的机能实验网络教学共享平台，若将教学资源只放置于各个学校的服务器中，这样既容易造成对学校的软硬件造成压力，也不利于教学资源的及时更新，所以建立以云服务为基础的机能网络实验教学平台是实现资源共建共享的最佳方式。

图1是针对机能实验网络教学平台的需要，结合网络服务中心的特点，设想的资源共建共享的系统结构图；机能实验网络教学平台共享主要是由教学模块和科研模块为主体的两大模块、信息通知、文献搜索等8个模块组成，云服务中心资源主要是各学校进行资源共享的平台；教师和学生可以通过端口输入自己的账号密码进行登录后选择相应的模块再通过云服务中心资源进行传输提供资源服务，平台中心的管理员可以通过端口对机能实验网络教学平台进行管理。

3 机能实验网络教学平台建设意义

以现代信息技术为支撑，开发共建共享型机能实验网络教学平台，整体提升专业人才培养质量，为教学科研提供很好的帮助。

3.1 培养自主学习型和技能型人才

在现代社会飞速发展进程中，由于信息知识、创新技术不断更新，所以培养学生掌握专业知识、实际操作技能和终身学习能力是高等院校的培养目标。机能网络实验教学平台通过提供课程的学习资源、学习方法和实际操作等，培养学生随时学习的观念和自主学习能力；学生不仅可以从虚拟实验平台中下载所学课程的理论内容和操作重点难点，还可以通过回顾实验课程中自己数据的疑点、错点从而达到总结的效果；也可以通过留言版进行经验介绍，从而培养学生自主学习的习惯，达到理论与实践相结合的效果。

3.2 提高教学水平和教学效果

随着医学实验课程的改革，对授课教师的要求也在迅速提高，特别是跨学科的综合性实验开设，教师需要学习更多相关学科的理论知识。首先，机能网络教学互动平台可以让教师不仅可以通过平台获知各种最前沿的科学理论知识和教学思想，而且可以通过平台保存的以往教学信息查找自己的不足帮助教师迅速成长；其次，教师可以通过平台了解学生在学习本课程的各种动态，以便于教师有针对性的调整教学计划，设计教学方法，从而提高教学水平；然后，平台给学生提供无时间限制的教学模块，可以让学生课前尽早熟悉实验内容，加强思维训练，从而充分调动学生开展实验技能训练的主动性和积极性，大大提高了教学效果。

3.3 为校企合作提供平台

高职教育以培养技能型人才为目标，可以多层次的与医院开展合作办学；从院校的办学特色出发通过平台建设，开发如微博论坛，知乎等模块，学生可以在线进行与医院老师进行探讨，从而打破时间和空间限制，实现信息共享与交流。实验网络教学互动平台的建立，为人才培养、校企合作提供更好的保障。

4 总结

随着我国网络高等教育的飞速发展，教学资源共建共享是未来的发展趋势，教学资源作为核心竞争力，应当给与较高重视。机能实验网络教学平台作为教学资源共建共享的途径之一，能够充分发掘学生学术兴趣，引导学生开展研究性学习，改善教学方法，丰富教学内容，使学生收获更为丰富，所以这是一种更适合高职院校的培养模式。