生理学虚拟与传统实验相结合教学模式的探索

张永忠 张学松 焦宗伟

[摘 要] 生理学是一门专业性强、实践操作要求高的学科，在生理学实验课程教学中，虚拟和传统结合的实验教学模式可以有效提升实验教学质量，提高实验操作的成功率，使学生变被动学习为主动学习。生理学虚拟实验有效弥补了传统实验在教学时间和空间上不足的缺陷，同时传统实验又为学生提供了真实操作的平台，提升了学生的实践操作技能，因此在教育信息化背景下构建虚拟实验与传统实验相结合的教学模式是促进生理实验教学水平和质量的重要举措。

[关键词] 生理学;虚拟实验;传统实验;教学模式

[基金项目] 2019年度石家庄医学高等专科学校科研项目“生理学虚拟实验与传统实验相结合教学模式的探索”（SYGZ2019002）

[作者简介] 张永忠（1976—），男，河北唐山人，学士，石家庄医学高等专科学校教研室主任，副教授，主要从事心血管方向研究;

张学松（1986—）男，河北石家庄人，硕士，石家庄医学高等专科学校讲师，主要从事神经系统研究;焦宗伟（1977—），男，河北石家庄人，学士，石家庄医学高等专科学校讲师（通信作者），主要从事心血管方向研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）29-0109-04   [收稿日期] 2021-02-19

生理学教学中，实验课程是非常重要的一部分，通过开展实验课程，更好地培养学生的观察能力以及动手能力，让学生在遇到问题时可以顺利分析并解决。但是有的生理实验在操作中动物出血较多，在开展过程中容易产生令人不适的生理和心理反应，而且利用活体动物进行实验，需要充足的资金作为经济支撑，还需要更加高级的安全防护系统来保障学生在实验过程中的安全。而虚拟实验的应用就可以很好地解决这些困境，在让学生感受实验过程的同时，降低实验的残酷性和资金需求，同時有利于安全实验，提高学生实验的积极性，提高学习效率。但是虚拟实验忽视了对学生实践操作能力的培养，因此通过虚拟与传统结合的实验教学模式，则可以有效地提升生理学实践教学质量，在教育信息化环境下，构建虚拟实验与传统实践相结合模式是培养高素质医学领域人才的重要举措。

一、虚拟实验与传统实验的概述

（一）虚拟实验与传统实验的概念

虚拟实验又称“合作实验”，该概念最初是由美国的威廉沃尔夫教授在1989年提出的，主要是在计算机系统中，通过虚拟现实技术，用软件模拟虚拟实验环境和设备，使学生如同在现实环境中进行各项实验操作。虚拟实验教学模式是以学生为学习的主体，教师进行必要的组织管理和辅导的教学模式。

传统实验模式是以教师为主体，学生被动接受和按部就班进行验证的实验教学模式，其主要是以演示为主，按“问题—原理—结论—实验证明”的程序教学。

（二）虚拟实验与传统实验相结合的必要性

生理学是一门实验性学科，掌握生理学知识的关键就是要从各种实验获得，因此在以侧重学生实践技能培养的时代，选择正确的实验教学方法至关重要。根据实践调查无论是虚拟实验模式还是传统实验教学模式都存在一定的弊端，因此实现二者的有效融合具有重要的意义：首先虚拟实验与传统实验相结合有助于解决二者实验教学中的弊端，提高实验教学的质量。传统实验教学中，教师理论讲解，学生缺乏形象感。示教时几十个学生围住一个教师，学生观看不清，而且仅仅一遍就过，学生记不清复杂的实验程序。教师讲完后再问，还是“一问三不知”。虚拟实验教学模式虽然能够为学生提供各种仿真实验环境，但是其依赖于计算机设备操作，学生无法真正手把手地进行实物操作，导致学生缺乏实物感，没有达到实操锻炼的目的。因此构建虚拟实验与传统实验相结合的模式可以有效地规避二者的弊端，达到优化实验教学资源的目的，提升实验教学的质量。比如通过虚拟与传统结合的实验教学模式，学生经过反复的与传统实验相关的虚拟实验操作，有了感性认识后，在传统实验中再给学生讲解，学生就容易理解了。而且教师可以把讲解重点放在实验成功的关键步骤和容易出错的环节上，学生避免了实验的盲目性，极大地提高了实验成功率;其次，虚拟和传统结合的实验教学模式使学生变被动学习为主动学习。生理学虚拟实验为学生提供科学、灵活的实验教学环境，弥补传统实验教学在时间和空间上的不足，这样能够有效激发学生的学习兴趣;最后，二者的结合是拓展医学院校生理学实验教学改革的有效举措[1]。随着核心素质教育的实施，尤其是高校转型战略的实施，实现虚拟实验与传统实验的结合是促进生理学课程改革的重要举措。

二、虚拟实验与传统实验相结合教学模式的构建设计

结合生理学实验教学大纲的要求，针对传统实验教学与虚拟实验教学所存在的弊端，构建基于实验教学与虚拟实验教学相结合的模式。

（一）明确虚拟实验与传统实验相结合教学模式的教学目的

生理学实验教学是生理学课程学习的重要手段，也是提升学生实践能力的关键举措。在立德树人教育目标环境下，社会对高校复合型人才要求日益提升，实验教学是生理学教学的重要形式，面对新时代社会的发展，虚拟实验教学与传统实验教学相结合模式的教学目的主要是：（1）知识与技能。信息时代，学生对虚拟更加感兴趣，因此针对此种现象，结合学校培养技能性人才的办学理念，在生理学实验教学中，开展虚拟实验，培养学生的分析问题能力、自学能力，从而提高学生的实验操作水平。虚拟实验的高效便捷使学生能够通过虚拟实验系统进行预习、复习和自学等，从而能更全面、深刻地掌握知识[2];（2）掌握虚拟实验操作技能，重视复合型人才素养。面对大数据技术在教育领域的广泛应用，利用大数据技术开展生理学实验成为当前医学发展的重要手段。高校作为培养高素质实践型人才的场所，必须要立足于时代发展，积极开展虚拟实验教学模式。而虚拟实验教学的关键就是要让学生掌握应用虚拟实验教学的软件，以此掌握虚拟实验教学与传统实验教学结合的操作方法;（3）培养严谨的职业道德观，树立正确的“三观”意识。实验教学是生理学课程学习的重要方式，由于实验具有严谨的操作流程，作为未来从事医学的学生，必须要具备严谨的实事求是的精神，因此在具体的实验教学中必须要有目的培养学生严谨的实验思维意识，教会学生利用辩证的思维去发现问题、解决问题。