虛擬仿真平臺(tái)在中醫(yī)類院?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢探析

潘榮斌，陳 喬，劉升長， 候吉華

(江西中醫(yī)藥大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，江西 南昌 330004)

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虛擬仿真平臺(tái)在中醫(yī)類院?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢探析

潘榮斌，陳 喬，劉升長， 候吉華*

(江西中醫(yī)藥大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，江西 南昌 330004)

高等醫(yī)學(xué)院?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趨勢是創(chuàng)建教育信息化、智能化教育教學(xué)環(huán)境，探索建立以學(xué)生為中心的教學(xué)新模式。虛擬仿真平臺(tái)整合了各類實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，融合了信息技術(shù)與學(xué)科專業(yè)知識(shí)，結(jié)合教學(xué)與科研，達(dá)到與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相一致的教學(xué)目的和要求。虛擬仿真平臺(tái)的建立解決了傳統(tǒng)教育中的不足與缺陷，為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了更為豐富的教學(xué)資源、靈活多變的教學(xué)方法、安全衛(wèi)生的教學(xué)環(huán)境，突破了時(shí)間與空間的限制，對學(xué)生的素質(zhì)培養(yǎng)具有重要作用。

虛擬仿真平臺(tái)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)

教育部印發(fā)的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》文件中指出：“信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視?！睂W(xué)校是國家教育信息化能力建設(shè)的主陣地，創(chuàng)建教育信息化、智能化教育教學(xué)環(huán)境，加強(qiáng)各級各類學(xué)校信息基礎(chǔ)設(shè)施與能力建設(shè)，是國家教育信息化工作的重要任務(wù)。利用當(dāng)前先進(jìn)信息技術(shù)開展啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，鼓勵(lì)發(fā)展性評價(jià)，完善教學(xué)反饋機(jī)制，探索建立以學(xué)生為中心的教學(xué)新模式，倡導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)校際、校企協(xié)作學(xué)習(xí)，提高信息化教學(xué)水平。

1 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

中醫(yī)類院?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)中醫(yī)藥相關(guān)專業(yè)學(xué)生科研思維、驗(yàn)證書本理論知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力以及操作嚴(yán)謹(jǐn)性的必要環(huán)節(jié)，主要包括解剖學(xué)、生理學(xué)、組織胚胎學(xué)、微生物與醫(yī)學(xué)免疫學(xué)、生物化學(xué)、中醫(yī)診斷學(xué)及方劑學(xué)等課程，開設(shè)此類基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程實(shí)驗(yàn)對醫(yī)學(xué)生動(dòng)手能力的提高和基礎(chǔ)知識(shí)的掌握起著非常關(guān)鍵的作用[1]。但從教師及學(xué)生的問卷調(diào)查結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果差強(qiáng)人意，結(jié)合筆者自身實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)分析，其可能原因主要有以下幾個(gè)方面。

1.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式陳舊，考核體系不完善

通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式仍延續(xù)傳統(tǒng)模式：首先由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師羅列實(shí)驗(yàn)操作步驟、注意事項(xiàng)，課前1/4時(shí)間由教師進(jìn)行講解或示教，再由學(xué)生自己按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，并未參與實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備過程。對于學(xué)生來說，與其說是實(shí)驗(yàn)，不如說是簡單的模仿操作。在此過程中，若稍微涉及存在難點(diǎn)或技術(shù)性的操作時(shí)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成功率便會(huì)大大降低。由于絕大部分同學(xué)沒有查閱過相關(guān)文獻(xiàn)資料，對于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象也不會(huì)提出任何質(zhì)疑，缺乏自己的見解與思考，整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程對于學(xué)生科研思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作用微乎其微。

實(shí)驗(yàn)效果的考核往往通過簡單的實(shí)驗(yàn)報(bào)告來呈現(xiàn)。有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的老師都知道，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告是千篇一律的，沒有自身的體會(huì)，一方面是由于學(xué)生及老師對實(shí)驗(yàn)的忽視，另一方面也反映出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的反饋機(jī)制存在較大缺陷。

1.2 實(shí)驗(yàn)過程中動(dòng)手機(jī)會(huì)少

首先，受課時(shí)的限制，實(shí)驗(yàn)課程通常選擇代表性強(qiáng)、簡單經(jīng)濟(jì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，而對于耗時(shí)長、設(shè)備要求高的綜合性實(shí)驗(yàn)基本不開展。貴重儀器、大體標(biāo)本等比較缺乏，常需十幾人為一個(gè)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，甚至僅僅觀看實(shí)驗(yàn)示教，極大減少了學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì)，降低了實(shí)驗(yàn)積極性。此外，某些危險(xiǎn)系數(shù)高的實(shí)驗(yàn)，如分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用的顯色劑(具有致癌性)、微生物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中致病菌的培養(yǎng)、蛇毒對蛋白質(zhì)的影響等被限制開展，很多知識(shí)學(xué)生只能從書本上獲得。

1.3 教師資源缺乏

實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師的培養(yǎng)與理論教學(xué)老師一樣復(fù)雜，其必須要具備良好的語言表達(dá)及邏輯思維能力，在掌握基本理論原理和實(shí)驗(yàn)操作能力的同時(shí)，還必須把握住整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程的動(dòng)態(tài)，及時(shí)解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題。目前，國家規(guī)定實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，25位同學(xué)必須配備一名實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師，暫且不說其是否能夠?qū)崿F(xiàn)，即使可以實(shí)現(xiàn)，一名指導(dǎo)老師也難于同一時(shí)間內(nèi)照顧到實(shí)驗(yàn)過程中的每一位同學(xué)、每一步實(shí)驗(yàn)。

究竟如何改變當(dāng)前困境，提高醫(yī)學(xué)類學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，這就需要我們充分利用現(xiàn)代信息化技術(shù)，適應(yīng)信息化和國際化的要求，創(chuàng)建綠色、安全的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真平臺(tái)，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，開展多種方式的信息技術(shù)應(yīng)用活動(dòng)。鼓勵(lì)學(xué)生利用信息手段主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)其利用信息技術(shù)學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，發(fā)展興趣特長，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量，增強(qiáng)其在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下提出問題、分析問題和解決問題的能力。

2 解決途徑與方法優(yōu)勢

虛擬仿真技術(shù)又稱為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是利用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建一個(gè)可視化實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境，通過操作虛擬實(shí)驗(yàn)儀器或設(shè)備進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，達(dá)到與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相一致的教學(xué)目的和要求[2]。為順應(yīng)以教育信息化工作為主線的高等教育改革發(fā)展趨勢，必須整合各類實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源、融合信息技術(shù)與學(xué)科專業(yè)知識(shí)、結(jié)合教學(xué)與科研，通過校企聯(lián)合建設(shè)綠色、安全的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真平臺(tái)[3]，開設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

我校虛擬仿真平臺(tái)對學(xué)校已有網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，包括但不限于中國數(shù)字人教學(xué)系統(tǒng)、病理組胚數(shù)字切片教學(xué)系統(tǒng)、機(jī)能虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)等資源進(jìn)行整合、包裝，同時(shí)實(shí)行校企合作開發(fā)中醫(yī)方劑學(xué)、醫(yī)學(xué)細(xì)胞培養(yǎng)綜合實(shí)驗(yàn)、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室基本操作、核酸提取及聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)實(shí)驗(yàn)、基因工程實(shí)驗(yàn)、蛋白提取及免疫印跡(Western blot)和酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)實(shí)驗(yàn)、細(xì)菌的形態(tài)學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)、醫(yī)學(xué)寄生蟲學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)、醫(yī)學(xué)化學(xué)基本操作虛擬實(shí)驗(yàn)等一系列基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從而建立以各大學(xué)科為模塊，各學(xué)科基本實(shí)驗(yàn)或綜合性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的層次結(jié)構(gòu)清晰的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)校內(nèi)外、本地區(qū)及更廣范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享，滿足多地區(qū)、多學(xué)校和多學(xué)科專業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求[4]。目前已經(jīng)初步應(yīng)用于部分班級，通過實(shí)際檢驗(yàn)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的優(yōu)勢得以體現(xiàn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 資源更加豐富

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室是現(xiàn)代信息化技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容深度融合的產(chǎn)物[5]，其利用虛擬三維軟件技術(shù)拓展實(shí)踐領(lǐng)域，豐富教學(xué)內(nèi)容，降低成本和風(fēng)險(xiǎn)，開展綠色實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過整合機(jī)能學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、病理組胚數(shù)字切片庫等現(xiàn)有虛擬實(shí)驗(yàn)資源，引進(jìn)中醫(yī)方劑學(xué)、分子生物學(xué)、病原生物學(xué)等優(yōu)質(zhì)資源，綜合了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在同一平臺(tái)內(nèi)，可以開展基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)各學(xué)科相關(guān)實(shí)驗(yàn)。隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，依次對實(shí)驗(yàn)原理、注意事項(xiàng)、操作步驟等各方面加以表述，并配有實(shí)驗(yàn)操作視頻，同時(shí)配置了虛擬實(shí)驗(yàn)操作，對實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)及操作易失誤處設(shè)置選項(xiàng)，并做出解析，使虛擬實(shí)驗(yàn)發(fā)揮更好的效果。除此之外，在完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室還能開設(shè)綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，解決因資源缺乏、設(shè)備不足而無法開展部分實(shí)驗(yàn)的問題。

2.2 學(xué)習(xí)更加便捷

醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室是信息技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容深度融合的產(chǎn)物，具有安全、開放、共享的特點(diǎn)，突破了時(shí)間和空間的限制。無論是通過手機(jī)還是電腦，校內(nèi)還是校外，學(xué)生均可以訪問全面開放的虛擬實(shí)驗(yàn)室，達(dá)到“隨時(shí)、隨地、隨心”進(jìn)行學(xué)習(xí)的效果，從而最大限度地利用有限教學(xué)資源。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的開展很大程度地改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式，緩解了教學(xué)壓力。利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，簡單明了地進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)操作，充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提供了更好的動(dòng)手操作環(huán)境，對于全面培養(yǎng)學(xué)生的科研思維、實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)具有重大意義。

2.3 環(huán)境更加和諧

以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以小組的形式進(jìn)行，受教學(xué)資源的限制只能在有限的空間內(nèi)進(jìn)行原理、步驟等理論學(xué)習(xí)及實(shí)驗(yàn)操作。若使用到有毒試劑或有害病原微生物時(shí)，某些實(shí)驗(yàn)室便不能保證學(xué)生的安全性。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建立徹底改變了此種現(xiàn)狀，將傳統(tǒng)小組教學(xué)形式變?yōu)閭€(gè)人線上學(xué)習(xí)，在緩解師資力量不足的同時(shí)，將實(shí)驗(yàn)環(huán)境變得無害、衛(wèi)生，使實(shí)驗(yàn)空間無限擴(kuò)大，實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)交流線上進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)效果反饋即刻展現(xiàn)。讓許多有意義但因安全問題無法開展的實(shí)驗(yàn)得以進(jìn)行，進(jìn)一步擴(kuò)展了實(shí)驗(yàn)范圍。

3 結(jié)語

中醫(yī)藥的國際化發(fā)展需與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，與其他學(xué)科相交叉，相互促進(jìn)，共同發(fā)展。以虛擬平臺(tái)為媒介，綜合提升學(xué)生素質(zhì)，推進(jìn)中醫(yī)理論發(fā)展，學(xué)生可以“隨時(shí)、隨地、隨心”進(jìn)行學(xué)習(xí)，極大程度改善了學(xué)習(xí)環(huán)境，充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、積極性和主動(dòng)性。如何能更好地發(fā)揮虛擬仿真平臺(tái)的無限潛力，拓展其應(yīng)用范圍，還有待進(jìn)一步探索。

[1] 王燕,車敏,楚慧媛.中醫(yī)院校建設(shè)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的探索與實(shí)踐[J].甘肅中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2015,32(4):92-94.

[2] 康娜,趙海軍.淺析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在提升高職實(shí)踐課中的凸顯優(yōu)勢[J].商情,2011(47):74.

[3] 王衛(wèi)國.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)思考與建議[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索.2013,32(12):5-8.

[4] 教育部高等教育司.關(guān)于開展國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作的通知[EB/OL].http://www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/A08_gggs/201308/156121.html.

[5] 黃坪,李紅松,潘克儉,等.基于MOOC的醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)探討[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2014,31(12):105-109.

(責(zé)任編輯：尹晨茹)

2015-09-66

江西中醫(yī)藥大學(xué)教育教學(xué)改革項(xiàng)目(2013jzsy-3)

潘榮斌(1989-)，男，江西中醫(yī)藥大學(xué)助教，研究方向?yàn)橹兴幣c神經(jīng)生物學(xué)及教學(xué)。E-mail：741225415@qq.com

侯吉華(1980-)，男，江西中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)橹形麽t(yī)結(jié)合基礎(chǔ)及教學(xué)。E-mail: 794706902@qq.com

G420

A

1673-2197(2015)24-0150-02

10.11954/ytctyy.201524078