依托虛擬實驗教學(xué)平臺開展機(jī)能實驗學(xué)教學(xué)心得體會*

周迎春 張雨薇李樹學(xué) 康天濟(jì)

（黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)·哈爾濱 150040）

依托虛擬實驗教學(xué)平臺開展機(jī)能實驗學(xué)教學(xué)心得體會*

周迎春 張雨薇**李樹學(xué) 康天濟(jì)

（黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)·哈爾濱 150040）

虛擬實驗教學(xué)平臺 機(jī)能實驗學(xué)

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)能實驗學(xué)教學(xué)方法受制于教師數(shù)量、實驗室場地、儀器設(shè)施等的限制，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實驗教學(xué)的需要，而依托虛擬實驗教學(xué)平臺則為解決上述問題提供了一個新的思路。

1 虛擬實驗教學(xué)平臺及特點

2014年我實驗室利用原有兩個實驗室的場地資源，引進(jìn)了VBL－100虛擬實驗室系統(tǒng)，建立了虛擬實驗教學(xué)平臺。該系統(tǒng)由成都泰盟有限公司研發(fā)，采用計算機(jī)虛擬仿真與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，運(yùn)用服務(wù)器的構(gòu)架模式，涵蓋了60多個機(jī)能實驗學(xué)的全套模擬仿真，由于模擬仿真實驗無需實驗動物，無需實驗準(zhǔn)備即可幫助學(xué)生理解實驗的操作步驟以及實驗效果，可以作為機(jī)能實驗學(xué)教學(xué)的一個有益補(bǔ)充。該系統(tǒng)特點有[1]：（1）采用服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)，可以在實驗室局域網(wǎng)，又可以在校園網(wǎng)進(jìn)行訪問，方便學(xué)生使用。（2）介紹大量的生物機(jī)能學(xué)背景知識，拓展學(xué)生的知識面。（3）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整，內(nèi)容豐富，包含資料室、動物房、實驗準(zhǔn)備室、模擬實驗室和考場五部分內(nèi)容。（4）介紹了20多種新的實驗設(shè)備，包括每種儀器設(shè)備的用途、原理和操作，既開闊了學(xué)生的視野，又為學(xué)生進(jìn)行探索性實驗以及自主設(shè)計性實驗提供了新的科學(xué)指導(dǎo)。（5）仿真實驗涵蓋了生理、藥理、病生、人體、綜合等實驗內(nèi)容。（6）每個仿真實驗包括：簡介、原理、操作仿真、實驗錄像和實驗波形模擬5個部分的內(nèi)容，全方位介紹了整個實驗，既表達(dá)整體，也表達(dá)細(xì)節(jié)，便于學(xué)生對實驗操作的充分理解和掌握。（7）具有開發(fā)性，教師可將自己的實驗圖片、實驗錄像、實驗原理和操作的文字加入到系統(tǒng)中，擴(kuò)充系統(tǒng)的實用性。

2 依托虛擬實驗教學(xué)平臺開展機(jī)能實驗教學(xué)

（1）根據(jù)七年制的《機(jī)能實驗學(xué)》教學(xué)大綱和教學(xué)計劃要求，將實驗教學(xué)內(nèi)容分為基本實驗技能訓(xùn)練、基礎(chǔ)實驗、綜合性實驗、自行設(shè)計性實驗四大部分。針對不同專業(yè)、不同層次，合理設(shè)計各實驗教學(xué)內(nèi)容及不同類型實驗所占比例，重點突出中醫(yī)藥學(xué)特色。

（2）合理利用虛擬實驗教學(xué)平臺，對不同類別實驗，分別采取不同的使用方法和使用比例[2]。對涉及有毒有害藥品的實驗采取單純使用虛擬實驗平臺進(jìn)行教學(xué)；基本實驗技能訓(xùn)練、基礎(chǔ)實驗、綜合性實驗要求課前學(xué)生進(jìn)入虛擬實驗平臺預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，再實施實驗；綜合性實驗課前需要預(yù)習(xí)，同時真實實驗操作與虛擬實驗同時進(jìn)行。

（3）優(yōu)化多媒體教學(xué)課件和虛擬實驗平臺的系統(tǒng)軟件：在機(jī)能實驗學(xué)教學(xué)過程中實際使用虛擬實驗教學(xué)平臺，并總結(jié)該系統(tǒng)的優(yōu)缺點，不斷優(yōu)化多媒體教學(xué)課件和系統(tǒng)軟件。

（4）修訂機(jī)能實驗學(xué)學(xué)生考核評價體系：所有實驗課后均采用虛擬實驗平臺開展考核。在原有考核體系中增加評價指標(biāo)，包括實驗一次性成功率，動物使用數(shù)量，儀器破損數(shù)量，藥品使用數(shù)量等。

3 心得體會

3.1 將虛擬平臺應(yīng)用在機(jī)能實驗學(xué)中的優(yōu)勢主要表現(xiàn)

（1）虛擬現(xiàn)實技術(shù)符合動物實驗的3R原則，Reduction(減少)、Replacement(替代)和Refinement(優(yōu)化)，節(jié)約機(jī)能實驗經(jīng)費，解決傳統(tǒng)實驗教學(xué)中的不足。

（2）實驗教學(xué)活動的空間和時間得到了無形擴(kuò)展?！疤摂M課堂”的實現(xiàn)為學(xué)生提供了電子教學(xué)場所，從而改善了師生間的互動關(guān)系，更好地加深了學(xué)生對所學(xué)知識內(nèi)容的認(rèn)知和理解。

（3）虛擬實驗教學(xué)平臺中龐大的資料系統(tǒng)是對書本教學(xué)和教師授課內(nèi)容的有力補(bǔ)充，有益于拓展機(jī)能實驗項目以及師生的知識面。

（4）有利于開展常規(guī)機(jī)能學(xué)實驗，以及受儀器、設(shè)備、藥物限制無法開展的實驗項目，能夠大大提高實驗教學(xué)效率，可以作為機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)的一個有益補(bǔ)充[3]。

（5）更好地開闊學(xué)生的視野，不僅調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且將抽象的內(nèi)容具體化、形象化，給學(xué)生留下深刻的記憶，讓學(xué)生非常直觀、輕松地學(xué)習(xí)相關(guān)知識。

（6）通過內(nèi)置的考試系統(tǒng)，學(xué)生可以進(jìn)行實驗自測以鞏固所學(xué)知識。教師可以應(yīng)用該系統(tǒng)進(jìn)行考試管理，考核學(xué)生對實驗的掌握程度。

（7）依托醫(yī)學(xué)機(jī)能虛擬實驗教學(xué)平臺，有利于實施“三優(yōu)化”實驗教學(xué)，促進(jìn)現(xiàn)代化實驗教學(xué)模式的優(yōu)化和教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變。

3.2 將虛擬平臺應(yīng)用在機(jī)能實驗學(xué)中的不足主要表現(xiàn)

（1）開展單純虛擬實驗過程中學(xué)生對實驗的重視程度不高，老師與學(xué)生之間缺乏必要的語言交流、感情溝通，學(xué)生的問題得不到及時解決，不利于教學(xué)質(zhì)量的提高，也不符合現(xiàn)代以人為本的教育方向。

（2）我們開展這一實驗教學(xué)模式尚處于起步階段，應(yīng)用的班級范圍尚小，亟待普及到各層次、各專業(yè)的學(xué)生中，在實踐中摸索最優(yōu)的教學(xué)方案。

總之，虛擬實驗作為一種新型的教學(xué)媒體，創(chuàng)造了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化的仿真實驗環(huán)境，因其強(qiáng)大的沉浸性、交互性等，有益于鍛煉學(xué)生的實驗技能，將成為醫(yī)學(xué)教育必要的補(bǔ)充。應(yīng)將醫(yī)學(xué)機(jī)能虛擬實驗教學(xué)平臺用于本校各專業(yè)、各層次學(xué)生的實驗教學(xué)中，揚(yáng)長避短，總結(jié)該系統(tǒng)實際使用過程中的優(yōu)缺點，根據(jù)中醫(yī)院校自身特點優(yōu)化系統(tǒng)軟件，并將實驗教學(xué)研究貫穿始終。

[1] 單德紅,柴紀(jì)嚴(yán),于化新,等.醫(yī)學(xué)機(jī)能仿真實驗室的建立與實施[J].遼寧中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報，2014，16（6），28-29.

[2] 李樹學(xué)，康天濟(jì)，韓宇博，等.虛擬實驗室應(yīng)用于機(jī)能實驗教學(xué)的可行性分析[J].牡丹江醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2013,34（6),108-110.

[3] 徐博，溫娜，安英，等.虛擬實驗在醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國衛(wèi)生產(chǎn)業(yè),2016，26：128-130.

（2016-12-26 收稿）

黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)教育教學(xué)研究項目（依托醫(yī)學(xué)機(jī)能虛擬實驗教學(xué)平臺，培養(yǎng)學(xué)生科研能力的研究與實踐，編號：XJJ2014030）；黑龍江省教育科學(xué)規(guī)劃課題（應(yīng)用醫(yī)學(xué)機(jī)能虛擬實驗教學(xué)平臺，培養(yǎng)中醫(yī)藥學(xué)生綜合實驗?zāi)芰Φ奶骄颗c實踐，編號;GBC1213123099）；黑龍江省高等教育學(xué)會“十三五”高等教育科研課題（基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的研究型生理學(xué)教學(xué)模式的構(gòu)建與研究，編號：16 Q090）

** 通訊作者