醫(yī)學(xué)院校虛擬仿真實驗平臺建設(shè)現(xiàn)狀的分析

李廣智+張冬梅

虛擬仿真技術(shù)是一種利用計算機技術(shù)而發(fā)展起來的新興技術(shù)，他利用多媒體技術(shù)結(jié)合仿真技術(shù)創(chuàng)造出一個集視覺、聽覺、觸覺及嗅覺等為一體的虛擬現(xiàn)實世界，使使用者有身臨其境的感覺，讓使用者可以自然地感受到虛擬空間中的客體，同時也可與虛擬空間中的客體進行互動的技術(shù)[1]。

1 虛擬仿真實驗平臺建設(shè)的現(xiàn)狀

目前，虛擬仿真實驗室在發(fā)達國家已經(jīng)十分普及，如美國正在建設(shè)覆蓋全國的虛擬仿真實驗網(wǎng)絡(luò)。近年來，國內(nèi)對仿真實驗室的建設(shè)越來月重視，許多高校根據(jù)自身科研與教學(xué)的需要建立了自己的虛擬仿真實驗室。中山大學(xué)、山東大學(xué)、上海中醫(yī)藥大學(xué)、南方醫(yī)科大學(xué)等已經(jīng)成功入選國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心，并且建立了先進的虛擬仿真實驗平臺[2]。

現(xiàn)在，不僅各醫(yī)學(xué)學(xué)校的基礎(chǔ)、臨床教學(xué)中使用虛擬仿真教學(xué)平臺，而且各醫(yī)學(xué)機能考試的練習(xí)中也應(yīng)用了虛擬仿真技術(shù)；隨著第一批國家級醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)示范中心批準建設(shè)，各醫(yī)學(xué)院校虛擬仿真實驗教學(xué)平臺如雨后春筍般建設(shè)起來。近年各大數(shù)據(jù)庫中檢索到的有關(guān)醫(yī)學(xué)仿真教學(xué)的文章越來越多，這表明各級教育部門和高校都意識到虛擬實驗教學(xué)的重要性和必要性，并把他作為教學(xué)改革的重要組成部分。

2 虛擬仿真實驗平臺的優(yōu)勢

2.1 節(jié)約實驗費用

虛擬仿真實驗只需學(xué)生在電腦上操作，無需繁瑣的實驗準備工作，不但節(jié)省人力資源，還減少實驗動物的使用、試劑的消耗、儀器設(shè)備的損耗。此外，還能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、培養(yǎng)學(xué)生的能動性和創(chuàng)造力。

2.2 構(gòu)建豐富、完整的醫(yī)學(xué)知識體系

虛擬仿真平臺能夠融合多個學(xué)科實驗于一體，充分利用平臺的良好展示功能，將完整的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識體系置于網(wǎng)絡(luò)平臺上，便于學(xué)生的學(xué)習(xí)、實踐和測試。虛擬實驗教學(xué)平臺內(nèi)容包括生理學(xué)實驗、形態(tài)學(xué)實驗、人體解剖學(xué)實驗、藥理學(xué)實驗等模塊。

2.3 虛擬仿真實驗?zāi)艽蚱平虒W(xué)空間和時間的限制

利用虛擬仿真技術(shù)，可以徹底打破空間的限制，學(xué)生可以進入實驗的內(nèi)部進行動態(tài)觀察，多個角度體驗實驗過程。它還可以突破時間的限制，一些需要很久時間才能觀察的變化過程，通過虛擬仿真技術(shù)，可以在很短的時間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)生觀察。另外學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)，在一天的任何時間，任何地點都可以登陸平臺進行操作，也突破了時間的限制。

3 虛擬仿真實驗平臺存在的問題

虛擬仿真實驗平臺雖然有著得天獨厚的優(yōu)勢，但也存在著很多需要我們突破的難點和不足。

3.1 不能提高學(xué)生實際動手能力

虛擬仿真實驗僅使用電腦操作，無法真實操作實驗中的設(shè)備和手術(shù)器械，不能鍛煉學(xué)生的基本操作技能。例如，各種醫(yī)療技術(shù)操作：切開皮膚、靜脈穿刺、動脈插管、氣管插管和輸尿管插管等，如果不進行實際操作將找不到真實的感受，為以后的手術(shù)埋下隱患。所以，虛擬實驗只能起到模擬操作和示教的作用，學(xué)生只有通過在現(xiàn)實中反復(fù)練習(xí)才能領(lǐng)悟技術(shù)要點，達到熟練和精通的效果。

3.2 結(jié)果過于理想化、單一化

實際的實驗過程可能會存在很多干擾因素，或者出現(xiàn)很多異?，F(xiàn)象，甚至實驗結(jié)果截然相反等情況。例如，電生理實驗中的干擾波，動物用藥后出現(xiàn)不同的個體反應(yīng)、麻醉后的意外死亡，動脈血壓測量時插管漏液等情況發(fā)生，即使操作步驟無誤，操作方法規(guī)范，有時也不一定能得到好的實驗結(jié)果，這些現(xiàn)象在虛擬實驗中暫無法實現(xiàn)全真模擬。所以，虛擬實驗無法全面展現(xiàn)復(fù)雜的真實實驗過程，無法較好的培養(yǎng)學(xué)生良好的心理素質(zhì)，以及分析和解決問題的能力。

3.3 無法培養(yǎng)學(xué)生團隊的協(xié)助精神

真實的實驗，學(xué)生是在課堂中以一個實驗小組為單位來完成的。小組成員有明確分工，共同協(xié)作完成實驗。這種形式潛移默化地培養(yǎng)了學(xué)生的團隊協(xié)作精神，包括協(xié)作互助、交流溝通、相互鼓勵等，為今后的工作做好準備。而虛擬實驗僅是個人學(xué)習(xí)行為，無法培養(yǎng)溝通能力和團隊意識。

3.4 虛擬仿真實驗課程間沒有系統(tǒng)化、模塊化

我院現(xiàn)在開展虛擬仿真實驗的課程只有人體生理學(xué)和人體解剖學(xué)，課程數(shù)量比較少，課程之間沒有聯(lián)動性和模塊化。基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程包括人體解剖學(xué)、人體生理學(xué)、病理學(xué)和藥理學(xué)，各學(xué)科間聯(lián)系非常緊密，一環(huán)扣一環(huán)，如果課程間不進行聯(lián)動，學(xué)生所學(xué)的知識支離破碎，達不到建立基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識體系的目的。

4 應(yīng)對措施

4.1 虛擬仿真實驗平臺可以構(gòu)建虛擬仿真實驗與實際實驗有機結(jié)合的實訓(xùn)教學(xué)模式：同一實驗內(nèi)容，學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)，利用課外活動時間在開放的虛擬實驗室進行反復(fù)模擬操作，掌握實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗步驟和注意事項；在實際實驗課中進行分組操作，教師指導(dǎo)、考核評價，達到虛擬仿真實驗與實際實驗有機結(jié)合的教學(xué)模式，既鍛煉了學(xué)生的分析、思考解決問題的能力，又提高了學(xué)生的動手能力和團隊合作意識。

4.2 在虛擬仿真實驗平臺中設(shè)立的師生評價體系：通過課前預(yù)習(xí)、虛擬仿真實驗操作考核、實際實驗分組操作過程和結(jié)果，學(xué)生課程的參與度等情況，師生可以在系統(tǒng)中做出互評打分，并留下過程材料。

4.3 在理論教學(xué)和實驗實訓(xùn)中采取模塊化教學(xué)，將人體的九大系統(tǒng)按照人體解剖于組織胚胎學(xué)、人體生理學(xué)、病理學(xué)等學(xué)科順序授課，形成學(xué)科間的緊密聯(lián)系，學(xué)生的知識體系也更加的完整、科學(xué)。

總之，在虛擬仿真實驗平臺的建設(shè)過程中，我們一方面借鑒國外的先進理念和技術(shù)，另一方面我們還要在建設(shè)過程中發(fā)現(xiàn)自身的問題，及時改進，將虛擬仿真實驗平臺的作用發(fā)揮到最大。

【參考文獻】

[1]蒲丹，周舟，任安杰，等.多層次綜合性虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)經(jīng)驗初探[J].實驗技術(shù)與管理，2014，3（31）：5-8.16.

[2]王維國.虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)思考與建議[J].實驗室研究與探索，2013，12（32）：5-8.

[責任編輯：田吉捷]