中職基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)和應(yīng)用

寧華

【摘 要】本文論述在中職衛(wèi)生類學(xué)校建設(shè)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心，提出將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互補(bǔ)充，通過“虛—實(shí)”的有機(jī)結(jié)合，彌補(bǔ)部分實(shí)驗(yàn)不能開出的不足，或者進(jìn)行課前的預(yù)習(xí)和課后的復(fù)習(xí)，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)，豐富基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)資源共享，提高學(xué)校服務(wù)社會(huì)、回饋社會(huì)的能力。

【關(guān)鍵詞】中職 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué) 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心 建設(shè) 應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】G? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2019）06B-0151-03

隨著互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端技術(shù)的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)、“云”技術(shù)等手段已經(jīng)在教育領(lǐng)域展露出可喜的成果，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的各種知識(shí)學(xué)習(xí)逐漸成為世界教學(xué)發(fā)展的一種趨勢(shì)。2013 年 8 月 13 日，國家教育部高教司下文在全國構(gòu)建國家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，從國家政策上給予網(wǎng)絡(luò)化的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展提供了支持。梧州市衛(wèi)生學(xué)?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心從 2014 年底開始陸續(xù)進(jìn)行投入和建設(shè)，目前有三大板塊基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，同時(shí)還輻射到了護(hù)理、藥劑兩個(gè)核心專業(yè)，建設(shè)了護(hù)理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、藥劑綜合制劑虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)各一套。學(xué)生既可以通過外網(wǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，也可以在校園網(wǎng)通過學(xué)校內(nèi)的計(jì)算機(jī)、個(gè)人手機(jī)等進(jìn)行學(xué)習(xí)，或者在學(xué)校的虛擬實(shí)驗(yàn)室、所有班級(jí)教室、實(shí)驗(yàn)室的多媒體觸屏一體機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心已經(jīng)具有自己的特色和一定的規(guī)模。

一、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)

（一）有效利用信息化資源，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化教學(xué)

1.實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及智能終端設(shè)備的普及，碎片化學(xué)習(xí)因其短小精悍、豐富多彩、緊跟時(shí)代前沿的內(nèi)容、可以充分利用零散時(shí)間等特點(diǎn)而成為廣大學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技能的一種方式，在學(xué)習(xí)與日常生活中愈發(fā)重要。虛擬教學(xué)資源與計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，可以利用網(wǎng)絡(luò)這個(gè)巨大的、有效的教育平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教育信息化、數(shù)字化。人們常說“處處留心皆學(xué)問”，教育信息化、數(shù)字化實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)的可能，使學(xué)生可以利用零碎的時(shí)間進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)，使教學(xué)不再局限于課堂的 45 分鐘，而是無所不在。

2.實(shí)現(xiàn)人人動(dòng)手的模擬操作。在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中，由于操作崗位有限，總會(huì)有一些學(xué)生不能參與實(shí)驗(yàn)操作。模擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件利用動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型實(shí)時(shí)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和過程，可以使每位學(xué)生都能親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證公式、原理定理等。

（二）“虛—實(shí)”結(jié)合，豐富醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)模式

醫(yī)學(xué)作為一門實(shí)踐學(xué)科，學(xué)生必須通過大量的實(shí)驗(yàn)課程才能獲得足夠的基本操作技能和實(shí)踐能力，但由于成本的增加、市場(chǎng)的不確定性等因素，購買動(dòng)物存在一定困難，以及一些動(dòng)物實(shí)驗(yàn)操作復(fù)雜、實(shí)驗(yàn)時(shí)間過長等原因，中職學(xué)生動(dòng)物實(shí)驗(yàn)受到限制。此外，進(jìn)行醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)需要?jiǎng)游?、試劑、?shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備等一系列配套資源，特別是一些具有危險(xiǎn)性的試劑或精密、貴重的儀器，都涉及經(jīng)費(fèi)和學(xué)生安全、設(shè)備安全等一系列問題，因此醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室無法對(duì)中職學(xué)生開放。把虛擬仿真醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，是對(duì)實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)補(bǔ)充，可以彌補(bǔ)受條件因素限制不能開展的實(shí)際實(shí)驗(yàn)，改變、豐富現(xiàn)有的教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健Ｍ瑫r(shí)，利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生可以隨時(shí)隨地、反復(fù)操作練習(xí)，加深對(duì)理論知識(shí)的理解和內(nèi)化。

二、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)和應(yīng)用

虛擬實(shí)驗(yàn)就是利用錄制實(shí)驗(yàn)過程或者虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)仿真技術(shù)或者虛構(gòu)某些情境，使學(xué)生能夠觀察或操縱虛擬的仿真實(shí)驗(yàn)過程。伴隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，作為一種新型的教學(xué)媒體，虛擬實(shí)驗(yàn)因其強(qiáng)大的沉浸性、交互性等，可以幫助學(xué)生理解和掌握知識(shí)要點(diǎn)，有益于鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，將成為醫(yī)學(xué)教育的必要補(bǔ)充。通過與專業(yè)公司校企合作，梧州市衛(wèi)生學(xué)?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法如下（見圖 1）。

（一）建設(shè)內(nèi)容

1.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心。梧州市衛(wèi)生學(xué)?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心目前包括三大板塊教學(xué)資源：VBL-100 醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)教學(xué)系統(tǒng)、V1.0 解剖學(xué)數(shù)字人體教學(xué)系統(tǒng)、VMC-100 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。內(nèi)容覆蓋人體解剖學(xué)、生理學(xué)、藥理學(xué)、病原生物與免疫學(xué)基礎(chǔ)、病理學(xué)等基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)主干課程的實(shí)驗(yàn)以及部分理論內(nèi)容。目前教學(xué)資源已經(jīng)放在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心（校園網(wǎng)）和學(xué)校網(wǎng)頁（外網(wǎng)）上，可以通過以下途徑學(xué)習(xí)：（1）通過覆蓋所有班級(jí)教室、全部實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室內(nèi)的多媒體設(shè)備，實(shí)現(xiàn)在班級(jí)教室和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室內(nèi)的學(xué)習(xí);（2）通過學(xué)校醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)虛擬實(shí)驗(yàn)室、學(xué)校計(jì)算機(jī)室或?qū)W校內(nèi)的所有計(jì)算機(jī)設(shè)備登錄學(xué)習(xí);（3）通過學(xué)生自己的計(jì)算機(jī)、手機(jī)等，實(shí)現(xiàn)以 Internet 為基礎(chǔ)的學(xué)生隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí);（4）校內(nèi)學(xué)生或者校外人員，均可登錄梧州市衛(wèi)生學(xué)校網(wǎng)頁學(xué)習(xí)平臺(tái)觀看和學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)資源的共享。

2.醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)虛擬實(shí)驗(yàn)室。梧州市衛(wèi)生學(xué)校醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)虛擬實(shí)驗(yàn)室面積 150 m2，軟件安裝在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，共有 66 個(gè)位點(diǎn)，可通過教室外網(wǎng)或者局域網(wǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí)。2015 年開始，全部醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程的任課教師就已經(jīng)開始在虛擬實(shí)驗(yàn)室內(nèi)嘗試開展虛擬教學(xué)，探索“虛—實(shí)”學(xué)習(xí)的有效結(jié)合。經(jīng)過 4 年多的摸索，各自都形成了一套較為成熟的教學(xué)模式。目前醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)虛擬實(shí)驗(yàn)室由專職實(shí)驗(yàn)老師負(fù)責(zé)管理，每個(gè)學(xué)期都在有序地安排上課。

（二）醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)方式

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展，必須遵循“以實(shí)為本，以虛補(bǔ)實(shí)，能實(shí)不虛、虛實(shí)結(jié)合”的原則。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)一般都是由學(xué)生自己面對(duì)計(jì)算機(jī)、手機(jī)或各種顯示屏完成實(shí)驗(yàn)過程，不利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神;沒有真實(shí)實(shí)驗(yàn)的接觸和操作，缺乏真實(shí)感;實(shí)驗(yàn)會(huì)按照預(yù)設(shè)進(jìn)行，不會(huì)如真實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣有各種突發(fā)情況影響結(jié)果，不能訓(xùn)練學(xué)生的應(yīng)變能力等。因此，在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程中，虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)該與真實(shí)實(shí)驗(yàn)互相結(jié)合，“虛—實(shí)”有機(jī)互補(bǔ)，而不是完全的替代。虛擬實(shí)驗(yàn)可以作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)或者實(shí)驗(yàn)后的復(fù)習(xí)，也可以替代部分確實(shí)難以開出的實(shí)驗(yàn)。在虛擬實(shí)驗(yàn)過程中，必須與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一樣注重培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力、探究精神和創(chuàng)新意識(shí)，學(xué)生必須有意識(shí)地運(yùn)用自己的經(jīng)驗(yàn)，并用現(xiàn)有的知識(shí)綜合分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此，可以要求學(xué)生在觀看虛擬實(shí)驗(yàn)的同時(shí)記錄每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，然后以小組為單位進(jìn)行討論、匯報(bào)，由老師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行結(jié)果分析，讓大家透過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象理解原理，幫助消化和掌握課堂所學(xué)的理論知識(shí)。

三、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用調(diào)查

為了解基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用效果，我們對(duì)軟件的設(shè)計(jì)、使用方法、使用效果等方面設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，選取已經(jīng)使用過人體解剖學(xué)、生理學(xué)、藥理學(xué)等課程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的 2018 級(jí)農(nóng)村醫(yī)學(xué) 1、2 班學(xué)生作為調(diào)查對(duì)象，采取現(xiàn)場(chǎng)問卷調(diào)查方式進(jìn)行調(diào)查，共發(fā)放問卷 129 份，回收有效問卷 129 份，結(jié)果見表 1。

反饋結(jié)果表明，學(xué)生對(duì)軟件設(shè)計(jì)的頁面美觀度、仿真效果、易操作性、交互性以及方便反復(fù)操作、觀察和學(xué)習(xí)，促進(jìn)和加深理論知識(shí)理解等方面滿意度較高，對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)有較大興趣，喜歡虛擬實(shí)驗(yàn)軟件的實(shí)驗(yàn)操作演示、過程講解及可以自由進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)操作的功能，愿意在平時(shí)用虛擬實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行學(xué)習(xí);在上課方式上，喜歡在觀看后由老師組織討論，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，說明學(xué)生在理論聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用課本所學(xué)解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力有所欠缺，需要老師引導(dǎo)他們進(jìn)行分析和討論;喜歡虛擬實(shí)驗(yàn)與實(shí)體實(shí)驗(yàn)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，說明學(xué)生既喜歡虛擬實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、方便學(xué)習(xí)等功能，但也希望能夠親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，在實(shí)體實(shí)驗(yàn)中鍛煉動(dòng)手能力、探知科學(xué)知識(shí)，這也與職業(yè)學(xué)校高素質(zhì)技術(shù)技能人才的培養(yǎng)目標(biāo)是一致的。任課老師認(rèn)為，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用可以節(jié)省實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)、減少工作的重復(fù)性、能拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。

四、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)的引領(lǐng)和輻射作用

梧州市衛(wèi)生學(xué)校以基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心為引領(lǐng)，2017、2018 年分別增加了一套護(hù)理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、一套藥劑綜合制劑虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)。前者安裝在模擬病房的每個(gè)病床單元上，通過護(hù)理技能操作錄像、操作微視頻、虛擬仿真操作實(shí)驗(yàn)等，使學(xué)生能夠進(jìn)行各項(xiàng)護(hù)理技能規(guī)范化操作學(xué)習(xí)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室每周按班級(jí)排班開放以及每個(gè)病床單元的中心錄播回放考核系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主練習(xí)、自主技能考核;后者以藥品制劑生產(chǎn)工藝為主線，將最新版 GMP 作為知識(shí)標(biāo)準(zhǔn)，采用 C#、.ner framework、Unity3D 等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制藥工程及中藥制劑類課程的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從而實(shí)現(xiàn)了以基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)為引領(lǐng)，向梧州市衛(wèi)生學(xué)校藥劑、護(hù)理兩個(gè)自治區(qū)級(jí)示范特色專業(yè)的核心課程的輻射作用，帶動(dòng)了核心專業(yè)課程的實(shí)訓(xùn)操作虛擬化發(fā)展。

在今后的工作中，我們將繼續(xù)不斷完善學(xué)校的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)功能，探索“虛—實(shí)”的有機(jī)結(jié)合，探索適合中職學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，并以此為契機(jī)，將其向?qū)W校其他專業(yè)課程推廣，實(shí)現(xiàn)所有人員隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)，豐富醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高醫(yī)學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，為社會(huì)培養(yǎng)適用的高技能衛(wèi)生技術(shù)人才。

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【基金項(xiàng)目】廣西中等職業(yè)教育教學(xué)改革2015年度重點(diǎn)立項(xiàng)項(xiàng)目（GXZZJG2015A031）。

【作者簡介】寧 華（1969— ），女，廣西南寧人，梧州市衛(wèi)生學(xué)校高級(jí)講師，研究方向：生理學(xué)教學(xué)、中職教育教學(xué)研究。

（責(zé)編 劉 影）