虛擬仿真用于發(fā)酵法制備六神曲實(shí)驗(yàn)教學(xué)的體會(huì)

林青華　周改蓮　劉舒凌　曾春暉　吳剛　王剛　秦華珍

【摘要】實(shí)驗(yàn)教學(xué)是《中藥炮制學(xué)》中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，鑒于板書(shū)加示教的傳統(tǒng)模式存在諸多弊端，故我校將虛擬仿真技術(shù)引入其中。本文以發(fā)酵法制備六神曲的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)為例，就開(kāi)展中藥炮制虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性以及該平臺(tái)的構(gòu)建和使用效果進(jìn)行分析，以期為中藥炮制實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革提供借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真技術(shù)? 中藥炮制實(shí)驗(yàn)教學(xué)? 教學(xué)改革

【中圖分類號(hào)】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2020）19-0254-02

教育部發(fā)布的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》和《教育部辦公廳關(guān)于2017-2020年開(kāi)展示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)的通知》分別指出：“我國(guó)要推動(dòng)信息技術(shù)與高等教育的深度融合”[1]，“采用現(xiàn)代信息技術(shù)，研發(fā)原理準(zhǔn)確、內(nèi)容緊湊、時(shí)長(zhǎng)合理、難度適宜的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目”[2]。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是綜合應(yīng)用多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、人機(jī)交互、傳感器、超級(jí)計(jì)算等技術(shù)手段，完成教學(xué)目標(biāo)并提高教學(xué)效果的一種教學(xué)方法[2]，其現(xiàn)已在機(jī)械[3]、醫(yī)藥[4]、建筑[5]等多領(lǐng)域的教學(xué)工作中得到了廣泛應(yīng)用。

《中藥炮制學(xué)》是中醫(yī)藥高校中藥學(xué)專業(yè)的一門(mén)專業(yè)課程，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生領(lǐng)悟理論知識(shí)，體驗(yàn)中醫(yī)藥文化魅力的有效途徑。但受實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)有限、相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地不足等客觀因素的影響，諸如一些耗時(shí)長(zhǎng)（發(fā)酵法制備六神曲）、毒性大（米炒斑蝥）、品種受保護(hù)（砂燙穿山甲）的實(shí)驗(yàn)在各中醫(yī)藥高校中均已不再開(kāi)設(shè)。為了傳承經(jīng)典的中藥炮制方法，解決教學(xué)成本和教學(xué)效率之間的矛盾，我校依托虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建了六神曲、斑蝥等中藥炮制虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。筆者以構(gòu)建發(fā)酵法制備六神曲的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)為例，介紹其在中藥炮制實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用情況。

1.虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于炮制實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性

目前，中藥炮制實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在諸多弊端[6]。首先，板書(shū)加示教的傳統(tǒng)教學(xué)模式面向小班實(shí)驗(yàn)教學(xué)尚可，但用于30人左右的大班教學(xué)，則很難保證每個(gè)同學(xué)都看得到、看得清、看得懂，從而影響教學(xué)效果[7]。其次，對(duì)于一些耗時(shí)長(zhǎng)、毒性大、貴重稀有及管制類藥材的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，各中醫(yī)藥高校均已不再開(kāi)設(shè)，長(zhǎng)此發(fā)展則不利于中藥炮制的傳承和創(chuàng)新。第三，中藥炮制講求“貴在適中”，如炒炭要求“炒炭存性”、土炒要求土粉加熱到“靈活狀態(tài)”、米炒黨參要求炒至“老黃色”，否則“功效難求”或是“氣味反失”。學(xué)生對(duì)于諸如此類的炮制要領(lǐng)不可能在有限的課時(shí)內(nèi)完全領(lǐng)悟，因?yàn)樗麄兩踔吝B再炮制一次的時(shí)間都沒(méi)有。

鑒于此，借助現(xiàn)代化技術(shù)呈現(xiàn)傳統(tǒng)炮制方法的需求日益緊迫，其中虛擬仿真技術(shù)用于炮制實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有明顯的優(yōu)勢(shì)[8]。該技術(shù)通過(guò)構(gòu)建高度仿真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使學(xué)生不再受課時(shí)、場(chǎng)地的限制，在其電子設(shè)備終端就能模擬中藥炮制的實(shí)驗(yàn)操作，重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作的要點(diǎn)和難點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力[9， 10]。

2.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建

我校構(gòu)建的發(fā)酵法制備六神曲虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)由基本知識(shí)模塊、示教過(guò)程模塊和虛擬仿真模塊組成，其思路是將傳統(tǒng)示教式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)槿藱C(jī)交互式的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

2.1基本知識(shí)模塊

本模塊將發(fā)酵法制備六神曲中涉及的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以清晰、簡(jiǎn)潔的方式呈現(xiàn)在虛擬仿真平臺(tái)的主界面中（圖1），以滿足學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)或是自主學(xué)習(xí)的需要。學(xué)生只需在電腦或手機(jī)上點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕，即可在“炮制原理”、“炮制視頻”、“歷史沿革”等內(nèi)容之間隨意查看、跳轉(zhuǎn)。

2.2 示教過(guò)程模塊

本模塊主要以視頻和圖片的形式呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程。學(xué)生點(diǎn)擊“炮制視頻”按鈕，平臺(tái)開(kāi)始播放操作視頻并對(duì)實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)原料、操作方法、質(zhì)量要求、炮制作用及注意事項(xiàng)等內(nèi)容進(jìn)行介紹，以確保學(xué)生能夠看清楚、弄明白該過(guò)程的操作要點(diǎn)，為下一步在“虛”中體驗(yàn)“實(shí)”提供準(zhǔn)備。

2.3 仿真操作模塊

本模塊要求學(xué)生通過(guò)反復(fù)的虛擬實(shí)驗(yàn)操作，以掌握操作要領(lǐng)，達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)目的。學(xué)生點(diǎn)擊圖1右下角的“進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)操作”按鈕，開(kāi)始發(fā)酵法制備六神曲的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)生在該過(guò)程中需要對(duì)實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)進(jìn)行回答，若回答錯(cuò)誤，系統(tǒng)則自動(dòng)提示并在回答正確后再進(jìn)行下一步操作（圖2A）。虛擬實(shí)驗(yàn)操作完成后，學(xué)生可以通過(guò)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)體系了解對(duì)知識(shí)的掌握情況（圖2B），以便更有針對(duì)性的學(xué)習(xí)。

3.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的使用效果

發(fā)酵法制備六神曲虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)對(duì)我校2016級(jí)中藥學(xué)專業(yè)和中醫(yī)學(xué)專業(yè)部分班級(jí)進(jìn)行教學(xué)試點(diǎn)，結(jié)果受到學(xué)生的廣泛歡迎和認(rèn)可，收到了較好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。學(xué)生普遍反映該平臺(tái)生動(dòng)形象，直觀性強(qiáng)，可以通過(guò)手機(jī)、電腦等設(shè)備隨時(shí)學(xué)習(xí)，自己能夠掌握發(fā)酵法制備六神曲的實(shí)驗(yàn)操作。

4.結(jié)語(yǔ)

我校構(gòu)建的發(fā)酵法制備六神曲虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，遵循“理論-實(shí)踐-理論”的規(guī)律，具有學(xué)科特色鮮明、傳承創(chuàng)新并存的特點(diǎn)。該平臺(tái)能夠使學(xué)生“親臨其境”的置身于模擬的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，提高實(shí)踐操作能力，打破實(shí)驗(yàn)教學(xué)的場(chǎng)地限制，提高教學(xué)質(zhì)量，降低教學(xué)成本，推動(dòng)中藥炮制技術(shù)的繼承、發(fā)展，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)教學(xué)資源的共享，擴(kuò)大受益人群，發(fā)揮教學(xué)服務(wù)科研、科研反哺教學(xué)的作用。對(duì)于中藥炮制實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革具有一定的借鑒作用。

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作者簡(jiǎn)介：

林青華（1986-），男，講師，博士，主要從事中藥藥性物質(zhì)基礎(chǔ)及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究。

秦華珍（1964-），女，教授，博士，研究方向：中藥活性成分、藥性、藥效研究。