機能實驗網(wǎng)絡教學平臺研究

徐洋 吉磊

（江蘇衛(wèi)生健康職業(yè)學院 江蘇·南京 211800）

機能實驗教學是現(xiàn)代高等教育的重要教學形式，承擔著生理學、病理生理學、藥理學和神經生物學等醫(yī)學課程的實驗部分。旨在鞏固理論知識，掌握操作技能，培養(yǎng)學生自主學習創(chuàng)新能力以及嚴謹?shù)目蒲芯?，所以機能實驗教學直接關乎教學質量，有著理論教學不可替代的作用。但機能實驗存在實驗操作復雜，操作時間限制，投入大、重現(xiàn)性難且課后驗收效果不及時等問題。

“虛擬實驗室”這個概念是美國佛吉尼亞大學威廉·沃爾夫（William Walf）教授為了促進不同國家、地區(qū)的科研人員進行學術交流和科研合作在1989年首次提出的。虛擬實驗主要是通過選擇合理的軟件技術實現(xiàn)對教學內容的數(shù)字化和實驗手段的形象化詮釋，系統(tǒng)地設計與制作相關的虛擬實驗內容；傳統(tǒng)的機能實驗主要是學生通過實際操作對理論課內容進行鞏固和加深理解，機能實驗教學與虛擬實驗網(wǎng)絡教學平臺相融合可以更新實驗教學觀念，探索新的實驗教學模式，建立新的實驗教學課程體系，為培養(yǎng)一批復合型人才提供更加良好的學習環(huán)境。那么，根據(jù)我國教育信息化改革的總體規(guī)劃，如何建立教學與科研一體化的機能實驗網(wǎng)絡教學平臺并且實現(xiàn)網(wǎng)絡教學資源的共建共享，成為當前高等職業(yè)院?？焖侔l(fā)展的急需解決的難題之一。

1 機能實驗網(wǎng)絡教學平臺現(xiàn)狀分析

1.1 未能更新實驗教學觀念

由于傳統(tǒng)機能實驗在培養(yǎng)學生實驗興趣、操作技能等方面有其獨到的地方，并且教師與學生已經習慣看得見、摸得著的實實在在的儀器，所以對網(wǎng)絡機能實驗教學一直保持質疑的態(tài)度。通過合適的軟件建設機能實驗網(wǎng)絡教學平臺不僅可以使實驗數(shù)據(jù)更加精確,還減輕了操作任務并且能夠使實驗數(shù)據(jù)更容易重現(xiàn)；因此必須更新對網(wǎng)絡機能實驗教學模式的認識，從而促進網(wǎng)絡機能實驗教學與傳統(tǒng)實驗結合。

1.2 傳統(tǒng)實驗室資源浪費較多

實驗室是附屬于各學科教研室的,實驗內容往往也是以單科實驗內容為驗證主體的，各學科實驗內容之間缺乏聯(lián)系，所以存在實驗設備重復多使用率較低，設備及人員資金無法集中使用等情況；雖然有些實驗內容存在相互交叉的部分,但由于實驗室管理自成體系，資源無法完全共享，使實驗教學因無法形成統(tǒng)一的教學體系從而造成了極大的實驗資源浪費，更重要的是不利于培養(yǎng)創(chuàng)新型和技能型人才。

1.3 未能切合實際，合理選擇開發(fā)技術

與傳統(tǒng)的實驗室建設有所不同,虛擬實驗室的建設對軟件要求較高,在實驗儀器方面其主要是通過3D漫游技術實現(xiàn)的，設置不同的板塊將操作臺，儀器設備以及動物等真實的呈現(xiàn)出來；其中還應包括實驗原理講解、儀器設備介紹和實驗操作示范等部分組成，圖文并茂；在技術可行性方面，較多的機能實驗網(wǎng)絡教學平臺未能遵循為教學服務的原則，選擇合理“平民化”的軟件，而較多的采用國外的產品，且操作復雜不易學；如果不與有潛力的國內軟件公司合作，而僅僅靠購買國外的軟件，不僅存在日后的軟件維護周期長，升級投入資金多,而且自身的實驗室水平和科研水平的提高也會受到限制。

1.4 平臺應用課程相對集中及協(xié)作功能不完善

機能實驗以驗證理論和培養(yǎng)學生科研創(chuàng)新能力為主，通過調研分析大部分學生對機能網(wǎng)絡教學平臺雖然有一定程度了解，但由于其主要集中應用于生理學、病理生理學、藥理學等學科，且在教學期間較少開展基礎性、綜合性、探索性實驗教學，未能充分培養(yǎng)學生的科學實踐能力和創(chuàng)新意識；再加學生網(wǎng)絡學習不適應等原因導致其普及程度不高。

在平臺應用方面，大多數(shù)學生覺得老師不能及時通過平臺對自己的問題進行線上指導，并且?guī)熒?、同學之間交流互動不明顯；雖然網(wǎng)絡學習可以參考較多的資料，但是也存在種類不全面、板塊設置分布不合理，不方便找信息等問題，所以還是不能完全滿足學生的需要。其次，大多數(shù)網(wǎng)絡虛擬實驗平臺未能實現(xiàn)不同科研單位之間協(xié)作研究，目前國內以清華大學為首的一些高校共同建設的網(wǎng)絡虛擬實驗室是為數(shù)不多做的比較好的虛擬實驗室。

2 完善機能實驗網(wǎng)絡教學平臺的策略

隨著當今社會互聯(lián)網(wǎng)的普及，機能實驗網(wǎng)絡教學平臺仍顯不足，主要表現(xiàn)管理機制建設不到位、教學資源庫建設不完善、內容不充實、課程更新慢、互動性差、資源分享性差等問題，根據(jù)機能實驗教學現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，需要針對性加強學生機能實驗學習需要的信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化機能實驗教學平臺并且開拓其多元化的共建共享路徑。

2.1 建立健全機能網(wǎng)絡實驗室平臺相關管理制度

圖1：機能實驗網(wǎng)絡教學平臺資源共享結構

良好的制度建設是平臺運行的基礎，為了使有限的實驗教學資源發(fā)揮更好的作用，保證教學質量，提高工作效率，學校應建立健全機能實驗網(wǎng)絡教學平臺相關管理制度，包括機能實驗室管理規(guī)則、實驗教師職責、學生實驗守則、安全檢查等日常實驗制度；在此基礎上，還應建立儀器設備使用的登記臺賬以及運行狀態(tài)記錄制度，可以通過記錄數(shù)據(jù)來清晰了解設備的使用情況及使用后的狀態(tài)。建立規(guī)范的實驗制度，不僅可以保證實驗設備處于良好狀態(tài)、方便實驗老師在課前課后進行清點而且可以培養(yǎng)學生做事有條理的、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。機能網(wǎng)絡教學平臺還需要建立軟件儀器定期保養(yǎng)和維修制度，制定儀器的操作規(guī)程和注意事項確保儀器設備隨時處于最佳的使用狀態(tài)，實行實驗室責任到人的管理機制，從制度上規(guī)定要求管理人員各司其職并落實對機能實驗網(wǎng)絡教學平臺的管理、建設、使用、維護等問題。

2.2 利用信息化技術促進虛擬實驗室平臺建設

隨著網(wǎng)絡資源技術的發(fā)展和應用，學生可以根據(jù)個人需要通過網(wǎng)絡開展個性化在線學習，我校藥理學，生理學等理論課程已經有線上精品課程并且已成為越來越多同學強化學習內容、拓展學習思路的首要方式。機能實驗作為普適性實驗學科，是培養(yǎng)學生科學思維方法、分析解決問題和訓練實驗技能的重要手段；所以必須加快通過信息化技術手段建立以教學板塊、學習板塊、交流板塊、資源板塊、服務板塊等為框架的機能實驗網(wǎng)絡教學平臺。在課前課后同學們可以通過學習板塊進行課前預習和課后復習，充分鞏固掌握理論和實踐知識；在教學過程中教師可以通過教學板塊的路徑控制主控計算機向各實驗組講解實驗過程，展示實驗操作原理，3D操作步驟等；在實驗過程中，教師可以全程觀看各個實驗組操作過程并且通過平臺給予指導，在實驗結束后可以將各實驗小組的實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯總至主電腦，教師通過實驗數(shù)據(jù)進行分類匯總最后進行總結、講評、交互式討論及答疑等。教師還可以通過資源板塊可以及時了解前沿教學發(fā)展趨勢和科研信息，更好地從事教學與科研工作，提升教學理論水平，使教師從“傳統(tǒng)型”教師轉變?yōu)椤翱蒲行汀苯處煛?/p>

2.3 建立虛擬實驗平臺的合理運行機制

為了機能實驗網(wǎng)絡教學平臺的合理運行，學院應當加快構建教學與科研一體化的虛擬實驗教學平臺運行機制，推動其成為辦學優(yōu)勢，促進教學與科研協(xié)調發(fā)展。我校是醫(yī)藥衛(wèi)生類的院校，為社會培養(yǎng)專業(yè)技能型人才是我院的培養(yǎng)的目標，其中操作能力是衡量學生水平的重要指標；通過構建一體化虛擬實訓平臺可以為學生提供了“真槍實彈”實驗條件，促進學生理論與實踐相結合，從而提升學生社會服務的手段，使學生在校期間就能夠充分掌握本行業(yè)的先進技術。為了提高教師使用機能實驗網(wǎng)絡教學平臺的主動性和積極性，可以將平臺使用量以及建設質量與老師的職稱評定綁定，這樣就能激發(fā)教師建設機能實驗網(wǎng)絡教學平臺的潛力，并能將機能實驗網(wǎng)絡教學平臺的建設作為一個教學任務去認真完成。

2.4 促進線上與線下傳統(tǒng)教學相結合，加強虛擬實驗室配套服務

機能實驗教學目的是通過實驗操作對生理學、藥理學和病理生理學等學科的理論知識有更深刻的理解，機能實驗網(wǎng)絡教學亦是如此，所以應當加強平臺及其配套服務建設。首先，虛擬實驗教學平臺配套服務以性能強大的軟硬件為基礎，從而才能最大限度地鞏固理論知識，強化學生的邏輯思維能力，提升實驗教學效果。其次，在力求實現(xiàn)優(yōu)質教學資源共建共享的基礎上，以簡潔、實用、易用為原則在各個板塊基礎上創(chuàng)建完整的學習環(huán)節(jié)，如提供課程教學視頻子平臺、教學資源下載、自主學習、答疑、討論區(qū)、作業(yè)、考核等功能；從而建成一體化機能網(wǎng)絡實驗教學平臺。

2.5 開拓機能實驗網(wǎng)絡教學平臺多元化的共建共享路徑

隨著網(wǎng)絡教學的普及，我國也有較多高校建立機能實驗網(wǎng)絡教學平臺，但完全實現(xiàn)共建共享方面還是寥寥無幾，所以如何實現(xiàn)網(wǎng)絡教學平臺的共建與分享是亟需解決的問題。

建立統(tǒng)一的標準規(guī)范是機能網(wǎng)絡教學資源共建共享的前提，共享是共建的最終目標。為了實現(xiàn)共建共享，首先，各個高?？梢院炗喓贤_定共享機制，從而確保各成員的權益，為資源共享提供保障。其次，開發(fā)以教學板塊、學習板塊、交流板塊、資源板塊、服務板塊等為框架的機能實驗網(wǎng)絡教學共享平臺，若將教學資源只放置于各個學校的服務器中，這樣既容易造成對學校的軟硬件造成壓力，也不利于教學資源的及時更新，所以建立以云服務為基礎的機能網(wǎng)絡實驗教學平臺是實現(xiàn)資源共建共享的最佳方式。

圖1是針對機能實驗網(wǎng)絡教學平臺的需要，結合網(wǎng)絡服務中心的特點，設想的資源共建共享的系統(tǒng)結構圖；機能實驗網(wǎng)絡教學平臺共享主要是由教學模塊和科研模塊為主體的兩大模塊、信息通知、文獻搜索等8個模塊組成，云服務中心資源主要是各學校進行資源共享的平臺；教師和學生可以通過端口輸入自己的賬號密碼進行登錄后選擇相應的模塊再通過云服務中心資源進行傳輸提供資源服務，平臺中心的管理員可以通過端口對機能實驗網(wǎng)絡教學平臺進行管理。

3 機能實驗網(wǎng)絡教學平臺建設意義

以現(xiàn)代信息技術為支撐，開發(fā)共建共享型機能實驗網(wǎng)絡教學平臺，整體提升專業(yè)人才培養(yǎng)質量，為教學科研提供很好的幫助。

3.1 培養(yǎng)自主學習型和技能型人才

在現(xiàn)代社會飛速發(fā)展進程中，由于信息知識、創(chuàng)新技術不斷更新，所以培養(yǎng)學生掌握專業(yè)知識、實際操作技能和終身學習能力是高等院校的培養(yǎng)目標。機能網(wǎng)絡實驗教學平臺通過提供課程的學習資源、學習方法和實際操作等，培養(yǎng)學生隨時學習的觀念和自主學習能力；學生不僅可以從虛擬實驗平臺中下載所學課程的理論內容和操作重點難點，還可以通過回顧實驗課程中自己數(shù)據(jù)的疑點、錯點從而達到總結的效果；也可以通過留言版進行經驗介紹，從而培養(yǎng)學生自主學習的習慣，達到理論與實踐相結合的效果。

3.2 提高教學水平和教學效果

隨著醫(yī)學實驗課程的改革，對授課教師的要求也在迅速提高，特別是跨學科的綜合性實驗開設，教師需要學習更多相關學科的理論知識。首先，機能網(wǎng)絡教學互動平臺可以讓教師不僅可以通過平臺獲知各種最前沿的科學理論知識和教學思想，而且可以通過平臺保存的以往教學信息查找自己的不足幫助教師迅速成長；其次，教師可以通過平臺了解學生在學習本課程的各種動態(tài)，以便于教師有針對性的調整教學計劃，設計教學方法，從而提高教學水平；然后，平臺給學生提供無時間限制的教學模塊，可以讓學生課前盡早熟悉實驗內容，加強思維訓練，從而充分調動學生開展實驗技能訓練的主動性和積極性，大大提高了教學效果。

3.3 為校企合作提供平臺

高職教育以培養(yǎng)技能型人才為目標，可以多層次的與醫(yī)院開展合作辦學；從院校的辦學特色出發(fā)通過平臺建設，開發(fā)如微博論壇，知乎等模塊，學生可以在線進行與醫(yī)院老師進行探討，從而打破時間和空間限制，實現(xiàn)信息共享與交流。實驗網(wǎng)絡教學互動平臺的建立，為人才培養(yǎng)、校企合作提供更好的保障。

4 總結

隨著我國網(wǎng)絡高等教育的飛速發(fā)展，教學資源共建共享是未來的發(fā)展趨勢，教學資源作為核心競爭力，應當給與較高重視。機能實驗網(wǎng)絡教學平臺作為教學資源共建共享的途徑之一，能夠充分發(fā)掘學生學術興趣，引導學生開展研究性學習，改善教學方法，豐富教學內容，使學生收獲更為豐富，所以這是一種更適合高職院校的培養(yǎng)模式。