實景仿真實驗系統(tǒng)在藥理學課程中的應用探索*

【摘" 要】 文章對實景仿真實驗系統(tǒng)在藥理學課程中的應用展開探究。首先，闡述了實景仿真實驗系統(tǒng)在藥理學課程中的應用價值。其次，明確傳統(tǒng)藥理學實驗教學的不足之處，并提出多元化的應用方法。最后，對其在藥理學課程中的應用效果展開評估。希望通過文章的研究能為相關工作提供促進作用，并為有關人員提供借鑒與參考思路。

【關鍵詞】 實景仿真;實驗系統(tǒng);藥理學課程

隨著信息化技術水平的不斷提升，教育信息化已成為當前教育改革與發(fā)展的核心訴求。虛擬仿真實驗作為教育教學與信息技術深度融合的結晶，契合了當前高等教育資源共享及開放辦學模式的發(fā)展趨勢。2014年8月，教育部高等教育司正式發(fā)文，倡導在全國范圍內建立國家級虛擬仿真實驗教學中心，此舉從國家政策層面為網絡化的虛擬實驗仿真技術的蓬勃發(fā)展提供了有力支撐。此后，虛擬仿真實驗技術迅速普及，并逐步滲透全國各大高等職業(yè)院校的教學工作中。

在此背景下，河北東方學院醫(yī)學院于2022年成功引入實景仿真實驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)被充分應用于輔助醫(yī)學基礎課程實驗教學中。該系統(tǒng)有效緩解了傳統(tǒng)實體實驗在學生數(shù)量、場地限制、經費投入、儀器設備、實驗材料等方面的諸多挑戰(zhàn)，顯著降低了教學成本，并提升了學習效率。同時，這一創(chuàng)新教學手段還極大地激發(fā)了學生的學習興趣，增強了學生自主學習的能力，進一步拓寬了學習的維度與深度，滿足了新時代對創(chuàng)新型醫(yī)學人才培養(yǎng)的迫切需求。

一、實景仿真實驗系統(tǒng)在藥理學課程中的應用價值

實景仿真實驗系統(tǒng)憑借其高度仿真的虛擬環(huán)境與模擬實驗條件，為學生營造了一種近似于傳統(tǒng)實驗室的實驗體驗。在這一系統(tǒng)中，學生能夠自由地進行實驗操作，細致觀察實驗現(xiàn)象，從而深化對藥理學原理的理解。這種強烈的真實感和沉浸感不僅激發(fā)了學生的學習興趣，還有效提升了學習效果。相比之下，傳統(tǒng)的藥理學實驗教學常受限于儀器、場地、藥品等多種因素，難以廣泛普及和深入展開。而實景仿真實驗系統(tǒng)則成功打破了這些限制，為學生提供了更加廣泛和深入的實驗感受，使他們能夠隨時隨地進行實驗操作，不受時間與地點的束縛，同時降低了實驗成本，提高了教學效率。

在藥理學實驗中，常涉及有毒、有害或有潛在風險的物質與操作，傳統(tǒng)實驗方式存在一定的安全隱患，而實景仿真實驗系統(tǒng)通過模擬實驗過程，有效規(guī)避了真實實驗中的潛在風險，為學生的安全提供了堅實保障。在虛擬環(huán)境中，學生可以放心地進行實踐操作，無須擔憂真實實驗中可能發(fā)生的意外情況。

此外，實景仿真實驗系統(tǒng)還為學生提供了豐富的實驗內容與自主選擇的空間。學生可以根據(jù)個人興趣與需求，靈活選擇實驗項目進行操作，這種自主性的學習方式極大地促進了學生自主學習能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。他們能夠在虛擬環(huán)境中主動探索藥理學知識，提升解決問題的能力，為未來的學術研究和臨床實踐奠定堅實基礎。

因此，實景仿真實驗系統(tǒng)在藥理學課程中的應用價值顯著，主要體現(xiàn)在突破實驗條件與資源限制、增強實驗的真實感與沉浸感、降低實驗風險與保障學生安全，以及培養(yǎng)學生自主學習與創(chuàng)新能力等方面。這些獨特的優(yōu)勢，使得實景仿真實驗系統(tǒng)逐漸成為藥理學教學中不可或缺的重要工具。

二、傳統(tǒng)藥理學實驗教學的不足

（一）資源限制

傳統(tǒng)藥理學實驗教學受到資源的嚴重限制。首先，實驗室的場地與設備數(shù)量有限，無法滿足所有學生的實驗需求。這使部分學生無法親自參與實驗，只能通過觀察或聽講解來學習，影響學習效果。其次，實驗所需的藥品與試劑成本較高，且易受到市場供應與價格波動的影響，導致實驗教學的成本很難控制。除此之外，部分高端、精密的實驗儀器價格昂貴，維護成本較高，導致許多學校無法配備齊全的實驗設備。

（二）安全風險

藥理學實驗關系到一些有毒、有害或有刺激性的藥品與試劑，操作不當或疏忽大意可能引起安全事故。傳統(tǒng)實驗教學中，學生在實際操作中可能面臨燙傷、中毒、爆炸等風險，對學生的身體健康產生潛在威脅。除此之外，實驗期間產生的廢棄物處理也是一項重要的安全工作，處理不當可能對環(huán)境造成污染。正因如此，傳統(tǒng)藥理學實驗教學的安全風險難以有效控制。

（三）實驗效果不穩(wěn)定

傳統(tǒng)藥理學實驗教學效果受到多種原因的影響。首先，實驗條件很難精確控制，例如濕度、溫度、光照等原因的波動可能對實驗結果產生影響。其次，實驗操作期間的誤差與干擾原因也可能使實驗結果的不準確。除此之外，因為實驗設備與技術的限制，部分復雜的藥理作用機制與藥物代謝過程很難在實驗中完全展現(xiàn)。上述原因都限制傳統(tǒng)藥理學實驗教學的效果，導致學生很難全面深入地理解與掌握藥理學知識。

三、實景仿真實驗系統(tǒng)在藥理學課程中的應用方法

（一）系統(tǒng)構建與集成

在構建與集成實景仿真實驗系統(tǒng)時，相關人員首先需要確立系統(tǒng)的整體架構，保證各個組件能夠高效、穩(wěn)定地運行。具體步驟如下：確立系統(tǒng)需求與功能，明確藥理學實驗教學的具體需求，例如實驗內容、環(huán)境、學生操作界面等，并據(jù)此設計系統(tǒng)的功能模塊。選擇合適的軟硬件平臺，根據(jù)系統(tǒng)功能需求選擇有強大計算能力與穩(wěn)定性能的硬件平臺，并選用與之匹配的仿真軟件，保證實驗場景的高度逼真與操作的流暢性。設計與開發(fā)實驗場景與模塊，利用仿真軟件構建與藥理學實驗相對應的虛擬實驗室，錄入實驗設備、試劑、操作流程等。在此同時，開發(fā)相應的實驗模塊，從而滿足不同實驗內容的需求。系統(tǒng)測試與優(yōu)化，在系統(tǒng)集成完成后展開嚴格的系統(tǒng)測試，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性與準確性。根據(jù)測試結果對系統(tǒng)進行必要的優(yōu)化與調整，從而提高用戶體驗與實驗效果。

（二）實驗內容設計

實驗內容的設計是實景仿真實驗系統(tǒng)應用的關鍵環(huán)節(jié)。相關人員應根據(jù)藥理學課程的目標與要求，設計有針對性、層次性與挑戰(zhàn)性的內容。具體步驟如下：分析藥理學課程目標，深入理解藥理學課程的教學大綱與目標，明確實驗教學的重點。設計實驗項目，根據(jù)課程目標設計實驗項目，包括藥理學的基本原理、作用機制、代謝過程等內容。其中，實驗項目應有層次性，應從簡單到復雜引導學生深入理解與掌握藥理學知識。制訂實驗步驟與要求，為實驗項目制訂詳細的實驗步驟與操作要求，保證學生在虛擬環(huán)境中能夠按照規(guī)范開展實驗操作。設定評價標準與反饋機制，建立科學的評價體系，對學生的實驗操作與結果展開評價。在此同時，設置反饋指導機制，便于教師第一時間向學生提供實驗操作的指導與建議，幫助其改進與提高。

（三）學生操作與指導

在實景仿真實驗系統(tǒng)的應用中，學生的操作與教師的指導是重要環(huán)節(jié)。具體做法如下：提供操作指南與教程，為學生提供詳細的操作指南與教程，幫助其熟悉系統(tǒng)使用方法與操作流程。教師在實驗期間提供在線實時指導解答學生遇到的問題與困惑，通過實時互動與討論引導學生正確展開實驗操作與分析實驗結果。個性化輔導與反饋。根據(jù)學生的實驗操作與結果提供個性化的輔導與反饋，針對學生的不足之處提出具體的改進建議、意見，幫助其提高實驗技能與藥理學知識水平。

四、實景仿真實驗系統(tǒng)在藥理學課程中的應用效果評估

（一）評估方法與指標

為全面評估實景仿真實驗系統(tǒng)在藥理學課程中的應用效果，相關人員采用多種評估方法與指標，具體包括學習興趣與參與度調查和自主學習能力評估。

1. 學習興趣與參與度調查

學生的學習興趣與參與度是影響學習效果的重要原因。為評估實景仿真實驗系統(tǒng)對學生學習興趣與參與度的影響，相關人員展開問卷調查與課堂觀察。問卷調查包括學生對實驗系統(tǒng)的滿意度、實驗期間的興趣程度與參與實驗的積極性等方面的問題。課堂觀察主要記錄學生在實驗期間的表現(xiàn)與互動情況。

表1" 學習興趣與參與度調查結果

[調查內容 觀察組 對照組 對實驗系統(tǒng)的滿意度 90% 65% 實驗期間的興趣程度 85% 55% 參與實驗的積極性 95% 70% ]

從表1結果能夠看出，觀察組學生對實景仿真實驗系統(tǒng)的滿意度、實驗期間的興趣程度與參與實驗的積極性均高于對照組。這意味著在教學過程中采用實景仿真實驗系統(tǒng)能夠激發(fā)學生的學習興趣與參與度，提高其學習效果。

2. 自主學習能力評估

自主學習能力是學生在學習期間自主獲取知識、解決問題與展開創(chuàng)新的能力。為評估實景仿真實驗系統(tǒng)對學生自主學習能力的影響，相關人員觀察了學生在實驗期間的自主學習行為，例如獨立分析問題、主動探索實驗內容、提出創(chuàng)新觀點等。在此同時，相關人員還通過作業(yè)與課堂討論等方法了解學生在實驗后的自主學習成果。通過觀察，相關人員發(fā)現(xiàn)觀察組學生在實驗期間表現(xiàn)出更強的自主學習能力，能夠主動探索實驗內容，獨立分析問題，并提出創(chuàng)新性觀點。在作業(yè)與課堂討論中觀察組學生也展現(xiàn)出更深入的思考與更廣泛的知識應用。這意味實景仿真實驗系統(tǒng)能夠幫助培養(yǎng)學生的自主學習能力，提高其的綜合素質。總之，通過對比學習成績、學習興趣參與度調查、自主學習能力評估等多種評估方法，相關人員能夠得出實景仿真實驗系統(tǒng)應用于藥理學課程教學中的效果明顯這一結論，不光提高了學生的學習成績，還激發(fā)其學習興趣與參與度，并培養(yǎng)其自主學習能力，證明實景仿真實驗系統(tǒng)在藥理學課程中的應用有廣闊的前景。

（二）應用效果分析

在藥理學課程中引入實景仿真實驗系統(tǒng)后，學生的學習興趣與參與度發(fā)生了明顯的變化。首先，實景仿真實驗系統(tǒng)為學生提供全新的學習體驗。相比以往的實驗教學方法，該系統(tǒng)能夠模擬真實的實驗環(huán)境與操作過程，使學生置身在實驗室之中。這種沉浸式的學習方法激發(fā)學生的好奇心與探索欲望，使其主動地參與學習。其次，實景仿真實驗系統(tǒng)有豐富的實驗內容與層次性的任務設計。學生能夠根據(jù)個人學習進度與興趣選擇不同難度的任務展開個性化的學習。這種靈活性不光滿足不同學生的需求，也能激發(fā)其學習興趣與動力。在此同時，系統(tǒng)還提供詳細的操作指南與文檔，使學生在遇到問題時能夠迅速找到解決方案，增強其學習信心與積極性。除此之外，實景仿真實驗系統(tǒng)的實時互動與反饋機制能讓學生在實驗期間能夠隨時與教師與其他同學展開交流與討論，共同解決問題。教師的在線指導與答疑解惑也為學生提供了第一時間的幫助與支持。這種互動式的學習方法不光提高了學生的參與度，也促進了其之間的合作與交流。

總結來說，實景仿真實驗系統(tǒng)通過提供真實實驗環(huán)境、豐富實驗內容與實時互動與反饋機制，有效激發(fā)學生的學習興趣與參與度，對提高學生的學習興趣與參與度有積極的影響。

五、結語

實景仿真實驗系統(tǒng)應用在藥理學課程中，通過先進的仿真技術模擬實驗場景，加強學生的實驗體驗。該系統(tǒng)能模擬真實實驗環(huán)境為學生提供更多實踐機會，避免真實實驗可能發(fā)生的風險。學生可反復操作可以深入理解實驗原理和操作方法。同時，系統(tǒng)能模擬不同實驗條件，培養(yǎng)學生實驗設計和數(shù)據(jù)分析能力，與理論教學結合形成完整教學體系，提高學生學習效果。實景仿真實驗系統(tǒng)在藥理學課程中應用先進的仿真技術相關人員為學生創(chuàng)造一個真實而生動的學習環(huán)境，讓其在虛擬的實驗場景中深入探索藥理學知識的奧秘，不僅僅是教學方法的創(chuàng)新嘗試，更是對藥理學教育模式的深度思考與改革。

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