虛擬仿真平臺在中醫類院校基礎醫學實驗教學中的優勢探析

潘榮斌，陳 喬，劉升長， 候吉華

(江西中醫藥大學 基礎醫學院，江西 南昌 330004)

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虛擬仿真平臺在中醫類院校基礎醫學實驗教學中的優勢探析

潘榮斌，陳 喬，劉升長， 候吉華*

(江西中醫藥大學 基礎醫學院，江西 南昌 330004)

高等醫學院校基礎醫學實驗教學的趨勢是創建教育信息化、智能化教育教學環境，探索建立以學生為中心的教學新模式。虛擬仿真平臺整合了各類實驗教學資源，融合了信息技術與學科專業知識，結合教學與科研，達到與真實實驗相一致的教學目的和要求。虛擬仿真平臺的建立解決了傳統教育中的不足與缺陷，為基礎醫學實驗提供了更為豐富的教學資源、靈活多變的教學方法、安全衛生的教學環境，突破了時間與空間的限制，對學生的素質培養具有重要作用。

虛擬仿真平臺；實驗教學；基礎醫學

教育部印發的《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)》文件中指出：“信息技術對教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視。”學校是國家教育信息化能力建設的主陣地，創建教育信息化、智能化教育教學環境，加強各級各類學校信息基礎設施與能力建設，是國家教育信息化工作的重要任務。利用當前先進信息技術開展啟發式、探究式、討論式、參與式教學，鼓勵發展性評價，完善教學反饋機制，探索建立以學生為中心的教學新模式，倡導網絡校際、校企協作學習，提高信息化教學水平。

1 基礎醫學實驗教學中存在的問題

中醫類院校基礎醫學實驗教學是培養中醫藥相關專業學生科研思維、驗證書本理論知識、培養學生動手操作能力以及操作嚴謹性的必要環節，主要包括解剖學、生理學、組織胚胎學、微生物與醫學免疫學、生物化學、中醫診斷學及方劑學等課程，開設此類基礎醫學課程實驗對醫學生動手能力的提高和基礎知識的掌握起著非常關鍵的作用[1]。但從教師及學生的問卷調查結果中發現，實驗教學效果差強人意，結合筆者自身實驗教學經驗分析，其可能原因主要有以下幾個方面。

1.1 實驗教學模式陳舊，考核體系不完善

通過調查研究發現，目前實驗教學模式仍延續傳統模式：首先由實驗指導老師羅列實驗操作步驟、注意事項，課前1/4時間由教師進行講解或示教，再由學生自己按照實驗步驟進行操作，并未參與實驗前準備過程。對于學生來說，與其說是實驗，不如說是簡單的模仿操作。在此過程中，若稍微涉及存在難點或技術性的操作時，學生的實驗成功率便會大大降低。由于絕大部分同學沒有查閱過相關文獻資料，對于實驗中出現的現象也不會提出任何質疑，缺乏自己的見解與思考，整個實驗課程對于學生科研思維和創新能力的培養作用微乎其微。

實驗效果的考核往往通過簡單的實驗報告來呈現。有教學經驗的老師都知道，學生的實驗報告是千篇一律的，沒有自身的體會，一方面是由于學生及老師對實驗的忽視，另一方面也反映出實驗教學的反饋機制存在較大缺陷。

1.2 實驗過程中動手機會少

首先，受課時的限制，實驗課程通常選擇代表性強、簡單經濟的經典實驗項目，而對于耗時長、設備要求高的綜合性實驗基本不開展。貴重儀器、大體標本等比較缺乏，常需十幾人為一個小組進行實驗，甚至僅僅觀看實驗示教，極大減少了學生的動手機會，降低了實驗積極性。此外，某些危險系數高的實驗，如分子生物學實驗中使用的顯色劑(具有致癌性)、微生物培養實驗中致病菌的培養、蛇毒對蛋白質的影響等被限制開展，很多知識學生只能從書本上獲得。

1.3 教師資源缺乏

實驗指導老師的培養與理論教學老師一樣復雜，其必須要具備良好的語言表達及邏輯思維能力，在掌握基本理論原理和實驗操作能力的同時，還必須把握住整個實驗流程的動態，及時解決實驗中出現的問題。目前，國家規定實驗教學中，25位同學必須配備一名實驗指導老師，暫且不說其是否能夠實現，即使可以實現，一名指導老師也難于同一時間內照顧到實驗過程中的每一位同學、每一步實驗。

究竟如何改變當前困境，提高醫學類學生的實驗教學效果，這就需要我們充分利用現代信息化技術，適應信息化和國際化的要求，創建綠色、安全的基礎醫學虛擬仿真平臺，利用現代科學技術，開展多種方式的信息技術應用活動。鼓勵學生利用信息手段主動學習、自主學習、合作學習，培養其利用信息技術學習的良好習慣，發展興趣特長，提高學習質量，增強其在網絡環境下提出問題、分析問題和解決問題的能力。

2 解決途徑與方法優勢

虛擬仿真技術又稱為虛擬現實技術，是利用計算機創建一個可視化實驗操作環境，通過操作虛擬實驗儀器或設備進行各種實驗，達到與真實實驗相一致的教學目的和要求[2]。為順應以教育信息化工作為主線的高等教育改革發展趨勢，必須整合各類實驗教學資源、融合信息技術與學科專業知識、結合教學與科研，通過校企聯合建設綠色、安全的基礎醫學虛擬仿真平臺[3]，開設虛擬仿真實驗教學。

我校虛擬仿真平臺對學校已有網絡虛擬實驗教學資源，包括但不限于中國數字人教學系統、病理組胚數字切片教學系統、機能虛擬仿真教學系統等資源進行整合、包裝，同時實行校企合作開發中醫方劑學、醫學細胞培養綜合實驗、分子生物學實驗室基本操作、核酸提取及聚合酶鏈反應(PCR)實驗、基因工程實驗、蛋白提取及免疫印跡(Western blot)和酶聯免疫吸附(ELISA)實驗、細菌的形態學綜合實驗、醫學寄生蟲學綜合實驗、醫學化學基本操作虛擬實驗等一系列基礎實驗及綜合性實驗項目，從而建立以各大學科為模塊，各學科基本實驗或綜合性實驗為基礎的層次結構清晰的基礎醫學虛擬仿真實驗教學平臺。實現校內外、本地區及更廣范圍內的實驗教學資源共享，滿足多地區、多學校和多學科專業的虛擬仿真實驗教學需求[4]。目前已經初步應用于部分班級，通過實際檢驗，虛擬仿真實驗在教學中的優勢得以體現，主要表現在以下幾個方面。

2.1 資源更加豐富

基礎醫學實驗教學虛擬仿真實驗室是現代信息化技術與教學內容深度融合的產物[5]，其利用虛擬三維軟件技術拓展實踐領域，豐富教學內容，降低成本和風險，開展綠色實驗教學。通過整合機能學虛擬仿真實驗、病理組胚數字切片庫等現有虛擬實驗資源，引進中醫方劑學、分子生物學、病原生物學等優質資源，綜合了基礎醫學所有實驗項目，在同一平臺內，可以開展基礎醫學各學科相關實驗。隨著實驗的進行，依次對實驗原理、注意事項、操作步驟等各方面加以表述，并配有實驗操作視頻，同時配置了虛擬實驗操作，對實驗中的注意事項及操作易失誤處設置選項，并做出解析，使虛擬實驗發揮更好的效果。除此之外，在完成基礎實驗的同時，虛擬仿真實驗室還能開設綜合實驗項目，解決因資源缺乏、設備不足而無法開展部分實驗的問題。

2.2 學習更加便捷

醫學虛擬仿真實驗室是信息技術與教學內容深度融合的產物，具有安全、開放、共享的特點，突破了時間和空間的限制。無論是通過手機還是電腦，校內還是校外，學生均可以訪問全面開放的虛擬實驗室，達到“隨時、隨地、隨心”進行學習的效果，從而最大限度地利用有限教學資源。虛擬仿真實驗的開展很大程度地改變了傳統教學模式，緩解了教學壓力。利用先進的網絡技術，簡單明了地進行虛擬實驗操作，充分激發了學生的學習興趣，提供了更好的動手操作環境，對于全面培養學生的科研思維、實踐動手能力和創新意識具有重大意義。

2.3 環境更加和諧

以往的實驗教學是以小組的形式進行，受教學資源的限制只能在有限的空間內進行原理、步驟等理論學習及實驗操作。若使用到有毒試劑或有害病原微生物時，某些實驗室便不能保證學生的安全性。虛擬仿真實驗室的建立徹底改變了此種現狀，將傳統小組教學形式變為個人線上學習，在緩解師資力量不足的同時，將實驗環境變得無害、衛生，使實驗空間無限擴大，實驗經驗交流線上進行，實驗效果反饋即刻展現。讓許多有意義但因安全問題無法開展的實驗得以進行，進一步擴展了實驗范圍。

3 結語

中醫藥的國際化發展需與現代科學技術相結合，與其他學科相交叉，相互促進，共同發展。以虛擬平臺為媒介，綜合提升學生素質，推進中醫理論發展，學生可以“隨時、隨地、隨心”進行學習，極大程度改善了學習環境，充分激發了學生的學習興趣、積極性和主動性。如何能更好地發揮虛擬仿真平臺的無限潛力，拓展其應用范圍，還有待進一步探索。

[1] 王燕,車敏,楚慧媛.中醫院校建設基礎醫學虛擬仿真實驗教學中心的探索與實踐[J].甘肅中醫學院學報,2015,32(4):92-94.

[2] 康娜,趙海軍.淺析虛擬仿真實驗在提升高職實踐課中的凸顯優勢[J].商情,2011(47):74.

[3] 王衛國.虛擬仿真實驗教學中心建設思考與建議[J].實驗室研究與探索.2013,32(12):5-8.

[4] 教育部高等教育司.關于開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作的通知[EB/OL].http://www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/A08_gggs/201308/156121.html.

[5] 黃坪,李紅松,潘克儉,等.基于MOOC的醫學虛擬仿真實驗室建設探討[J].實驗技術與管理,2014,31(12):105-109.

(責任編輯：尹晨茹)

2015-09-66

江西中醫藥大學教育教學改革項目(2013jzsy-3)

潘榮斌(1989-)，男，江西中醫藥大學助教，研究方向為中藥與神經生物學及教學。E-mail：741225415@qq.com

侯吉華(1980-)，男，江西中醫藥大學實驗師，研究方向為中西醫結合基礎及教學。E-mail: 794706902@qq.com

G420

A

1673-2197(2015)24-0150-02

10.11954/ytctyy.201524078