VBL-100醫學機能虛擬實驗軟件在生理學實驗教學中的應用與體會

劉莉萍

九江學院基礎醫學院 江西九江 332000

現代教育技術與裝備

VBL-100醫學機能虛擬實驗軟件在生理學實驗教學中的應用與體會

劉莉萍

九江學院基礎醫學院 江西九江 332000

應用虛擬實驗教學是一種新型的實驗教學手段，這種教學手段可以彌補傳統實驗的不足，但又不可以完全替代。如何更好地將虛擬實驗和傳統實驗有機結合，提高實驗的成功率，需要在實踐中不斷摸索和研究。

生理學；實驗教學方法；虛擬實驗

生理學實驗是生理學教學環節中重要組成部分，是培養醫學專業學生動手能力和創新能力的有效手段。

我校為了有效提高實驗課教學效果，增強學生對生理學實驗的興趣，于2011年特引入10套VBL-100醫學機能虛擬實驗仿真軟件用于實驗教學，分別在臨床醫學專業、護理專業、助產專業應用，已實施6年，實驗教學效果反映良好。

1 VBL-100醫學機能虛擬實驗仿真軟件的概況

虛擬實驗室是一種利用計算機仿真技術和網絡技術模擬真實實驗環境的一種實驗教學手段。其成本低，效率高，自由度大，功能全，很大程度上彌補了真實實驗室受時間、空間、實驗動物、試劑及器械限制的不足[1,2]。

VBL-100醫學機能虛擬實驗仿真軟件，包括資料室、動物房和模擬實驗室三大模塊。資料室模塊介紹了大量的機能學知識。動物房模塊介紹了各種動物的習性和特點，便于學生了解掌握。而模擬實驗室模塊涵蓋了包括生理學、病理生理學、藥理學在內的百余個仿真實驗。其中，在生理學實驗有設定的虛擬實驗項目：刺激強度和頻率對骨骼肌收縮的影響、神經干動作電位及其傳導速度的測定、骨骼肌興奮時的電活動與收縮的關系神經纖維興奮后的興奮性變化、血型鑒定、期前收縮與代償間歇、離體蛙心灌流、哺乳動物動脈血壓的調節、呼吸運動的調節、影響尿生成的因素等二十多個實驗項目[3]。

虛擬實驗只需點擊鼠標和鍵盤，學生就能身臨其境，感受實驗的真實現象。

2 VBL-100醫學機能虛擬實驗仿真軟件在生理實驗教學中的應用效果

每個教學班40～50人，每5～6人/組，分8組。指導教師先向學生介紹本次實驗的主要目的、實驗原理。然后重點講解實驗操作步驟和要點。同時，學生打開VBL-100醫學機能虛擬實驗系統，通過軟件中的視頻錄像了解實驗操作過程；指導教師在關鍵性步驟給予強調，并著重講解實驗技巧和注意事項。學生可以通過回放，熟悉掌握實驗操作步驟和要點。在此基礎上，學生在實驗動物上進行真實實驗操作。

2.1 加強了動物實驗的基本操作訓練

生理學實驗大多是借助于實驗動物進行操作的一些實驗，教師在講解實驗步驟時，缺乏形象感，在示教時，往往是幾十個學生圍著一個教師，而實驗標本視野又相對很小，無法讓每位學生觀看清楚。

學生通過VBL-100醫學機能虛擬實驗仿真軟件，觀看虛擬實驗中基本動物操作模塊，如蛙類手術的基本操作、家兔的麻醉和頸部手術步驟，非常詳盡、細致、清晰。可以反復回放，大大加強了學生對動物實驗基本操作的訓練。

2.2 對實驗關鍵性步驟進行反復演示 提高了實驗的成功率

生理實驗操作技術很強，如經典實驗—哺乳動物動脈血壓的調節，其關鍵性步驟是對頸總動脈進行插管，插管的成功決定著整個實驗的成敗。由于傳統實驗中，即便是教師進行示教，但僅憑一次示范，大部分學生也難以掌握實驗技術的細節要領，也記不住操作過程，往往在實驗過程中，出現插破血管、血壓換能器漏氣等故障而導致實驗失敗。而虛擬實驗可以不受時間、空間的限制。通過指導教師在課堂上講解實驗步驟，先讓學生觀看虛擬實驗的操作視頻，再結合視頻強調實驗的關鍵步驟及注意事項。學生可以反復回放，使實驗現象反復再現，直到學生完全掌握。這樣，可以顯著的提高學生的實驗操作技能，從而提高實驗的成功率。即使在真實實驗過程中，也可以隨時打開虛擬實驗，以指導當下進行的實驗。

2.3 替換部分受條件限制而導致實驗成功率低的實驗

例如，生理經典實驗—影響尿生成的因素，該實驗一個重要實驗步驟“輸尿管插管術”是一項技術性很強的操作，在實驗過程中，往往因插管失敗而導致實驗失敗。另外，即便是插管成功，實驗還受動物本身諸多因素(如：無尿)的影響，實驗難以成功。對此類實驗，應用虛擬實驗，通過計算機預設的各項外在條件，可以真實地再現各項實驗結果。從而使學生充分地觀察在各因素條件下對尿量的改變，實驗結果一目了然。

3 體會

3.1 虛擬實驗和傳統實驗相比各有利弊

虛擬實驗簡便易行，效果直觀，不受師資和場地的限制，不受實驗操作技能的影響，實驗結果清晰、明了，能加強學生對所涉及的理論相關知識更深的理解和分析。

但虛擬實驗的所有程序都是人為設置的，無法滿足學生的動手能力、分析問題、解決問題的能力培養，學生科學態度、科學方法得不到培養和訓練，缺乏過程體驗。學生創新思維和應變能力也得不到提高，更無法成就學生的團隊合作精神。

傳統實驗是無法用虛擬實驗所能替代的，學生在親自動手操作的過程中，即便是實驗結果不盡理想，但透過實驗過程中出現的問題，能讓學生思考、分析、查找失敗原因[4]。

3.2 虛擬實驗和傳統實驗有機結合 才能真正提高實驗效果

在傳統實驗之前，學生通過虛擬實驗了解、熟悉、掌握實驗步驟，對實驗關鍵性步驟反復回放，對實驗做到心中有數，從而在實際操作中有效地避免了差錯的發生，使得實驗成功率大大提高。

4 結束語

在生理學實驗教學中引入虛擬實驗，對實驗教學發揮一個極大的作用。我們應該盡量發揮傳統實驗教學的優勢，有效地鍛煉學生的動手能力，同時積極利用虛擬實驗的優勢來彌補傳統實驗教學的不足，使兩者有機結合起來，更好地提高生理學的實驗教學效果。

[1]石新麗,唐飛羽,孫夢雯.虛擬實驗室在醫學實驗教學中的應用研究[J].實驗技術與管理,2014,31(6):114-116.

[2]高路,倪鑫.生理學信息化教學初探[J].山西醫科大學學報:基礎醫學教育版,2009,11(6):756-759.

[3]門秀麗,趙利軍,孔小燕.虛擬仿真實驗系統在病理生理學教學中的應用[J].基礎醫學教育,2013,15(2):148-149.

[4]曹學鋒,王生蘭.虛擬仿真實驗系統在病理生理學教學中應用的思考與實踐[J].中國病理生理雜志,2013,50(10):1914.

The Application and Experience of the BL-100 Medical Function of Virtual Experiment Software in the Physiology Experiment Teaching

Liu Liping
Basic Medical College, Jiujiang Unirersity, Jiujiang, 332000, China

The virtual experiment teaching is a new teaching method, which can make up the deficiency of the traditional experiment, but it can not completely replace the traditional experiment teaching. How to better combine the virtual experiment and the traditional experiment, and improve the success rate of the experiment, we need to continue to explore and research in practice.

physiology; experiment teaching method; virtual experiment

2016-06-07

劉莉萍，碩士，高級實驗師。