虛擬仿真實驗教學平臺在護理機能學實驗教學中的應用

呂慧明

摘要：機能學實驗作為護理專業的一門重要實踐課程，對于提高學生對人體生理及病理機能的綜合理解，加強護理專業學生對崗位所需的職業能力和綜合職業素質的培養具有重要意義。將虛擬仿真實驗平臺合理地運用于機能學實驗教學過程中，能夠實現虛擬仿真和實操的優勢互補，在培養學生實踐能力的同時，更好地培養學生自主學習能力和創新精神，達到實驗教學資源的優化及教學質量的提高。關鍵詞：虛擬實驗平臺；機能學；實驗教學中圖分類號：G642.0

文獻標志碼：A

文章編號：1674-9324（2016）44-0273-02 醫學機能學實驗是由生理學、病理生理學、藥理學（醫學三理）等三門課程實驗教學內容滲透融合而成的綜合性實驗教學體系，既是一門實踐性和理論性均很強的學科，又是一門與多學科有密切聯系的綜合性學科。它的主要任務是研究生物體正常機能及疾病發生機制和藥物作用下生理功能、代謝變化及其發生發展的規律。計算機與網絡技術的發展，為高校實驗教學改革帶來新的更大的發展空間。機能學虛擬實驗教學平臺由服務器、虛擬實驗軟件和客戶端等設備所構成，使用安裝有虛擬實驗軟件的客戶端通過局域網絡訪問服務器，進行虛擬實驗操作。在計算機系統中采用虛擬現實技術，建立各種虛擬實驗環境，使學生可以像在真實的環境中一樣運用各種虛擬實驗器械和設備，對建立起來的實驗模型進行實時仿真操作。在機能學實驗教學過程中，結合虛擬實驗教學平臺及學生對實驗動物的真實操作，將有可能提高學生的實驗成功率和學生分析問題及解決問題的能力。一、機能學虛擬仿真實驗教學系統簡介機能學虛擬仿真實驗教學系統由儀器介紹，實驗原理，手術操作，模擬仿真、實驗波形以及實驗測試等幾部分內容組成，系統整體結構完整，內容豐富，包含資料室、動物房、實驗準備室、模擬實驗室和考場五個模塊。其中，軟件系統包括學生端軟件和服務器軟件，學生端軟件可以為學生提供交互學習功能，根據學生的選擇從服務端獲取、解釋、顯示數據，獲取的數據包括文字、錄像、Flash交互動畫等。服務器軟件提供數據管理功能，在MySQL專業數據庫的支持下，提供各種醫學機能虛擬實驗需要的素材庫，提供數據服務功能，對客戶端的數據訪問提供應答，并將相應的數據傳給客戶端。該系統采用客戶/服務器的體系結構，既可以在實驗室局域網，又可以在校園網范圍內進行訪問，方便學生的使用，也便于系統的擴充和升級。每個仿真實驗包括：簡介、原理、操作仿真、實驗錄像和實驗波形模擬5個部分的內容，便于學生對實驗操作的全方位理解和掌握。二、機能學虛擬仿真實驗教學平臺的建立基礎醫學機能學的實驗教學體系整合已經成為機能學實驗教學改革的必然趨勢，全國高職醫學院校機能學實驗的整合模式主要包括三種，我校護理專業機能學實驗是將生理學、病理生理學及藥理學等三門課程的實驗內容有機結合在一起所形成的一門獨立、完整、系統的實驗課程，是護理專業一門重要的專業基礎課。為了優化實驗教學體系，我們重新修改了機能學實驗教學綱要，并編寫配套的機能學實驗指導及教案。重點改變原有的教師講授后，學生直接實際操作實驗動物的教學模式，將虛擬實驗教學平臺仿真模擬操作納入整個實驗教學體系，形成教師講授后學生通過虛擬實驗教學平臺仿真模擬操作，再進行實驗動物操作的連續性、立體化實驗教學模式。并將虛擬平臺仿真模擬操作考核納入最終的實驗考核當中，將原有的考核方式：平時成績50%，操作考核50%，優化為：平時成績50%，實操考核30%，平臺仿真模擬考核20%。三、機能學虛擬仿真實驗教學平臺的應用優勢1.經費成本優勢。機能學實驗是一門實操性非常強的實踐課程，教學過程中需大量的實驗動物、實驗器械和試劑、耗材等，需要大量的實驗經費投入。而且除了部分實驗器械可以重復利用外，大部分實驗用品包括實驗動物等在內均為一次性消耗品，浪費較大。仿真實驗教學平臺的應用，能夠通過虛擬網絡實現資源共享，部分簡單操作可以通過仿真模擬完成教學過程，避免大型、貴重儀器設備的重復購置，同時又減少了以往實驗中由于學生操作不當等發生的不必要的儀器損壞，實驗動物浪費等現象。這在一定程度上解決了動物來源不足、學生人均實驗動物數量減少、試劑耗材經費緊張的問題，達到實驗教學效果和投入經費的最佳配比和良好優化。2.教學優勢。傳統的機能學實驗教學模式為教師講授后學生直接實際操作實驗動物，但是由于實驗時間及次數有限，如果學生不能完全領會實驗操作過程中的基本要領，操作不熟練，很有可能導致實驗動物的中途死亡，實驗成功率大大降低，失敗組的學生只能通過觀察成功組的實驗過程，對核心技術只能產生感性認識，無法滿足學生對實驗過程與結果的理性分析。在機能學實驗教學過程中，引入機能學虛擬仿真實驗教學平臺，在教師講授后學生直接通過虛擬實驗教學平臺進行仿真模擬操作，學生可以不受時間、空間、實驗器械和試劑、耗材等限制，可以對多種如手術器械的使用、靜脈注射、血管分離、插管等護理專業學生需掌握的核心操作進行重復訓練，既鍛煉了學生的實操能力，又避免了教師的重復授課，使教師有充足的時間注重實驗過程中的細節和重點，有的放矢的對學生的實操進行指導。在傳統的實驗教學中，如果學生不能夠完成上一個操作步驟，后續的操作過程將無法繼續進行，對于學生系統的掌握實驗技能將會產生很多不良影響。相反模擬仿真實驗不需要實驗動物及實驗準備，但可以發揮幫助學生充分理解實驗的操作步驟以及實驗效果的功能，可以作為機能學實驗教學的有益補充，這是虛擬仿真實驗教學平臺中的一個重要優勢。3.考核及評價優勢。原有的機能學實驗綱要中規定的考核方式為：成績考核主要依據是實驗報告、實驗情況與實驗技能操作考試等。在完成實驗及實驗報告的前提下，根據實驗課每次所交實驗報告、學習態度等給予平時成績，占50分；實驗技能操作考試占50分。實驗成績按百分制計算，滿分100分，成績達到60分及以上者，可以獲得相應學分。但是，由于實驗任課教師數量和課時有限，除了實驗報告外，對實驗學習態度等隱性指標無法合理量化，同時實驗操作考試以一次實操給予成績，不能形成更合理的過程性考核。而機能學虛擬仿真實驗教學平臺中的考核模塊對學生的考核更具有時效性和可操作性。教師可以在教學過程中，對每堂課的核心教學指標隨機抽取學生進行隨堂考試，在不浪費實驗動物和實驗耗材的前提下，加大平時的形成性考核過程，達到考核的合理和公開。4.學生能力的培養優勢。傳統的機能學教學模式主要以教師的“灌輸式”授課為主，學生只是被動接受，分成小組后對實驗動物進行實際操作過程中，操作前教師灌輸的很多重點和細節，根本沒有引起學生的足夠重視。實驗過程中如果遇到主動性強的學生，其能夠積極向授課教師咨詢，由于授課教師及課時有限，部分學生對實驗過程和實驗技能只是得過且過或力不從心。機能學虛擬仿真實驗教學平臺的應用，使學生可以自主通過虛擬實驗室觀看實驗操作錄像或分項技能，加深對實驗原理、實驗過程的理解，最終帶著問題進行實物操作，增加了實驗成功率。同時教師可以節省時間關注實操過程中的重點、難點和關鍵細節以及操作困難的學生，而且遇到問題學生隨時可以調用虛擬實驗室當中的操作過程，形成規范化訓練。如此，既培養了學生分析問題、解決問題及自主學習能力，又實現了教師的個體化、個性化授課。四、結語應用型醫學護理學人才在具有敬業精神、執業能力、人際溝通能力、團隊協作能力等基本素質的基礎上，同時對人才的創新精神提出更高的要求。人才的質量是高校人才培養的生命線，高水平的教學是保障人才質量的關鍵，加強對大學生的實踐能力、創新意識、創新能力的培養，是推進素質教育的核心。要培養應用型醫學技術人才，需要形成教育觀念新、創新意識強、特色鮮明的教學模式。隨著互聯網技術的發展和應用，虛擬仿真教學系統為包括機能學實驗等基礎醫學實驗教學模式的改革和實施提供了重要的輔助條件和保障。參考文獻：[1]王冬梅，田余祥.醫學院校機能學實驗教學現狀分析與發展思路[J].實驗室科學，2009，3（3）：46-48.[2]房輝，朱艷妮，周連英，盧俊，丁浩敏.高職高專護理專業醫學機能學實驗教學改革與探索[J].衛生職業教育，2012，30（13）：100-101.[3]王德利，湯海峰，劉洋，孟威，孟慶繁，滕利榮.虛擬系統在機能學實驗教學中應用[J].實驗室研究與探索，2014，33（8）：112-115.