中職基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗中心的建設(shè)和應(yīng)用

寧華

【摘 要】本文論述在中職衛(wèi)生類學(xué)校建設(shè)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗中心，提出將虛擬仿真實驗與實體實驗教學(xué)相互補充，通過“虛—實”的有機結(jié)合，彌補部分實驗不能開出的不足，或者進行課前的預(yù)習(xí)和課后的復(fù)習(xí)，實現(xiàn)隨時隨地的學(xué)習(xí)，豐富基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)模式，提高醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)質(zhì)量，同時實現(xiàn)醫(yī)學(xué)資源共享，提高學(xué)校服務(wù)社會、回饋社會的能力。

【關(guān)鍵詞】中職 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué) 虛擬仿真實驗中心 建設(shè) 應(yīng)用

【中圖分類號】G? 【文獻標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）06B-0151-03

隨著互聯(lián)網(wǎng)、移動終端技術(shù)的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)、“云”技術(shù)等手段已經(jīng)在教育領(lǐng)域展露出可喜的成果，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的各種知識學(xué)習(xí)逐漸成為世界教學(xué)發(fā)展的一種趨勢。2013 年 8 月 13 日，國家教育部高教司下文在全國構(gòu)建國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心，從國家政策上給予網(wǎng)絡(luò)化的虛擬仿真實驗技術(shù)發(fā)展提供了支持。梧州市衛(wèi)生學(xué)校基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真教學(xué)實驗中心從 2014 年底開始陸續(xù)進行投入和建設(shè)，目前有三大板塊基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗系統(tǒng)，同時還輻射到了護理、藥劑兩個核心專業(yè)，建設(shè)了護理虛擬仿真實驗平臺、藥劑綜合制劑虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)各一套。學(xué)生既可以通過外網(wǎng)進行學(xué)習(xí)，也可以在校園網(wǎng)通過學(xué)校內(nèi)的計算機、個人手機等進行學(xué)習(xí)，或者在學(xué)校的虛擬實驗室、所有班級教室、實驗室的多媒體觸屏一體機進行學(xué)習(xí)，虛擬仿真實驗中心已經(jīng)具有自己的特色和一定的規(guī)模。

一、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗的優(yōu)勢

（一）有效利用信息化資源，實現(xiàn)數(shù)字化教學(xué)

1.實現(xiàn)隨時隨地的學(xué)習(xí)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及智能終端設(shè)備的普及，碎片化學(xué)習(xí)因其短小精悍、豐富多彩、緊跟時代前沿的內(nèi)容、可以充分利用零散時間等特點而成為廣大學(xué)生學(xué)習(xí)新知識、新技能的一種方式，在學(xué)習(xí)與日常生活中愈發(fā)重要。虛擬教學(xué)資源與計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，可以利用網(wǎng)絡(luò)這個巨大的、有效的教育平臺，實現(xiàn)教育信息化、數(shù)字化。人們常說“處處留心皆學(xué)問”，教育信息化、數(shù)字化實現(xiàn)了隨時隨地學(xué)習(xí)的可能，使學(xué)生可以利用零碎的時間進行碎片化學(xué)習(xí)，使教學(xué)不再局限于課堂的 45 分鐘，而是無所不在。

2.實現(xiàn)人人動手的模擬操作。在真實實驗中，由于操作崗位有限，總會有一些學(xué)生不能參與實驗操作。模擬仿真實驗軟件利用動態(tài)數(shù)學(xué)模型實時模擬真實實驗現(xiàn)象和過程，可以使每位學(xué)生都能親自動手做實驗，觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)，驗證公式、原理定理等。

（二）“虛—實”結(jié)合，豐富醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)模式

醫(yī)學(xué)作為一門實踐學(xué)科，學(xué)生必須通過大量的實驗課程才能獲得足夠的基本操作技能和實踐能力，但由于成本的增加、市場的不確定性等因素，購買動物存在一定困難，以及一些動物實驗操作復(fù)雜、實驗時間過長等原因，中職學(xué)生動物實驗受到限制。此外，進行醫(yī)學(xué)實驗需要動物、試劑、實驗儀器、設(shè)備等一系列配套資源，特別是一些具有危險性的試劑或精密、貴重的儀器，都涉及經(jīng)費和學(xué)生安全、設(shè)備安全等一系列問題，因此醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)實驗室無法對中職學(xué)生開放。把虛擬仿真醫(yī)學(xué)實驗技術(shù)引入實驗教學(xué)中，是對實際實驗教學(xué)的有機補充，可以彌補受條件因素限制不能開展的實際實驗，改變、豐富現(xiàn)有的教學(xué)實驗?zāi)Ｊ健Ｍ瑫r，利用虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，學(xué)生可以隨時隨地、反復(fù)操作練習(xí)，加深對理論知識的理解和內(nèi)化。

二、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗中心的建設(shè)和應(yīng)用

虛擬實驗就是利用錄制實驗過程或者虛擬現(xiàn)實技術(shù)仿真技術(shù)或者虛構(gòu)某些情境，使學(xué)生能夠觀察或操縱虛擬的仿真實驗過程。伴隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，作為一種新型的教學(xué)媒體，虛擬實驗因其強大的沉浸性、交互性等，可以幫助學(xué)生理解和掌握知識要點，有益于鍛煉學(xué)生的實驗技能，將成為醫(yī)學(xué)教育的必要補充。通過與專業(yè)公司校企合作，梧州市衛(wèi)生學(xué)校基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真教學(xué)實驗中心建設(shè)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法如下（見圖 1）。

（一）建設(shè)內(nèi)容

1.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真教學(xué)實驗中心。梧州市衛(wèi)生學(xué)校基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真教學(xué)實驗中心目前包括三大板塊教學(xué)資源：VBL-100 醫(yī)學(xué)機能學(xué)教學(xué)系統(tǒng)、V1.0 解剖學(xué)數(shù)字人體教學(xué)系統(tǒng)、VMC-100 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)系統(tǒng)。內(nèi)容覆蓋人體解剖學(xué)、生理學(xué)、藥理學(xué)、病原生物與免疫學(xué)基礎(chǔ)、病理學(xué)等基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)主干課程的實驗以及部分理論內(nèi)容。目前教學(xué)資源已經(jīng)放在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心（校園網(wǎng)）和學(xué)校網(wǎng)頁（外網(wǎng)）上，可以通過以下途徑學(xué)習(xí)：（1）通過覆蓋所有班級教室、全部實驗實訓(xùn)室內(nèi)的多媒體設(shè)備，實現(xiàn)在班級教室和實驗實訓(xùn)室內(nèi)的學(xué)習(xí);（2）通過學(xué)校醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)虛擬實驗室、學(xué)校計算機室或?qū)W校內(nèi)的所有計算機設(shè)備登錄學(xué)習(xí);（3）通過學(xué)生自己的計算機、手機等，實現(xiàn)以 Internet 為基礎(chǔ)的學(xué)生隨時隨地的學(xué)習(xí);（4）校內(nèi)學(xué)生或者校外人員，均可登錄梧州市衛(wèi)生學(xué)校網(wǎng)頁學(xué)習(xí)平臺觀看和學(xué)習(xí)，實現(xiàn)資源的共享。

2.醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)虛擬實驗室。梧州市衛(wèi)生學(xué)校醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)虛擬實驗室面積 150 m2，軟件安裝在實驗室內(nèi)，共有 66 個位點，可通過教室外網(wǎng)或者局域網(wǎng)進行學(xué)習(xí)。2015 年開始，全部醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程的任課教師就已經(jīng)開始在虛擬實驗室內(nèi)嘗試開展虛擬教學(xué)，探索“虛—實”學(xué)習(xí)的有效結(jié)合。經(jīng)過 4 年多的摸索，各自都形成了一套較為成熟的教學(xué)模式。目前醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)虛擬實驗室由專職實驗老師負(fù)責(zé)管理，每個學(xué)期都在有序地安排上課。

（二）醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)虛擬仿真實驗教學(xué)的學(xué)習(xí)方式

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的實驗教學(xué)開展，必須遵循“以實為本，以虛補實，能實不虛、虛實結(jié)合”的原則。虛擬仿真實驗一般都是由學(xué)生自己面對計算機、手機或各種顯示屏完成實驗過程，不利于培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和團隊協(xié)作精神;沒有真實實驗的接觸和操作，缺乏真實感;實驗會按照預(yù)設(shè)進行，不會如真實實驗一樣有各種突發(fā)情況影響結(jié)果，不能訓(xùn)練學(xué)生的應(yīng)變能力等。因此，在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程中，虛擬實驗應(yīng)該與真實實驗互相結(jié)合，“虛—實”有機互補，而不是完全的替代。虛擬實驗可以作為學(xué)生實驗前的預(yù)習(xí)或者實驗后的復(fù)習(xí)，也可以替代部分確實難以開出的實驗。在虛擬實驗過程中，必須與傳統(tǒng)實驗一樣注重培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力、探究精神和創(chuàng)新意識，學(xué)生必須有意識地運用自己的經(jīng)驗，并用現(xiàn)有的知識綜合分析實驗結(jié)果。因此，可以要求學(xué)生在觀看虛擬實驗的同時記錄每個實驗步驟的實驗結(jié)果，然后以小組為單位進行討論、匯報，由老師引導(dǎo)學(xué)生進行結(jié)果分析，讓大家透過實驗現(xiàn)象理解原理，幫助消化和掌握課堂所學(xué)的理論知識。

三、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗應(yīng)用調(diào)查

為了解基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗的應(yīng)用效果，我們對軟件的設(shè)計、使用方法、使用效果等方面設(shè)計調(diào)查問卷，選取已經(jīng)使用過人體解剖學(xué)、生理學(xué)、藥理學(xué)等課程虛擬仿真實驗項目的 2018 級農(nóng)村醫(yī)學(xué) 1、2 班學(xué)生作為調(diào)查對象，采取現(xiàn)場問卷調(diào)查方式進行調(diào)查，共發(fā)放問卷 129 份，回收有效問卷 129 份，結(jié)果見表 1。

反饋結(jié)果表明，學(xué)生對軟件設(shè)計的頁面美觀度、仿真效果、易操作性、交互性以及方便反復(fù)操作、觀察和學(xué)習(xí)，促進和加深理論知識理解等方面滿意度較高，對虛擬實驗有較大興趣，喜歡虛擬實驗軟件的實驗操作演示、過程講解及可以自由進行虛擬實驗操作的功能，愿意在平時用虛擬實驗軟件進行學(xué)習(xí);在上課方式上，喜歡在觀看后由老師組織討論，進行實驗分析，說明學(xué)生在理論聯(lián)系實際，運用課本所學(xué)解釋實驗現(xiàn)象的能力有所欠缺，需要老師引導(dǎo)他們進行分析和討論;喜歡虛擬實驗與實體實驗結(jié)合的實驗?zāi)Ｊ剑f明學(xué)生既喜歡虛擬實驗的預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、方便學(xué)習(xí)等功能，但也希望能夠親自動手操作實驗體驗，在實體實驗中鍛煉動手能力、探知科學(xué)知識，這也與職業(yè)學(xué)校高素質(zhì)技術(shù)技能人才的培養(yǎng)目標(biāo)是一致的。任課老師認(rèn)為，虛擬仿真實驗的應(yīng)用可以節(jié)省實驗經(jīng)費、減少工作的重復(fù)性、能拓展實驗教學(xué)項目。

四、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗中心建設(shè)的引領(lǐng)和輻射作用

梧州市衛(wèi)生學(xué)校以基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗中心為引領(lǐng)，2017、2018 年分別增加了一套護理虛擬仿真實驗平臺、一套藥劑綜合制劑虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)。前者安裝在模擬病房的每個病床單元上，通過護理技能操作錄像、操作微視頻、虛擬仿真操作實驗等，使學(xué)生能夠進行各項護理技能規(guī)范化操作學(xué)習(xí)，結(jié)合實驗室每周按班級排班開放以及每個病床單元的中心錄播回放考核系統(tǒng)，實現(xiàn)學(xué)生的自主練習(xí)、自主技能考核;后者以藥品制劑生產(chǎn)工藝為主線，將最新版 GMP 作為知識標(biāo)準(zhǔn)，采用 C#、.ner framework、Unity3D 等技術(shù)，實現(xiàn)制藥工程及中藥制劑類課程的虛擬仿真實驗教學(xué)，從而實現(xiàn)了以基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗為引領(lǐng)，向梧州市衛(wèi)生學(xué)校藥劑、護理兩個自治區(qū)級示范特色專業(yè)的核心課程的輻射作用，帶動了核心專業(yè)課程的實訓(xùn)操作虛擬化發(fā)展。

在今后的工作中，我們將繼續(xù)不斷完善學(xué)校的虛擬仿真實驗教學(xué)平臺功能，探索“虛—實”的有機結(jié)合，探索適合中職學(xué)生的實驗教學(xué)模式，并以此為契機，將其向?qū)W校其他專業(yè)課程推廣，實現(xiàn)所有人員隨時隨地的學(xué)習(xí)，豐富醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)模式，提高醫(yī)學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，為社會培養(yǎng)適用的高技能衛(wèi)生技術(shù)人才。

【參考文獻】

[1]胡弼成，鄧 杰，等.大數(shù)據(jù)時代的教育變革：挑戰(zhàn)、趨勢及風(fēng)險規(guī)避[J].教育科學(xué)研究，2015（6）

[2]王曜暉，周萬津，姚新生，等.醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)中心的建設(shè)與探索[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2018（12）

[3]吳曉燕，施睿臻，袁藝標(biāo)，等.虛擬實驗室開放模式在醫(yī)學(xué)機能實驗教學(xué)中的實踐[J].醫(yī)學(xué)教育研究與實踐，2018（2）

[4]林鳳屏，黃 飛，陳必鏈，等.虛擬實驗室在生物教學(xué)中的應(yīng)用與研究[J].實驗室科學(xué)，2016（2）

[5]唐富山，原凌燕，潘 虹，等.對藥動學(xué)虛擬實驗教學(xué)的評價與思考[J].藥學(xué)教育，2018（3）

[6]諶新興，龔興牡，石慧娟，等.醫(yī)學(xué)虛擬實驗平臺在實驗教學(xué)中的應(yīng)用 [J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2016（2）

[7]吳健樺，吳琛耘，楊 楊，等.醫(yī)學(xué)寄生蟲學(xué)虛擬實驗軟件的構(gòu)成與應(yīng)用探索[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2016（9）

[8]李杏杏.對高職病理學(xué)虛擬實驗教學(xué)方法的調(diào)查[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2017（9）

[9]王 蕾，謝愛華，蘇春燕，等.碎片化學(xué)習(xí)與知識的系統(tǒng)重構(gòu)在教學(xué)中的應(yīng)用策略[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2019（4）

[10]繆 茜，秦 健，等.我國碎片化學(xué)習(xí)研究熱點及趨勢分析[J].中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2018（3）

[11]李婷婷，代健民，潘洪志，等.虛擬仿真實驗教學(xué)的探究與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)[J].中國繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2019（8）

[12]白慧玲，孫偉力，葛振英，等.融入虛擬仿真實驗的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)實踐[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2018（10）

[13]宋 芳，蘇 燕，徐繼輝，等.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺的建設(shè)及應(yīng)用[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2019（3）

【基金項目】廣西中等職業(yè)教育教學(xué)改革2015年度重點立項項目（GXZZJG2015A031）。

【作者簡介】寧 華（1969— ），女，廣西南寧人，梧州市衛(wèi)生學(xué)校高級講師，研究方向：生理學(xué)教學(xué)、中職教育教學(xué)研究。

（責(zé)編 劉 影）