生理學虛擬與傳統實驗相結合教學模式的探索

張永忠 張學松 焦宗偉

[摘 要] 生理學是一門專業性強、實踐操作要求高的學科，在生理學實驗課程教學中，虛擬和傳統結合的實驗教學模式可以有效提升實驗教學質量，提高實驗操作的成功率，使學生變被動學習為主動學習。生理學虛擬實驗有效彌補了傳統實驗在教學時間和空間上不足的缺陷，同時傳統實驗又為學生提供了真實操作的平臺，提升了學生的實踐操作技能，因此在教育信息化背景下構建虛擬實驗與傳統實驗相結合的教學模式是促進生理實驗教學水平和質量的重要舉措。

[關鍵詞] 生理學;虛擬實驗;傳統實驗;教學模式

[基金項目] 2019年度石家莊醫學高等專科學校科研項目“生理學虛擬實驗與傳統實驗相結合教學模式的探索”（SYGZ2019002）

[作者簡介] 張永忠（1976—），男，河北唐山人，學士，石家莊醫學高等專科學校教研室主任，副教授，主要從事心血管方向研究;

張學松（1986—）男，河北石家莊人，碩士，石家莊醫學高等專科學校講師，主要從事神經系統研究;焦宗偉（1977—），男，河北石家莊人，學士，石家莊醫學高等專科學校講師（通信作者），主要從事心血管方向研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2021）29-0109-04 ? [收稿日期] 2021-02-19

生理學教學中，實驗課程是非常重要的一部分，通過開展實驗課程，更好地培養學生的觀察能力以及動手能力，讓學生在遇到問題時可以順利分析并解決。但是有的生理實驗在操作中動物出血較多，在開展過程中容易產生令人不適的生理和心理反應，而且利用活體動物進行實驗，需要充足的資金作為經濟支撐，還需要更加高級的安全防護系統來保障學生在實驗過程中的安全。而虛擬實驗的應用就可以很好地解決這些困境，在讓學生感受實驗過程的同時，降低實驗的殘酷性和資金需求，同時有利于安全實驗，提高學生實驗的積極性，提高學習效率。但是虛擬實驗忽視了對學生實踐操作能力的培養，因此通過虛擬與傳統結合的實驗教學模式，則可以有效地提升生理學實踐教學質量，在教育信息化環境下，構建虛擬實驗與傳統實踐相結合模式是培養高素質醫學領域人才的重要舉措。

一、虛擬實驗與傳統實驗的概述

（一）虛擬實驗與傳統實驗的概念

虛擬實驗又稱“合作實驗”，該概念最初是由美國的威廉沃爾夫教授在1989年提出的，主要是在計算機系統中，通過虛擬現實技術，用軟件模擬虛擬實驗環境和設備，使學生如同在現實環境中進行各項實驗操作。虛擬實驗教學模式是以學生為學習的主體，教師進行必要的組織管理和輔導的教學模式。

傳統實驗模式是以教師為主體，學生被動接受和按部就班進行驗證的實驗教學模式，其主要是以演示為主，按“問題—原理—結論—實驗證明”的程序教學。

（二）虛擬實驗與傳統實驗相結合的必要性

生理學是一門實驗性學科，掌握生理學知識的關鍵就是要從各種實驗獲得，因此在以側重學生實踐技能培養的時代，選擇正確的實驗教學方法至關重要。根據實踐調查無論是虛擬實驗模式還是傳統實驗教學模式都存在一定的弊端，因此實現二者的有效融合具有重要的意義：首先虛擬實驗與傳統實驗相結合有助于解決二者實驗教學中的弊端，提高實驗教學的質量。傳統實驗教學中，教師理論講解，學生缺乏形象感。示教時幾十個學生圍住一個教師，學生觀看不清，而且僅僅一遍就過，學生記不清復雜的實驗程序。教師講完后再問，還是“一問三不知”。虛擬實驗教學模式雖然能夠為學生提供各種仿真實驗環境，但是其依賴于計算機設備操作，學生無法真正手把手地進行實物操作，導致學生缺乏實物感，沒有達到實操鍛煉的目的。因此構建虛擬實驗與傳統實驗相結合的模式可以有效地規避二者的弊端，達到優化實驗教學資源的目的，提升實驗教學的質量。比如通過虛擬與傳統結合的實驗教學模式，學生經過反復的與傳統實驗相關的虛擬實驗操作，有了感性認識后，在傳統實驗中再給學生講解，學生就容易理解了。而且教師可以把講解重點放在實驗成功的關鍵步驟和容易出錯的環節上，學生避免了實驗的盲目性，極大地提高了實驗成功率;其次，虛擬和傳統結合的實驗教學模式使學生變被動學習為主動學習。生理學虛擬實驗為學生提供科學、靈活的實驗教學環境，彌補傳統實驗教學在時間和空間上的不足，這樣能夠有效激發學生的學習興趣;最后，二者的結合是拓展醫學院校生理學實驗教學改革的有效舉措[1]。隨著核心素質教育的實施，尤其是高校轉型戰略的實施，實現虛擬實驗與傳統實驗的結合是促進生理學課程改革的重要舉措。

二、虛擬實驗與傳統實驗相結合教學模式的構建設計

結合生理學實驗教學大綱的要求，針對傳統實驗教學與虛擬實驗教學所存在的弊端，構建基于實驗教學與虛擬實驗教學相結合的模式。

（一）明確虛擬實驗與傳統實驗相結合教學模式的教學目的

生理學實驗教學是生理學課程學習的重要手段，也是提升學生實踐能力的關鍵舉措。在立德樹人教育目標環境下，社會對高校復合型人才要求日益提升，實驗教學是生理學教學的重要形式，面對新時代社會的發展，虛擬實驗教學與傳統實驗教學相結合模式的教學目的主要是：（1）知識與技能。信息時代，學生對虛擬更加感興趣，因此針對此種現象，結合學校培養技能性人才的辦學理念，在生理學實驗教學中，開展虛擬實驗，培養學生的分析問題能力、自學能力，從而提高學生的實驗操作水平。虛擬實驗的高效便捷使學生能夠通過虛擬實驗系統進行預習、復習和自學等，從而能更全面、深刻地掌握知識[2];（2）掌握虛擬實驗操作技能，重視復合型人才素養。面對大數據技術在教育領域的廣泛應用，利用大數據技術開展生理學實驗成為當前醫學發展的重要手段。高校作為培養高素質實踐型人才的場所，必須要立足于時代發展，積極開展虛擬實驗教學模式。而虛擬實驗教學的關鍵就是要讓學生掌握應用虛擬實驗教學的軟件，以此掌握虛擬實驗教學與傳統實驗教學結合的操作方法;（3）培養嚴謹的職業道德觀，樹立正確的“三觀”意識。實驗教學是生理學課程學習的重要方式，由于實驗具有嚴謹的操作流程，作為未來從事醫學的學生，必須要具備嚴謹的實事求是的精神，因此在具體的實驗教學中必須要有目的培養學生嚴謹的實驗思維意識，教會學生利用辯證的思維去發現問題、解決問題。