實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)論文

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1基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前面臨的問題

目前基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式大多仍然遵從傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理的同時(shí)也暴露出許多問題。一是現(xiàn)有的教學(xué)模式都是教師先講解實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生再一步一步做，與其說做實(shí)驗(yàn)不如說體會(huì)實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生在其中很少能夠得到思考，只是機(jī)械地完成課程任務(wù)，這樣的教學(xué)模式無法培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性與創(chuàng)造性，也不會(huì)激起學(xué)生的濃厚興趣，更不會(huì)深刻理解教學(xué)內(nèi)容從而學(xué)以致用;二是課堂實(shí)驗(yàn)開展的僅僅只是一部分有代表性、易操作、經(jīng)濟(jì)、常用的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，對(duì)于那些需要昂貴儀器、比較耗時(shí)的實(shí)驗(yàn)大多并不開展;三是實(shí)驗(yàn)課的資源(如實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、儀器設(shè)備等)緊張，經(jīng)常多人共做一次實(shí)驗(yàn)，而開展的實(shí)驗(yàn)大都較為簡(jiǎn)單，可以自己獨(dú)立完成，某些復(fù)雜實(shí)驗(yàn)因?yàn)橘Y源緊張只做教學(xué)示教，沒有鍛煉機(jī)會(huì)，這些都不利于學(xué)生動(dòng)手能力的提高及對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解;四是隨著科技的不斷發(fā)展，一些高端精密儀器設(shè)備也逐步應(yīng)用于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，但是生均實(shí)驗(yàn)設(shè)備擁有量低，而且該類儀器由專人操作，采用示范教學(xué)的方法，不利于學(xué)生培養(yǎng);五是部分基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)標(biāo)本和耗材難于購(gòu)置(如局部解剖學(xué)、斷層解剖學(xué)等課程需用的大量尸體，部分稀缺微生物寄生蟲大體標(biāo)本，蟾蜍、狗等特殊實(shí)驗(yàn)動(dòng)物等)，導(dǎo)致資源的極度緊張;六是某些實(shí)驗(yàn)存在危險(xiǎn)性，如分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)所必須使用的一些試劑有劇毒或神經(jīng)毒性，醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中必須用到許多致病菌(如大腸桿菌、痢疾桿菌、結(jié)核分歧桿菌等)，一旦學(xué)生操作不慎或失誤都會(huì)對(duì)學(xué)生的健康造成威脅。

2基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)的目標(biāo)

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心是針對(duì)本校的管理需求，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和教育技術(shù)，整合國(guó)內(nèi)外成熟的虛擬實(shí)驗(yàn)研究成果，與機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)、形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)、人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)、斷層解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)、局部解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)及病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，研究開發(fā)和部署開放式虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理和共享平臺(tái)，提供數(shù)字化網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，在全校范圍內(nèi)開展應(yīng)用。在現(xiàn)有的校園網(wǎng)和省級(jí)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心平臺(tái)的基礎(chǔ)上，以各個(gè)學(xué)科的特點(diǎn)建設(shè)不同的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體、全天候開放的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。搭建“真實(shí)與虛擬相結(jié)合，教學(xué)與科研相結(jié)合”的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，創(chuàng)建了“理論授課－虛擬實(shí)驗(yàn)－實(shí)驗(yàn)室教學(xué)”融合的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)類學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，為醫(yī)學(xué)教育科研服務(wù)?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)包含機(jī)能學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、形態(tài)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、人體解剖學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、分子生物與免疫學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)4個(gè)虛擬模塊。主要目的在于實(shí)現(xiàn)虛實(shí)統(tǒng)一、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與課堂模擬相結(jié)合，使現(xiàn)代計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、仿真技術(shù)等多種技術(shù)融合于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，為學(xué)生提供一個(gè)新的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情，提高學(xué)生實(shí)體操作的動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，真正實(shí)現(xiàn)綠色、安全、經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真平臺(tái)的建設(shè)將為學(xué)校大大節(jié)約實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、實(shí)驗(yàn)用尸體標(biāo)本、顯微鏡、切片購(gòu)置和維護(hù)成本，解決珍稀標(biāo)本如胚胎等和尸體標(biāo)本的來源。同時(shí)使基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)各學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化重組，增加觀念創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新的設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力及跨學(xué)科綜合運(yùn)用知識(shí)和動(dòng)手的能力。

3基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)模式的探索與實(shí)踐

3．1優(yōu)化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>

在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)中積極探索各種類型實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，將動(dòng)畫模擬、虛擬仿真、錄像和實(shí)體實(shí)驗(yàn)優(yōu)化組合。對(duì)于生理、病理及機(jī)能學(xué)等實(shí)驗(yàn)可使模擬醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)和原有的多道生理信號(hào)處理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)軟件配合，使高仿模擬實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)實(shí)現(xiàn)隨意切換。每一個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)包括實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、模擬實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)3大部分?？赏瓿啥噙_(dá)幾十個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，介紹生理科學(xué)實(shí)驗(yàn)的儀器常識(shí)、常用儀器設(shè)備，常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種類、品系、實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)等知識(shí)，擁有多部生理學(xué)、病理生理學(xué)和藥理學(xué)操作視頻。高仿實(shí)驗(yàn)有真實(shí)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，實(shí)驗(yàn)儀器、裝置、實(shí)驗(yàn)對(duì)象與真實(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)情況一致，實(shí)驗(yàn)儀器界面和操作與真實(shí)的道生理信號(hào)采集處理系統(tǒng)相仿;實(shí)驗(yàn)步驟按實(shí)際實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì);實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的活動(dòng)應(yīng)用實(shí)景動(dòng)畫;實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行生理指標(biāo)的定量分析測(cè)量，并可導(dǎo)出?？蓾M足不同學(xué)生的需求，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，提高學(xué)生在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)手能力，能節(jié)約部分實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，并且能解決以往在實(shí)體實(shí)驗(yàn)時(shí)由于操作失誤導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的浪費(fèi)現(xiàn)象。針對(duì)系統(tǒng)解剖學(xué)、局部解剖學(xué)、斷層解剖學(xué)、麻醉解剖學(xué)課程將虛擬解剖系統(tǒng)與傳統(tǒng)的尸體解剖實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，可開設(shè)幾十個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可查看彩色塑化切片圖像，可根據(jù)教學(xué)需要鎖定顯示畫面，3D解剖模型與2D切片截面圖像完美結(jié)合，帶來無與倫比的視覺感受，可完全滿足臨床醫(yī)學(xué)、影像學(xué)、中醫(yī)骨傷科學(xué)等特殊專業(yè)對(duì)解剖學(xué)課程的不同要求。使現(xiàn)代醫(yī)學(xué)解剖教學(xué)擺脫了日常教學(xué)中對(duì)尸體解剖的完全依賴，滿足教學(xué)需要，并可緩解教學(xué)尸體緊缺的難題。運(yùn)用3D技術(shù)并有機(jī)合理地組合文字、圖片、聲音、動(dòng)畫、視頻等多種媒體，把枯燥乏味的課堂知識(shí)形象、生動(dòng)、活潑地展現(xiàn)出來，讓學(xué)生在生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中擺脫以往的抽象枯燥且具有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓學(xué)生在快樂中輕松地掌握更多分子生物與免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)，能夠在虛擬仿真的過程中掌握聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)技術(shù)，克隆核酸電泳，瓊脂糖凝膠電泳，測(cè)序DNA、RNA提取，逆轉(zhuǎn)錄cDNA，以及蛋白免疫印跡(Westernblotting)等實(shí)驗(yàn)技術(shù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可減少分子生物和免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中有毒、有害物質(zhì)對(duì)學(xué)生的傷害;減少分子生物與免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)耗材、試劑、抗體等昂貴實(shí)驗(yàn)材料的需求以減少實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，使學(xué)生通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)掌握基本技術(shù)、操作步驟以及特殊儀器設(shè)備使用后能順利完成實(shí)體實(shí)驗(yàn)，同時(shí)，分子生物學(xué)與免疫學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)也可作為對(duì)本科生、研究生及教師科研基本功的培訓(xùn)。

3．2流程化的實(shí)驗(yàn)管理

注重操作細(xì)節(jié)，規(guī)范實(shí)驗(yàn)管理，通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全流程業(yè)務(wù)功能。通過實(shí)驗(yàn)課程管理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排、實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過程指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果批改、實(shí)驗(yàn)成績(jī)分析等，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的全流程跟蹤。各類教學(xué)資源建設(shè)也進(jìn)行流程管理?；诰W(wǎng)絡(luò)的流程化管理有效促進(jìn)各種類型實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)一安排、優(yōu)化組合，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的效率和規(guī)范，為開放共享虛擬仿真實(shí)驗(yàn)資源奠定良好基礎(chǔ)。

3．3智能化的教學(xué)服務(wù)

為了減輕實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的工作量，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果，在課前預(yù)習(xí)階段，采用智能組卷技術(shù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行應(yīng)知應(yīng)會(huì)測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)過程中，采用人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)上實(shí)時(shí)智能指導(dǎo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中的問題，階段性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化的有效指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行自動(dòng)化的輔助批改。整個(gè)教學(xué)過程中，學(xué)生隨時(shí)可以通過智能答疑系統(tǒng)答疑，學(xué)生可搜索常見問題，與教師實(shí)時(shí)互動(dòng)或者向教師發(fā)送郵件。實(shí)驗(yàn)管理者和教師可以對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳實(shí)的統(tǒng)計(jì)與分析，通過大數(shù)據(jù)挖掘，發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中的問題，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

3．4規(guī)范化的資源建設(shè)

通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?、流程化的?shí)驗(yàn)管理，可整合不同學(xué)科實(shí)驗(yàn)室資源。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)種類較多，技術(shù)較復(fù)雜，利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)不同學(xué)科間可達(dá)到資源共享。為了保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的長(zhǎng)期積累和共享交流，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化的資源建設(shè)就顯得非常必要。這些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，有利于在全校乃致其他院校范圍內(nèi)的推廣和應(yīng)用，減少不必要的重復(fù)開發(fā)和浪費(fèi)。總之，通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)，將傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ饺诤咸摂M仿真技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，順應(yīng)了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教學(xué)改革的需要，充分實(shí)現(xiàn)了“教師指導(dǎo)，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)”的新模式，對(duì)學(xué)生興趣和積極性的提高也有促進(jìn)作用，緩解了現(xiàn)有基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的諸多問題，解決了因各種原因出現(xiàn)的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量得不到保證的現(xiàn)狀。

作者：王燕 車敏 楚慧媛 單位：甘肅中醫(yī)學(xué)院教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心