基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗室創(chuàng)建思路

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摘要：就虛擬仿真實(shí)驗室的發(fā)展和國家政策等問題進(jìn)行總結(jié)，并針對虛擬仿真實(shí)驗室建設(shè)中存在的問題，提出創(chuàng)建基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗室的建議。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)；虛擬仿真實(shí)驗室；實(shí)驗教學(xué)

1前言

虛擬仿真實(shí)驗室（Virtuallab）是1989年由美國弗吉尼亞大學(xué)（UniversityofVirginia）的教授威廉•沃爾夫（WilliamWolf）首先提出的，它描述了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化的虛擬仿真實(shí)驗室環(huán)境[1]。虛擬仿真實(shí)驗室是信息時代的產(chǎn)物，在教學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用前景，是實(shí)驗教學(xué)的一個新的發(fā)展方向，促進(jìn)了教學(xué)觀念與教學(xué)形式的變革[2]，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2虛擬仿真實(shí)驗室的發(fā)展及政策解讀

虛擬仿真實(shí)驗室自1989年提出以來，在世界范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展。目前，發(fā)達(dá)國家在虛擬仿真實(shí)驗室的建設(shè)方面已經(jīng)十分普及，美國正在致力于構(gòu)建一個覆蓋全國的虛擬仿真實(shí)驗網(wǎng)絡(luò)。近年來，國內(nèi)許多高校根據(jù)自身科研與教學(xué)的需要建立了虛擬仿真實(shí)驗室，并取得一定的成就。國家相關(guān)部門對虛擬仿真實(shí)驗室的建設(shè)也越來越重視，為了進(jìn)一步推進(jìn)實(shí)驗教學(xué)信息化建設(shè)，推動高等學(xué)校實(shí)驗教學(xué)改革和創(chuàng)新，2013年教育部《關(guān)于開展國家級虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》（教高司函〔2013〕94號），明確提出高校建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗室的重要性。

3基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗室的發(fā)展現(xiàn)狀

教學(xué)過程中實(shí)驗和實(shí)訓(xùn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和技術(shù)能力的關(guān)鍵，虛擬仿真實(shí)驗室在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)方面起著至關(guān)重要的作用。國內(nèi)外基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)平臺的應(yīng)用現(xiàn)狀基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)課程是一個對實(shí)踐性要求比較高的課程，但是一些實(shí)驗課程由于毒性、致病性、時間等原因，導(dǎo)致這部分實(shí)驗不能順利開展，虛擬仿真教學(xué)平臺在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗教學(xué)中就顯得至關(guān)重要。在教學(xué)過程中，虛擬仿真實(shí)驗與實(shí)際實(shí)驗相結(jié)合，以實(shí)際教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)作為課程設(shè)計的重點(diǎn)，教學(xué)內(nèi)容豐富，包括常規(guī)學(xué)生實(shí)驗、設(shè)計性實(shí)驗，此外部分虛擬仿真實(shí)驗室還包括實(shí)習(xí)、臨床案例討論、自我測試、BBS交流區(qū)、網(wǎng)上相關(guān)資源等內(nèi)容[3]。實(shí)時臨床案例討論及網(wǎng)上相關(guān)資源共享，既豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容，又開拓了學(xué)生視野，從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣[4]。虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)以其獨(dú)特的優(yōu)勢，在提高實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量中發(fā)揮著重要的作用。虛擬仿真實(shí)驗與實(shí)際實(shí)驗相結(jié)合，不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高了學(xué)生創(chuàng)造力和對實(shí)驗的感性認(rèn)識，而且通過對虛擬仿真實(shí)驗平臺實(shí)驗操作的正確方法和理論知識的學(xué)習(xí)，減少了盲目操作和錯誤操作的幾率，提高了實(shí)驗的成功率[5]。此外，虛擬仿真實(shí)驗室在節(jié)省實(shí)驗投資的同時，為學(xué)生提供了一個良好的學(xué)習(xí)空間[6]。虛擬仿真實(shí)驗室的優(yōu)勢及建設(shè)中存在的問題由于傳統(tǒng)實(shí)驗教學(xué)存在實(shí)驗教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入不足、實(shí)驗教學(xué)儀器設(shè)備緊缺和老化、實(shí)驗教學(xué)用房面積不足等傳統(tǒng)問題，同時在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)時間和空間上受到限制，影響了實(shí)驗教學(xué)的質(zhì)量。與傳統(tǒng)實(shí)驗教學(xué)相比，虛擬實(shí)驗教學(xué)有著突出的優(yōu)勢，成本方面，大幅度降低實(shí)驗室改造、建設(shè)和維護(hù)的資金，節(jié)省實(shí)驗經(jīng)費(fèi)、時間和空間成本；安全方面，減少實(shí)驗室事故發(fā)生幾率；環(huán)境方面，減少環(huán)境污染，促進(jìn)綠色實(shí)驗室的建設(shè)；教學(xué)方面，打破了傳統(tǒng)實(shí)驗教學(xué)的時間和空間的限制，有效增加學(xué)生對實(shí)驗的理解能力；教學(xué)質(zhì)量方面，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)[7]。虛擬實(shí)驗教學(xué)這種新的教學(xué)模式為實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量的提高提供了一個新的平臺，隨著教學(xué)行為、方式的改革和信息技術(shù)的發(fā)展，虛擬實(shí)驗教學(xué)必將成為實(shí)驗教學(xué)中不可或缺的一個環(huán)節(jié)[8]。目前，虛擬實(shí)驗室在促進(jìn)實(shí)驗教學(xué)現(xiàn)代化，推進(jìn)實(shí)驗教學(xué)模式改革等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但是，虛擬實(shí)驗教學(xué)在教學(xué)實(shí)踐中也存在諸多不足，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。1）教學(xué)方面，培養(yǎng)學(xué)生動手能力、誤差分析能力等方面存在欠缺，而且虛擬實(shí)驗不能真實(shí)地再現(xiàn)實(shí)際實(shí)驗過程中的故障和現(xiàn)象[9-10]；2）虛擬系統(tǒng)方面，教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)存在系統(tǒng)不穩(wěn)定、有些功能不能使用、缺乏教學(xué)監(jiān)視功能等問題，給教學(xué)帶來一定的影響。除此之外，還有諸如界面及畫面的任務(wù)形象的美觀度不夠，虛擬實(shí)驗項目的數(shù)量不能滿足學(xué)生的需求等問題。3）建設(shè)必要性方面，雖然虛擬實(shí)驗室彌補(bǔ)了真實(shí)實(shí)驗室的諸多不足，但也并非任何實(shí)驗、任何專業(yè)都需要建設(shè)虛擬實(shí)驗室來輔助教學(xué)。

4構(gòu)建基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗室的建議

虛擬仿真實(shí)驗室是一種投入少產(chǎn)出多、資源共享的一種全新的辦學(xué)理念，是高校未來發(fā)展的必然。在建設(shè)過程中應(yīng)借鑒其他課程和專業(yè)實(shí)驗教學(xué)改革的經(jīng)驗，創(chuàng)造出一套適合自身專業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗室的建設(shè)方法；共享現(xiàn)有虛擬仿真網(wǎng)絡(luò)資源，節(jié)省建設(shè)成本。在實(shí)驗教學(xué)中，要注意虛擬仿真實(shí)驗和實(shí)際實(shí)驗的有機(jī)結(jié)合，合理安排分配教學(xué)比例以促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力的發(fā)展。在軟件技術(shù)方面，向協(xié)作式虛擬仿真實(shí)驗室方向發(fā)展，即跨越地域障礙，能夠滿足異地學(xué)生一起進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗和討論的方向。虛擬仿真實(shí)驗室雖然能大大輔助教學(xué)，但并不能取代真實(shí)的實(shí)驗室。此外，虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心的建設(shè)應(yīng)響應(yīng)國家號召，本著“虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充、能實(shí)不虛”的原則，并結(jié)合專業(yè)的自身特點(diǎn)。

5結(jié)語

虛擬仿真實(shí)驗生動形象，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)和鍛煉了他們的創(chuàng)造力，克服了傳統(tǒng)教學(xué)模式無法解決的感性認(rèn)識不足的缺點(diǎn)，推進(jìn)了醫(yī)學(xué)專業(yè)的課程建設(shè)和教學(xué)手段的改革。虛擬仿真實(shí)驗室的建設(shè)符合當(dāng)今中醫(yī)院校基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)發(fā)展的方向，有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑV闊的應(yīng)用前景。基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗室作為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教學(xué)模式改革的方向，其建設(shè)任重而道遠(yuǎn)。

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作者：龔曼 李光 潘曉麗 伍盼盼 李偉 單位：河南中醫(yī)學(xué)院