[摘要] 本文以《生理學(xué)》虛實兼顧一體化實驗教學(xué)模式的實施為例，分析了單純虛擬仿真實驗教學(xué)的優(yōu)越性與不足，提出了“科學(xué)規(guī)劃、虛實互補、能實勿虛、以虛促實、以虛拓實”構(gòu)建《生理學(xué)》虛實兼顧一體化實驗教學(xué)模式的原則，并給出了完善《生理學(xué)》實驗教學(xué)的具體建議。

　　[關(guān)鍵詞] 生理學(xué); 實驗教學(xué); 虛擬仿真

　　1 國內(nèi)外《生理學(xué)》虛擬仿真實驗建設(shè)現(xiàn)狀

　　1989 年，WILLAME WOLF 教授首次提出虛擬仿真實驗[3]，隨后國內(nèi)外高校陸續(xù)組建了不同學(xué)科的虛擬仿真實驗室，其中美國和日本最先將信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合、滲透于醫(yī)學(xué)教育教學(xué)領(lǐng)域[4]，創(chuàng)建了醫(yī)學(xué)虛擬仿真教學(xué)平臺，以實驗為研究基礎(chǔ)的醫(yī)學(xué)教學(xué)從此開啟了一種全新的實驗教學(xué)模式。截至目前，醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗已受到我國各大醫(yī)學(xué)院校的青睞和重視。為響應(yīng)教育部對高等院校教學(xué)信息化改革的要求，自 2015 年以來，本校首次與成都泰盟軟件有限公司合作創(chuàng)建了《生理學(xué)》機能虛擬仿真實驗教學(xué)系統(tǒng)，共同研發(fā)適合多個醫(yī)學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的《生理學(xué)》實驗教學(xué)模塊，并將其應(yīng)用于實驗教學(xué)中。

　　2 《生理學(xué)》虛擬仿真實驗教學(xué)的優(yōu)越性

　　虛擬仿真實驗具有逼真性、交互性、靈活性等特點[5]，不僅可以降低實驗成本，而且瞬間為沉悶的《生理學(xué)》實驗注入活力，隨時隨地方便學(xué)生的自主化學(xué)習(xí)，大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率和積極性。同時，虛擬仿真實驗系統(tǒng)可將課程教學(xué)中的課件、三維圖片、動畫和視頻等內(nèi)容整合在虛擬仿真系統(tǒng)平臺內(nèi)，幫助建立各個醫(yī)學(xué)模擬實驗室之間的交叉鏈接，打破學(xué)科的界限，將片面知識系統(tǒng)化、完整地呈現(xiàn)，提升教師教育教學(xué)水平[6]。

　　3 《生理學(xué)》虛擬仿真實驗教學(xué)的不足

　　雖然虛擬仿真實驗教學(xué)能夠改善諸多學(xué)校現(xiàn)有的教學(xué)條件，解決實體實驗的諸多難題，但其應(yīng)用和發(fā)展還相對滯后，尤其是在應(yīng)用初期，很大程度上僅起到了電子黑板的效果，并未充分發(fā)揮虛擬仿真實驗教學(xué)的優(yōu)勢。經(jīng)過大量的問卷調(diào)查和理論考核，發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生分析、解決問題的能力雖有所提高，但動手操作技能水平明顯下降。因此，虛擬實驗可以輔助實體實驗教學(xué)，但決不能以實體實驗費用高、設(shè)備少、場地不足等原因為由，避實就虛。

　　4 虛實兼顧一體化《生理學(xué)》實驗教學(xué)模式的構(gòu)建與應(yīng)用

　　4. 1 系統(tǒng)介紹 學(xué)校自 2015 年搭建了《生理學(xué)》虛擬仿真實驗平臺，包括系統(tǒng)管理平臺和虛擬仿真實驗平臺，前者由學(xué)生管理、教師管理、實驗室管理和系統(tǒng)管理員 4 個模塊構(gòu)成[7]，后者包括完整的虛擬實驗室結(jié)構(gòu)，即準(zhǔn)備室、模擬實驗室、動物房、資料室和考場。實驗動物介紹有蟾蜍、家兔、大鼠、小鼠、裸鼠、豚鼠、金黃地鼠、獼猴、犬和貓; 實驗動物的基本操作包括實驗動物的編號、捉拿方法、注射給藥和插管技術(shù)等; 實驗內(nèi)容涵蓋呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、神經(jīng) - 骨骼肌系統(tǒng)和人體實驗，共展示 32 個實驗項目，每個實驗項目有實驗原理、實驗?zāi)康摹�實驗教學(xué)錄像、模擬實驗操作和波形記錄及結(jié)果 5 個模塊。

　　4. 2 構(gòu)建應(yīng)用 為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和科學(xué)創(chuàng)新能力，根據(jù)不同醫(yī)學(xué)專業(yè)高職生的培養(yǎng)目標(biāo)，對實驗內(nèi)容進行合理規(guī)劃，統(tǒng)籌安排虛擬仿真實驗教學(xué)，構(gòu)建了虛實兼顧一體化的《生理學(xué)》實驗教學(xué)模式，該模式包括三個階段，即預(yù)習(xí)( 虛擬實驗) - 技能操作( 實體動物實驗) - 復(fù)習(xí)( 虛擬實驗) ，呈循環(huán)式，使實驗教學(xué)形式轉(zhuǎn)換在虛實之間，虛實結(jié)合，以虛促實，以虛補實。以泌尿系統(tǒng)《尿生成的影響因素》實驗教學(xué)為例，教師先在校園網(wǎng)虛擬教學(xué)平臺發(fā)布實驗信息，學(xué)生登錄平臺預(yù)習(xí)，反復(fù)訓(xùn)練操作，降低錯誤率，在掌握正確的技能操作后，方可進入虛擬實驗平臺預(yù)約實體實驗，按照預(yù)約時間和地點，進行實體動物實驗，反復(fù)虛擬訓(xùn)練操作使實體實驗過程中動物的意外病死率明顯下降，提高學(xué)生實驗的成功率。此外，學(xué)生亦可真切體驗每一步動物實驗過程，體會學(xué)以致用。在觀察結(jié)果環(huán)節(jié)，靜脈注射質(zhì)量分?jǐn)?shù) 20% 葡萄糖溶液 5 mL 后，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考，家兔尿量為何出現(xiàn)增加? 機制是什么? 學(xué)生自主發(fā)言討論后，可點擊虛擬實驗界面教學(xué) PPT 課件，復(fù)習(xí)、鞏固滲透性利尿等理論知識，還可點擊臨床虛擬實驗室友情鏈接，了解糖尿病患者的臨床表現(xiàn)及治療方案; 靜脈注射呋塞米( 速尿) 1 mL 后，提示學(xué)生思考尿量增多的機制，分析其與滲透性利尿機制有何不同，學(xué)生也可點擊藥理虛擬實驗室系統(tǒng)，了解速尿作為臨床強效利尿劑的用法用量、適應(yīng)證和禁忌證。完成實驗操作后，學(xué)生可自主進入虛擬考場在線測評并實時提交實驗報告。

　　5 完善《生理學(xué)》實驗教學(xué)建設(shè)的建議

　　5. 1 開發(fā)《生理學(xué)》虛擬仿真實驗教材 為構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的《生理學(xué)》虛擬仿真實驗教學(xué)體系，眼下亟待解決的問題是與之配套的實驗教材缺乏。目前，學(xué)校機能實驗教學(xué)中心已組織專業(yè)學(xué)科老師與信息化技術(shù)人員進行溝通，將很快實施《生理學(xué)》虛擬仿真實驗教材的建設(shè)。真正體現(xiàn)“虛中有實、實中有虛、虛實兼顧、以虛補實、以虛促實、以虛拓實” 的建設(shè)指導(dǎo)思想，提升《生理學(xué)》的綜合教學(xué)水平。

　　5. 2 開發(fā)《生理學(xué)》虛擬仿真實驗項目 借助于虛擬實驗平臺，通過專業(yè)教師與虛擬仿真軟件技術(shù)工程師的交流，基于學(xué)校不同專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，制定具有專業(yè)特色的虛擬仿真實驗項目，可將生理實驗中手術(shù)過程復(fù)雜、操作困難及不常見的高成本實驗定制為虛擬仿真實驗項目。此外，教師可將自己的一些科研成果融入虛擬實驗體系，制成具有實際應(yīng)用價值的虛擬實驗項目，必要時可安排學(xué)生走進實驗室進行實體操作[8]。不僅彌補配套教材滯后的缺憾、拓寬學(xué)生的專業(yè)視野，還能使學(xué)生感受到科研活動并非遙不可及[9]。

　　5. 3 加強《生理學(xué)》虛擬仿真實驗教學(xué)團隊建設(shè)對于近年來飛速發(fā)展起來的虛擬仿真教學(xué)模式，很多專業(yè)教師并非真正熟悉[10]。因此，建 設(shè)《生 理學(xué)》虛擬仿真實驗教學(xué)團隊的工作顯得尤為重要。為使虛擬仿真技術(shù)更好地為教學(xué)服務(wù)，學(xué)校在引進虛擬軟件專業(yè)技術(shù)人員的同時，大力度地鼓勵專業(yè)教師加入虛擬仿真實驗教學(xué)建設(shè)的團隊中。機能實驗中心定期在校內(nèi)組織舉辦虛擬仿真實驗教學(xué)培訓(xùn)，激勵專業(yè)教師參加省級、國內(nèi)外醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗技術(shù)講座和經(jīng)驗交流會等虛擬技術(shù)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，吸取國內(nèi)外虛擬仿真教學(xué)的改革經(jīng)驗，優(yōu)化《生理學(xué)》虛擬仿真實驗教學(xué)模式。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 周莉. 虛擬仿真實驗教學(xué)系統(tǒng)在生理學(xué)、病理生理學(xué)實習(xí)教學(xué)中的 應(yīng) 用 研 究[J]. 影 像 研 究 與 醫(yī) 學(xué) 應(yīng) 用，2017，1 ( 2 ) : 255 - 256.

　　[2] 王海英，劉文彥，巴再華，等. 虛擬仿真實驗教學(xué)系統(tǒng)在生理學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 醫(yī)學(xué)教育研究與實踐，2018，26 ( 5) : 841 - 844.

　　《虛實一體化在高職生理學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用》來源：《河南醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校學(xué)報》，作者：楊麗娜，林 玲。