劉莉萍

九江學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 江西九江 332000

現(xiàn)代教育技術(shù)與裝備

VBL-100醫(yī)學(xué)機能虛擬實驗軟件在生理學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用與體會

劉莉萍

九江學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 江西九江 332000

應(yīng)用虛擬實驗教學(xué)是一種新型的實驗教學(xué)手段，這種教學(xué)手段可以彌補傳統(tǒng)實驗的不足，但又不可以完全替代。如何更好地將虛擬實驗和傳統(tǒng)實驗有機結(jié)合，提高實驗的成功率，需要在實踐中不斷摸索和研究。

生理學(xué)；實驗教學(xué)方法；虛擬實驗

生理學(xué)實驗是生理學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中重要組成部分，是培養(yǎng)醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的有效手段。

我校為了有效提高實驗課教學(xué)效果，增強學(xué)生對生理學(xué)實驗的興趣，于2011年特引入10套VBL-100醫(yī)學(xué)機能虛擬實驗仿真軟件用于實驗教學(xué)，分別在臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)、護理專業(yè)、助產(chǎn)專業(yè)應(yīng)用，已實施6年，實驗教學(xué)效果反映良好。

1 VBL-100醫(yī)學(xué)機能虛擬實驗仿真軟件的概況

虛擬實驗室是一種利用計算機仿真技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)模擬真實實驗環(huán)境的一種實驗教學(xué)手段。其成本低，效率高，自由度大，功能全，很大程度上彌補了真實實驗室受時間、空間、實驗動物、試劑及器械限制的不足[1,2]。

VBL-100醫(yī)學(xué)機能虛擬實驗仿真軟件，包括資料室、動物房和模擬實驗室三大模塊。資料室模塊介紹了大量的機能學(xué)知識。動物房模塊介紹了各種動物的習(xí)性和特點，便于學(xué)生了解掌握。而模擬實驗室模塊涵蓋了包括生理學(xué)、病理生理學(xué)、藥理學(xué)在內(nèi)的百余個仿真實驗。其中，在生理學(xué)實驗有設(shè)定的虛擬實驗項目：刺激強度和頻率對骨骼肌收縮的影響、神經(jīng)干動作電位及其傳導(dǎo)速度的測定、骨骼肌興奮時的電活動與收縮的關(guān)系神經(jīng)纖維興奮后的興奮性變化、血型鑒定、期前收縮與代償間歇、離體蛙心灌流、哺乳動物動脈血壓的調(diào)節(jié)、呼吸運動的調(diào)節(jié)、影響尿生成的因素等二十多個實驗項目[3]。

虛擬實驗只需點擊鼠標和鍵盤，學(xué)生就能身臨其境，感受實驗的真實現(xiàn)象。

2 VBL-100醫(yī)學(xué)機能虛擬實驗仿真軟件在生理實驗教學(xué)中的應(yīng)用效果

每個教學(xué)班40～50人，每5～6人/組，分8組。指導(dǎo)教師先向?qū)W生介紹本次實驗的主要目的、實驗原理。然后重點講解實驗操作步驟和要點。同時，學(xué)生打開VBL-100醫(yī)學(xué)機能虛擬實驗系統(tǒng)，通過軟件中的視頻錄像了解實驗操作過程；指導(dǎo)教師在關(guān)鍵性步驟給予強調(diào)，并著重講解實驗技巧和注意事項。學(xué)生可以通過回放，熟悉掌握實驗操作步驟和要點。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生在實驗動物上進行真實實驗操作。

2.1 加強了動物實驗的基本操作訓(xùn)練

生理學(xué)實驗大多是借助于實驗動物進行操作的一些實驗，教師在講解實驗步驟時，缺乏形象感，在示教時，往往是幾十個學(xué)生圍著一個教師，而實驗標本視野又相對很小，無法讓每位學(xué)生觀看清楚。

學(xué)生通過VBL-100醫(yī)學(xué)機能虛擬實驗仿真軟件，觀看虛擬實驗中基本動物操作模塊，如蛙類手術(shù)的基本操作、家兔的麻醉和頸部手術(shù)步驟，非常詳盡、細致、清晰?？梢苑磸?fù)回放，大大加強了學(xué)生對動物實驗基本操作的訓(xùn)練。

2.2 對實驗關(guān)鍵性步驟進行反復(fù)演示 提高了實驗的成功率

生理實驗操作技術(shù)很強，如經(jīng)典實驗—哺乳動物動脈血壓的調(diào)節(jié)，其關(guān)鍵性步驟是對頸總動脈進行插管，插管的成功決定著整個實驗的成敗。由于傳統(tǒng)實驗中，即便是教師進行示教，但僅憑一次示范，大部分學(xué)生也難以掌握實驗技術(shù)的細節(jié)要領(lǐng)，也記不住操作過程，往往在實驗過程中，出現(xiàn)插破血管、血壓換能器漏氣等故障而導(dǎo)致實驗失敗。而虛擬實驗可以不受時間、空間的限制。通過指導(dǎo)教師在課堂上講解實驗步驟，先讓學(xué)生觀看虛擬實驗的操作視頻，再結(jié)合視頻強調(diào)實驗的關(guān)鍵步驟及注意事項。學(xué)生可以反復(fù)回放，使實驗現(xiàn)象反復(fù)再現(xiàn)，直到學(xué)生完全掌握。這樣，可以顯著的提高學(xué)生的實驗操作技能，從而提高實驗的成功率。即使在真實實驗過程中，也可以隨時打開虛擬實驗，以指導(dǎo)當下進行的實驗。

2.3 替換部分受條件限制而導(dǎo)致實驗成功率低的實驗

例如，生理經(jīng)典實驗—影響尿生成的因素，該實驗一個重要實驗步驟“輸尿管插管術(shù)”是一項技術(shù)性很強的操作，在實驗過程中，往往因插管失敗而導(dǎo)致實驗失敗。另外，即便是插管成功，實驗還受動物本身諸多因素(如：無尿)的影響，實驗難以成功。對此類實驗，應(yīng)用虛擬實驗，通過計算機預(yù)設(shè)的各項外在條件，可以真實地再現(xiàn)各項實驗結(jié)果。從而使學(xué)生充分地觀察在各因素條件下對尿量的改變，實驗結(jié)果一目了然。

3 體會

3.1 虛擬實驗和傳統(tǒng)實驗相比各有利弊

虛擬實驗簡便易行，效果直觀，不受師資和場地的限制，不受實驗操作技能的影響，實驗結(jié)果清晰、明了，能加強學(xué)生對所涉及的理論相關(guān)知識更深的理解和分析。

但虛擬實驗的所有程序都是人為設(shè)置的，無法滿足學(xué)生的動手能力、分析問題、解決問題的能力培養(yǎng)，學(xué)生科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法得不到培養(yǎng)和訓(xùn)練，缺乏過程體驗。學(xué)生創(chuàng)新思維和應(yīng)變能力也得不到提高，更無法成就學(xué)生的團隊合作精神。

傳統(tǒng)實驗是無法用虛擬實驗所能替代的，學(xué)生在親自動手操作的過程中，即便是實驗結(jié)果不盡理想，但透過實驗過程中出現(xiàn)的問題，能讓學(xué)生思考、分析、查找失敗原因[4]。

3.2 虛擬實驗和傳統(tǒng)實驗有機結(jié)合 才能真正提高實驗效果

在傳統(tǒng)實驗之前，學(xué)生通過虛擬實驗了解、熟悉、掌握實驗步驟，對實驗關(guān)鍵性步驟反復(fù)回放，對實驗做到心中有數(shù)，從而在實際操作中有效地避免了差錯的發(fā)生，使得實驗成功率大大提高。

4 結(jié)束語

在生理學(xué)實驗教學(xué)中引入虛擬實驗，對實驗教學(xué)發(fā)揮一個極大的作用。我們應(yīng)該盡量發(fā)揮傳統(tǒng)實驗教學(xué)的優(yōu)勢，有效地鍛煉學(xué)生的動手能力，同時積極利用虛擬實驗的優(yōu)勢來彌補傳統(tǒng)實驗教學(xué)的不足，使兩者有機結(jié)合起來，更好地提高生理學(xué)的實驗教學(xué)效果。

[1]石新麗,唐飛羽,孫夢雯.虛擬實驗室在醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].實驗技術(shù)與管理,2014,31(6):114-116.

[2]高路,倪鑫.生理學(xué)信息化教學(xué)初探[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報:基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版,2009,11(6):756-759.

[3]門秀麗,趙利軍,孔小燕.虛擬仿真實驗系統(tǒng)在病理生理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育,2013,15(2):148-149.

[4]曹學(xué)鋒,王生蘭.虛擬仿真實驗系統(tǒng)在病理生理學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的思考與實踐[J].中國病理生理雜志,2013,50(10):1914.

The Application and Experience of the BL-100 Medical Function of Virtual Experiment Software in the Physiology Experiment Teaching

Liu Liping
Basic Medical College, Jiujiang Unirersity, Jiujiang, 332000, China

The virtual experiment teaching is a new teaching method, which can make up the deficiency of the traditional experiment, but it can not completely replace the traditional experiment teaching. How to better combine the virtual experiment and the traditional experiment, and improve the success rate of the experiment, we need to continue to explore and research in practice.

physiology; experiment teaching method; virtual experiment

2016-06-07

劉莉萍，碩士，高級實驗師。