淺談藥劑學網絡仿真實驗課程設計與開發的實踐探索

張曉霞，朱小寧，劉 潔

(西安交通大學繼續教育學院，陜西 西安 710049)

遠程實驗教學是遠程教育中不可缺少的重要環節，是學生獲取知識、參與實踐、提高技能的必要環節，為遠程教育的開展開拓了更廣泛的發展空間。

藥劑學網絡課程是其中一門學生必修的藥學專業主干課程。它研究藥物制劑的處方設計、制備理論、技術與工藝(穩定性、質量控制)及其在臨床上合理的應用。它既是一門實用性的學科，又是一門涉及面廣、實踐環節占主導地位的課程。然而，在遠程教學過程中，由于學生和教學機構在時間和空間的分隔使得實驗教學難以實施，實踐教學環節缺乏。如何在網絡環境下為學生提供可交互的實驗教學環境，成為遠程實驗教學深入發展的一個重要目標，也是教育工作者在當前新的教學模式下所必須解決的課題。

一、遠程實驗教學的現狀

隨著現代醫藥科學技術的進步，符合型和創新型人才短缺現象已經非常嚴重，作為與人類健康密切相關的醫藥學專業目前的現狀是：(1)教學資源不足。近年來，遠程教育招生規模在不斷擴大，學生人數極度增加。帶有實驗功能的遠程教學平臺卻少之又少，造成遠程實驗教學資源的嚴重不足。(2)教學支持體系不夠完善。要把多媒體學習資源與學生的實際相結合，把教師的主導性與學生學習的主體性相結合，在支持服務的選擇上，學生有可結合個人實際制定學習計劃，選擇支持服務的自由，學校有培養學生掌握實現學習目標能力。然而，長期以來教學支持體系不能夠滿足上述需求。教學支持體系不完善一直是制約遠程教育發展的“瓶頸”，也是遠程教育在實踐中著力解決的核心問題。

二、藥劑學仿真實驗的設計與開發

藥劑學是一門實踐性、應用性很強的專業學科。在對其進行網絡仿真實驗的設計與開發時，只單純依靠專業教師或網絡技術開發人員都難以取得良好的效果。需根據網絡仿真實驗教學設計的原則，專業教師主要負責仿真實驗課程內容、實驗儀器、實驗操作步驟及展示方式的腳本撰寫工作，網絡技術開發人員主要負責操作界面的搭建、動畫實現、功能模塊設計等技術性建設工作。

(一)仿真實驗教學設計原則。

根據遠程教育的辦學特點，教學設計尤為重要。在教學設計中要注意以下原則:(1)從學生的角度思考，強調以學習者為中心，但又要注意教師的指導作用，提供有效的教師輔導資源。(2)重視“情景”對學習者的意義建構功能。(3)強調對虛擬實驗環境的設計。(4)強調實驗內容相關信息對學習者“學”的強化，加強“素質拓展”部分的設計。(5)強調網絡課堂、實驗操作和網絡資源學習的有機結合[1]。

雖然老師在專業教學上有很高的水平，但是對于仿真實驗教學在技術層面上所能實現的功能不太了解，所以技術人員給老師提供可實現功能的相關資源，讓老師充分發揮自己的想像力，構思學生所需的實驗環境來做教學設計方案。

(二)操作界面設計要點。

1.設計良好的操作界面。仿真實驗系統存在“認知摩擦”。心智模型由現實模型、用戶心理模型和表現模型組成，由此可知，設計師在設計時一定要和現有實驗操作中的要求及設備相一致，學生才能比較好理解，另外導航功能設計也很重要，如果導航不清晰，網絡學生在操作過程中容易迷航，不知所措，操作交互的不順利，這樣會導致學生失去繼續學習的信心。所以有良好直觀的操作界面，使用者就不會為熟悉操作步驟和找自己需要的相關信息而浪費時間。界面設計最直接影響用戶對軟件的第一印象。我們的仿真實驗是鏈接在我們已經制作完成的藥劑學實驗網站的框架下，在實驗網站中有老師的實驗視頻指導，采取圖文并茂的方式，將真實的實驗方法在屏幕中以畫中畫的形式呈現，讓學生有一個比較深刻的印象。

為了使學生能夠對本實驗的實現操作，從實驗環境到實驗儀器以及實驗試劑有個比較深入的了解，由資深的實驗技術人員在實驗老師的指導下對本實驗進行的示范性視頻示教，為后期的仿真實驗做好前期的鋪墊。

2.加強人性化設計及技術實現。在美術設計中盡量與實際操作中的實驗儀器的外形保持一致，這樣學生可以快速對號入座，另外在儀器設備和藥劑的布局上進行分類擺放，這樣使學生能夠容易找到所需的設備和藥劑。此外，無需將所有東西都放在操作界面，可以利用網絡技術可立體呈現的特點，采取點擊上下箭頭來尋找所需材料，盡量給操作環境留有較大的空間。

設計時一定要在明顯的位置標出操作提示來指導學生，便于操作能夠順利進行。在界面中還要設計返回上一個實驗步驟和點擊自動進行下一個步驟的功能，這樣就有一個復習或者說重新制作上一步的實驗的功能。對于溫度等需要強化的知識點可以采用單選項的方法給予學生思考的空間。

在技術實現方面采用了flash動畫來實現，這個軟件已經很成熟，交互性很強，而且完全可以滿足實驗設計需求，并且和其它作圖軟件也是可以無縫轉換。

(三)仿真實驗模塊設計。

最有效的學習環境分為以解決問題為中心的四個不同階段:(1)能夠提供很好的網上學習資源,學生能夠在網上課堂接受老師對整個實驗從實驗目的、實驗方法步驟、實驗注意事項等方面進行視頻講解；(2)利用實驗操作的演示方式讓學生對實驗有進一步的感性認識；(3)搭建虛擬仿真實驗平臺，給予學生實驗機會；(4)提供思考題對所做實驗有一個進一步思考的過程，同時盡可能多的提供多一些其他學習資源來對所學知識進行擴充[2]。

根據以上四個網絡學生學習階段分析，筆者將仿真平臺設計為基礎知識和仿真實驗兩大部分。基礎知識中包括實驗目的、實驗原理、注意事項、實驗儀器介紹等文字或視頻講解、仿真實驗使用說明等模塊。仿真實驗環節將成為重點環節，要抓住學生興趣點，提高學生的學習熱情尤為重要。參加遠程學習的學習者絕大部分是在職的成人，具有較強的學習動機，較明確的學習目的，技能單一、學習時間較分散等特點，在編制實驗操作方法上難度的選取要適中，采取多模塊、少內容、標示清晰、便于區分。在設計時盡量在功能上考慮多一些，即跳過下一個實驗步驟，也可以反復對某一個實驗步驟反復練習。

三、仿真實驗的實踐特色

經過對一年多從實驗課程網站到仿真實驗的開發，筆者對藥劑學課程開展網絡仿真實驗的實踐特色歸納如下:(1)通過仿真實驗學生把枯燥的藥劑學理論知識和生動的仿真實驗結果聯系起來，增加了學生學習的趣味性和靈活性，達到開闊學生的思路、激發學生學習興趣的目的。(2)通過仿真實驗學生對藥學學科能夠有進一步的了解和認識，使得遠程學生在網絡環境下依然可以實現動手做實驗的夢想。(3)通過主要劑型的綜合性或創新性仿真實驗，可以調動學生自主學習的積極性，提高了學生的獨立思考能力。

網絡教學的仿真實驗是一種現代的教學手段，在模擬真實的環境下，虛擬儀器與實際儀器功能相同，操作方法一致，實驗者不受時間和地點的限制。接受遠程教育的學生通過網絡仿真實驗熟悉了藥劑學實驗所需的各種儀器設備，培養了學生扎實的實驗操作技能，使之對藥品配方有全面的了解，提高了學生的動手能力。同時，仿真實驗即可以將一些難以描述的藥學現象形象逼真地展示出來又能減少對實驗儀器的損壞及節省實驗耗材的費用。

四、仿真實驗還有待研究的問題

一個好的教學平臺只有在充分收集學生和教師的反饋意見后，才知道仿真實驗的開發與設計是否合理，才能根據使用者提出的需求和建議進行改進。通過藥劑學網絡仿真實驗的實踐，筆者認為還有待開展“評價”“測試”“管理”等標準和規范的研究。制定仿真實驗平臺和系統的評價、測試、管理等標準和規范，為建立統一的仿真實驗教學環境提供依據和保障。針對我國仿真實驗教學的發展現狀，研究制定基于統一支撐平臺的仿真實驗開發標準，制定仿真實驗的評價、指導、管理基礎軟件跨平臺規范，實現平臺和資源的高度共享，通過這種標準與規范的有機結合，解決分布式的實驗教學與現有教學系統協同工作的問題，從而實現協同工作，提高其共享性和復用性[3]。

總之，仿真實驗不可能完全代替真實的實驗。它只是真實實驗的模擬，與真實實驗存在一定的差距。但在醫藥學教育資源相對缺乏的當下，網絡教學中的仿真實驗在很大程度上彌補了沒有實驗場地、實驗設備及實驗耗材而無法進行實驗的缺憾。此次藥劑學網絡教學仿真實驗的實踐結果表明，在不斷壯大的遠程教育領域，仿真實驗應在藥劑學及其他專業的實踐教學中得到越來越廣泛的運用。

[1]洪延姬主編.網絡課程設計原理與方法——遠程教育專業教材[M]．北京：中國宇航出版社，2004:11-12.

[2]劉清堂，王忠華，李書明主編.網絡教育資源設計與開發[M]．北京：北京大學出版社，2009:48-68.

[3]趙曉亮，崔新峰.淺析現代遠程教育的概念、特點和發展趨勢[J].科技經濟市場，2010(4)：124-125.