創建基礎醫學虛擬仿真實驗室的思考和建議

龔曼 李光 潘曉麗 伍盼盼 李偉

摘 要 就虛擬仿真實驗室的發展和國家政策等問題進行總結，并針對虛擬仿真實驗室建設中存在的問題，提出創建基礎醫學虛擬仿真實驗室的建議。

關鍵詞 基礎醫學；虛擬仿真實驗室；實驗教學

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）04-0059-02

Create Virtual Simulation Laboratory of Basic Medical Thin-king and Suggestions//GONG Man， LI Wei， LI Guang， PAN Xiaoli，

WU Panpan， LI Wei

Abstract This article reviews the development of virtual laboratory and the national policy， the advantages and problems existing in the construction of virtual laboratory， and some suggestions for the construction of a virtual laboratory problems.

Key words basic medicine； virtual simulation laboratory； experi-ment teaching

1 前言

虛擬仿真實驗室（Virtual lab）是1989年由美國弗吉尼亞大學（University of Virginia）的教授威廉·沃爾夫（William Wolf）首先提出的，它描述了計算機網絡化的虛擬仿真實驗室環境[1]。虛擬仿真實驗室是信息時代的產物，在教學中具有廣闊的應用前景，是實驗教學的一個新的發展方向，促進了教學觀念與教學形式的變革[2]，提高了學生的綜合素質。

2 虛擬仿真實驗室的發展及政策解讀

虛擬仿真實驗室自1989年提出以來，在世界范圍內得到迅速發展。目前，發達國家在虛擬仿真實驗室的建設方面已經十分普及，美國正在致力于構建一個覆蓋全國的虛擬仿真實驗網絡。近年來，國內許多高校根據自身科研與教學的需要建立了虛擬仿真實驗室，并取得一定的成就。國家相關部門對虛擬仿真實驗室的建設也越來越重視，為了進一步推進實驗教學信息化建設，推動高等學校實驗教學改革和創新，2013年教育部發布《關于開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作的通知》（教高司函〔2013〕94號），明確提出高校建設虛擬仿真實驗室的重要性。

3 基礎醫學虛擬仿真實驗室的發展現狀

教學過程中實驗和實訓教學是培養學生實踐能力和技術能力的關鍵，虛擬仿真實驗室在培養學生綜合素質方面起著至關重要的作用。

國內外基礎醫學虛擬仿真實驗教學平臺的應用現狀 基礎醫學專業課程是一個對實踐性要求比較高的課程，但是一些實驗課程由于毒性、致病性、時間等原因，導致這部分實驗不能順利開展，虛擬仿真教學平臺在基礎醫學實驗教學中就顯得至關重要。在教學過程中，虛擬仿真實驗與實際實驗相結合，以實際教學中的重點、難點作為課程設計的重點，教學內容豐富，包括常規學生實驗、設計性實驗，此外部分虛擬仿真實驗室還包括實習、臨床案例討論、自我測試、BBS交流區、網上相關資源等內容[3]。實時臨床案例討論及網上相關資源共享，既豐富了學生的學習內容，又開拓了學生視野，從而激發學習興趣[4]。

虛擬仿真實驗教學以其獨特的優勢，在提高實驗教學質量中發揮著重要的作用。虛擬仿真實驗與實際實驗相結合，不僅激發了學生學習的興趣，提高了學生創造力和對實驗的感性認識，而且通過對虛擬仿真實驗平臺實驗操作的正確方法和理論知識的學習，減少了盲目操作和錯誤操作的幾率，提高了實驗的成功率[5]。此外，虛擬仿真實驗室在節省實驗投資的同時，為學生提供了一個良好的學習空間[6]。

虛擬仿真實驗室的優勢及建設中存在的問題 由于傳統實驗教學存在實驗教學經費投入不足、實驗教學儀器設備緊缺和老化、實驗教學用房面積不足等傳統問題，同時在教學內容、教學時間和空間上受到限制，影響了實驗教學的質量。與傳統實驗教學相比，虛擬實驗教學有著突出的優勢，成本方面，大幅度降低實驗室改造、建設和維護的資金，節省實驗經費、時間和空間成本；安全方面，減少實驗室事故發生幾率；環境方面，減少環境污染，促進綠色實驗室的建設；教學方面，打破了傳統實驗教學的時間和空間的限制，有效增加學生對實驗的理解能力；教學質量方面，提高學生的創新能力、實踐能力和綜合素質[7]。

虛擬實驗教學這種新的教學模式為實驗教學質量的提高提供了一個新的平臺，隨著教學行為、方式的改革和信息技術的發展，虛擬實驗教學必將成為實驗教學中不可或缺的一個環節[8]。

目前，虛擬實驗室在促進實驗教學現代化，推進實驗教學模式改革等方面發揮著至關重要的作用。但是，虛擬實驗教學在教學實踐中也存在諸多不足，主要體現在以下幾個方面。

1）教學方面，培養學生動手能力、誤差分析能力等方面存在欠缺，而且虛擬實驗不能真實地再現實際實驗過程中的故障和現象[9-10]；

2）虛擬系統方面，教學實踐中發現存在系統不穩定、有些功能不能使用、缺乏教學監視功能等問題，給教學帶來一定的影響。除此之外，還有諸如界面及畫面的任務形象的美觀度不夠，虛擬實驗項目的數量不能滿足學生的需求等問題。

3）建設必要性方面，雖然虛擬實驗室彌補了真實實驗室的諸多不足，但也并非任何實驗、任何專業都需要建設虛擬實驗室來輔助教學。

4 構建基礎醫學虛擬仿真實驗室的建議

虛擬仿真實驗室是一種投入少產出多、資源共享的一種全新的辦學理念，是高校未來發展的必然。在建設過程中應借鑒其他課程和專業實驗教學改革的經驗，創造出一套適合自身專業的虛擬仿真實驗室的建設方法；共享現有虛擬仿真網絡資源，節省建設成本。在實驗教學中，要注意虛擬仿真實驗和實際實驗的有機結合，合理安排分配教學比例以促進學生實踐能力的發展。在軟件技術方面，向協作式虛擬仿真實驗室方向發展，即跨越地域障礙，能夠滿足異地學生一起進行科學實驗和討論的方向。虛擬仿真實驗室雖然能大大輔助教學，但并不能取代真實的實驗室。此外，虛擬仿真實驗教學中心的建設應響應國家號召，本著“虛實結合、相互補充、能實不虛”的原則，并結合專業的自身特點。

5 結語

虛擬仿真實驗生動形象，激發了學生學習的興趣，培養和鍛煉了他們的創造力，克服了傳統教學模式無法解決的感性認識不足的缺點，推進了醫學專業的課程建設和教學手段的改革。虛擬仿真實驗室的建設符合當今中醫院校基礎醫學專業發展的方向，有巨大的發展潛力、廣闊的應用前景。基礎醫學虛擬仿真實驗室作為基礎醫學教學模式改革的方向，其建設任重而道遠。

參考文獻

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