VMC-100醫學虛擬仿真實驗中心在機能實驗教學中的應用探討

董曉青

(濱州醫學院機能學實驗室，山東 煙臺 264003)

以網絡為基礎的各種知識學習逐漸成為世界教學發展的一種趨勢。長期以來，機能實驗教學以動物為主。隨著中國實驗教學和國際接軌，在教學實踐中，必將逐步減少動物實驗的數量，提高虛擬仿真實驗的比例[1]。針對這種趨勢，我校為了有效提高實驗課教學效果，增強學生對機能學實驗的興趣，于2016年引入成都泰盟科技有限公司研發的VMC-100醫學虛擬仿真實驗中心用于實驗教學，教學效果反映良好。我們在機能學實驗教學中，選擇2014 級臨床專業學生為研究對象，共76 名學生，進行了初步的探索，取得了積極的效果，為了能及時反饋信息，我室要求每名學生課后完成一份實驗報告及問卷調查，以利于今后進一步完善實驗教學[2]，現介紹如下。

1 VMC-100醫學虛擬仿真實驗中心應用概況

VMC-100醫學虛擬仿真實驗教學以Internet為基礎，支持分布式的資源服務器，支持在任意時間，任何空間、任何移動終端上訪問實驗資源、組織考試等功能。表現形式上有豐富的圖片、文字、視頻、3D交互動畫等，讓實驗課的教學不受時間、地域的限制，真正意義上讓學生實現無處不在的學習。

VMC-100醫學虛擬仿真實驗教學中心由機能學實驗模塊，人體實驗室模塊，實驗動物中心，實驗儀器中心，PBL實驗模塊等組成。虛擬仿真實驗教學中心擁有用戶權限管理、門戶網站、課件上傳、課件學習、信息發布、信息統計、上傳題庫、組卷考試、網絡自測、學生筆記、實驗預約、在線答疑、論壇交流、資源分類管理、教師評教等18種管理功能。

59個機能學實驗模塊組成機能實驗中心，包含生理學、藥理學、病理生理學綜合實驗。每個實驗項目可包含以下內容：豐富的實驗簡介，實驗原理介紹，專業的高清實驗操作錄像，動畫模擬仿真動物的實驗操作步驟，數字模擬波形變化的實驗結果，仿真動畫模擬考試。我室要求綜合性實驗課前學生進入虛擬仿真實驗中心預習相關內容，再實施動物實驗，同時真實實驗操作與虛擬實驗同時進行，相互促進補充。

人體實驗室包含血型判斷、人體信號、肺聽診音、心音聽診四個模塊，每個模塊分別用圖片、文字來介紹測量原理。人體實驗室用模擬動畫來展示如何完成這些人體測試，同時附帶有聽音音頻，讓學生掌握人體信號采集技能。

實驗動物中心包含了大小鼠、蟾蜍、家兔等十余種實驗動物的介紹。分別從動物的生物學特性、生理常數以及應用進行講解，動物中心包含22個交互動畫，用于模擬常用生理試劑配制。觀看虛擬實驗中基本動物操作模塊，如蛙類、鼠類、家兔手術的基本操作，可以反復回放，大大提高了學生對動物實驗基本操作的成功率。

實驗儀器中心包含了機能學實驗中常用的儀器，共計27種，并對每種儀器工作原理和操作方法通過動畫的形式進行介紹。學生進入實驗室之前，即可進入虛擬儀器室學習該實驗所需儀器，在實驗過程中能盡快掌握儀器操作，儀器原理部分可進行虛擬相互處理，學生能身臨其境的完成對該儀器的使用。

系統支持在線考試功能，考試可以同時提供理論試題和操作試題，支持自動從題庫進行組卷，也可以添加新試題?？梢詫γ康李}設置分數。考試支持在線監考，監考員可以隨時監視考生答卷情況和交卷信息。我室在實驗課后采用虛擬仿真實驗中心開展考核。在原有考核體系中增加評價指標，包括提交實驗過程中用手機錄制的手術操作視頻。

2 討論

我室開展對VMC-100醫學虛擬仿真實驗中心的應用的效果的問卷調查顯示：96%的同學認為有收獲，表現在分析問題能力、自學能力等方面的提高，認同率在80%以上?？梢?，虛擬仿真實驗教學中心的應用取得了較好效果，可以最大限度地發揮學生的潛能，強化教學效果[3]。如下總結出該系統的優勢：

2.1 合理安排實驗教學時間

驗證性、重復性實驗或短期無法在實驗室完成的實驗可以安排在VMC-100醫學虛擬仿真實驗中心完成，將這些學時合理劃分到實驗時間較長，手術操作困難的實驗中去，保證每次實驗有充足的時間完成。所有的實驗都可以在VMC-100醫學虛擬仿真實驗中心提前預習，課上就可以節約大量的講授知識的時間。課后重要的實驗在VMC-100醫學虛擬仿真實驗中心加強復習，從而提高實驗課的質量和效果。

2.2 構建資源共享、虛實結合的教學新模式

師生可以便捷使用虛擬仿真實驗中心，通過智能手機、平板、筆記本，登錄不同用戶權限賬號，便能使用教學資源，實現無數不在的學習。可以讓學生反復觀看虛擬仿真實驗中心的操作視頻，使實驗現象反復再現，直到學生完全掌握。這樣，可以顯著的提高學生的實驗操作水平，從而提高實驗的成功率。虛擬仿真實驗中心中龐大的教學資源是對課堂授課內容的有力補充，開闊學生的視野，有益于拓展學生的知識面。

虛擬實驗在實驗教學中只是一種有效的輔助手段，其與現實的實驗操作還存在一定的差距，它不能完全代替真實的實驗環境和實驗操作，虛擬教學和真實實驗教學應該相得益彰，互相補充促進。在真實實驗過程中，應該隨時打開虛擬實驗，以指導當下進行的實驗[4]。只有將虛擬實驗和真實實驗操作有機的結合起來才能更加有效地提高了機能學實驗教學效率。

綜上所述，在醫學機能實驗學教學中應用VMC-100醫學虛擬仿真實驗中心，有效提高了機能學的教學質量。構建資源共享、虛實結合的機能學教學新模式，對培養醫學生的分析問題能力、自學能力起到了良好的作用。醫學虛擬仿真實驗中心能夠彌補傳統實驗教學中的不足，可以作為機能學實驗教學的一個有益補充[5]。

1 石新麗, 唐飛羽, 孫夢雯. 虛擬實驗室在醫學實驗教學中的應用研究[J]. 實驗技術與管理, 2014, 31(6): 114-116.

2 趙獻敏, 李南, 杜彩霞, 等. 機能生理實驗課教學課程改革的探討[J]. 中醫藥管理雜志, 2013, 21(7): 703-704.

3 曹學鋒, 王生蘭. 虛擬仿真實驗系統在病理生理學教學中應用的思考與實踐[J]. 中國病理生理雜志, 2013, 50(10): 1914-1914.

4 杜鵑, 尹艷艷, 沈兵, 等. 虛擬仿真實驗教學系統在機能學實驗中的應用[J]. 基礎醫學教育, 2015, 17(2): 115-116.

5 徐博, 溫娜, 安英, 等. 虛擬實驗在醫學實驗教學中的應用[J]. 中國衛生產業, 2016, (26): 128-130.