虛擬仿真與微課技術(shù)在藥理學(xué)實驗教學(xué)中的綜合應(yīng)用

金 悠，吳鵬飛，王 芳

(華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院藥理系，湖北 武漢 430030)

●專題—微課在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬仿真與微課技術(shù)在藥理學(xué)實驗教學(xué)中的綜合應(yīng)用

金 悠，吳鵬飛，王 芳

(華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院藥理系，湖北 武漢 430030)

在藥理學(xué)實驗教學(xué)中引入虛擬仿真實驗和微課技術(shù)，使學(xué)生們在牢固掌握理論知識的同時，也了解科學(xué)研究實驗設(shè)計的嚴(yán)謹(jǐn)性，激發(fā)他們的科研興趣。對培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題的能力，都有不同程度的促進作用。

虛擬仿真技術(shù)；微課技術(shù)；心力衰竭；藥理學(xué)

10.3969/j.issn.1002-1701.2018.01.001

藥理學(xué)是一架把生理理論知識、病理發(fā)展過程及臨床藥理實踐聯(lián)系起來的橋梁，是一門理論聯(lián)系實際的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程。近年來，隨著國家對教育的重視，對高校教學(xué)的要求越來越高，許多高校院系在實驗教學(xué)中增加了不同的新元素，其中以虛擬仿真實驗為翹楚。與傳統(tǒng)實驗教學(xué)相比，虛擬仿真實驗具有生動、形象、不受時間和空間限制等優(yōu)點[1]。而微課則以視頻為主要載體，記錄教師在課堂內(nèi)外圍繞某個知識點開展的教學(xué)活動過程[2]，具有重點突出、短小精悍，使用方便的特點。為了更強地激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)他們善于質(zhì)疑、勇于探索的科學(xué)精神，養(yǎng)成耐心、細(xì)致、認(rèn)真及一絲不茍的科學(xué)態(tài)度，更好地理解抽象的理論知識，并在實踐中良好運用，華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院藥理系嘗試把虛擬仿真實驗與微課相結(jié)合，應(yīng)用于藥理學(xué)實驗教學(xué)，以期借助于現(xiàn)代化高科技手段，提高教學(xué)質(zhì)量。

一、研究對象與方法

(一)對象。

以本校2012級和2013級德語班、八年制協(xié)和班、八年制同濟班為教學(xué)研究對象，隨機選取2013級德語班、八年制協(xié)和班、八年制同濟班學(xué)生，共124人，作為實驗組，實施虛擬仿真實驗與微課相結(jié)合的教學(xué)模式；其他班級學(xué)生作為對照組，共104人，進行傳統(tǒng)教學(xué)。學(xué)生都已有一定的實驗操作技能。

(二)方法。

1.機能虛擬實驗室。在成都某科技有限公司生產(chǎn)的VBL(Virtual Biology Laboratory，虛擬生物實驗室)—100醫(yī)學(xué)機能虛擬實驗網(wǎng)絡(luò)平臺的基礎(chǔ)上作一些改進。

2.實施方案。(1)分成小組：每次課由學(xué)生自由組合，分成4個小組，每組5-6人，由小組長負(fù)責(zé)分工安排、組織討論、總結(jié)，并發(fā)言；(2)老師講課：老師先給學(xué)生們講解強心甙的相關(guān)藥理知識、心衰模型的制作、強心甙急救以及實驗原理、實驗步驟、相關(guān)儀器設(shè)備的使用和操作常識；(3)學(xué)生進行虛擬實驗操作：學(xué)生開始人機互動的蟾蜍離體心臟虛擬仿真操作,學(xué)習(xí)心衰模型的制作、乙酰毛花甙的急救以及當(dāng)心臟收縮曲線恢復(fù)正常后，繼續(xù)給予去乙酰毛花甙，出現(xiàn)中毒反應(yīng)，再根據(jù)中毒反應(yīng)選擇給予苯妥英鈉、利多卡因或阿托品解救。學(xué)生在操作時觀察藥物帶來的效應(yīng)，進一步規(guī)范操作步驟；(4)現(xiàn)場操作：學(xué)生進行實際動物手術(shù)操作，做蟾蜍在體心臟實驗，每5分鐘戊巴比妥鈉液給藥，重復(fù)2-3次，當(dāng)出現(xiàn)心衰后，馬上給予去乙酰毛花甙急救，等心臟收縮曲線恢復(fù)正常后，繼續(xù)給予去乙酰毛花甙，即可出現(xiàn)中毒，根據(jù)中毒反應(yīng)選擇給予苯妥英鈉、利多卡因或阿托品解救。用并在手術(shù)間隙觀看微課錄像，討論實際操作中出現(xiàn)的問題；(5)解疑答惑:學(xué)生完成實驗后老師根據(jù)上課情況和學(xué)生的討論結(jié)果一一講解；(6)思考與回顧：老師布置思考題，學(xué)生回去寫實驗報告。(7)下次上課前結(jié)合微課進行復(fù)習(xí)，并檢查結(jié)果。

3．效果評價。在課程結(jié)束時，使用個體調(diào)查方式進行評價，主要溝通實驗的形式、操作步驟、具體技巧、人機互動的虛擬仿真、改進內(nèi)容、微課效果等，由學(xué)生作答，老師做綜合分析總結(jié)。

二、結(jié) 果

(一)問卷調(diào)查結(jié)果。

通過問卷調(diào)查，多數(shù)學(xué)生(93.5%)贊成虛擬仿真實驗與微課相結(jié)合的教學(xué)方法，認(rèn)為此法充分利用了先進的教學(xué)手段，將理論和實踐有機結(jié)合起來。

(二)兩組學(xué)生成績比較。

考試成績顯示，實驗組學(xué)生實驗技能考試成績明顯高于對照組，差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(t=7.302，P<0.001)。而實驗組傳統(tǒng)理論考試部分的成績也略高于對照組(t=1.600，P>0.05)，但無統(tǒng)計學(xué)意義，結(jié)果如下(見附表)。

附表 不同教學(xué)組考試成績比較分)

三、討 論

虛擬仿真實驗與微課相結(jié)合的方式加強了學(xué)生對科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性的認(rèn)識。21世紀(jì)社會對醫(yī)學(xué)本科生的綜合素質(zhì)提出了更高要求，醫(yī)學(xué)本科生必須具備良好的科學(xué)素養(yǎng)和科研能力。在本實驗中，虛擬仿真與實踐相結(jié)合，在體、離體實驗相互印證，從器官到整體水平的藥物反應(yīng)相呼應(yīng)，從不同方面更強有力地闡明了強心甙的藥理作用、不良反應(yīng)及解救方法。而微課引入了心力衰竭病人搶救不及時和強心甙過量時的真實反應(yīng)，更加深了學(xué)生的印象。所有這些使他們清醒地認(rèn)識到在科學(xué)的道路上每一個小疏忽、每一個反應(yīng)不及時都可能對生命產(chǎn)生致死的后果。這就培養(yǎng)了學(xué)生重視實驗的每一個環(huán)節(jié)，學(xué)會慎重對待每一步實驗操作，就動物的各種反應(yīng)做出積極應(yīng)變，培養(yǎng)他們的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性。

虛擬仿真實驗變實為虛，現(xiàn)實實驗則付諸于實踐，而微課記錄了這一切，讓學(xué)生認(rèn)識到實驗過程的每一步都可以用理論知識來解釋，從而加深了學(xué)生對理論知識的認(rèn)識。心力衰竭是各種心臟結(jié)構(gòu)或功能性疾病導(dǎo)致心室充盈及(或)射血能力受損而引起的一組綜合征。強心甙藥物作為治療心力衰竭的重要藥物，是藥理教學(xué)的重要內(nèi)容。先造心衰模型，后給強心甙急救，再加大強心甙劑量造成中毒，最后進行搶救。涉及多門學(xué)科的理論知識，把生理、病理、藥理、臨床完美地結(jié)合起來，使學(xué)生能夠更好地理解書面知識。

虛擬仿真實驗可以讓每一個學(xué)生都參加進來，不受時間、空間、試劑、動物等的影響。通過操作虛擬仿真實驗，加深了他們對科學(xué)研究的印象，讓每位學(xué)生對整個實驗過程都在腦海中有一個清晰的輪廓，這樣，他們再操作在體實驗時因為與離體實驗有手術(shù)操作上的不同而有一定的新穎性，又有藥物反應(yīng)的一致性，故更容易取得成功，這會給本科生帶來極大的鼓勵，增強了他們的學(xué)習(xí)主動性，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)熱情。同時，微課引入的臨床病人的反應(yīng)與實驗動物的反應(yīng)相對照，激活了本科生的學(xué)習(xí)思維，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使原本枯燥乏味的教科書知識變得簡單易懂，并形成了良好的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。

強心甙虛擬仿真實驗與微課相結(jié)合的方式適合推廣。

虛擬仿真實驗不受時間、空間、試劑、動物等的影響，可以讓學(xué)生在強心甙離體實驗的虛擬環(huán)境中反復(fù)操作，增加了學(xué)生的動手機會，不必?fù)?dān)心因操作不當(dāng)而造成不良后果，降低了學(xué)生的心理負(fù)擔(dān)，學(xué)生在練習(xí)過程中，學(xué)會如何避免錯誤，掌握操作技巧，最后又在強心甙在體實驗中實際操作一次，使學(xué)生無論是在操作技術(shù)、還是在藥物反應(yīng)的了解上都得以升華，最終達(dá)到熟練掌握操作技能的教學(xué)目的。同時在下一次課時微課視頻還可以復(fù)原部分當(dāng)時情景，加深學(xué)生記憶。虛擬仿真實驗與微課相結(jié)合的教學(xué)方法有新穎的教學(xué)方法、低廉的教學(xué)成本、良好的教學(xué)效果等特點，不僅適用藥理學(xué)教學(xué)，也可以在其他學(xué)科進行嘗試。

四、結(jié) 論

強心甙虛擬仿真實驗與微課相結(jié)合的教學(xué)方式不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力，激活了他們的學(xué)習(xí)思維，而且還提高了他們的專業(yè)素養(yǎng)和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)意識。這種教學(xué)模式適合在高校實驗教學(xué)中進行推廣，并為我國高校教育帶來可行的探索。

五、體 會

虛擬仿真與微課相結(jié)合的實驗教學(xué)方式，之所以能取得良好的教學(xué)效果，是因為其為學(xué)生搭建了優(yōu)良的學(xué)習(xí)平臺，學(xué)生不僅可以在課堂上學(xué)習(xí)、訓(xùn)練，同時也可以充分利用業(yè)余時間來進一步學(xué)習(xí)、訓(xùn)練，動手能力及理論知識都得到進一步的鞏固和提高。同時，學(xué)生還可以在網(wǎng)上留言，隨時向授課老師提出問題和建議，促進教學(xué)方法的改進、提高教學(xué)效率，達(dá)到教學(xué)互長的目的。虛擬仿真實驗室還能夠客觀、標(biāo)準(zhǔn)地考察學(xué)生掌握實驗操作基本技能的水平，及時發(fā)現(xiàn)和糾正學(xué)生操作中的不標(biāo)準(zhǔn)或錯誤問題。另外，由于虛擬仿真實驗室的設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)上是共享的，因此可以在不同電腦上同時進行藥理學(xué)虛擬仿真實驗，拓寬了實驗空間，增加了學(xué)生實踐教學(xué)的機會，提高了學(xué)習(xí)效率，對遠(yuǎn)程實踐教學(xué)起到了很大的推動作用。

[參考文獻(xiàn)]

[1]徐 靜，孫藝平，王冬梅．虛擬實驗與真實實驗在機能學(xué)實驗中之比較[J]．醫(yī)學(xué)教育探索，2009，30(6):75-76．

[2]韓慶年，柏宏權(quán)．超越還原主義：在線教育背景下微課的概念、類型和發(fā)展[J]．電化教育研究，2014(7):96-97．

Usingsimulationandmicro-lecturesinthelabsessionsofpharmacology

Jin You,Wu Pengfei，Wang Fang

(DepartmentofPharmacologyofTongjiMedicalCollege,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430030，Hubei,China)

The virtual simulation experiment and micro-lectures technology has been applied in the experimental teaching of pharmacology. The results show that this teaching method could make students grasp the theoretical knowledge solidly as well as understand the rigor of scientific research in experimental design, and provoke their interest in scientific research. Thus, making the students’ ability of finding, analyzing and solving problems have been improved in different degree.

virtual simulation technology;micro-lectures technology;failing heart;pharmacology

G642.4

A

1002-1701(2018)01-0001-02

2017-03

金 悠，女，碩士，工程師，研究方向：神經(jīng)藥理。