獨立學院預防醫學虛擬仿真實驗教學中心建設思考*

韓靜嶺

摘 要：實驗教學是預防醫學專業重要環節，現今高等教育受制于資源限制，無法滿足學生親臨工作現場操作，影響實驗教學質量。本文對虛擬仿真實驗中心建設初步探討，通過構建虛擬仿真教學軟件，對現有預防實驗教學模式改進，增強處理實際工作問題能力，提高學生綜合能力。

關鍵詞：預防醫學；虛擬仿真實驗教學；實驗教學改革；在線學習

當前中國突發公共事件頻發，及時正確應對公共突發事件對預防醫學工作者提出很大挑戰。預防醫學作為高等醫學教育的重要組成之一，是一門實踐性很強的學科。預防醫學人才培養加強學生實踐能力和創新能力是目前高等院校教育的新課題[1]。現今高校實驗室資源無法滿足預防醫學專業學生需求，尤其獨立學院在硬性設備或軟性指標上都落后于重點大學，嚴重影響創新應用型預防醫學人才培養和成長。傳統預防醫學實驗教學缺乏將理論知識在實際工作應用契機，學生難去現場實踐，對工作現場存在有害因素缺乏直觀認識以及大型儀器多次實驗操作成本等問題，使學生不重視實驗教學。虛擬仿真實驗教學中心建設符合教育信息化發展趨勢和現實需要，提高實踐動手操作能力，滿足現階段社會對預防醫學人才培養的需求。

一、構建預防醫學虛擬仿真實驗教學平臺的必要性

近年來，虛擬仿真實驗技術在醫學教育的應用逐步形成規模和體系，對國內醫學院校預防醫學虛擬仿真實驗教學平臺建設是通過計算機虛擬現實和仿真模擬真實實驗條件、場景、建立虛擬實驗環境提供學生在類似真實環境中，利用網絡手段，研究對象在虛擬與現實間進行結合，構建多學科、多層次、交互融合的虛擬仿真實驗平臺，將實驗室資源進行有效整合，優質資源開放共享，模擬使用各種虛擬實驗器械，實現靈活互動交互環節，便于學生隨時隨地在線模擬操作與自主學習，實現特定教學功能，改進傳統實驗教學，是高等教育基于實現國家互聯網+戰略的一種新教學模式，推動實驗室信息化和優化教學過程，增強學生實驗動手能力的革命性突破[2]。

二、虛擬仿真實驗教學平臺在獨立學院預防醫學實驗教學中的應用

虛擬仿真實驗教學通過實況模擬實際作業場所布局、內部結構、工作場景等進行Unity3D專業建模軟件為依托，搭建逼真且操作方便以實際工作環境，最終可形成網絡版，讓學生在虛擬環境中開展實驗，虛擬與真實實驗結合，實現真實實驗難以完成或不具備的教學功能，提高實驗教學質量。

虛擬仿真教學系統應用于教學可實現五大功能。一是漫游功能。通過虛擬工作現場環境、設備和生產過程，幫助學生熟悉不同操作崗位工作環境。二是演示功能。通過虛擬實際工作環境，讓學習者事前熟悉操作流程邏輯關系，重視操作與生產安全，了解到錯誤操作將會帶來的各種嚴重后果。三是互動功能。讓學習者利用多媒體教學工具形象再現老師在課堂中所講知識，并運用鍵盤、鼠標等操作按鈕進行自主操作，通過錯誤操作獲得警示或結果，進行互動學習；四是考核功能。可設定考核點，對學生操作技能、知識掌握進行測試，開發更具公平、趣味、激勵性考核手段。五是綜合性功能。在虛擬環境中學生可完成對所學知識技能操作訓練，對學生實驗結果進行統計，便于信息發布，資源管理。

三、虛擬仿真實驗教學平臺在獨立學院預防醫學教學中優勢

虛擬仿真系統可彌補大型儀器欠缺，由于設備昂貴難以讓每個學生實現的實驗訓練，通過仿真系統中設備及按鈕完成交互，使每個學生單獨實驗操作。與傳統實驗相互結合，解決傳統實驗教學對抽象概念基本依靠講解來表述，學生可對實驗原理、步驟等更好掌握，增強教學直觀性，使教學活動更具趣味性，激發學生學習興趣。通過實訓和虛擬訓練，打破時間和地域限制，減少實驗耗材浪費，儀器損毀率也大大降低，學生實際動手能力提高，同時節約實驗教學成本。

此外，可對高水平科研成果和儀器設備可轉化為虛擬仿真實驗項目，豐富綜合設計性實驗內容，對傳統實驗課進行補充，提高實驗教學水平使學生樹立科研思維，增強學生實踐創新能力。比如，對錳中毒通過誘導小膠質細胞中炎癥小體激活引起神經炎癥和神經毒性。

軟件可開設學習評價和教學論壇模塊，進行虛擬測試，考核對相關知識點掌握情況。不僅可考查學生學習成效，還可增強師生之間互動，打破傳統教學枯燥、單調教學形式，真正使教學過程實現沉浸性，提高學習質量。

虛擬仿真實驗教學中心在開放、交互貼近真實的虛擬環境中進行自主實驗，將理論知識與實際工作環境結合，解決了開展真實實驗資源有限性，優化教育資源，學生不受地域和時間限制，遵循“虛實結合，相互補充”原則，進行仿真訓練，對預防醫學應用型人才培養及優化實驗教學，提高實驗教學質量具有重要作用。

參考文獻：

[1]林立，劉永春，高波.預防醫學專業人才培養中的問題和對策[J].中華醫學教育雜志，2006，26（3）：10-11.

[2]劉亞豐，蘇莉，吳元喜，等.虛擬仿真教學資源建設原則與標準[J].實驗技術與管理，2017，34（5）：8-10.