虛擬仿真實驗教學平臺在高校中的建設與應用

摘要：近幾年來，國內虛擬仿真技術的發展水平不斷提高。將虛擬仿真技術應用于高校專業課，并為學生構建一個專門的虛擬仿真實驗教學平臺，可以讓學生在特定的虛擬真實場景中進行各類實踐技能的學習與提升，提高課堂教學效果。文章以中醫藥院校為例，對虛擬仿真實驗教學平臺在高校中的建設與應用進行了詳細的分析，以供參考。

關鍵詞：虛擬仿真；實驗教學平臺；中醫藥院校；建設；應用

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.07.039

中圖分類號：G 642.423，R-4 " " " " " "文獻標志碼：B " " " " " " "文章編碼：1672-7274（2023）07-0-03

Construction and Application of Virtual Simulation Experiment Teaching Platform in Universities

--Taking Chinese Medicine Colleges and Universities As an Example

ZHAO Na， SUI Guoyuan， JIA Lianqun

（Liaoning University of Traditional Chinese Medicine， Shenyang 110847， China）

Abstract： In recent years， the development level of domestic virtual simulation technology has been constantly improved. The virtual simulation technology is applied to specialized courses in colleges and universities， and a special virtual simulation experiment teaching platform is built for students， so that students can learn and improve various practical skills in specific virtual real scenes， and improve the classroom teaching effect. Taking traditional Chinese medicine colleges as an example， this paper analyzes the construction and application of virtual simulation experiment teaching platform in colleges and universities in detail for reference.

Key words： virtual simulation; experimental teaching platform; college of traditional Chinese medicine; construction; application

1 " 虛擬仿真實驗教學平臺的相關概述

1.1 虛擬仿真實驗教學的概念

虛擬仿真實驗教學是利用計算機技術，形成一種虛擬三維空間，并在這一與現實環境相似度非常高的虛擬環境中組織開展教學活動。在這虛擬的三維空間中，教師可以對學生的聽覺、視覺、味覺和觸覺等多個感官系統進行刺激，幫助學生更好地學習相關知識點。虛擬仿真實驗教學平臺是基于虛擬仿真技術構建的集教學教務管理、學生學習功能于一體，以虛擬仿真課件為單元組織教學的大型網絡教學平臺。

1.2 虛擬仿真實驗教學平臺的應用特點

首先，這一教學平臺的應用，具有多感知性特點。教師可以直接利用虛擬仿真實驗教學平臺，將原本抽象的概念或原理投射到現實環境當中，讓學生在相對真實的環境當中對相關知識點進行學習、記憶與理解。其次，這一教學平臺還能夠與其他教師或學生進行實時互動，讓學生在更加真實的環境當中進行相關知識點的分析和研究，進而消除時間與空間對課堂教學的限制，實現課堂教學質量的提高。

2 " 虛擬仿真實驗教學平臺在中醫藥院 校中的應用優勢

2.1 突破時間和空間的限制

首先，在虛擬仿真實驗教學平臺上，學生可以直接利用計算機進行各種實驗操作，既可以提升自身的實踐技能，又可以滿足自身的學習需求，且整個實驗過程不再受到時間與空間的限制。其次，可將虛擬仿真試驗教學平臺中的相關資源上傳到校園網絡信息平臺上，還可以將這些資源在全校范圍內共享，供更多的學生和教師學習、參考、借鑒。

2.2 實現綠色實驗教學

利用互聯網進行教學，既可以幫助中醫藥院校減少教育資源的消耗，也是中醫藥院校突出教學個性化特征的方式，更是中醫藥院校推進中醫藥教學大眾化、現代化與終身化的途徑。中醫藥院校在組織開展中醫試驗教學活動的過程中，需要對互聯網教學模式的應用有一個全面的認識，然后再將其與虛擬仿真場景融合在一起，讓學生擁有大量的實驗操作機會。這樣，既可以減少教育資源的消耗，加強中醫藥實驗教學成本的控制，還可以消除實驗教學過程中存在的各種安全隱患。而且，在實際教學過程中，不可避免地，會產生一些醫療垃圾，如果這些醫療垃圾得不到妥善的處理，那么周圍的生態環境將會受到一定的影響。將學生放置到虛擬真實場景中，利用計算機進行各種實驗操作，則可以有效避免醫療垃圾的產生，突出實驗教學的綠色化特點。

2.3 滿足創新型人才的培養需求

首先，對虛擬仿真實驗教學平臺進行合理的利用，只需要為每一位學生配置一臺計算機設備，并在計算機設備上安裝虛擬仿真軟件，就可以最大限度地滿足實驗教學需求。既不需要投入過多的實驗設備和實驗資源，也可以保證實驗教學質量。其次，對虛擬仿真實驗教學平臺進行合理的利用，還可以讓學生在實驗過程中擁有足夠的自主意識，既可以讓學生按照自己的興趣愛好選擇實驗項目，也可以讓學生按照自己的設想進行實驗對象的選擇、試驗方法的確定以及實驗流程的安排[1]。這樣，既可以讓學生獨立完成各種實驗操作，又可以讓學生自主驗證多套實驗方案的可行性與科學合理性，進而為學生創新思維的培養和創新能力的提高打好基礎。

3 " 中醫藥院校虛擬仿真實驗教學平臺 的應用要點

3.1 明確虛擬仿真實驗教學平臺的建設方法

對中醫藥院校的人才培養目標進行明確，然后以此為基礎，提出科學合理的平臺建設方法。首先，對這一教學平臺的建設予以高度的重視，加強頂層設計，設立專門的虛擬仿真實驗教學平臺建設工作領導小組，在“能實不虛”“虛實結合”的原則指導下，進行這一平臺的創建。其次，借鑒其他中醫藥院校平臺建設與應用的方法和經驗，并結合本院校的實際情況，進行試點教學研究，通過“邊試點、邊研究，邊完善”的建設思路，對中醫藥院校虛擬仿真實驗教學活動進行優化。

3.2 起草虛擬仿真實驗教學行動指南

對虛擬仿真實驗教學平臺建設的必要性進行專家論證，對國家給出的虛擬仿真實驗教學平臺建設政策進行研究，然后與專業課教師一起梳理和研究虛擬實驗與實體實驗之間的關系，并起草一份實驗教學行動指南，給出具體的平臺建設標準、建設方向和建設目標。另外，中醫藥院校還要借鑒國家級、市級項目的先進建設經驗，使虛擬仿真實驗教學平臺的建設范圍覆蓋全校各專業、各課程，形成全員、全課程、全覆蓋的虛擬仿真實驗教學平臺建設模式。

3.3 加強對虛擬仿真實驗教學平臺的監督

首先，要對教育部門提出的相關工作要求進行分析，并以此為基礎制定虛擬仿真實驗教學平臺建設項目的預警機制和淘汰機制，加強國家級虛擬仿真實驗教學項目對外聯通和面向院校與社會服務情況的監督與管理，并根據最終的監督管理情況采取相應的整改措施。其次，要安排專門的工作人員對虛擬仿真實驗教學平臺的應用情況定期進行檢查。教師要利用這一平臺與學生互動，對學生進行考核，并將平臺應用情況反饋給專業工作人員，提出有針對性的平臺完善建議。

3.4 打造虛擬仿真實驗教學精品課程

中醫藥院校應當結合社會對于中醫藥專業人才的需求，進行設計性實驗課程建設。然后對實驗課程進行梳理，消除重復建設現象，通過相互借鑒、有益補充等方式打造一套相對完整的、具有中醫藥特色的虛擬仿真實驗教學精品課程體系[2]。與此同時，要積極鼓勵教師加大實驗項目的自主研發力度，在“校企合作”模式的基礎上，打造中醫藥院校品牌效應，精心雕琢出一批優質的虛擬仿真實驗教學精品課程，并探索線上、線下相結合的新型實驗教學模式。

4 " 中醫藥院校虛擬仿真實驗教學平臺 的應用

4.1 針灸虛擬仿真實驗教學系統的應用

這一教學系統主要包含成三大模塊：經絡腧穴定位訓練模塊、針灸訓練模塊、第三綜合實例訓練模塊。首先，在虛擬仿真實驗教學系統中，可以對人體內的各個穴位與經絡的位置進行提前設置，給出具體的穴位功能信息和主治信息。這樣一來，學生就可以直接在虛擬仿真實驗系統中，認識腧穴的具體位置，完成經絡畫線。當學生完成相關操作之后，系統會對學生的操作進行打分。在這樣的學習平臺中，學生既可以辨認各種穴位，還可以在明確穴位具體所在位置的同時，了解與這一穴位有關的各種知識點，為后續更好地學習針灸技術打好基礎。其次，在針灸訓練模塊，可以為學生提供一個3D人體模型。學生可以通過鼠標和鍵盤，在這一人體模型上學習針灸技術，加深自身對于針刺深度、進針方向的控制。學生每進行一次針刺訓練，人體模型上就會出現皮膚下陷、旋轉等現象。這樣的針刺效果會對學生的視覺刺激非常強烈。最后，在綜合實例訓練過程中，學生同樣可以根據自己的學習情況自主選擇醫治的病例患者，然后按照相關流程和規范為病例患者針灸。學生在選定病例患者之后，可以先對病例患者的既往病史、體檢報告以及一切與治療有關的癥狀信息進行分析，然后進行癥候辨別，再確定如何施針。在學生完成所有操作之后，系統可以對學生的治療成效進行評估，并對學生的針灸表現進行打分和評價[3]。

4.2 中醫四診模擬實驗教學系統的應用

“望、聞、問、切”是每一位中醫藥院校學生必須要掌握的基本技能。在傳統的中醫藥專業教學過程中，主要由師傅口傳心授，通過理論與實踐相結合的方式讓學生掌握這一基本技能。但是，這種教學方式的應用，無法讓學生系統地學習理論知識，復習難度較大[4]。利用現代化的信息技術，為學生創設虛擬真實場景，并構建一個專門的診斷模擬實驗教學系統，就可以直接利用望診儀、脈診儀等現代化設備進行四診教學過程的模擬，教會學生相應的中醫診斷方法，并提升學生的實踐操作能力。

這一系統包含兩個模塊：一個是基本技能訓練模塊，另一個是綜合能力訓練模塊。首先，在第一個模塊中，可以直接利用望診軟件、脈診儀、舌診模型等現代化儀器設備，對臨床真實病理情況進行模擬呈現，以此來強化學生對相關診斷理論知識的記憶、理解與應用能力。其次，在第二個模塊，可以直接為學生創設門診、病房等模式，將臨床上的常見疾病拿到課堂上，對學生的診斷能力進行鍛煉，并通過標準化病人考核評價模式的應用，提高學生的中醫診斷辯證能力。

4.3 中醫名醫經驗傳承教學系統的應用

中醫藥教學與西醫教學之間存在著非常明顯的差異。中醫藥教學不僅要對學生進行系統的理論知識傳授，還要重點豐富學生的臨床經驗，讓學生在臨床實踐當中對中醫產生感悟。鑒于此，可以直接利用虛擬仿真實驗教學系統，將一些知名老中醫的經典病例拿到課堂上，讓學生進行翻閱和分析。然后，再利用人機對話的方式，對教學效果進行鞏固，進一步提高學生的中醫辨證能力和用藥能力。

4.4 中醫名方配伍規律虛擬教學系統的應用

在中醫藥專業教學過程中，方劑教學也是最重要的一項內容。在方劑教學過程中，中藥的核心關系就是配伍。中醫理論是方劑配伍的基礎，理法方藥是方劑配伍的核心。為了保證方劑教學的最終效果，可以對虛擬仿真實驗教學平臺加以利用。即在虛擬仿真實驗教學平臺中設置一個含有中醫方劑配伍規律的挖掘系統，利用相關算法，對中醫藥方劑中單位藥物之間的關聯信息進行挖掘探索[5]。這樣，既可以方便學生查詢組方和配伍，還可以通過關聯規則的挖掘，找到功效相類似的組方配伍。

4.5 中藥種植產地虛擬教學系統的應用

中醫藥材的產地不同，其最終的療效也會存在較大的差異。因此，在中醫藥專業教學過程中，還需要對中醫藥材的種植產地予以高度的重視，但是在實際的中醫藥專業教學過程中，這一細節問題很容易被忽視，而應用虛擬仿真實驗教學平臺則能夠解決這一問題。即教師可以利用虛擬仿真實驗教學平臺，進行中醫藥種植情景、中醫藥采收情景、中醫藥使用情景、中醫藥配伍禁忌情景的構建，將不同產地的中醫藥材采收與炮制情景進行再現，加深學生對不同產地中醫藥材的認識與理解。

5 " 結束語

綜上所述，在中醫藥院校的教學過程中，虛擬仿真實驗教學平臺的應用具有突出的優勢。但是，要想將這一平臺的應用優勢充分發揮出來，還需要結合中醫藥院校的實際情況和人才培養目標，加強平臺建設質量的控制。另外，在虛擬仿真技術不斷發展的形勢下，各大中醫藥院校還要加強虛擬仿真技術與中醫藥專業教學的融合與應用，以此來推動我國中醫藥教學事業的發展和進步。

參考文獻

[1] 龍瑤，盧研宇，胡燕，等．虛擬仿真實驗在高校醫學機能實驗教學中的應用現狀與問題[J]．實驗室科學，2020，23（1）：75-77.

[2] 劉奔，董雯，孫杰，等．虛擬仿真教學平臺在實踐教學中的應用——以“臨床血液學檢驗技術”課程為例[J]．湖北理工學院學報，2022，38（3）：69-72.

[3] 杜德權，盧永琴．虛擬仿真平臺在工程管理專業實驗教學中的應用[J]．科技經濟市場，2022（8）：100-102.

[4] 尉小榮，徐建，李洋洋．高校國家級示范性虛擬仿真實驗教學課程建設與應用現狀分析[J]．實驗科學與技術，2022，20（3）：26-30.

[5] 謝久鳳，張繼冉，謝慧，等．虛擬仿真實驗教學的建設與應用現狀研究[J]．黑龍江科學，2021，12（23）：30-33.