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  • 基础医学虚拟仿真实验室创建思路

    发布时间:2020-06-02 来源:

    摘要:就虚拟仿真实验室的发展和国家政策等问题进行总结,并针对虚拟仿真实验室建设中存在的问题,提出创建基础医学虚拟仿真实验室的建议。

    关键词:基础医学;虚拟仿真实验室;实验教学

    1前言

    虚拟仿真实验室(Virtuallab)是1989年由美国弗吉尼亚大学(UniversityofVirginia)的教授威廉•沃尔夫(WilliamWolf)首先提出的,它描述了计算机网络化的虚拟仿真实验室环境[1]。虚拟仿真实验室是信息时代的产物,在教学中具有广阔的应用前景,是实验教学的一个新的发展方向,促进了教学观念与教学形式的变革[2],提高了学生的综合素质。

    2虚拟仿真实验室的发展及政策解读

    虚拟仿真实验室自1989年提出以来,在世界范围内得到迅速发展。目前,发达国家在虚拟仿真实验室的建设方面已经十分普及,美国正在致力于构建一个覆盖全国的虚拟仿真实验网络。近年来,国内许多高校根据自身科研与教学的需要建立了虚拟仿真实验室,并取得一定的成就。国家相关部门对虚拟仿真实验室的建设也越来越重视,为了进一步推进实验教学信息化建设,推动高等学校实验教学改革和创新,2013年教育部发布《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》(教高司函〔2013〕94号),明确提出高校建设虚拟仿真实验室的重要性。

    3基础医学虚拟仿真实验室的发展现状

    教学过程中实验和实训教学是培养学生实践能力和技术能力的关键,虚拟仿真实验室在培养学生综合素质方面起着至关重要的作用。国内外基础医学虚拟仿真实验教学平台的应用现状基础医学专业课程是一个对实践性要求比较高的课程,但是一些实验课程由于毒性、致病性、时间等原因,导致这部分实验不能顺利开展,虚拟仿真教学平台在基础医学实验教学中就显得至关重要。在教学过程中,虚拟仿真实验与实际实验相结合,以实际教学中的重点、难点作为课程设计的重点,教学内容丰富,包括常规学生实验、设计性实验,此外部分虚拟仿真实验室还包括实习、临床案例讨论、自我测试、BBS交流区、网上相关资源等内容[3]。实时临床案例讨论及网上相关资源共享,既丰富了学生的学习内容,又开拓了学生视野,从而激发学习兴趣[4]。虚拟仿真实验教学以其独特的优势,在提高实验教学质量中发挥着重要的作用。虚拟仿真实验与实际实验相结合,不仅激发了学生学习的兴趣,提高了学生创造力和对实验的感性认识,而且通过对虚拟仿真实验平台实验操作的正确方法和理论知识的学习,减少了盲目操作和错误操作的几率,提高了实验的成功率[5]。此外,虚拟仿真实验室在节省实验投资的同时,为学生提供了一个良好的学习空间[6]。虚拟仿真实验室的优势及建设中存在的问题由于传统实验教学存在实验教学经费投入不足、实验教学仪器设备紧缺和老化、实验教学用房面积不足等传统问题,同时在教学内容、教学时间和空间上受到限制,影响了实验教学的质量。与传统实验教学相比,虚拟实验教学有着突出的优势,成本方面,大幅度降低实验室改造、建设和维护的资金,节省实验经费、时间和空间成本;安全方面,减少实验室事故发生几率;环境方面,减少环境污染,促进绿色实验室的建设;教学方面,打破了传统实验教学的时间和空间的限制,有效增加学生对实验的理解能力;教学质量方面,提高学生的创新能力、实践能力和综合素质[7]。虚拟实验教学这种新的教学模式为实验教学质量的提高提供了一个新的平台,随着教学行为、方式的改革和信息技术的发展,虚拟实验教学必将成为实验教学中不可或缺的一个环节[8]。目前,虚拟实验室在促进实验教学现代化,推进实验教学模式改革等方面发挥着至关重要的作用。但是,虚拟实验教学在教学实践中也存在诸多不足,主要体现在以下几个方面。1)教学方面,培养学生动手能力、误差分析能力等方面存在欠缺,而且虚拟实验不能真实地再现实际实验过程中的故障和现象[9-10];2)虚拟系统方面,教学实践中发现存在系统不稳定、有些功能不能使用、缺乏教学监视功能等问题,给教学带来一定的影响。除此之外,还有诸如界面及画面的任务形象的美观度不够,虚拟实验项目的数量不能满足学生的需求等问题。3)建设必要性方面,虽然虚拟实验室弥补了真实实验室的诸多不足,但也并非任何实验、任何专业都需要建设虚拟实验室来辅助教学。

    4构建基础医学虚拟仿真实验室的建议

    虚拟仿真实验室是一种投入少产出多、资源共享的一种全新的办学理念,是高校未来发展的必然。在建设过程中应借鉴其他课程和专业实验教学改革的经验,创造出一套适合自身专业的虚拟仿真实验室的建设方法;共享现有虚拟仿真网络资源,节省建设成本。在实验教学中,要注意虚拟仿真实验和实际实验的有机结合,合理安排分配教学比例以促进学生实践能力的发展。在软件技术方面,向协作式虚拟仿真实验室方向发展,即跨越地域障碍,能够满足异地学生一起进行科学实验和讨论的方向。虚拟仿真实验室虽然能大大辅助教学,但并不能取代真实的实验室。此外,虚拟仿真实验教学中心的建设应响应国家号召,本着“虚实结合、相互补充、能实不虚”的原则,并结合专业的自身特点。

    5结语

    虚拟仿真实验生动形象,激发了学生学习的兴趣,培养和锻炼了他们的创造力,克服了传统教学模式无法解决的感性认识不足的缺点,推进了医学专业的课程建设和教学手段的改革。虚拟仿真实验室的建设符合当今中医院校基础医学专业发展的方向,有巨大的发展潜力、广阔的应用前景。基础医学虚拟仿真实验室作为基础医学教学模式改革的方向,其建设任重而道远。

    参考文献

    [1]Kouzesrt,MyersJD,WulfwA.DoingscienceontheInternet[J].IEEEComputerSociety,1996,29(8):40-46.

    [2]韩莹,高兴亚,戚晓红,等.生理学虚拟仿真实验室的建立与应用[J].医学教育,2005(4):63-65.

    [3]耿舰,丁彦青,李学农.病理学远程虚拟仿真实验室的建设应用[J].中国医学教育技术,2005,19(4):256-257.

    [4]陈晓欢,王颖颖,左云飞.虚拟仿真实验室在分子诊断学中的应用[J].实验室科学,2011,14(1):126-128.

    [5]韩莹,高兴亚,戚晓红,等.生理学虚拟仿真实验室的建立与应用[J].医学教育,2005(4):63-65.

    [6]赵洁.“医学图像处理”实验教学探索与虚拟仿真实验室开发[J].西北医学教育,2008,16(3):489-490.

    [7]汪珊珊.电子类虚拟仿真实验教学成本优势之浅见[J].消费电子,2013(10):139-140.

    [8]秦永华,田宗明,张树鸣,等.药用基础化学虚拟仿真实验教学探讨[J].科技资讯,2009(33):165.

    [9]刘晓蕾,吕良敬.关于科研型研究生虚拟仿真实验室教学的重要性[J].科教导刊,2012:86-87.

    [10]唐九飞,欧阳星明,于俊清.虚拟仿真实验系统中操作重现的研究[J].计算机工程与设计,2010(10):2323-2326.

    作者:龚曼 李光 潘晓丽 伍盼盼 李伟 单位:河南中医学院

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