【中图分类号】G482 【文献标识码】A 【文章编号】1672－3783(2011)07－0396－02 【摘要】建立健全完善的虚拟实验教学体系对降低医学教学成本、保证实验开出率、提高医学教学质量具有重要的应用前景。
【关键词】虚拟实验 机能实验学 应用前景
Virtual Experiment Teaching in Function in the Article Discusses Application Prospect
【Abstract】Establish perfect the virtual experimental teaching system to reduce medical teaching the cost, the guarantee on the percentage and improve the teaching quality of medical has important application prospect.
【Key words】Virtual experiment；Functional experiment；Application prospect
虚拟实验系统是一种运用虚拟现实技术模拟真实实验的计算机教学软件。它采用多媒体技术在计算机上建立虚拟实验室环境，提供可操作的虚拟实验仪器，使学生在互联网上通过接近真实的人机交互界面完成实验，同时提供网络实验教学的一体化管理功能。虚拟技术自应用以来，在教学上取得了较好的效果。机能学虚拟实验室包括仪器介绍、手术操作、仿真实验、自测与考试、药物考核五个模块。大力提倡使用虚拟实验技术，建立健全完善的虚拟实验教学体系对降低医学教学成本、保证实验开出率、提高医学教学质量具有重要的意义应用前景。
1 传统机能实验教学中存在的主要问题
1.1实验室建设费用昂贵：传统的实验教学主要依赖费用高昂的实验设备，存在前期投入大、后期维护费用高。长期使用后，仪器设备完好率降低，致使实验教学无法有效开展，严重影响教学质量。实验材料也较贵，尤其是动物实验开展要消耗大量的动物（如兔、鼠），而且大都是一次性使用，造成浪费，大大提高了了教学成本。
1.2教学资源不足，教师指导难以到位：近几年来，高校扩招给实验教学带来了巨大的压力。由于经费不足、教学资源相对匮乏等因素的限制，造成“实验动物由大变小，实验小组由小变大”的缩水现象，导致学生实践时间和动手机会较少，一名指导教师少则面对二三十名实验学生，多则甚至面对四五十名学生，使在实验过程中遇到的问题不可能同时得到及时的指导，从而成为制约医学机能学教学效果的瓶颈［1］，在很大程度上影响了医学实验教学的质量。
1.3 不利于培养学生的创新能力：培养动手能力、设计能力和创新能力是实验教学的重要目标。而大多数医学院校的机能学教学内容以验证性实验为主，实验室所有的学生实验内容和方式都一样，缺乏创造性的激励，不能使学生分析和解决实际问题的能力得到提高创新能力难以提升。
2 虚拟实验教学的应用前景
2.1 节约成本，提高教学效率：虚拟实验不仅不需要实验动物和药品器材，减少了实验室开放的成本。同时还可提供型号齐全、用之不竭、永远不会损坏的实验设备，并随着软件的维护和升级不断进步的。传统机能实验，所需时间长，操作过程复杂，影响学生对实验现象的观察。如复制一个急性右心衰的家兔动物模型往往需要2~3小时，而且学生操作成功率不高。学生往往来不及观察实验现象就到了下课时间，从而不能准确的掌握实验现象和操作技能，大大影响教学效果。而虚拟实验从时间安排上看，可缩短教学时数，单位时间内可以安排更多的实验内容，从而在不增加实验总学时的情况下提高实验教学的容量，提高教学效率。
2.2用于开放性实验教学，提高动手能力，开拓视野：传统的课堂教学时间有限，动物数量有限，不可能每位学生都有充足的训练机会。而虚拟实验室可以全天开放，一人一机，并能反复练习，多次重复，使每位学生都能熟练掌握实验方法［2］。通过仪器介绍、手术操作这两个模块，既可察看相应的图片，又可观看相关的实验视频，从而规范机能学实验操作，也可对实验具有预习、复习、指导实验操作等作用。仿真实验中设置的内容数量远远的超过了课堂开设的实验项目，学生可以在开放实验室中通过进行虚拟实验，对生理、药理和病生理论知识加深认识，做到全面深刻的掌握，并能初步认识一些常见的临床现象，开拓视野。
2.3虚拟实验的形象、生动、直观，有利于培养学生的创造性：在虚拟实验中，虚拟实验室采取人机交互的方式实施实验，就像置身于真实的实验环境中，具有智能性、仿真性、形象性和趣味性，充分调动了学生学习的兴趣和积极性［3］。虚拟实验平台与真实实验台类似，学生可自己动手配置、连接、调节和使用实验仪器设备进行实验。虚拟实验平台还可允许根据平台上提供的器材自由搭建任意合理的典型实验或实验系统案例，这一点是虚拟实验平台有别于一般实验教学课件的重要特征。可满足教师对各层次实验教学的需求。虚拟实验平台也为学生自由搭建实验模犁提供了可能。学生既可通过虚拟实验平台动手操作，又可自主设计实验，有利于培养设计能力和创新意识。
2.4避免真实实验或操作所带来的各种危险：利用虚拟技术进行实验，可以避免危险的或对于人体健康有危害的实验，学生在虚拟实验环境中可以放心的去做各种危险的或危害人体的实验［4］。如人体大脑皮层诱发电位实验，可在不损伤人体的情况下，直观认识脑电波的变化和睡眠时相的关系。避免有毒，有害试剂的应用，减少环境污染。如组织细胞性缺氧中氰化钾的应用。若学生在有伤口的情况下接触到氰化钾就有可能造成急性中毒。如果注射器未经处理就直接清洗，会造成严重的环境污染。
总之，虚拟实验作为一个新型的教学手段，随着技术的逐渐成熟和软件的不断更新，将越来越多地应用在机能学的实验教学和训练中。因此，充分开发虚拟实验，发挥其特点和优势，对于提高教学质量，培养学生创新能力，发挥传统实验不可替代的作用将有着广阔的应用前景。
参考文献
［1］ 庄文献，杨 雪等. 医学机能学虚拟实验教学系统设计研究［J］.中国高等医学教育,2010,{l}:47-48.
［2］ 夏蕴秋，周颖斌等.机能实验学开放性实验的探索［J］.医学教育探索,2008, 7(2):137,146.
［3］ 徐静，孙艺平，王冬梅. 虚拟实验与真实实验在机能学实验中之比较［J］.医学与哲学，2009,30(6)：75-76．
［4］ 郭丽娟，曾 明，蒋银燕. 浅谈虚拟实验室在医学院校实验教学中的应用［J］.斟协论坛，2011{1}：177
作者单位 637000 川北医学院生理教研室�1
637000 川北医学院机能实验中心�2