浅谈药剂学网络仿真实验课程设计与开发的实践探索

张晓霞，朱小宁，刘 洁

(西安交通大学继续教育学院，陕西 西安 710049)

远程实验教学是远程教育中不可缺少的重要环节，是学生获取知识、参与实践、提高技能的必要环节，为远程教育的开展开拓了更广泛的发展空间。

药剂学网络课程是其中一门学生必修的药学专业主干课程。它研究药物制剂的处方设计、制备理论、技术与工艺(稳定性、质量控制)及其在临床上合理的应用。它既是一门实用性的学科，又是一门涉及面广、实践环节占主导地位的课程。然而，在远程教学过程中，由于学生和教学机构在时间和空间的分隔使得实验教学难以实施，实践教学环节缺乏。如何在网络环境下为学生提供可交互的实验教学环境，成为远程实验教学深入发展的一个重要目标，也是教育工作者在当前新的教学模式下所必须解决的课题。

一、远程实验教学的现状

随着现代医药科学技术的进步，符合型和创新型人才短缺现象已经非常严重，作为与人类健康密切相关的医药学专业目前的现状是：(1)教学资源不足。近年来，远程教育招生规模在不断扩大，学生人数极度增加。带有实验功能的远程教学平台却少之又少，造成远程实验教学资源的严重不足。(2)教学支持体系不够完善。要把多媒体学习资源与学生的实际相结合，把教师的主导性与学生学习的主体性相结合，在支持服务的选择上，学生有可结合个人实际制定学习计划，选择支持服务的自由，学校有培养学生掌握实现学习目标能力。然而，长期以来教学支持体系不能够满足上述需求。教学支持体系不完善一直是制约远程教育发展的“瓶颈”，也是远程教育在实践中着力解决的核心问题。

二、药剂学仿真实验的设计与开发

药剂学是一门实践性、应用性很强的专业学科。在对其进行网络仿真实验的设计与开发时，只单纯依靠专业教师或网络技术开发人员都难以取得良好的效果。需根据网络仿真实验教学设计的原则，专业教师主要负责仿真实验课程内容、实验仪器、实验操作步骤及展示方式的脚本撰写工作，网络技术开发人员主要负责操作界面的搭建、动画实现、功能模块设计等技术性建设工作。

(一)仿真实验教学设计原则。

根据远程教育的办学特点，教学设计尤为重要。在教学设计中要注意以下原则:(1)从学生的角度思考，强调以学习者为中心，但又要注意教师的指导作用，提供有效的教师辅导资源。(2)重视“情景”对学习者的意义建构功能。(3)强调对虚拟实验环境的设计。(4)强调实验内容相关信息对学习者“学”的强化，加强“素质拓展”部分的设计。(5)强调网络课堂、实验操作和网络资源学习的有机结合[1]。

虽然老师在专业教学上有很高的水平，但是对于仿真实验教学在技术层面上所能实现的功能不太了解，所以技术人员给老师提供可实现功能的相关资源，让老师充分发挥自己的想像力，构思学生所需的实验环境来做教学设计方案。

(二)操作界面设计要点。

1.设计良好的操作界面。仿真实验系统存在“认知摩擦”。心智模型由现实模型、用户心理模型和表现模型组成，由此可知，设计师在设计时一定要和现有实验操作中的要求及设备相一致，学生才能比较好理解，另外导航功能设计也很重要，如果导航不清晰，网络学生在操作过程中容易迷航，不知所措，操作交互的不顺利，这样会导致学生失去继续学习的信心。所以有良好直观的操作界面，使用者就不会为熟悉操作步骤和找自己需要的相关信息而浪费时间。界面设计最直接影响用户对软件的第一印象。我们的仿真实验是链接在我们已经制作完成的药剂学实验网站的框架下，在实验网站中有老师的实验视频指导，采取图文并茂的方式，将真实的实验方法在屏幕中以画中画的形式呈现，让学生有一个比较深刻的印象。

为了使学生能够对本实验的实现操作，从实验环境到实验仪器以及实验试剂有个比较深入的了解，由资深的实验技术人员在实验老师的指导下对本实验进行的示范性视频示教，为后期的仿真实验做好前期的铺垫。

2.加强人性化设计及技术实现。在美术设计中尽量与实际操作中的实验仪器的外形保持一致，这样学生可以快速对号入座，另外在仪器设备和药剂的布局上进行分类摆放，这样使学生能够容易找到所需的设备和药剂。此外，无需将所有东西都放在操作界面，可以利用网络技术可立体呈现的特点，采取点击上下箭头来寻找所需材料，尽量给操作环境留有较大的空间。

设计时一定要在明显的位置标出操作提示来指导学生，便于操作能够顺利进行。在界面中还要设计返回上一个实验步骤和点击自动进行下一个步骤的功能，这样就有一个复习或者说重新制作上一步的实验的功能。对于温度等需要强化的知识点可以采用单选项的方法给予学生思考的空间。

在技术实现方面采用了flash动画来实现，这个软件已经很成熟，交互性很强，而且完全可以满足实验设计需求，并且和其它作图软件也是可以无缝转换。

(三)仿真实验模块设计。

最有效的学习环境分为以解决问题为中心的四个不同阶段:(1)能够提供很好的网上学习资源,学生能够在网上课堂接受老师对整个实验从实验目的、实验方法步骤、实验注意事项等方面进行视频讲解；(2)利用实验操作的演示方式让学生对实验有进一步的感性认识；(3)搭建虚拟仿真实验平台，给予学生实验机会；(4)提供思考题对所做实验有一个进一步思考的过程，同时尽可能多的提供多一些其他学习资源来对所学知识进行扩充[2]。

根据以上四个网络学生学习阶段分析，笔者将仿真平台设计为基础知识和仿真实验两大部分。基础知识中包括实验目的、实验原理、注意事项、实验仪器介绍等文字或视频讲解、仿真实验使用说明等模块。仿真实验环节将成为重点环节，要抓住学生兴趣点，提高学生的学习热情尤为重要。参加远程学习的学习者绝大部分是在职的成人，具有较强的学习动机，较明确的学习目的，技能单一、学习时间较分散等特点，在编制实验操作方法上难度的选取要适中，采取多模块、少内容、标示清晰、便于区分。在设计时尽量在功能上考虑多一些，即跳过下一个实验步骤，也可以反复对某一个实验步骤反复练习。

三、仿真实验的实践特色

经过对一年多从实验课程网站到仿真实验的开发，笔者对药剂学课程开展网络仿真实验的实践特色归纳如下:(1)通过仿真实验学生把枯燥的药剂学理论知识和生动的仿真实验结果联系起来，增加了学生学习的趣味性和灵活性，达到开阔学生的思路、激发学生学习兴趣的目的。(2)通过仿真实验学生对药学学科能够有进一步的了解和认识，使得远程学生在网络环境下依然可以实现动手做实验的梦想。(3)通过主要剂型的综合性或创新性仿真实验，可以调动学生自主学习的积极性，提高了学生的独立思考能力。

网络教学的仿真实验是一种现代的教学手段，在模拟真实的环境下，虚拟仪器与实际仪器功能相同，操作方法一致，实验者不受时间和地点的限制。接受远程教育的学生通过网络仿真实验熟悉了药剂学实验所需的各种仪器设备，培养了学生扎实的实验操作技能，使之对药品配方有全面的了解，提高了学生的动手能力。同时，仿真实验即可以将一些难以描述的药学现象形象逼真地展示出来又能减少对实验仪器的损坏及节省实验耗材的费用。

四、仿真实验还有待研究的问题

一个好的教学平台只有在充分收集学生和教师的反馈意见后，才知道仿真实验的开发与设计是否合理，才能根据使用者提出的需求和建议进行改进。通过药剂学网络仿真实验的实践，笔者认为还有待开展“评价”“测试”“管理”等标准和规范的研究。制定仿真实验平台和系统的评价、测试、管理等标准和规范，为建立统一的仿真实验教学环境提供依据和保障。针对我国仿真实验教学的发展现状，研究制定基于统一支撑平台的仿真实验开发标准，制定仿真实验的评价、指导、管理基础软件跨平台规范，实现平台和资源的高度共享，通过这种标准与规范的有机结合，解决分布式的实验教学与现有教学系统协同工作的问题，从而实现协同工作，提高其共享性和复用性[3]。

总之，仿真实验不可能完全代替真实的实验。它只是真实实验的模拟，与真实实验存在一定的差距。但在医药学教育资源相对缺乏的当下，网络教学中的仿真实验在很大程度上弥补了没有实验场地、实验设备及实验耗材而无法进行实验的缺憾。此次药剂学网络教学仿真实验的实践结果表明，在不断壮大的远程教育领域，仿真实验应在药剂学及其他专业的实践教学中得到越来越广泛的运用。

[1]洪延姬主编.网络课程设计原理与方法——远程教育专业教材[M]．北京：中国宇航出版社，2004:11-12.

[2]刘清堂，王忠华，李书明主编.网络教育资源设计与开发[M]．北京：北京大学出版社，2009:48-68.

[3]赵晓亮，崔新峰.浅析现代远程教育的概念、特点和发展趋势[J].科技经济市场，2010(4)：124-125.