专科生理学实验虚拟与传统有效结合教学模式的探索※

李永格

（河南省南阳医学高等专科学校基础医学部生理学教研室，南阳473000）

专科生理学实验虚拟与传统有效结合教学模式的探索※

李永格

（河南省南阳医学高等专科学校基础医学部生理学教研室，南阳473000）

为探讨虚拟和传统结合的生理学实验教学改革效果，对我校护理学专业普通专科2个小班学生（各30人）进行了教学实践。通过比较期末实验考核成绩及问卷调查等方式进行评价，结果显示该实验教学模式提高学生自主学习能力，激发学生学习兴趣，提高生理学实验教学质量。

生理学；虚拟实验；传统实验；实验教学；教学改革

生理学是一门实验性科学，生理学知识主要通过实验获得，因此实验课在生理学中显得尤为重要［1］。近年来，随着我国高等专科院校招生规模扩大，而实验室建设严重滞后，医学院校普遍陷于生理学实验教学的困境，尤其是地方专科医学院校在开展实验教学方面遇到许多困难［2］。以往生理学实验中多采取传统实验方法，根据实验教学需要，采取动物实验来验证理论知识，但受到教师人数、学时安排、仪器数量、耗材费用、动物经费、安全性、学生素质等多方面因素影响，不能完全满足学生的实验要求［3］。虚拟实验是一种利用计算机、网络技术和多媒体技术等多种技术结合而建立的虚拟实验系统，其将实验设备、实验内容、实验操作有机结合在一起［4］，能够解决传统动物实验教学中存在问题，改进实验条件、丰富实验内容，激发学生学习兴趣，培养学生独立思考问题、分析问题、解决问题的能力，有许多传统实验无法比拟的优势，但虚拟实验始终是一种虚拟实验模式，没有实际动物操作，不利于培养学生动手操作能力和实际解决问题能力，再者，学生一人一机操作，不方便指导教师掌握实验情况。

鉴于传统实验与虚拟实验优缺点，本研究拟将虚拟和传统实验有机结合，运用于生理学实验教学中，有效发挥两者优势，建立以学生为主体的学习模式，培养学生自主实践综合能力，提高生理学实验教学质量。

1　资料与方法

1.1一般资料随机选择我校2014级普通专科护理学专业2个小班（1班与2班各30名学生），以往各科成绩无显著差异（P＞0.05）。两班理论课采取大班授课，教师配备无差异，在入学第二学期与生理学理论课同时开设生理学实验课，其中1班采取虚拟与传统结合的实验教学作为实验组，2班采取传统实验教学作为对照组。

1.2教学内容及课时安排根据实验大纲要求，实验教学安排22学时，共11个实验，每个实验2学时。

1.3教学方法实验组：在传统实验教学基础上，充分利用网络虚拟实验室平台，学生可以不受时间、空间限制，随时上机进行虚拟仿真实验操作；对照组采用传统教学模式。具体实施如图1所示：

图1　虚拟与传统结合的实验教学模式示意图

1.4教学效果评价实验教学结束后，于本学期末进行实验考核，统计两班实验考核成绩；设计问卷调查，通过学生对客观问题回答，分析总结学生对虚拟与传统结合的生理学实验教学模式的看法和意见。

2　结果

2.1实验考核结果实验考核总分100分：其中技能操作考试70分，实验笔试考核30分。实验笔试考核由教研室统一命题。技能操作考试于本学期结束后，采取随机分组，随机选择实验项目，由所有实验教师评定。综合评定学生的实验态度、动手能力、操作程序和操作质量的掌握程度，实验过程中独立思考的能力和发现问题、分析问题、解决问题的能力、实验报告书写等多方面的成绩。其中，技能操作考试成绩两班同学在实验态度、规范操作、团队合作没有明显差异（P＞0.05），但在实验技能、实验结果及分析以及实验报告书写上1班明显高于2班（P＜0.05），具体结果如表1示：

表1　实验组与对照组技能操作考试各项评分比较

表1　实验组与对照组技能操作考试各项评分比较

班级例数实验态度（5分）实验组（1班）304.8±0.2对照组（2班）304.7±0.3实验技能（20分）18.6±0.513.9±1.2规范操作（20分）16.8±0.816.3±1.3团队合作（10分）9.8±0.59.4±0.7预期实验结果（20分）实验报告（10分）合理分析（15分）18.5±1.39.8±0.214.4±0.515.4±2.57.5±1.49.5±1.2

其中实验表现及技能占55%（实验态度5%、实验技能20%、规范操作20%、团队合作10%），实验结果及分析45%（预期实验结果20%、实验报告10%、合理分析15%）。于本学期末统计两班实验课成绩，其中1班实验笔试考核成绩与2班比较无明显差异（P＞0.05），技能操作考试成绩1班明显高于2班（P＜0.05），实验总成绩也是1班明显高于2班（P＜0.05）具体实验结果如表2：

表2　2组技能操作考试、实验笔试考核及实验课总成绩比较

表2　2组技能操作考试、实验笔试考核及实验课总成绩比较

班级例数技能操作考试成绩实验组（1班）3063.2±3.6对照组（2班）3051.6±2.1实验笔试考核成绩28.3±2.327.4±1.8实验总成绩91.7±3.179.1±2.0

2.2学生问卷调查实验结束后，通过下发问卷调查表的形式客观了解学生对传统与虚拟结合的生理学新型教学模式认可度。下发问卷调查表30份，收回30份，结果如表3示：

表3　实验组传统实验结合虚拟实验教学方法的评价［例（%）］

3　讨论

比较两组学生实验考核成绩，实验组学生成绩明显高于对照组学生。同时实验组学生在问卷调查中也对新教学方法给予了良好评价。实践证明，传统实验与虚拟实验结合的教学方法具有一定的优势。表现如下：

3.1优势互补提高了实验教学效果传统实验教学方法通常以活体动物为主，实验教学费用较高，人均占有实验资源较少，有些手术操作较复杂实验往往因操作失误而导致实验失败。虚拟实验是通过虚拟实验软件，在计算机上创建一个可视化的三维环境，营造出模拟的仪器性能、实验对象、实验条件和环境［5］。虚拟实验是实际实验的假设，具有较强的沉浸性，其应用可以解决传统动物实验中所存在的问题，学生在虚拟实验平台上操作，减少了实验动物、仪器的耗损，极大地降低了实验成本，节省了教学资源。学生可以通过虚拟实验，对整个实验过程做到心中有数，减少了实验的盲目性，提高了实验成功率，提高实验教学效果。

3.2提高自主学习能力激发学习兴趣虚拟实验教学利用多媒体技术手段，可直观、形象、生动地把动物实验技术传递给学生，使学生提前感受真实的实验环境中，使得整个实验过程具有游戏特点，不必担心动物死亡，仪器损害以及实验结果的阴性，学生也不受时间、空间限制，随时上机进行实验操作，提供了一个形象直观、重复操作、资源共享的网络虚拟实验平台，提高学生自学能力。摆脱了传统实验教学教师做一遍，学生跟着做的弊端，在学生提前感知实验整个过程，以及预期实验结果的情况下，在通过传统实验真实感受实验过程，激发了学生对生理学实验课的学习兴趣，提高学生对实际实验中问题的处理能力，开拓学生视野，提高学习效率。从学生问卷调查实验结果中也体现了这点。

3.3对实验课程教师提出了新的要求学生是否在课前自主利用虚拟实验进行了预习、预习情况如何，将很大程度上影响学生学习效果。因此，除了提高学生学习自觉性外，还要求教师督促和检查，例如，课前提问、不定期测试、虚拟实验室采取教师值班等方式。同时，也要重视传统实验教学。这就要求实验教师既要具备扎实的专业基础知识，熟练掌握实验操作技术，对实验相关理论知识乱熟于心，又要求实验教师加强计算机网络技术以及对计算机的维护修理能力的学习。教师应在虚拟实验的摸索中不断改进传统实验教学方法，完善其不足，自发设计、优化整合实验项目，使实验更具科学合理性。

4　结语

随着计算机多媒体网络技术迅速发展，以及实验教学多样性，单一的传统实验教学方法已经不能满足专科医学生理学实验教学的需要。通过将传统实验和虚拟实验有机结合起来，可以有效发挥两者优势，建立以学生为主体的自主学习模式，培养学生自主实践综合能力，提高生理学实验教学质量。传统实验与虚拟实验结合的生理学实验教学模式在专科医学院校具有广阔的应用前景，值得推广与应用。

［1］姚泰.生理学［M］.北京：人民卫生出版社，2005：8.

［2］王文荣，任丽薇，张宇忠.病理学实验教学中存在问题及改革设想［J］.中医教育，2007，26（3）：53-54.

［3］王宏宝，刘慧萍，喻荣，等.医学机能学实验教学中虚拟实验应用［J］.中国中医药现代远程教育，2014，12（7）：84-85.

［4］李超彦，李德恒，张志国.机能学虚拟实验室在实验教学中的作用探讨［J］.中国中医药现代远程教育，2012，10（24）：85.

［5］汪成为.灵境（虚拟现实）技术的理论、实践和应用［M］.北京：清华大学出版社，1996：10-16.

LI Yongge
（Teaching and Research Section of Physio1ogy， Department of Basic Medicine， Nanyang Medica1Co11ege， Henan Province， Nanyang 473000， China）

To eva1uate the teaching mode1combining traditiona1experiment with vitua1experiment during physio1ogica1experiment，students of two c1asses（each c1ass had 30students）from nursing specia1ty in our schoo1were practiced.By experimenta1exam and questionnaire survey，the resu1ts showed that the teaching mode1combining traditiona1experiment with vitua1experimen can improve the independent abi1ity，stimu1ate interest，and improve phsio1ogica1experiment teaching qua1ity.

Physio1ogy；vitua1experiment；traditiona1experiment；experiment teaching；teaching reform

10.3969/j.issn.1672-2779.2016.12.008

1672-2779（2016）-12-0017-03

（本文编辑：杨杰本文校对：王爱梅2016-03-03）

河南省医学教育研究项目（No：wjlx2015133）