虚拟仿真实验教学平台在护理机能学实验教学中的应用

吕慧明

摘要：机能学实验作为护理专业的一门重要实践课程，对于提高学生对人体生理及病理机能的综合理解，加强护理专业学生对岗位所需的职业能力和综合职业素质的培养具有重要意义。将虚拟仿真实验平台合理地运用于机能学实验教学过程中，能够实现虚拟仿真和实操的优势互补，在培养学生实践能力的同时，更好地培养学生自主学习能力和创新精神，达到实验教学资源的优化及教学质量的提高。关键词：虚拟实验平台；机能学；实验教学中图分类号：G642.0

文献标志码：A

文章编号：1674-9324（2016）44-0273-02 医学机能学实验是由生理学、病理生理学、药理学（医学三理）等三门课程实验教学内容渗透融合而成的综合性实验教学体系，既是一门实践性和理论性均很强的学科，又是一门与多学科有密切联系的综合性学科。它的主要任务是研究生物体正常机能及疾病发生机制和药物作用下生理功能、代谢变化及其发生发展的规律。计算机与网络技术的发展，为高校实验教学改革带来新的更大的发展空间。机能学虚拟实验教学平台由服务器、虚拟实验软件和客户端等设备所构成，使用安装有虚拟实验软件的客户端通过局域网络访问服务器，进行虚拟实验操作。在计算机系统中采用虚拟现实技术，建立各种虚拟实验环境，使学生可以像在真实的环境中一样运用各种虚拟实验器械和设备，对建立起来的实验模型进行实时仿真操作。在机能学实验教学过程中，结合虚拟实验教学平台及学生对实验动物的真实操作，将有可能提高学生的实验成功率和学生分析问题及解决问题的能力。一、机能学虚拟仿真实验教学系统简介机能学虚拟仿真实验教学系统由仪器介绍，实验原理，手术操作，模拟仿真、实验波形以及实验测试等几部分内容组成，系统整体结构完整，内容丰富，包含资料室、动物房、实验准备室、模拟实验室和考场五个模块。其中，软件系统包括学生端软件和服务器软件，学生端软件可以为学生提供交互学习功能，根据学生的选择从服务端获取、解释、显示数据，获取的数据包括文字、录像、Flash交互动画等。服务器软件提供数据管理功能，在MySQL专业数据库的支持下，提供各种医学机能虚拟实验需要的素材库，提供数据服务功能，对客户端的数据访问提供应答，并将相应的数据传给客户端。该系统采用客户/服务器的体系结构，既可以在实验室局域网，又可以在校园网范围内进行访问，方便学生的使用，也便于系统的扩充和升级。每个仿真实验包括：简介、原理、操作仿真、实验录像和实验波形模拟5个部分的内容，便于学生对实验操作的全方位理解和掌握。二、机能学虚拟仿真实验教学平台的建立基础医学机能学的实验教学体系整合已经成为机能学实验教学改革的必然趋势，全国高职医学院校机能学实验的整合模式主要包括三种，我校护理专业机能学实验是将生理学、病理生理学及药理学等三门课程的实验内容有机结合在一起所形成的一门独立、完整、系统的实验课程，是护理专业一门重要的专业基础课。为了优化实验教学体系，我们重新修改了机能学实验教学纲要，并编写配套的机能学实验指导及教案。重点改变原有的教师讲授后，学生直接实际操作实验动物的教学模式，将虚拟实验教学平台仿真模拟操作纳入整个实验教学体系，形成教师讲授后学生通过虚拟实验教学平台仿真模拟操作，再进行实验动物操作的连续性、立体化实验教学模式。并将虚拟平台仿真模拟操作考核纳入最终的实验考核当中，将原有的考核方式：平时成绩50%，操作考核50%，优化为：平时成绩50%，实操考核30%，平台仿真模拟考核20%。三、机能学虚拟仿真实验教学平台的应用优势1.经费成本优势。机能学实验是一门实操性非常强的实践课程，教学过程中需大量的实验动物、实验器械和试剂、耗材等，需要大量的实验经费投入。而且除了部分实验器械可以重复利用外，大部分实验用品包括实验动物等在内均为一次性消耗品，浪費较大。仿真实验教学平台的应用，能够通过虚拟网络实现资源共享，部分简单操作可以通过仿真模拟完成教学过程，避免大型、贵重仪器设备的重复购置，同时又减少了以往实验中由于学生操作不当等发生的不必要的仪器损坏，实验动物浪费等现象。这在一定程度上解决了动物来源不足、学生人均实验动物数量减少、试剂耗材经费紧张的问题，达到实验教学效果和投入经费的最佳配比和良好优化。2.教学优势。传统的机能学实验教学模式为教师讲授后学生直接实际操作实验动物，但是由于实验时间及次数有限，如果学生不能完全领会实验操作过程中的基本要领，操作不熟练，很有可能导致实验动物的中途死亡，实验成功率大大降低，失败组的学生只能通过观察成功组的实验过程，对核心技术只能产生感性认识，无法满足学生对实验过程与结果的理性分析。在机能学实验教学过程中，引入机能学虚拟仿真实验教学平台，在教师讲授后学生直接通过虚拟实验教学平台进行仿真模拟操作，学生可以不受时间、空间、实验器械和试剂、耗材等限制，可以对多种如手术器械的使用、静脉注射、血管分离、插管等护理专业学生需掌握的核心操作进行重复训练，既锻炼了学生的实操能力，又避免了教师的重复授课，使教师有充足的时间注重实验过程中的细节和重点，有的放矢的对学生的实操进行指导。在传统的实验教学中，如果学生不能够完成上一个操作步骤，后续的操作过程将无法继续进行，对于学生系统的掌握实验技能将会产生很多不良影响。相反模拟仿真实验不需要实验动物及实验准备，但可以发挥帮助学生充分理解实验的操作步骤以及实验效果的功能，可以作为机能学实验教学的有益补充，这是虚拟仿真实验教学平台中的一个重要优势。3.考核及评价优势。原有的机能学实验纲要中规定的考核方式为：成绩考核主要依据是实验报告、实验情况与实验技能操作考试等。在完成实验及实验报告的前提下，根据实验课每次所交实验报告、学习态度等给予平时成绩，占50分；实验技能操作考试占50分。实验成绩按百分制计算，满分100分，成绩达到60分及以上者，可以获得相应学分。但是，由于实验任课教师数量和课时有限，除了实验报告外，对实验学习态度等隐性指标无法合理量化，同时实验操作考试以一次实操给予成绩，不能形成更合理的过程性考核。而机能学虚拟仿真实验教学平台中的考核模块对学生的考核更具有时效性和可操作性。教师可以在教学过程中，对每堂课的核心教学指标随机抽取学生进行随堂考试，在不浪费实验动物和实验耗材的前提下，加大平时的形成性考核过程，达到考核的合理和公开。4.学生能力的培养优势。传统的机能学教学模式主要以教师的“灌输式”授课为主，学生只是被动接受，分成小组后对实验动物进行实际操作过程中，操作前教师灌输的很多重点和细节，根本没有引起学生的足够重视。实验过程中如果遇到主动性强的学生，其能够积极向授课教师咨询，由于授课教师及课时有限，部分学生对实验过程和实验技能只是得过且过或力不从心。机能学虚拟仿真实验教学平台的应用，使学生可以自主通过虚拟实验室观看实验操作录像或分项技能，加深对实验原理、实验过程的理解，最终带着问题进行实物操作，增加了实验成功率。同时教师可以节省时间关注实操过程中的重点、难点和关键细节以及操作困难的学生，而且遇到问题学生随时可以调用虚拟实验室当中的操作过程，形成规范化训练。如此，既培养了学生分析问题、解决问题及自主学习能力，又实现了教师的个体化、个性化授课。四、结语应用型医学护理学人才在具有敬业精神、执业能力、人际沟通能力、团队协作能力等基本素质的基础上，同时对人才的创新精神提出更高的要求。人才的质量是高校人才培养的生命线，高水平的教学是保障人才质量的关键，加强对大学生的实践能力、创新意识、创新能力的培养，是推进素质教育的核心。要培养应用型医学技术人才，需要形成教育观念新、创新意识强、特色鲜明的教学模式。随着互联网技术的发展和应用，虚拟仿真教学系统为包括机能学实验等基础医学实验教学模式的改革和实施提供了重要的辅助条件和保障。参考文献：[1]王冬梅，田余祥.医学院校机能学实验教学现状分析与发展思路[J].实验室科学，2009，3（3）：46-48.[2]房辉，朱艳妮，周连英，卢俊，丁浩敏.高职高专护理专业医学机能学实验教学改革与探索[J].卫生职业教育，2012，30（13）：100-101.[3]王德利，汤海峰，刘洋，孟威，孟庆繁，滕利荣.虚拟系统在机能学实验教学中应用[J].实验室研究与探索，2014，33（8）：112-115.