医学院校虚拟仿真实验平台建设现状的分析

李广智+张冬梅

虚拟仿真技术是一种利用计算机技术而发展起来的新兴技术，他利用多媒体技术结合仿真技术创造出一个集视觉、听觉、触觉及嗅觉等为一体的虚拟现实世界，使使用者有身临其境的感觉，让使用者可以自然地感受到虚拟空间中的客体，同时也可与虚拟空间中的客体进行互动的技术[1]。

1 虚拟仿真实验平台建设的现状

目前，虚拟仿真实验室在发达国家已经十分普及，如美国正在建设覆盖全国的虚拟仿真实验网络。近年来，国内对仿真实验室的建设越来月重视，许多高校根据自身科研与教学的需要建立了自己的虚拟仿真实验室。中山大学、山东大学、上海中医药大学、南方医科大学等已经成功入选国家级虚拟仿真实验教学中心，并且建立了先进的虚拟仿真实验平台[2]。

现在，不仅各医学学校的基础、临床教学中使用虚拟仿真教学平台，而且各医学机能考试的练习中也应用了虚拟仿真技术；随着第一批國家级医学虚拟仿真实验教学示范中心批准建设，各医学院校虚拟仿真实验教学平台如雨后春笋般建设起来。近年各大数据库中检索到的有关医学仿真教学的文章越来越多，这表明各级教育部门和高校都意识到虚拟实验教学的重要性和必要性，并把他作为教学改革的重要组成部分。

2 虚拟仿真实验平台的优势

2.1 节约实验费用

虚拟仿真实验只需学生在电脑上操作，无需繁琐的实验准备工作，不但节省人力资源，还减少实验动物的使用、试剂的消耗、仪器设备的损耗。此外，还能充分调动学生的学习积极性、培养学生的能动性和创造力。

2.2 构建丰富、完整的医学知识体系

虚拟仿真平台能够融合多个学科实验于一体，充分利用平台的良好展示功能，将完整的基础医学知识体系置于网络平台上，便于学生的学习、实践和测试。虚拟实验教学平台内容包括生理学实验、形态学实验、人体解剖学实验、药理学实验等模块。

2.3 虚拟仿真实验能打破教学空间和时间的限制

利用虚拟仿真技术，可以彻底打破空间的限制，学生可以进入实验的内部进行动态观察，多个角度体验实验过程。它还可以突破时间的限制，一些需要很久时间才能观察的变化过程，通过虚拟仿真技术，可以在很短的时间内呈现给学生观察。另外学生通过网络，在一天的任何时间，任何地点都可以登陆平台进行操作，也突破了时间的限制。

3 虚拟仿真实验平台存在的问题

虚拟仿真实验平台虽然有着得天独厚的优势，但也存在着很多需要我们突破的难点和不足。

3.1 不能提高学生实际动手能力

虚拟仿真实验仅使用电脑操作，无法真实操作实验中的设备和手术器械，不能锻炼学生的基本操作技能。例如，各种医疗技术操作：切开皮肤、静脉穿刺、动脉插管、气管插管和输尿管插管等，如果不进行实际操作将找不到真实的感受，为以后的手术埋下隐患。所以，虚拟实验只能起到模拟操作和示教的作用，学生只有通过在现实中反复练习才能领悟技术要点，达到熟练和精通的效果。

3.2 结果过于理想化、单一化

实际的实验过程可能会存在很多干扰因素，或者出现很多异常现象，甚至实验结果截然相反等情况。例如，电生理实验中的干扰波，动物用药后出现不同的个体反应、麻醉后的意外死亡，动脉血压测量时插管漏液等情况发生，即使操作步骤无误，操作方法规范，有时也不一定能得到好的实验结果，这些现象在虚拟实验中暂无法实现全真模拟。所以，虚拟实验无法全面展现复杂的真实实验过程，无法较好的培养学生良好的心理素质，以及分析和解决问题的能力。

3.3 无法培养学生团队的协助精神

真实的实验，学生是在课堂中以一个实验小组为单位来完成的。小组成员有明确分工，共同协作完成实验。这种形式潜移默化地培养了学生的团队协作精神，包括协作互助、交流沟通、相互鼓励等，为今后的工作做好准备。而虚拟实验仅是个人学习行为，无法培养沟通能力和团队意识。

3.4 虚拟仿真实验课程间没有系统化、模块化

我院现在开展虚拟仿真实验的课程只有人体生理学和人体解剖学，课程数量比较少，课程之间没有联动性和模块化。基础医学课程包括人体解剖学、人体生理学、病理学和药理学，各学科间联系非常紧密，一环扣一环，如果课程间不进行联动，学生所学的知识支离破碎，达不到建立基础医学知识体系的目的。

4 应对措施

4.1 虚拟仿真实验平台可以构建虚拟仿真实验与实际实验有机结合的实训教学模式：同一实验内容，学生通过课前预习，利用课外活动时间在开放的虚拟实验室进行反复模拟操作，掌握实验目的、实验原理、实验步骤和注意事项；在实际实验课中进行分组操作，教师指导、考核评价，达到虚拟仿真实验与实际实验有机结合的教学模式，既锻炼了学生的分析、思考解决问题的能力，又提高了学生的动手能力和团队合作意识。

4.2 在虚拟仿真实验平台中设立的师生评价体系：通过课前预习、虚拟仿真实验操作考核、实际实验分组操作过程和结果，学生课程的参与度等情况，师生可以在系统中做出互评打分，并留下过程材料。

4.3 在理论教学和实验实训中采取模块化教学，将人体的九大系统按照人体解剖于组织胚胎学、人体生理学、病理学等学科顺序授课，形成学科间的紧密联系，学生的知识体系也更加的完整、科学。

总之，在虚拟仿真实验平台的建设过程中，我们一方面借鉴国外的先进理念和技术，另一方面我们还要在建设过程中发现自身的问题，及时改进，将虚拟仿真实验平台的作用发挥到最大。

【参考文献】

[1]蒲丹，周舟，任安杰，等.多层次综合性虚拟仿真实验教学中心建设经验初探[J].实验技术与管理，2014，3（31）：5-8.16.

[2]王维国.虚拟仿真实验教学中心建设思考与建议[J].实验室研究与探索，2013，12（32）：5-8.

[责任编辑：田吉捷]