VR 技术在药学实验教学中的应用研究

范 璐

抚顺职业技术学院（抚顺师范高等专科学校），辽宁 抚顺 113122

教育的不断改革，提升了教师的教学难度，要求教师采取高效的手段去加强学生的学习质量。目前，信息技术与教育的结合越来越深入，很多多媒体设施都能够在课堂上得到体现。对于药学实验的教学来说，虚拟仿真技术能够帮助教师课堂提供很大的便利性，在这个课程里，虚拟仿真技术可以帮助教师构建一个虚拟化的课堂，让学生在身临其境的环境中开展实验操作，强化自身能力，全方位提升教学的效率与质量，为医药公司提供更多的优秀人才。医药公司不能直接在现场进行药学实验教学，而且制药设备的价格十分高昂，需要投入大量的人力精力，制作出来的药物需要经过大量的模拟实验才能够投入市场。这些因素都导致实际的药学实验教学会出现很多的困难[1]。

药学属于医学与化学的结合体，具有很强的应用性与实践作用。药学专业主要是为相关领域培养能够在药物生产、销售应用等多个领域都可以有相应创新的优秀人才。在这一专业开课的过程中，实验教学可以为人才培养提供很大的帮助，但是在具体实验教学时会遇到很多的困难，此时虚拟仿真技术的出现，会给教学带来一定的优势。能够从根本上提升教学效率，让学生身临其境般地感受制药过程，利用虚实结合方式，提升学生学习兴趣[2]。

一、虚拟仿真技术的必要性

（一）虚实结合的优势明显

目前，在药学专业所采用的教学模式，就是让学生按照特定的实验步骤，按部就班地进行操作，在学习到一些危险的化学试剂操作、大型仪器设备分析、实验时间较长的药物制作等环节时，都会由教师直接操作，学生在旁观看的方式，在很大程度上制约了学生的实际能力，让他们无法在真正意义上提升自我。教师授课结束之后，学生对这些知识并不能够深刻理解，仅仅只是记住了实验如何操作，却不明白其中的真实原理。这样的行为会严重阻碍优秀人才的培养道路.而虚拟仿真技术的使用会极大程度地突出虚实结合这一教学特征，将信息技术完美地结合到课堂中，实现数据库与网络通讯、多媒体等多个结构的大融合，搭建极具真实性的实验环境，确保每位学生都能够融入到实验过程中，都能有实验操作的实际经历[3]。

（二）创新教学方式

目前虚拟仿真技术与药学实验的结合，已经成为一种趋势，在许多学校广泛应用。在我国社会以往发展的过程中，很多知名人物都创设了虚拟仿真实验，将一些无法具体展开的大型实验环节，通过搭建真实的小型环境去进行，在一定程度上降低了实验的局限性。虚拟仿真技术的出现，可以带来很多好处，比如解决教学仪器供应不足的情况，让每一名学生都能有实践操作的机会，极大地激发了学生的学习兴趣，为教师准备教学素材，节约了很多时间[4]。在社会的实际需求中，相关药学机构要求学校培育出的人才要具备一定的实践操作能力。虚拟仿真技术的应用，可以为药学教学提供很多新的手段方式，使学生能够在网络上自主寻找一些实验预习内容与实验具体操作，然后在虚拟环境中再次落实实践流程。虚拟仿真技术能够通过互动、拓展、自主学习等多种方式，加强学生学习的深度与广度，在最大程度上激发他们的潜能，为他们提供一些创新性的教学模式，使学生可以具备相应的先进逻辑思维与实践能力，可以让学生尽可能地开展沉浸式学习，强化他们对理论知识的理解力度，及时增强教学效果[5]。

（三）医学研究与医疗诊断优势

使用VR 技术可以进行建模，以人体的各种组织和器官作为模板，充分利用VR 技术来建立一定比例的模型，在这种应用条件下，疾病的演替过程以及微观环境下分子与分子之间的相互作用都可以被模拟出来。VR 技术所建立出来的模型往往是十分生动和直观的，在形态学上具有重要的参考价值，可以为课堂学习和课后练习提供丰富的资源。除此之外，VR 技术可以将微观世界宏观化，将分子之间微小的相互作用通过建模动画的形式来生动形象地显现出来，一些细节化的机理和作用也可以被清晰地呈现出来，这对于药物研发是十分有益的。药物研发人员通过对VR 建模动画的直接观察可以更加清楚地掌握药物发挥作用的机制以及人体内的代谢情况，为缩短临床新药的研发周期提供有效的帮助，对于学生研发思维的培养具有重要的启示作用。

二、虚拟仿真技术在药学实验教学中应用分析

（一）提升课前预习效果

在开展实验教学之前，教师必须要求学生进行预习。通过预习，学生能够对具体的实践内容有大致的了解，才能够在正式开始实验的过程中，对自己不懂的地方去重点操作[6]。在以往教师授课的过程中，学生预习主要是走马观花的形式，仅仅是粗略浏览，没有注意到实验的目的、原理以及一些细节。虚拟仿真技术，可以很好地解决学生预习不足的问题，能够让学生对实验的各个部分作出系统的学习，同时虚拟仿真实验室还会定时向学生开放，让他们在规定的时间内自主学习，了解实验的相关设计与具体内容，练习基本操作，为正式开课打下基础[7]。

（二）加强课堂授课质量

学生提前进入虚拟仿真实验室进行练习，对于他们在实际环境中的操作有很大帮助，这样的教学模式能够有效地弥补传统教学课前准备不足的缺陷。在实际课堂上，教师可以通过一定的仿真教学，搭配虚实结合的方法，帮助学生强化实验流程，让他们对实验过程中的一些细节之处，都能够做到仔细观察，认真研究。在具体的实验教学过程中，要确保每一位学生都能够上手操作，如果遇到实验条件有限的情况，可以在老师的演示下完成。学生在经历了仿真实验模拟之后，会有一定的学习效果，教师在课堂上，不必花费大量的时间对一些简单的实验环节进行赘述，只需针对学生的具体需求进行教学，查缺补漏，尽力解决他们的疑惑，让所有学生都能够学习到真实的技术与知识，同时又拉近师生之间的距离，让教师与学生能够用平和的心态去进行知识探讨，提升学生学习的主体能动性。

（三）加强课后反馈力度

在具体的实践教学结束之后，教师要让学生书写实验报告，将本次实验的具体过程记录下来，然后教师对学生的实验报告进行评分。在以往的实验教学过程中，由于实验的复杂性，很多教师都会直接将实验过程用纸质的形式发放给学生，然后让学生在实验室进行简单的操作，便去书写实验报告。这样的教学方式具有相当大的缺陷，不能够让学生学到实际的知识。虚拟仿真技术的出现的确具有很大的创新性，不仅改变了教师的授课形式，而且提升了学生的学习质量。在实验结束之后，虚拟仿真实验室依然可以对学生开放，让他们可以对自己操作不熟练的地方进行反复练习，同时给一些在课堂上没有参与进来的同学提供了实验机会[8]。学生在进行了整个实验操作之后，便会对流程有更加精准的记忆，能够帮助他们在日后工作的过程中积累财富，提升自己的职场竞争力。

三、虚拟现实技术的不足

（一）较高的技术开发难度

VR 技术属于较为高端的技术，这种技术用于教学辅助中具有一定的兼容难度。在一线药学教育中，想要实现VR 技术与教学的完美融合，应该在每节实验课程之前将VR 技术落实到实际中去，这无疑是很困难的。教学工作者面对的问题不仅仅是大量陌生的技术难题，还需要对纷繁复杂的教学资源进行快速合理的整合。在资源整合过程中，不可缺少的就是沟通，沟通的双方则是一线实践教师和开发VR 技术的虚拟现实设备研发公司，这二者之间的密切合作是通过大量的前期沟通和后期的相互配合实现的，只有一方努力是很难达到理想中的效果的。

（二）设备局限性

VR 设备是开展VR 技术辅助教学的基础，有了可靠的VR 设备才能考虑将VR 技术辅助教学进行优化。目前应用最为广泛的VR 设备种类就是头戴式设备，在体验过程中，使用者需要保持VR 设备始终与电脑以及电源相互连接，这就需要足够宽敞、安全的场地，还需要解决电线和材料的问题。当然，大部分学校还受困于VR 技术限制，VR 设备呈现出的画面并不具备足够的清晰度，导致虚拟现实的体验感较差，同时还会让使用者产生一定程度的眩晕感。VR 技术所模拟出来的环境与现实环境之间的融合并不理想，因此，使用者在VR 设备中看到的图像容易失真，让使用者较难进入到VR 设备所构建出的虚拟现实中，总能感觉到眼前图像和现实之间的距离感。

（三）新教学模式下的教师角色思考

VR 技术一旦应用到课堂中来，教师角色就会发生较大的变化。传统课堂中，教师需要对前期的教学资源进行整合。该过程的教学理念相对固化，在VR 辅助教学模式中，教师应该积极地转变这种 相对固化的教学理念[9]。书本上的知识较为枯燥乏味，且比较抽象，VR 技术将这些抽象的理论知识转化为生动的图像，让学生在虚拟的环境中进行学习，达到更为理想的学习效果。理论上来讲，任何构思都可以在VR 技术中得到呈现，实际上，这需要教师在其中发挥一定的指挥和约束作用，让VR 技术得到妥善的应用，为教学内容的设计指明方向，提高教学质量。同时，教师应该引导学生树立起正确地看待VR 技术的意识，培养和锻炼学生的思维能力，让学生充分利用这种先进的VR 技术来提升自身，而不是将这种VR 技术当成是娱乐工具[10]。

实验室中经常会用到各种精密的仪器，例如高分辨率的质谱仪，可以对不同状态的细胞进行分选的流式细胞仪、荧光定量PCR 仪器、倒置荧光显微镜以及酶标仪等等。在这些精密仪器的辅助下，学生可以对各种微小的组织和细胞进行直接观察，如核酸分子、蛋白质分子、细菌菌落等都可以直观地呈现在学生的眼前。通过VR 技术，实验中的抽象和微观技术壁垒可以被打破，实现教育领域的重大突破。

综上所述，要想大力提升药学实验教学的效率，采取虚拟仿真技术是十分必要的行为，同时这一技术也能够体现出很大的教学优势。利用虚实结合的形式开展课堂，具备相应的创新性，不仅能提升学生的学习兴趣，而且能为教师带来一定的教学成果。信息技术可以给教学课堂带来非常精彩的学习体验，虚拟仿真技术，完美地弥补了传统教学模式上无法展开真实教学过程的不足之处，有利于从根本上实现教学目标，促进学科发展，满足教学条件等多种需求。