[摘要] 本文以《生理學》虛實兼顧一體化實驗教學模式的實施為例，分析了單純虛擬仿真實驗教學的優越性與不足，提出了“科學規劃、虛實互補、能實勿虛、以虛促實、以虛拓實”構建《生理學》虛實兼顧一體化實驗教學模式的原則，并給出了完善《生理學》實驗教學的具體建議。

　　[關鍵詞] 生理學; 實驗教學; 虛擬仿真

　　1 國內外《生理學》虛擬仿真實驗建設現狀

　　1989 年，WILLAME WOLF 教授首次提出虛擬仿真實驗[3]，隨后國內外高校陸續組建了不同學科的虛擬仿真實驗室，其中美國和日本最先將信息化網絡技術融合、滲透于醫學教育教學領域[4]，創建了醫學虛擬仿真教學平臺，以實驗為研究基礎的醫學教學從此開啟了一種全新的實驗教學模式。截至目前，醫學虛擬仿真實驗已受到我國各大醫學院校的青睞和重視。為響應教育部對高等院校教學信息化改革的要求，自 2015 年以來，本校首次與成都泰盟軟件有限公司合作創建了《生理學》機能虛擬仿真實驗教學系統，共同研發適合多個醫學專業培養目標的《生理學》實驗教學模塊，并將其應用于實驗教學中。

　　2 《生理學》虛擬仿真實驗教學的優越性

　　虛擬仿真實驗具有逼真性、交互性、靈活性等特點[5]，不僅可以降低實驗成本，而且瞬間為沉悶的《生理學》實驗注入活力，隨時隨地方便學生的自主化學習，大大提高學生學習的效率和積極性。同時，虛擬仿真實驗系統可將課程教學中的課件、三維圖片、動畫和視頻等內容整合在虛擬仿真系統平臺內，幫助建立各個醫學模擬實驗室之間的交叉鏈接，打破學科的界限，將片面知識系統化、完整地呈現，提升教師教育教學水平[6]。

　　3 《生理學》虛擬仿真實驗教學的不足

　　雖然虛擬仿真實驗教學能夠改善諸多學校現有的教學條件，解決實體實驗的諸多難題，但其應用和發展還相對滯后，尤其是在應用初期，很大程度上僅起到了電子黑板的效果，并未充分發揮虛擬仿真實驗教學的優勢。經過大量的問卷調查和理論考核，發現大部分學生分析、解決問題的能力雖有所提高，但動手操作技能水平明顯下降。因此，虛擬實驗可以輔助實體實驗教學，但決不能以實體實驗費用高、設備少、場地不足等原因為由，避實就虛。

　　4 虛實兼顧一體化《生理學》實驗教學模式的構建與應用

　　4. 1 系統介紹 學校自 2015 年搭建了《生理學》虛擬仿真實驗平臺，包括系統管理平臺和虛擬仿真實驗平臺，前者由學生管理、教師管理、實驗室管理和系統管理員 4 個模塊構成[7]，后者包括完整的虛擬實驗室結構，即準備室、模擬實驗室、動物房、資料室和考場。實驗動物介紹有蟾蜍、家兔、大鼠、小鼠、裸鼠、豚鼠、金黃地鼠、獼猴、犬和貓; 實驗動物的基本操作包括實驗動物的編號、捉拿方法、注射給藥和插管技術等; 實驗內容涵蓋呼吸系統、消化系統、泌尿系統、心血管系統、神經 - 骨骼肌系統和人體實驗，共展示 32 個實驗項目，每個實驗項目有實驗原理、實驗目的、實驗教學錄像、模擬實驗操作和波形記錄及結果 5 個模塊。

　　4. 2 構建應用 為提高學生的學習效率和科學創新能力，根據不同醫學專業高職生的培養目標，對實驗內容進行合理規劃，統籌安排虛擬仿真實驗教學，構建了虛實兼顧一體化的《生理學》實驗教學模式，該模式包括三個階段，即預習( 虛擬實驗) - 技能操作( 實體動物實驗) - 復習( 虛擬實驗) ，呈循環式，使實驗教學形式轉換在虛實之間，虛實結合，以虛促實，以虛補實。以泌尿系統《尿生成的影響因素》實驗教學為例，教師先在校園網虛擬教學平臺發布實驗信息，學生登錄平臺預習，反復訓練操作，降低錯誤率，在掌握正確的技能操作后，方可進入虛擬實驗平臺預約實體實驗，按照預約時間和地點，進行實體動物實驗，反復虛擬訓練操作使實體實驗過程中動物的意外病死率明顯下降，提高學生實驗的成功率。此外，學生亦可真切體驗每一步動物實驗過程，體會學以致用。在觀察結果環節，靜脈注射質量分數 20% 葡萄糖溶液 5 mL 后，教師可引導學生思考，家兔尿量為何出現增加? 機制是什么? 學生自主發言討論后，可點擊虛擬實驗界面教學 PPT 課件，復習、鞏固滲透性利尿等理論知識，還可點擊臨床虛擬實驗室友情鏈接，了解糖尿病患者的臨床表現及治療方案; 靜脈注射呋塞米( 速尿) 1 mL 后，提示學生思考尿量增多的機制，分析其與滲透性利尿機制有何不同，學生也可點擊藥理虛擬實驗室系統，了解速尿作為臨床強效利尿劑的用法用量、適應證和禁忌證。完成實驗操作后，學生可自主進入虛擬考場在線測評并實時提交實驗報告。

　　5 完善《生理學》實驗教學建設的建議

　　5. 1 開發《生理學》虛擬仿真實驗教材 為構建可持續發展的《生理學》虛擬仿真實驗教學體系，眼下亟待解決的問題是與之配套的實驗教材缺乏。目前，學校機能實驗教學中心已組織專業學科老師與信息化技術人員進行溝通，將很快實施《生理學》虛擬仿真實驗教材的建設。真正體現“虛中有實、實中有虛、虛實兼顧、以虛補實、以虛促實、以虛拓實” 的建設指導思想，提升《生理學》的綜合教學水平。

　　5. 2 開發《生理學》虛擬仿真實驗項目 借助于虛擬實驗平臺，通過專業教師與虛擬仿真軟件技術工程師的交流，基于學校不同專業學生的培養目標，制定具有專業特色的虛擬仿真實驗項目，可將生理實驗中手術過程復雜、操作困難及不常見的高成本實驗定制為虛擬仿真實驗項目。此外，教師可將自己的一些科研成果融入虛擬實驗體系，制成具有實際應用價值的虛擬實驗項目，必要時可安排學生走進實驗室進行實體操作[8]。不僅彌補配套教材滯后的缺憾、拓寬學生的專業視野，還能使學生感受到科研活動并非遙不可及[9]。

　　5. 3 加強《生理學》虛擬仿真實驗教學團隊建設對于近年來飛速發展起來的虛擬仿真教學模式，很多專業教師并非真正熟悉[10]。因此，建 設《生 理學》虛擬仿真實驗教學團隊的工作顯得尤為重要。為使虛擬仿真技術更好地為教學服務，學校在引進虛擬軟件專業技術人員的同時，大力度地鼓勵專業教師加入虛擬仿真實驗教學建設的團隊中。機能實驗中心定期在校內組織舉辦虛擬仿真實驗教學培訓，激勵專業教師參加省級、國內外醫學虛擬仿真實驗技術講座和經驗交流會等虛擬技術業務培訓，吸取國內外虛擬仿真教學的改革經驗，優化《生理學》虛擬仿真實驗教學模式。

　　參考文獻

　　[1] 周莉. 虛擬仿真實驗教學系統在生理學、病理生理學實習教學中的 應 用 研 究[J]. 影 像 研 究 與 醫 學 應 用，2017，1 ( 2 ) : 255 - 256.

　　[2] 王海英，劉文彥，巴再華，等. 虛擬仿真實驗教學系統在生理學實驗教學中的應用[J]. 醫學教育研究與實踐，2018，26 ( 5) : 841 - 844.

　　《虛實一體化在高職生理學實驗教學中的應用》來源：《河南醫學高等�？茖W校學報》，作者：楊麗娜，林 玲。