虛擬中藥炮制學(xué)實驗室在實驗教學(xué)中的應(yīng)用研究

薛海萍

（上海中醫(yī)藥大學(xué)，上海201203）

中藥炮制是根據(jù)中醫(yī)理論按照醫(yī)療、調(diào)劑、制劑的不同要求以及藥材自身性質(zhì)所采取的一項制藥技術(shù)，也是一門對實際動手能力有很高要求的學(xué)科。大學(xué)學(xué)生人數(shù)不斷增加但實驗室資源緊缺、中藥原藥材價格高漲等問題與教育經(jīng)費短缺的現(xiàn)實矛盾實際存在，這些矛盾制約了學(xué)生動手實驗的需要，如何解決這些矛盾就成了當(dāng)務(wù)之急［1］。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)技術(shù)在資源共享、拓展時空等方面具有無可比擬的優(yōu)勢。將虛擬實驗科學(xué)合理地運用于傳統(tǒng)實驗教學(xué)中，既促進實驗教學(xué)的改革與發(fā)展，也可在有限的條件下提高現(xiàn)有資源的使用率，在保障教學(xué)效果的同時又降低對實驗室資源的依賴。虛擬實驗室的建立就成了中藥炮制學(xué)實驗教學(xué)的改革方向。

1 虛擬實驗室建立的基礎(chǔ)

虛擬實驗是多媒體計算機技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)為實驗平臺的實驗方式。雖然虛擬實驗這一概念80年代末才被提出，但對虛擬實驗的研究與開發(fā)在發(fā)達國家受到了廣泛重視，特別是美國對其研究在該領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位［2］。在國內(nèi)，近年來對虛擬實驗的研究也開始興起，各學(xué)科的虛擬實驗紛紛被開發(fā)并用于教學(xué)和科研。

虛擬中藥炮制學(xué)實驗室是利用計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)使實驗者利用計算機如在真實的實驗環(huán)境中一樣完成各種實驗項目，達到預(yù)期的實驗效果［3］。虛擬實驗室通過文本、視頻、音頻和動畫等多媒體技術(shù)實能很好地實現(xiàn)教學(xué)交互：學(xué)生與媒體界面的操作交互、學(xué)生與教學(xué)要素的信息交互、學(xué)生的概念與新概念的概念交互［4］，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生可以自主學(xué)習(xí)、主動學(xué)習(xí)，同時也順應(yīng)現(xiàn)階段教育改革的大趨勢。

實驗教學(xué)是中藥炮制教學(xué)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，是課堂理論學(xué)習(xí)和以后實際工作之間的橋梁。通過實驗教學(xué)，不僅可使學(xué)生掌握中藥炮制的基本方法與技能，學(xué)習(xí)傳統(tǒng)的制藥技術(shù)，還可培養(yǎng)學(xué)生動手能力，激發(fā)學(xué)生對新知識的探索欲望。傳統(tǒng)的炮制實驗教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生僅需按實驗指導(dǎo)，逐步操作，學(xué)生在實驗中按部就班，沒有自己對實驗的理解。虛擬實驗室的建立，可以使實驗教學(xué)方式多元化、實驗內(nèi)容多樣化、學(xué)生進行實驗操作靈活性增強，能培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力。

2 虛擬中藥炮制學(xué)實驗室的建設(shè)

虛擬中藥炮制學(xué)實驗室基于VRML與Java的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，結(jié)合Flash、Authorware等軟件制作交互實驗，以中藥炮制學(xué)的理論為設(shè)計依據(jù)，以利于培養(yǎng)學(xué)生自主能力、創(chuàng)新能力為宗旨。

2.1 實驗信息資源模塊的建設(shè) 虛擬課堂：中藥炮制學(xué)實驗教材、實驗PPT、配套練習(xí)。在中藥炮制學(xué)實驗教材的編制中，特別添加了 “關(guān)鍵字 “，相應(yīng)地在軟件設(shè)計中增加了 “搜索”功能，方便了學(xué)生查找。它是教師課堂教學(xué)的真實再現(xiàn)和延續(xù)，學(xué)生通過在線聽課也能達到課堂教學(xué)的效果。學(xué)習(xí)園地：中藥炮制學(xué)發(fā)展史、中藥炮制特殊炮制工具的介紹以及參考文獻等。互動平臺：師生在線交流的園地，通過一般問題解答、專題討論等方式，實現(xiàn)在線時時提問、答疑、討論和上傳實驗報告等功能。

實驗信息資源在整個虛擬實驗室各層建設(shè)中處于一個基礎(chǔ)地位，只有理論信息詳實、豐富，才能在授課過程中游刃有余，學(xué)生在課外學(xué)習(xí)時有足夠的學(xué)習(xí)資源。

2.2 炮制方法實驗過程模塊的建設(shè) 炮制實驗過程層主要包括了每個炮制方法的具體操作步驟、實驗藥材及輔料、操作視頻資料、原藥材與炮制品圖片、合格炮制品和不合格炮制品對比、實驗操作中的注意事項、操作要點等。通過炮制方法實驗過程模塊的設(shè)計，使整個實驗的操作要點、教學(xué)目的明了化。同時操作視頻、圖片等多角度的內(nèi)容展示，也便于學(xué)生充分掌握具體的炮制方法，同時也避免了由于圖片與視頻資料容量偏大，不適宜學(xué)生拷貝的缺陷。

2.3 仿真實驗操作模塊的建設(shè) 根據(jù)中藥炮制實驗教學(xué)目標、學(xué)生基礎(chǔ)，精心創(chuàng)設(shè)一個能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的模擬情景，提供虛擬實驗操作，學(xué)生可進入仿真實驗環(huán)境，進行實戰(zhàn)演練。利用Flash等技術(shù)模擬真實的實驗環(huán)境，當(dāng)學(xué)生開始實驗操作時，如果有一個操作要點選擇錯誤則實驗報錯不能繼續(xù)，需重新選擇開始實驗。學(xué)生在反復(fù)實驗中，通過對教材的查找、互相討論等形式尋找解決問題的方法。使學(xué)生在處理問題上的周密性、思維的嚴謹性、都能得到很好的鍛煉和提高。

模擬實驗操作模塊不僅可以節(jié)約現(xiàn)在緊張的教育資源而且能最大限度的激發(fā)學(xué)生自主思考、運用已經(jīng)學(xué)到的知識，去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，進行有效的控制和反饋，從實驗現(xiàn)象和結(jié)果中發(fā)現(xiàn)和總結(jié)出新的實驗規(guī)律和理論，是對中藥炮制實驗教學(xué)改革的有效嘗試。

討論與展望

虛擬中藥炮制實驗室加深了傳統(tǒng)中藥炮制實驗的內(nèi)涵同時擴展了中藥炮制學(xué)實驗的基礎(chǔ)知識，對于培養(yǎng)學(xué)生的基本技能、實驗設(shè)計能力和解決問題能力具有重要作用。實際教學(xué)必須使用虛擬教學(xué)和實際教學(xué)相結(jié)合，取己之長補彼之短，才能更好地達到中藥炮制學(xué)實驗教學(xué)目的。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)技術(shù)具有時空拓展、資源共享等優(yōu)勢，是今后教育技術(shù)的必然走向［5］。利用虛擬中藥炮制學(xué)實驗這個平臺，增加更多的實驗內(nèi)容，使中藥炮制學(xué)的教學(xué)內(nèi)容更豐富、教學(xué)形式多樣化，是下一步的研究方向和努力的方向。

［1］沈劍敏.生物化學(xué)實驗多媒體課件的研制［J］.實驗室研究與探索，2009，28（2）：80－81.

［2］陳小紅.虛擬實驗室的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢［J］.中國現(xiàn)代教育裝備，2010（17）：107－109.

［3］鄭穎立.體驗式虛擬實驗研究［D］.上海：華東師范大學(xué)，2008.

［4］黃俊，杜成斌，楊輝.材料力學(xué)拉仲和扭轉(zhuǎn)模擬實驗課件的研發(fā)［J］.實驗技術(shù)與管理，2008，25（1）：69－72.

［5］夏奎.教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)在中藥炮制學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用［J］.中國中醫(yī)藥現(xiàn)代遠程教育，2008，6（2）：122.