虛擬實驗?zāi)Ｊ皆诿伤幩幚韺W(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

烏仁圖雅 王秀蘭 包曉華 王 歡 白翠蘭 吳龍?zhí)?/p>

(內(nèi)蒙古民族大學(xué)蒙醫(yī)藥學(xué)院，內(nèi)蒙古 通遼 028000)

蒙藥藥理學(xué)是在蒙醫(yī)基礎(chǔ)理論指導(dǎo)下，結(jié)合蒙醫(yī)臨床療效，運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與方法，研究蒙藥對機體作用及其機理的一門理論與實踐相結(jié)合的課程。在理論知識方面它承接了蒙藥學(xué)、方劑、炮制等課程的內(nèi)容，也是蒙藥化學(xué)、生理、生化、免疫和微生物等基礎(chǔ)學(xué)科和蒙醫(yī)臨床醫(yī)學(xué)之間的過渡；在實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)上，蒙藥藥理學(xué)能為學(xué)生今后的科研思維與科研操作打下堅實的基礎(chǔ)。

蒙藥藥理實驗課是蒙藥藥理學(xué)課程的重要部分。但由于實驗課堂時間的局限性和藥理實驗課程的復(fù)雜性，加上學(xué)生第一次接觸實驗動物，有很多學(xué)生會有生疏、膽怯、不習(xí)慣，無從理解無從下手等現(xiàn)象，從而大大降低了傳統(tǒng)的教學(xué)效果。這也是目前蒙藥藥理學(xué)實驗課面臨的最大問題。因此，面對新時代的學(xué)生，引用虛擬實驗教學(xué)模式，提高實驗課教學(xué)質(zhì)量，從而達到更好的教學(xué)效果，是我們的主要目標(biāo)。

1 傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式中存在的問題

目前的蒙藥藥理學(xué)實驗課教學(xué)模式是首先教師為學(xué)生講解(類似于理論課)實驗背景、原理、目的、實驗方法及實驗結(jié)果的分析等整個實驗過程，然后學(xué)生們按老師的思維模式去執(zhí)行操作，甚至有些步驟是由老師操作完成。這種以教師為中心的傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，既占用學(xué)生實際操作時間。這種循規(guī)蹈矩、不動腦筋，只按實驗指導(dǎo)書的順序執(zhí)行操作的實驗課,很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更無從談起掌握實驗原理和數(shù)據(jù)結(jié)果的分析。

其次，學(xué)生人數(shù)和儀器設(shè)備臺數(shù)懸殊也是我們實驗教學(xué)中的實際問題。隨著蒙醫(yī)藥學(xué)科的迅速發(fā)展，蒙醫(yī)、蒙藥專業(yè)的學(xué)生人數(shù)逐年增多。因此，即便我們的實驗條件不斷完善，實驗設(shè)備數(shù)量仍無法滿足本科生實驗教學(xué)需求(儀器臺數(shù)/6～8人)，導(dǎo)致實驗課中難以充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，部分學(xué)生仍無法親自動手進行實驗。

另外，當(dāng)前的實驗課程考核方式主要以完成實驗報告為主。但部分學(xué)生因沒機會實際操作，或沒能理解實驗要點，互相抄襲實驗報告或?qū)嶒灲Y(jié)果。單一的實驗報告無法體現(xiàn)學(xué)生是否真正掌握該實驗的目的、步驟及實驗原理。因此，改革實驗課程考核方式也是一項重要的問題?？己说臅r候，應(yīng)該讓學(xué)生逐一回答為什么進行這項實驗？要查看什么？為何查看該項？實驗如何設(shè)計？具體步驟如何操作？結(jié)果是什么？這結(jié)果說明什么問題等等。這樣，通過實驗設(shè)計、實驗技能、觀察能力、處理數(shù)據(jù)的能力、分析能力和表達能力等方面進行考核，可以提升考核的科學(xué)性及公平性。為了解決以上存在的幾點問題，采用虛擬實驗室教學(xué)模式是當(dāng)今蒙藥藥理學(xué)實驗教學(xué)中的迫切需求。

2 虛擬實驗室教學(xué)模式在高校教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

虛擬實驗室在發(fā)達國家已經(jīng)十分普及，在國外高校中應(yīng)用相當(dāng)普遍。在國內(nèi)虛擬實驗室的建設(shè)和使用也得到了應(yīng)有的重視。目前在清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、四川大學(xué)、華西臨床醫(yī)學(xué)院等高校已在教學(xué)中開始使用了虛擬生物實驗室和虛擬醫(yī)學(xué)實驗室得到了良好的效果[1-2]。虛擬實驗室是一種基于Web技術(shù)、VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建的開放式網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)，整合生物仿真技術(shù)、動物生理模型數(shù)據(jù)庫和計算機網(wǎng)絡(luò)，建立虛擬實驗學(xué)習(xí)平臺[3]。通過該平臺，學(xué)生可以像在真實環(huán)境中一樣運用各種虛擬實驗器材和設(shè)備，對“實驗動物或標(biāo)本”進行虛擬操作。同時，視頻、flash動畫的應(yīng)用使抽象的手術(shù)操作過程具體化，也會增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[4]。

當(dāng)前，國內(nèi)高校高度重視課堂教學(xué)，教學(xué)的主體已從教師主講，變?yōu)殄憻拰W(xué)生的操作能力、動手能力為主的教學(xué)模式[5]。尤其新時代，信息時代的年輕學(xué)生們，愿意接受也容易接受網(wǎng)絡(luò)和電子產(chǎn)品。因此網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室教學(xué)模式的引用將對蒙藥藥理學(xué)實驗課，在開發(fā)學(xué)生理解能力、學(xué)習(xí)興趣、掌握難點、要點等方面帶來極好的效果。

3 蒙藥藥理學(xué)實驗教學(xué)中使用虛擬實驗室教學(xué)模式的必要性

蒙藥藥理學(xué)是貫穿蒙藥學(xué)和藥理學(xué)的橋梁學(xué)科，是我們蒙醫(yī)藥高等院校蒙藥學(xué)專業(yè)的專業(yè)必修課程，藥物制劑和蒙醫(yī)學(xué)專業(yè)的專業(yè)選修課程。其中蒙藥藥理學(xué)實驗課程主要以大鼠、小鼠、家兔等動物為模式生物，研究藥物對機體的作用。學(xué)生們第一次接觸動物實驗，也沒有過飼養(yǎng)過程，因此經(jīng)常出現(xiàn)被動物抓撓、咬傷、甚至讓動物逃掉等現(xiàn)象。為了避免出現(xiàn)此類問題我們可以通過虛擬實驗室教學(xué)模式讓學(xué)生掌握正確抓取實驗動物，然后練習(xí)稱體重、灌胃、采樣等的正確操作過程。通過虛擬實驗教學(xué)能夠提前掌握儀器設(shè)備的使用方法，可以彌補真實實驗中存在的不足，還能減少在實際操作中的部分耗材使用量，達到節(jié)能減排效果。更主要的是可以提高教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)和思考能力，在實驗教學(xué)改革方面也能帶來極大的收獲。

綜上所述，蒙藥藥理學(xué)是實踐性強的課程，使用虛擬實驗室教學(xué)模式有利于學(xué)生理解掌握理論知識，激發(fā)學(xué)習(xí)主動性，提高教學(xué)效果。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新和教學(xué)手段的進一步提高，虛擬實驗室在蒙藥藥理學(xué)教學(xué)領(lǐng)域中將會有良好的發(fā)展前景，為培養(yǎng)更多高水平的蒙醫(yī)藥創(chuàng)新型人才發(fā)揮其獨有的作用。