[摘要] 本文以《生理学》虚实兼顾一体化实验教学模式的实施为例，分析了单纯虚拟仿真实验教学的优越性与不足，提出了“科学规划、虚实互补、能实勿虚、以虚促实、以虚拓实”构建《生理学》虚实兼顾一体化实验教学模式的原则，并给出了完善《生理学》实验教学的具体建议。
[关键词] 生理学; 实验教学; 虚拟仿真
1 国内外《生理学》虚拟仿真实验建设现状
1989 年，WILLAME WOLF 教授首次提出虚拟仿真实验[3]，随后国内外高校陆续组建了不同学科的虚拟仿真实验室，其中美国和日本最先将信息化网络技术融合、渗透于医学教育教学领域[4]，创建了医学虚拟仿真教学平台，以实验为研究基础的医学教学从此开启了一种全新的实验教学模式。截至目前，医学虚拟仿真实验已受到我国各大医学院校的青睐和重视。为响应教育部对高等院校教学信息化改革的要求，自 2015 年以来，本校首次与成都泰盟软件有限公司合作创建了《生理学》机能虚拟仿真实验教学系统，共同研发适合多个医学专业培养目标的《生理学》实验教学模块，并将其应用于实验教学中。
2 《生理学》虚拟仿真实验教学的优越性
虚拟仿真实验具有逼真性、交互性、灵活性等特点[5]，不仅可以降低实验成本，而且瞬间为沉闷的《生理学》实验注入活力，随时随地方便学生的自主化学习，大大提高学生学习的效率和积极性。同时，虚拟仿真实验系统可将课程教学中的课件、三维图片、动画和视频等内容整合在虚拟仿真系统平台内，帮助建立各个医学模拟实验室之间的交叉链接，打破学科的界限，将片面知识系统化、完整地呈现，提升教师教育教学水平[6]。
3 《生理学》虚拟仿真实验教学的不足
虽然虚拟仿真实验教学能够改善诸多学校现有的教学条件，解决实体实验的诸多难题，但其应用和发展还相对滞后，尤其是在应用初期，很大程度上仅起到了电子黑板的效果，并未充分发挥虚拟仿真实验教学的优势。经过大量的问卷调查和理论考核，发现大部分学生分析、解决问题的能力虽有所提高，但动手操作技能水平明显下降。因此，虚拟实验可以辅助实体实验教学，但决不能以实体实验费用高、设备少、场地不足等原因为由，避实就虚。
4 虚实兼顾一体化《生理学》实验教学模式的构建与应用
4. 1 系统介绍 学校自 2015 年搭建了《生理学》虚拟仿真实验平台，包括系统管理平台和虚拟仿真实验平台，前者由学生管理、教师管理、实验室管理和系统管理员 4 个模块构成[7]，后者包括完整的虚拟实验室结构，即准备室、模拟实验室、动物房、资料室和考场。实验动物介绍有蟾蜍、家兔、大鼠、小鼠、裸鼠、豚鼠、金黄地鼠、猕猴、犬和猫; 实验动物的基本操作包括实验动物的编号、捉拿方法、注射给药和插管技术等; 实验内容涵盖呼吸系统、消化系统、泌尿系统、心血管系统、神经 - 骨骼肌系统和人体实验，共展示 32 个实验项目，每个实验项目有实验原理、实验目的、实验教学录像、模拟实验操作和波形记录及结果 5 个模块。
4. 2 构建应用 为提高学生的学习效率和科学创新能力，根据不同医学专业高职生的培养目标，对实验内容进行合理规划，统筹安排虚拟仿真实验教学，构建了虚实兼顾一体化的《生理学》实验教学模式，该模式包括三个阶段，即预习( 虚拟实验) - 技能操作( 实体动物实验) - 复习( 虚拟实验) ，呈循环式，使实验教学形式转换在虚实之间，虚实结合，以虚促实，以虚补实。以泌尿系统《尿生成的影响因素》实验教学为例，教师先在校园网虚拟教学平台发布实验信息，学生登录平台预习，反复训练操作，降低错误率，在掌握正确的技能操作后，方可进入虚拟实验平台预约实体实验，按照预约时间和地点，进行实体动物实验，反复虚拟训练操作使实体实验过程中动物的意外病死率明显下降，提高学生实验的成功率。此外，学生亦可真切体验每一步动物实验过程，体会学以致用。在观察结果环节，静脉注射质量分数 20% 葡萄糖溶液 5 mL 后，教师可引导学生思考，家兔尿量为何出现增加? 机制是什么? 学生自主发言讨论后，可点击虚拟实验界面教学 PPT 课件，复习、巩固渗透性利尿等理论知识，还可点击临床虚拟实验室友情链接，了解糖尿病患者的临床表现及治疗方案; 静脉注射呋塞米( 速尿) 1 mL 后，提示学生思考尿量增多的机制，分析其与渗透性利尿机制有何不同，学生也可点击药理虚拟实验室系统，了解速尿作为临床强效利尿剂的用法用量、适应证和禁忌证。完成实验操作后，学生可自主进入虚拟考场在线测评并实时提交实验报告。
5 完善《生理学》实验教学建设的建议
5. 1 开发《生理学》虚拟仿真实验教材 为构建可持续发展的《生理学》虚拟仿真实验教学体系，眼下亟待解决的问题是与之配套的实验教材缺乏。目前，学校机能实验教学中心已组织专业学科老师与信息化技术人员进行沟通，将很快实施《生理学》虚拟仿真实验教材的建设。真正体现“虚中有实、实中有虚、虚实兼顾、以虚补实、以虚促实、以虚拓实” 的建设指导思想，提升《生理学》的综合教学水平。
5. 2 开发《生理学》虚拟仿真实验项目 借助于虚拟实验平台，通过专业教师与虚拟仿真软件技术工程师的交流，基于学校不同专业学生的培养目标，制定具有专业特色的虚拟仿真实验项目，可将生理实验中手术过程复杂、操作困难及不常见的高成本实验定制为虚拟仿真实验项目。此外，教师可将自己的一些科研成果融入虚拟实验体系，制成具有实际应用价值的虚拟实验项目，必要时可安排学生走进实验室进行实体操作[8]。不仅弥补配套教材滞后的缺憾、拓宽学生的专业视野，还能使学生感受到科研活动并非遥不可及[9]。
5. 3 加强《生理学》虚拟仿真实验教学团队建设对于近年来飞速发展起来的虚拟仿真教学模式，很多专业教师并非真正熟悉[10]。因此，建 设《生 理学》虚拟仿真实验教学团队的工作显得尤为重要。为使虚拟仿真技术更好地为教学服务，学校在引进虚拟软件专业技术人员的同时，大力度地鼓励专业教师加入虚拟仿真实验教学建设的团队中。机能实验中心定期在校内组织举办虚拟仿真实验教学培训，激励专业教师参加省级、国内外医学虚拟仿真实验技术讲座和经验交流会等虚拟技术业务培训，吸取国内外虚拟仿真教学的改革经验，优化《生理学》虚拟仿真实验教学模式。
参考文献
[1] 周莉. 虚拟仿真实验教学系统在生理学、病理生理学实习教学中的 应 用 研 究[J]. 影 像 研 究 与 医 学 应 用，2017，1 ( 2 ) : 255 - 256.
[2] 王海英，刘文彦，巴再华，等. 虚拟仿真实验教学系统在生理学实验教学中的应用[J]. 医学教育研究与实践，2018，26 ( 5) : 841 - 844.
《虚实一体化在高职生理学实验教学中的应用》来源：《河南医学高等专科学校学报》，作者：杨丽娜，林 玲。
