歐瑜　朱崎

摘 要：虛擬實(shí)驗(yàn)室主要通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景來(lái)進(jìn)行生理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其具有功能多、較自由、高效率、低成本等優(yōu)點(diǎn)，并且具有考核功能，能夠極大彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足。因此，應(yīng)積極引進(jìn)虛擬實(shí)驗(yàn)室教學(xué)手段進(jìn)行生理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考核，以不斷提升生理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。該文主要探討如何在生理性實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)考核中開展虛擬實(shí)驗(yàn)室的有效策略。

關(guān)鍵詞：虛擬實(shí)驗(yàn)室 生理學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 考核

中圖分類號(hào)：R642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）02（a）-0094-02

1 虛擬實(shí)驗(yàn)室概述

虛擬實(shí)驗(yàn)室是一種通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景進(jìn)行模擬和仿真，讓學(xué)生進(jìn)行觀摩和操作的教學(xué)方法。通過讓學(xué)生觀看視頻、音頻和圖片等實(shí)驗(yàn)操作步驟，能夠使學(xué)生直觀、形象地了解到實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)操作過程等，從而可增強(qiáng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的直觀性和有效性。另外，通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景進(jìn)行模擬，能夠讓學(xué)生仿佛親身感受到由于各種因素所造成的動(dòng)物生理反應(yīng)，從而能夠加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的真實(shí)體驗(yàn)，對(duì)學(xué)生具體實(shí)驗(yàn)操作具有較大幫助。

2 虛擬實(shí)驗(yàn)室在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的開展策略

2.1 預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)

在生理學(xué)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通常存在一個(gè)教師帶教大批量學(xué)生的現(xiàn)象，使得在進(jìn)行示教時(shí)，坐得較邊緣的學(xué)生無(wú)法看清示教具體操作，加之示教內(nèi)容無(wú)法重現(xiàn)，從而使得邊緣學(xué)生無(wú)法掌握到示教內(nèi)容；而坐在較近的學(xué)生，雖然可清楚看到示教操作，并且都將步驟記錄了下來(lái)，但在具體實(shí)驗(yàn)操作過程中卻需要反復(fù)翻看實(shí)驗(yàn)講義或需要教師多次講解。由此可見，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，是提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率的關(guān)鍵。通過讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理、注意事項(xiàng)等進(jìn)行預(yù)先學(xué)習(xí)，能夠讓學(xué)生對(duì)所要開展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容有所了解，從而能夠有效提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)成功率。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)方法主要為要求學(xué)生寫預(yù)習(xí)報(bào)告，但該方法直觀性較低，并且容易流于形式。而讓學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，可提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)效果。虛擬實(shí)驗(yàn)室趣味性和直觀性均較強(qiáng)，其通過形象的三維虛擬畫面，可使學(xué)生仿佛置身其中，并且其還具有較強(qiáng)的交互性和智能性，可對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況做出及時(shí)有效的反饋，如學(xué)生操作有誤，則會(huì)出現(xiàn)聲音或文字的提示，并拒絕下一步操作，讓學(xué)生進(jìn)行改正后，才可進(jìn)入下一步操作，從而可對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作情況進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范。因此，讓學(xué)生利用虛擬實(shí)驗(yàn)室對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)，可使學(xué)生掌握整個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的正確操作方法，并對(duì)實(shí)驗(yàn)中生理指標(biāo)變化情況有所了解，以減少學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的盲目性和錯(cuò)誤率，使學(xué)生實(shí)驗(yàn)成功率得到有效提升。

2.2 復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)具體操作結(jié)束后，通過虛擬實(shí)驗(yàn)室可讓學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過程中可能存在未解決的問題，而讓學(xué)生將實(shí)驗(yàn)操作情況與虛擬實(shí)驗(yàn)室結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，可使學(xué)生在其中發(fā)現(xiàn)問題的答案，并加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過程與實(shí)驗(yàn)原理、內(nèi)容的映像，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的掌握，激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的探究欲望和學(xué)習(xí)興趣，從而不斷提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)的有效性和成功率。

2.3 拓展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

在傳統(tǒng)的生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教程中，一個(gè)專業(yè)班級(jí)學(xué)生一學(xué)期最多可設(shè)置5次實(shí)驗(yàn)課程，并且設(shè)置的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容因各種因素限制而極為有限。而通過虛擬實(shí)驗(yàn)室教學(xué)，可打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中儀器設(shè)備、空間、時(shí)間的限制，擴(kuò)充了實(shí)驗(yàn)空間和內(nèi)容，如部分因種種因素而無(wú)法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，均可利用虛擬實(shí)驗(yàn)室順利開展。學(xué)生只要進(jìn)行身份驗(yàn)證和登錄，即可進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)操作，從而可無(wú)限增加學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程，使學(xué)生隨時(shí)隨地都可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作和理論知識(shí)的掌握，提升學(xué)生的主觀能動(dòng)性和自主學(xué)習(xí)能力。尤其在實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少時(shí)，并且在不開設(shè)繼續(xù)教育遠(yuǎn)程教育以及生理學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可極大提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和有效性。

2.4 強(qiáng)化動(dòng)物實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)訓(xùn)練

在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)課程大部分為活體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，這對(duì)于首次接觸活體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的醫(yī)學(xué)院學(xué)生而言較難以適應(yīng)，甚至部分學(xué)生對(duì)基本實(shí)驗(yàn)器具都掌握不全，更加不會(huì)操作。另外，由于實(shí)驗(yàn)課程課時(shí)較少，教師沒有更多時(shí)間在實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中單獨(dú)傳授學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)，加之生理學(xué)實(shí)驗(yàn)均學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能有一定要求，從而使得實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)較差的學(xué)生實(shí)驗(yàn)成功率得不到有效提升。而在實(shí)驗(yàn)課上沒有實(shí)驗(yàn)成功，在課后又無(wú)法重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，則無(wú)疑會(huì)使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)積極性不斷降低。但在通過虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)后，則可很好地解決這些問題。通過虛擬實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生直觀、形象地學(xué)習(xí)和了解活體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、基本設(shè)備使用、基礎(chǔ)操作方法等，從而可使學(xué)生動(dòng)物活體實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作能力得到有效加強(qiáng)。

3 虛擬實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)考核中的應(yīng)用策略

首先通過分析傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)考核方法的弊端，將虛擬實(shí)驗(yàn)室考核方法與其進(jìn)行比較，從而得出虛擬實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)考核方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)考核中，傳統(tǒng)的考核內(nèi)容主要有實(shí)驗(yàn)操作水平、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、書面測(cè)試、出勤率等考核項(xiàng)目。據(jù)有關(guān)研究報(bào)道，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫時(shí)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理、目的、操作步驟等均直接照抄書本內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)果部分均互相抄襲，并且存在各種亂寫、亂抄現(xiàn)象，使得在實(shí)驗(yàn)考核中，能夠獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核的學(xué)生少之又少，從而可見傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)考核方法難以客觀反映出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的掌握程度和問題。另外，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作技能進(jìn)行考核，旨在有效反映出學(xué)生的真實(shí)操作水平，但在考核過程中，通常需要分組進(jìn)行，若干個(gè)學(xué)生為一組，成績(jī)則需要以組為單位，這便給實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^差的學(xué)生可乘之機(jī)，由于其能力較差則無(wú)需進(jìn)行過多協(xié)作，便可使實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)得到同等提升，而對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^好的學(xué)生則造成嚴(yán)重影響，其不僅需要承擔(dān)大部分考核相關(guān)內(nèi)容，成績(jī)還需和其他人分享，從而無(wú)法反應(yīng)出各個(gè)學(xué)生的真實(shí)水平。同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)操作過程中存在的各種偶然性，以及教師在評(píng)判過程中存在的主觀性和隨機(jī)性等，均會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)考核結(jié)果的客觀性和公正性造成一定影響。

而虛擬實(shí)驗(yàn)室考核方法配備了考試子系統(tǒng)和考試功能，支持實(shí)試題導(dǎo)入、對(duì)錯(cuò)判斷等功能，可讓學(xué)生通過Internet與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行遠(yuǎn)程在線測(cè)試，并對(duì)學(xué)生測(cè)試情況進(jìn)行判斷和自動(dòng)生成成績(jī)。該系統(tǒng)能夠以數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)大量用戶信息、試卷和題庫(kù)，并且對(duì)系統(tǒng)擴(kuò)展和管理維護(hù)等均極為便捷；另外，其客戶端裝置非常簡(jiǎn)易，并支持遠(yuǎn)程訪問，使學(xué)生在考核時(shí)通過瀏覽器對(duì)服務(wù)器進(jìn)行連接，便可進(jìn)行相應(yīng)的遠(yuǎn)程測(cè)試，而教師便可隨時(shí)對(duì)學(xué)生的考核試卷進(jìn)行批閱，同時(shí)還可使學(xué)生進(jìn)入系統(tǒng)便可查到自己的測(cè)試成績(jī)。在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)水平進(jìn)行期末考核時(shí)，讓學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)考試，可對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)原理、目的、操作技能、注意事項(xiàng)等理論知識(shí)進(jìn)行全面考核，從而可客觀得出學(xué)生的實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)。另外，該考核方法還具備仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其能夠?qū)W(xué)生實(shí)驗(yàn)步驟操作過程中的熟練程度和正確率進(jìn)行辨別，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作用時(shí)長(zhǎng)短和出錯(cuò)頻率進(jìn)行評(píng)分，從而可突破時(shí)間、空間、人為等因素的限制，使考核范圍不斷擴(kuò)大，還可避免傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)考核方法中因偶然性、主觀性、隨機(jī)性等對(duì)考核成績(jī)?cè)斐捎绊懙谋锥?，彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)考核方法的不足，使學(xué)生實(shí)驗(yàn)真實(shí)水平得到有效反饋。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考核中開展虛擬實(shí)驗(yàn)室教學(xué)和考核，能夠有效提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和考核結(jié)果的客觀性。因此，教師應(yīng)積極開展虛擬實(shí)驗(yàn)室教學(xué)，使學(xué)生得到客觀評(píng)價(jià)和有效教學(xué)，從而提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能和水平。

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