敖日格樂　娜木哈其其格　胡伊力格其　王歡

摘? 要：近年來，虛擬仿真技術(shù)（VR）在高等教育教學(xué)領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，在蒙醫(yī)藥專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)開展虛擬仿真實驗教學(xué)是蒙醫(yī)藥高等教育教學(xué)信息化的重要途徑之一，其具體應(yīng)用將會越來越廣泛。該文以蒙藥藥理學(xué)虛擬仿真實驗為例，介紹該項技術(shù)在內(nèi)蒙古民族大學(xué)蒙醫(yī)藥學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)中心的建設(shè)及運行情況，為相關(guān)專業(yè)虛擬仿真實驗教學(xué)的改革和創(chuàng)新提供經(jīng)驗和參考借鑒。

關(guān)鍵詞：蒙藥藥理學(xué)；虛擬仿真技術(shù)；實驗教學(xué)；教育改革創(chuàng)新；教學(xué)信息化

中圖分類號：G642? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）26-0019-04

Abstract： Recently， virtual reality technology has been widely used in the field of higher education. Carrying out virtual simulation experimental teaching is one of the important way to informatize mongolian medical higher education and its specific application will become more widespread. This paper introduced the construction and operation of the technology in the virtual simulation experimental teaching center of traditional mongolian medicine in Inner Mongolia Minzu University， taking the "Mongolian Pharmacology" virtual simulation experiment as an example， and provide experience and reference for the reform and innovation of the virtual simulation experiment teaching of relevant major.

Keywords： Mongolian pharmacology; VR technology; experimental teaching; educational reform and innovation; educational informatization

蒙藥藥理學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的蒙醫(yī)學(xué)與蒙藥學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)之間的“橋梁”學(xué)科[1]，是蒙醫(yī)藥高等院校一門實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課程，除了要求學(xué)生具有扎實的蒙醫(yī)藥理論基礎(chǔ)外，還必須具有熟練的實踐操作能力。高等院校蒙藥學(xué)專業(yè)旨在培養(yǎng)能夠在蒙醫(yī)藥教學(xué)、科研、生產(chǎn)、檢驗、質(zhì)量控制與評價等領(lǐng)域具備實踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的高層次人才。蒙藥藥理學(xué)實驗教學(xué)在蒙醫(yī)藥專業(yè)人才培養(yǎng)過程中發(fā)揮不可或缺的作用，但是在具體實施過程中存在著諸多的實際問題與困難。隨著虛擬仿真/虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）技術(shù)的產(chǎn)生、應(yīng)用和植入，虛擬仿真實驗教學(xué)是高等院校實驗課程建設(shè)的一個重要環(huán)節(jié)，也是未來實驗教學(xué)改革的一個主要發(fā)展趨勢和重點突破方向[2]。蒙醫(yī)藥教學(xué)中應(yīng)用VR技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的“虛實結(jié)合、以虛促實”新型教學(xué)模式，堅持深化教育改革創(chuàng)新，不斷地給傳統(tǒng)蒙醫(yī)藥學(xué)教育模式注入“新鮮血液”，才能克服蒙藥藥理學(xué)傳統(tǒng)實驗教學(xué)中的缺點與不足，提高蒙醫(yī)藥教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出更多適應(yīng)高質(zhì)量發(fā)展的蒙醫(yī)藥學(xué)人才[3]。

一? 蒙藥藥理學(xué)傳統(tǒng)實驗教學(xué)中存在的問題

蒙藥藥理學(xué)傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式存在著諸多的弊端[4-8]，如老教材演示和驗證性實驗所占的比例過大且課堂講授效果不好；設(shè)計性、綜合性實驗較少；實驗過程易出錯，安全隱患時有發(fā)生；試劑損耗大，產(chǎn)生廢液多；分組實驗教學(xué)組織管理和教學(xué)方法不恰當；缺乏督促、檢查實驗教學(xué)的評估制度等，這些因素大大制約了蒙藥藥理學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量，嚴重影響著蒙醫(yī)藥學(xué)教育教學(xué)質(zhì)量的提高。除此之外，在蒙藥藥理學(xué)課程的理論教學(xué)中，一些理論知識所涉及的領(lǐng)域?qū)儆诤暧^和微觀，具有理論深奧、內(nèi)容抽象的特點，現(xiàn)實世界很難有具體的案例進行演示[9]，如蒙醫(yī)三根理論中的“赫依、希拉、巴達干”等；有些實驗教學(xué)項目要構(gòu)建大量實驗動物模型，其方法復(fù)雜、操作煩瑣、成本較高，缺乏讓學(xué)生動手實踐的條件，如幽門結(jié)扎性肝損傷模型的建立及其連翹-4干預(yù)機制研究等；還有一些實驗項目必須通過采用貴重精密儀器設(shè)備才能夠完成，故成本高、消耗大、不可逆，并且貴重儀器設(shè)備數(shù)量不能滿足本科生實踐教學(xué)要求，如利用核磁共振儀提取分離蒙藥藥效化合物結(jié)構(gòu)鑒定與合成等。

二? 應(yīng)用虛擬仿真實驗教學(xué)的必要性

蒙藥藥理學(xué)傳統(tǒng)實驗教學(xué)必須全面、徹底、系統(tǒng)地改革和創(chuàng)新教學(xué)方法及教學(xué)模式，以適應(yīng)現(xiàn)代教育的發(fā)展要求。VR技術(shù)是以相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)等多種學(xué)科和理論為基礎(chǔ)的一種新型的學(xué)習(xí)資源，可以突破傳統(tǒng)實驗室的時空限制，滿足學(xué)生隨時隨地學(xué)習(xí)的需求，為學(xué)生創(chuàng)造更好的學(xué)習(xí)體驗和條件，在實踐教學(xué)方面具有突出的優(yōu)勢[10]。虛擬仿真實驗技術(shù)的引入，將有效結(jié)合“虛擬仿真”+“真實實驗”的授課方式和“線上”+“線下”混合式教學(xué)模式[11]，解決蒙藥藥理學(xué)傳統(tǒng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中學(xué)生無法實現(xiàn)或不能完成的實驗內(nèi)容，可對學(xué)生多層次、多形式、全方位開展實踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的培養(yǎng)和訓(xùn)練，實現(xiàn)教學(xué)資源的“零消耗”、實驗過程的“零污染”、實驗空間的“無限化”，豐富實驗教學(xué)內(nèi)容，補充學(xué)生實踐訓(xùn)練的機會，為提高應(yīng)用型、創(chuàng)新型蒙醫(yī)藥專業(yè)本科人才培養(yǎng)的質(zhì)量提供可靠的保障[9]。

三? 蒙藥藥理學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺建設(shè)

現(xiàn)以內(nèi)蒙古民族大學(xué)蒙藥藥理學(xué)實驗教學(xué)為例，介紹蒙藥藥理學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺建設(shè)的情況。

（一）? 建設(shè)背景

蒙醫(yī)藥是祖國傳統(tǒng)醫(yī)藥的重要組成部分，是中華民族文化的瑰寶。傳承、創(chuàng)新、發(fā)展蒙醫(yī)藥文化是一項艱巨而緊迫的任務(wù)。隨著我國經(jīng)濟社會快速發(fā)展和實施“健康中國”戰(zhàn)略和“一帶一路”倡議，國內(nèi)外蒙醫(yī)藥高等院校、科研院所、蒙醫(yī)醫(yī)院、藥材種植基地、蒙藥生產(chǎn)企業(yè)和藥品檢驗機構(gòu)等的蒙醫(yī)藥教學(xué)、科研、醫(yī)療、種植、生產(chǎn)營銷和檢驗等眾多領(lǐng)域?qū)γ伤帉W(xué)專業(yè)實踐應(yīng)用型人才的需求日益增長。而內(nèi)蒙古民族大學(xué)蒙藥學(xué)作為國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點，現(xiàn)有的蒙藥學(xué)專業(yè)傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式遠不能滿足社會需求，蒙藥學(xué)現(xiàn)代化、標準化、國際化和市場化建設(shè)不能適應(yīng)經(jīng)濟社會、醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展要求，實踐應(yīng)用型人才短缺現(xiàn)象非常突出，已經(jīng)成為制約蒙藥學(xué)發(fā)展的瓶頸，突顯了探索新的信息化教學(xué)模式培養(yǎng)蒙藥學(xué)專業(yè)實踐應(yīng)用型人才的重要性和緊迫性。

（二）? 建設(shè)現(xiàn)狀

開展虛擬仿真實驗教學(xué)是蒙醫(yī)藥教育教學(xué)信息化的重要途徑之一。針對以上情況，內(nèi)蒙古民族大學(xué)就緊跟時代步伐，根據(jù)實驗教學(xué)需要，結(jié)合學(xué)校自身情況，發(fā)揮學(xué)科特色和優(yōu)勢，深化校企合作[12-13]，積極籌建蒙醫(yī)藥學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)中心。目前，已建成蒙醫(yī)診斷學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺、蒙醫(yī)基礎(chǔ)理論虛擬仿真實驗教學(xué)平臺、蒙藥炮制學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺和蒙藥藥理學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺等，并著手建設(shè)了各平臺對應(yīng)的虛擬仿真實驗教學(xué)課程群。以上虛擬仿真實驗平臺均采用“前臺＋后臺”的運行模式，其中，“前臺”為系統(tǒng)操作界面，包括實驗簡介、實驗原理、實驗?zāi)M等功能模塊，各功能模塊包含的具體內(nèi)容及相互關(guān)聯(lián)邏輯如圖1所示；“后臺”為隱藏式數(shù)據(jù)監(jiān)視分析程序。蒙藥藥理學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺系統(tǒng)主界面及實驗操作界面如圖2所示。

1? 蒙醫(yī)精華與糟粕分解虛擬仿真軟件

該軟件詳細展示飲食經(jīng)過人體內(nèi)的精華與分解模擬過程，包含血、肉、肝和骨髓活力素等七大模塊，人物可以在虛擬場景中點擊任意模塊，并彈出相應(yīng)知識介紹，如圖3所示。學(xué)生可以順著信號指示逐一熟悉蒙醫(yī)精華與糟粕的概念，了解其形成與分解過程，能夠讓學(xué)生進一步加深對課堂理論知識的理解和掌握。

2? 大鼠實驗認知與解剖虛擬仿真軟件

該軟件是通過詳細展示大鼠各器官和系統(tǒng)的三維結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生360°無障礙觀察學(xué)習(xí)，并充分了解大鼠的生理結(jié)構(gòu)，同時讓每位學(xué)生在虛擬環(huán)境中親自動手解剖實驗大鼠的基本操作，如圖2（b）所示。

在蒙藥藥理學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)中，學(xué)生通過觀察具體反應(yīng)現(xiàn)象，進行一對一動手操作，進而充分地理解和掌握實驗原理、基本操作等，同時還能對操作過程和結(jié)果進行客觀地考核和評定。實驗項目結(jié)束后，對操作者的項目評價和考核結(jié)果如圖4所示，這有利于及時了解學(xué)生對實驗項目的實際掌握情況和存在的問題。

四? 開展蒙藥藥理學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)的成效

由于蒙醫(yī)藥理論體系獨特、療法獨特等，很多內(nèi)容無法用真實的實驗或者教具進行表達，傳統(tǒng)實驗教學(xué)中教師只能通過語言文字進行傳授，這就要求學(xué)生有較強的想象力，需要花費較多的時間才能領(lǐng)會，因此學(xué)校結(jié)合自身學(xué)科優(yōu)勢與特色，建設(shè)蒙藥藥理學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)資源必將是蒙醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展歷史上一次嶄新的突破。

（一）? 填補蒙醫(yī)藥教學(xué)資源歷史性的空白

蒙藥藥理學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)資源的建設(shè)，在蒙醫(yī)學(xué)、蒙藥學(xué)及藥物制劑等領(lǐng)域?qū)⑻钛a歷史性的空白，讓千百年的教學(xué)中只能用語言文字描述的抽象內(nèi)容變?yōu)榭裳塾^、可操作，學(xué)生能沉浸其中的虛擬場景，可有效提高教學(xué)效果。

（二）? 蒙醫(yī)藥實際實驗與仿真實驗緊密結(jié)合

蒙藥藥理學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺將虛擬仿真與真實實驗相結(jié)合，構(gòu)成完整的實驗體系，學(xué)生在相應(yīng)的平臺上完成相應(yīng)的實驗內(nèi)容，達到在理解課程知識的基礎(chǔ)上感受真實的應(yīng)用場景，有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，極大提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

（三）? 蒙醫(yī)藥教學(xué)與科研緊密結(jié)合

蒙醫(yī)藥學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)中心借助教學(xué)團隊科研優(yōu)勢，緊密結(jié)合專業(yè)特色和學(xué)科領(lǐng)域最新研究成果，緊密結(jié)合學(xué)校定位和人才培養(yǎng)特點，采用VR技術(shù)與實驗教學(xué)項目深度融合，把高水平的科研成果“高活力與應(yīng)用”轉(zhuǎn)化為本科生實驗教學(xué)內(nèi)容，把成熟的科研技術(shù)和方法引入本科生實驗教學(xué)和實習(xí)實訓(xùn)過程，提高了虛擬仿真實驗教學(xué)資源的水平和層次，拓展了教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度，延伸了實驗教學(xué)的時間和空間[14-18]。如蒙藥藥理學(xué)虛擬仿真實驗平臺在國家自然科學(xué)基金項目和其他各級各類科研項目研究的基礎(chǔ)上，將科研成果進一步轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)內(nèi)容，服務(wù)于本科教學(xué)。

（四）? 仿真形式多樣化

根據(jù)實驗教學(xué)內(nèi)容的需要，采用多種形式的仿真，既有實際的硬件設(shè)備仿真，如采用核磁共振儀分析中（蒙）藥材有效成分和其化學(xué)結(jié)構(gòu)；也有純軟件仿真，如各種儀器設(shè)備分析軟件等；既有二維平面實驗場景仿真，也有三維立體實驗設(shè)備仿真，如超高效液相色譜儀的三維立體再現(xiàn)及動態(tài)操作等。通過虛實結(jié)合全方位搭建實驗仿真環(huán)境，開展豐富實驗教學(xué)內(nèi)容，能夠充分調(diào)動學(xué)生實驗的主動性和積極性，更好地提高了教學(xué)效果[19-20]。

五? 結(jié)束語

VR 技術(shù)應(yīng)用于蒙藥藥理學(xué)實驗教學(xué)中優(yōu)勢明顯，“虛擬”和“現(xiàn)實”有機結(jié)合的創(chuàng)新實驗教學(xué)模式取得了良好的教學(xué)效果反饋，并獲得了師生的肯定。蒙醫(yī)藥學(xué)專業(yè)要培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型、技能型人才，實驗教學(xué)的作用不可忽視。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，虛擬仿真實驗教學(xué)必將是蒙醫(yī)藥學(xué)高等教育未來實驗教學(xué)改革的必然趨勢，也是蒙醫(yī)藥學(xué)教育自身提升發(fā)展的方向與路徑。在繼承和發(fā)揚傳統(tǒng)實驗教學(xué)精華的同時，健全立德樹人落實機制，堅持深化教育改革創(chuàng)新，不斷探索頂層設(shè)計、整體推進、重點突破和試點先行的新路徑，克服傳統(tǒng)實驗教學(xué)在高校學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和服務(wù)社會等要求中顯現(xiàn)出的缺點與不足，將VR 技術(shù)全面應(yīng)用于蒙醫(yī)藥學(xué)實驗教學(xué)中。

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基金項目：國家自然科學(xué)基金地區(qū)科學(xué)基金項目“基于‘精華與糟粕分解理論對連翹-4治療肝損傷及與腸道菌群相關(guān)性研究”（82060910）；內(nèi)蒙古民族大學(xué)高等教育研究項目“蒙藥藥理學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺建設(shè)與實踐”（YB2022016）

第一作者簡介：敖日格樂（1982-），男，蒙古族，內(nèi)蒙古通遼人，博士，講師，實驗室管理中心主任。研究方向為蒙藥學(xué)研究以及實驗室管理。

*通信作者：王歡（1972-），女，蒙古族，內(nèi)蒙古通遼人，博士，教授，系主任。研究方向為蒙藥藥理學(xué)。