劉 兵 陳 靖 王慶峰 王昊然

（遼寧中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院，遼寧 沈陽 110032）

習(xí)近平總書記在全國教育大會上強調(diào)，要加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化、發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+”教育，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng)綜合能力，實現(xiàn)教育強國的目標(biāo)。教育部明確提出要全面培養(yǎng)學(xué)生在信息化環(huán)境下的自主學(xué)習(xí)能力，以適應(yīng)信息時代對高素質(zhì)人才的需求。目前新型冠狀病毒肺炎疫情在全球持續(xù)蔓延，疫情打破了教學(xué)常態(tài)，尤其對實驗課程產(chǎn)生了巨大影響，信息化助力疫情防控的優(yōu)勢再次凸顯，正倒逼著教育信息化的創(chuàng)新發(fā)展，也對教師提出了新的挑戰(zhàn)。藥理學(xué)實驗教學(xué)引入虛擬仿真實驗項目，依托信息技術(shù)營造信息化教學(xué)環(huán)境［1］，構(gòu)建學(xué)生自主探究式學(xué)習(xí)模式，以學(xué)生為主體，最大化提升學(xué)習(xí)效果，進(jìn)一步促進(jìn)教學(xué)理念與方法改革，推進(jìn)信息技術(shù)廣泛深入日常教學(xué)。這是國家政策所向，也是發(fā)展的必然趨勢。

1 結(jié)合藥理學(xué)科實驗特點 革新教學(xué)模式

藥理學(xué)是一門基于實驗的學(xué)科，藥理學(xué)實驗是理論教學(xué)的延續(xù)，其目的在于通過對科學(xué)實驗現(xiàn)象的觀察和思考來總結(jié)、驗證、探索藥理學(xué)作用規(guī)律。學(xué)生通過團隊協(xié)作和經(jīng)驗學(xué)習(xí)理解相關(guān)概念，加深對科學(xué)研究方法的認(rèn)識，掌握實驗技術(shù)，同時培養(yǎng)自主思考的科學(xué)思維及對科學(xué)研究的嚴(yán)肅認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)求實、實事求是的職業(yè)態(tài)度。在實驗課中，師生、生生之間的交流互動也培養(yǎng)了學(xué)生的包容意識，激發(fā)了學(xué)生投入科研的熱情，提升了學(xué)生的科研素養(yǎng)，如實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計和報告撰寫等，促進(jìn)了就業(yè)技能，如有效溝通、邏輯推理及解決問題的能力等的提高。

實驗課授課效果會受到學(xué)生對相關(guān)基礎(chǔ)理論的理解程度和對實驗技術(shù)掌握程度的限制。傳統(tǒng)實驗教學(xué)存在學(xué)生只是按部就班遵循實驗步驟，而不考慮潛在的理論意義、邏輯關(guān)系以及實驗過程和研究假設(shè)之間聯(lián)系的現(xiàn)象。為了探索實驗教學(xué)新模式，我們重組了教學(xué)資源和流程，充分利用信息化技術(shù)優(yōu)勢改變傳統(tǒng)的“教學(xué)+實驗”模式；借助多種信息化教學(xué)平臺提供相關(guān)背景知識和拓展資源，要求學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)和討論以形成自己的理解，提出疑問以便于后續(xù)的實驗分析；鼓勵基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生掌握基本的實驗技術(shù)和方法，鼓勵基礎(chǔ)較好的學(xué)生提出深入問題來改進(jìn)實驗，以有效利用有限的實驗學(xué)時，提高實驗教學(xué)的實用性。

通過課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的方式展示和鞏固知識，并通過強化過程考核、改進(jìn)評估評價方法，鼓勵學(xué)生接受應(yīng)用型實驗課程改革。通過在線教學(xué)演示、在線虛擬仿真實驗操作、學(xué)生討論問答環(huán)節(jié)、學(xué)生自主設(shè)計實驗和線下實踐等，激發(fā)學(xué)生的求知欲，也最大限度地提高疫情特殊時期的教學(xué)效果和質(zhì)量。

2 構(gòu)建虛擬仿真實驗教學(xué)平臺 創(chuàng)新教學(xué)實踐

虛擬仿真技術(shù)是一種基于網(wǎng)絡(luò)的軟件開發(fā)教育工具。教學(xué)團隊依托上海夢之路數(shù)字科技有限公司的醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，根據(jù)培養(yǎng)方案及學(xué)情分析，篩選實驗項目。虛擬仿真實驗通常由五部分組成：實驗?zāi)康呐c原理、具體操作步驟、演示視頻、交互式實踐練習(xí)、思考題等。學(xué)生在線注冊、登錄、實名認(rèn)證后進(jìn)入實驗項目，通過虛擬互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行實驗操作。從器材準(zhǔn)備、實驗對象處理到操作過程的每一步都有反饋，仿真操作中提供提示說明和示例，只有當(dāng)學(xué)生正確完成了相應(yīng)操作后，才能繼續(xù)后續(xù)的實驗。與學(xué)習(xí)同步進(jìn)行的評分系統(tǒng)將詳細(xì)指出錯誤點和已經(jīng)消除的點，當(dāng)學(xué)生犯錯誤時，屏幕會及時提供糾正信息，彌補了教師不能實時引導(dǎo)的不足。例如，在離體實驗?zāi)M在體環(huán)境時，如果學(xué)生誤將臺式液溫度設(shè)定為室溫，屏幕上會出現(xiàn)警告符號。系統(tǒng)會要求學(xué)生思考哪里操作錯誤，直到操作正確才能進(jìn)行下一步。教師基于以往教學(xué)經(jīng)驗，對學(xué)生在進(jìn)行實驗時容易忽視或遇到的常見錯誤和問題進(jìn)行設(shè)置，以確保學(xué)生在進(jìn)行虛擬實驗之時全面掌握。

虛擬仿真技術(shù)可以同時用于教學(xué)和模擬練習(xí)，學(xué)生可以直觀、具體地操作虛擬實驗動物模型，更真實地體驗科學(xué)方法；學(xué)習(xí)也具有一定的靈活性和獨立性，學(xué)生可以按照自己的節(jié)奏，根據(jù)需要反復(fù)學(xué)習(xí)，不受時間和空間的限制，極大彌補了疫情期間實驗課教學(xué)的局限。在線演示實驗縮短了等待時間，學(xué)生的思維也在快速移動，從被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。

虛擬仿真技術(shù)對于解釋抽象復(fù)雜的原理，或者進(jìn)行實驗時間較長及由于倫理等其他考慮而在實驗課堂上不可行的實驗特別有益［2］。然而，依靠單純的虛擬實驗學(xué)生無法體驗傳統(tǒng)實驗室課堂上的協(xié)作和動手操作，也不會接觸到科學(xué)數(shù)據(jù)的可變性，更多依賴于自主學(xué)習(xí)。因此在疫情允許的情況下，實驗教學(xué)可以結(jié)合線下小規(guī)模實踐操作，融入啟發(fā)式和參與式教學(xué)方法。通過混合教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生的個性化思維和科研能力的發(fā)展。

3 以學(xué)生為中心 全面提升教育內(nèi)涵

在與醫(yī)學(xué)相關(guān)學(xué)科的實驗教學(xué)中，基于探究的實驗項目往往能夠強化學(xué)生解決問題和批判性思維等能力的塑造。驗證性實驗有可預(yù)測的結(jié)果，學(xué)生容易因重復(fù)而無聊。而當(dāng)學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，運用邏輯推理和創(chuàng)造性的解決方法探討一個開放性問題時，會極大地促進(jìn)學(xué)生積極主動學(xué)習(xí)，但同時也可能會出現(xiàn)惰性和拖延現(xiàn)象，需要教師引導(dǎo)學(xué)生適應(yīng)自主式學(xué)習(xí)。比如在以探究為基礎(chǔ)的實驗項目中，教師介紹實驗?zāi)康暮捅尘?，向?qū)W生提供實驗器材和藥物，學(xué)生理解實驗的必要性，自主設(shè)計實驗。在各組提交實驗設(shè)計之前，教師鼓勵學(xué)生交流各自的實驗設(shè)計，相互學(xué)習(xí)。在各組提交實驗設(shè)計之后，教師科學(xué)地評價學(xué)生自主實驗設(shè)計的優(yōu)點和缺點，并提出可行的建議，幫助學(xué)生準(zhǔn)備實驗并進(jìn)行總結(jié)、分析，對實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)和教學(xué)總結(jié)。學(xué)生可以真正系統(tǒng)地領(lǐng)悟科學(xué)研究的整體過程和獲取資源的科學(xué)途徑［3］，使實驗教學(xué)成為一門探索性課程，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，增加實驗教學(xué)的深度和廣度。

在虛擬仿真實驗課程建設(shè)過程中，應(yīng)充分發(fā)揮信息技術(shù)優(yōu)勢，深入挖掘?qū)嶒炚n程核心價值與思想內(nèi)涵，潤物細(xì)無聲，使專業(yè)傳授與思政教育同向同行。將科研成果與學(xué)術(shù)價值、社會效益與研究意義，以及實驗過程中的安全責(zé)任意識、環(huán)保意識等融入視頻學(xué)習(xí)資源、交互式實踐練習(xí)等環(huán)節(jié)［4］，并最終體現(xiàn)在實驗報告中予以賦分考核。比如將感恩教育作為實驗課的第一課，引導(dǎo)學(xué)生將敬畏生命、感恩奉獻(xiàn)精神貫穿實驗始終；結(jié)合“欣弗”事件，引導(dǎo)學(xué)生保持認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度、樹立責(zé)任擔(dān)當(dāng)；利用明星學(xué)霸、論文集中撤稿事件，引發(fā)學(xué)生對學(xué)術(shù)失信不端行為的關(guān)注，強化學(xué)生科研誠信與學(xué)術(shù)規(guī)范意識；講述諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎、共和國勛章獲得者屠呦呦淡泊名利、以身試藥的故事，鼓勵學(xué)生以此為榜樣，堅持不懈執(zhí)著探索，堅定中醫(yī)藥自信，維護健康，弘揚文化，傳承融合，創(chuàng)新發(fā)展。

結(jié)合學(xué)習(xí)通、慕課等學(xué)習(xí)平臺，為學(xué)生提供移動化泛在學(xué)習(xí)資源，激發(fā)學(xué)生探索未知的好奇心，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究式學(xué)習(xí)。借助信息技術(shù)賦能實驗教學(xué)的便利性，全方位、多渠道拓寬學(xué)生視野，幫助學(xué)生擴大知識面。制作實驗示教微課，使學(xué)生多角度、多方式觀摩實驗過程。在直播課堂隨時就實驗內(nèi)容涉及的知識點提出問題，請學(xué)生在留言區(qū)發(fā)表觀點或連麥互動，促進(jìn)學(xué)生鞏固已學(xué)內(nèi)容的同時考查其學(xué)習(xí)成果，強化學(xué)生對實驗要點的掌握。學(xué)生在完成虛擬仿真交互式實踐練習(xí)后形成書面報告及總結(jié)，教師及時評閱反饋，督促學(xué)生在思考中實驗，實現(xiàn)知識目標(biāo)。持續(xù)融入更新的科研成果，虛擬仿真技術(shù)能夠很好地克服研究前沿理論理解難度大、實驗操作復(fù)雜、設(shè)備昂貴等實際教學(xué)問題，有效實現(xiàn)科學(xué)研究成果與實驗教學(xué)的對接，為學(xué)生提供更為廣闊的探索創(chuàng)新空間。

4 強化過程考核 注重調(diào)查反饋

教師要加強學(xué)習(xí)過程評價和學(xué)生成績構(gòu)成要素的多元化，將實驗操作和報告作為考核指標(biāo)，特別注重實驗設(shè)計和結(jié)果分析，淡化實驗結(jié)果。自主設(shè)計實驗的創(chuàng)新性和實驗設(shè)計的修改也包括在最終考核評價中，幫助學(xué)生塑造科研思維能力，為其從事后續(xù)科學(xué)研究等工作積累寶貴經(jīng)驗。實時留意學(xué)生動態(tài)、掌握學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)拖延等問題或困難，及時聯(lián)系學(xué)生本人或輔導(dǎo)員予以幫助，并保持后續(xù)關(guān)注，盡最大努力幫助部分學(xué)生克服惰性，提高線上教學(xué)效果。利用微信群、直播留言帖、學(xué)習(xí)通群聊等渠道與學(xué)生互動答疑，對虛擬仿真平臺、“一平三端”數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，了解學(xué)生對平臺的適應(yīng)狀態(tài)，進(jìn)行教學(xué)效果評價，不斷反思教學(xué)過程、更新教學(xué)理念、探究教學(xué)方法、優(yōu)化教學(xué)設(shè)計。通過發(fā)放調(diào)查問卷了解學(xué)生學(xué)習(xí)需求，有針對性地對平臺板塊設(shè)置及內(nèi)容做出調(diào)整，以達(dá)到最佳效果。及時督促學(xué)習(xí)進(jìn)度落后的學(xué)生，對學(xué)生以往的表現(xiàn)給予肯定，加強師生之間的信息溝通和感情交流［5］，幫助學(xué)生樹立對網(wǎng)絡(luò)課堂的學(xué)習(xí)信心，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量。

基于虛擬仿真技術(shù)的實驗課程教學(xué)改革也向教師提出了新的挑戰(zhàn)。學(xué)生自主選題廣泛、內(nèi)容形式多樣，這就要求教師提高自我要求，及時跟蹤專業(yè)前沿研究成果、關(guān)注基礎(chǔ)研究方法的革新、持續(xù)不斷地提升信息化教學(xué)能力，以更廣泛的知識儲備有效地指導(dǎo)學(xué)生。這也是對教師提高終身學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)的一種激勵，讓教師轉(zhuǎn)變思想、與時俱進(jìn)，適應(yīng)新的教學(xué)手段和技術(shù)，積極主動進(jìn)行虛擬仿真教學(xué)，不斷實踐和提高虛擬仿真技術(shù)的實際運用效果，同時明確學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)和成效，做好教學(xué)過程中的監(jiān)督者、引導(dǎo)者和管理者［6］。

綜上所述，虛擬仿真技術(shù)在藥理學(xué)實驗教學(xué)中發(fā)揮著重要的輔助作用，學(xué)生通過與虛擬仿真實驗平臺的互動，獲得了對復(fù)雜原理和實驗過程的深入理解，并自我激勵，加深了對學(xué)習(xí)的領(lǐng)悟；有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實踐能力，強化學(xué)生藥理學(xué)研究技術(shù)的應(yīng)用技能，培養(yǎng)其判斷問題、分析問題、總結(jié)問題等綜合技能。只有課程有生命力，人才培養(yǎng)體系才能有生命力。在下一階段，本課程將繼續(xù)深入應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)與傳統(tǒng)實驗課堂相結(jié)合的有益成果，進(jìn)一步推進(jìn)實驗課程體系改革。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，也需要更多虛擬仿真案例的開發(fā)應(yīng)用，以更好地體現(xiàn)教學(xué)關(guān)鍵點和提高教師的教學(xué)水平，充分發(fā)揮信息化教育的獨特優(yōu)勢，推動虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)相關(guān)學(xué)科教學(xué)中的發(fā)展。