打开文本图片集

【摘 要】本文基于中职卫校护理专业生理学实验教学现状，论述虚拟实验在中职护理专业生理学实验教学中的应用，针对虚拟实验在中职护理专业生理学实验教学中的应用存在的问题，提出教师要提高备课效率和质量、采用线上虚拟和线下传统实验两线并行的实验教学模式、建立更加科学完善的评分体系等措施，以提高生理学的实验开展和实验教学效果。

【关键词】虚拟实验 生理学 实验教学

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】450102049（2022）05EM-0102-03

生理学是以研究生物机体功能为核心内容的基础医学课程，同时也是一门实验性科学，生理学的发展离不开实验研究。近年来，随着国家重视和扶持职业教育，中等职业教育亦随之得到良好发展。

1989年美国威廉·沃尔夫教授提出虚拟实验的概念，它是指按照教学目标要求，在现代化多媒体技术基础上，采用以计算机技术为核心的现代科技，制造逼真的虚拟三维环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目。随着网络技术、多媒体的发展，虚拟实验技术作为新兴的实验技术手段，在生理学实验教学中的应用值得研究。

一、中职卫校护理专业生理学实验教学现状

以百色市民族卫生学校为例，护理专业生理学实验课的开展存在以下几种情况。

一是中职卫校护理专业学生自主学习能力较差、积极性不高。中职卫校护理专业招收的学生大多数是中考成绩为C+的初中生，相比双一流的本科和专科院校学生，其基础较差、缺乏自主学习能力，不利于学生熟练掌握难度大且复杂的生理学实验。二是学时有限，实验学时占比低。中职卫校护理专业学制为3年，减去8个月的实习时间，学生在校时间仅为2年。因此，作为基础医学课程的生理学只有72学时，其中实验学时8学时，只能开展6个简单的实验，不能满足生理学的实验性教学需要。三是实验场地有限，学生人数多，动手机会少。随着招生规模扩大，招生人数多，但实验室设备和场地相对落后和不足，不能满足每个学生都有机会动手参与实验，不利于培养学生的动手能力。四是实验成本高、复杂且难度大，成功率低。生理学实验中的动物实验，动物价格较贵，成本较高。按照教学大纲设置的实验内容，有些实验较复杂，如哺乳动物动脉血压的调节，实验操作复杂，难度大，学生第一次实验很难操作成功，学生容易产生畏难情绪，降低了学生对实验课的学习兴趣。

二、虚拟实验在中职护理专业生理学实验教学中的优点

（一）降低实验成本

虚拟实验是由以计算机仿真技术为核心的虚拟实验和用于运行虚拟实验的网络等构成。虚拟实验不需要购买实验动物、实验药品和器械，也不需要实验教师提前准备，因此节约了实验成本。同时，学生线上就能进行虚拟实验操作，无须专门的实验场所和实验教师，有利于优化学生的学习时间。

（二）形象逼真，体现出创造性和趣味性

生理学虚拟实验采用虚拟现实技术，借鉴了一些成功软件的设计理念，应用大量实验照片、逼真动画、多种视频和音频素材及丰富多彩的人机交互方式，为用户构造了一个仿真的实验环境。生动有趣的实验模拟调动了学生做实验的兴趣，锻炼了他们动手、动脑的能力，达到了参与式学习的目的。虚拟实验中的实验设计内容允许学生任意选择实验动物、实验药物以及实验器械进行实验，培养了学生的创造性与创新性。

（三）突破时间和空间的局限性，实现资源共享

生理学虚拟实验通过网络系统向用户开放，实验者可以自由地进入或退出，具有良好的开放性。学生可以不受场地限制进行模拟实验，这是他们预习与复习实验的好帮手。生理学虚拟实验室突破教学实验的时空限制;不受实验场地的限制，同时虚拟实验室的器械以及其他实验设备在网络上是共享的，因此在不同地域、不同终端上可以同时进行和使用。

（四）丰富实验内容，提高实验的开展率

有些实验由于手术过程的复杂性、实验条件限制、实验效果不明显等原因不能开展，比如，哺乳动物动脉血压的调节、影响尿液生成的因素等，通过生理学虚拟实验室的建立，这些难以开展或实验成功率低的实验都可以正常进行且成功率高，达到实验教学效果。

（五）便于实验考核及统计

传统实验考核会受到实验场地及实验教师人员不足等因素的影响，不利于开展和客观评价实验教学效果，而虚拟实验教学系统中的实验考核模块可以突破场地和实验教师人员不足的限制，能更方便开展实验考核和客观评价实验教学效果。

三、虚拟实验在学校中职护理专业生理学实验教学中的应用

（一）一般资料

随机选取学校2020级中职护理专业的2个班作为研究对象，选择2020级护理专业7班60名学生作为实验组，均为女生，平均年龄16.2岁，选择2020级护理专业8班58名学生作为对照组，均为女生，平均年龄17.3岁。两组学生的一般资料无显著差异，均使用全国医学类专业“十三五”规划创新教材、中国科学技术出版社出版的《生理学基础》，实验内容均为哺乳动物动脉血压的调节，授课教师、教学大纲和教学课时均相同。

（二）方法

对照组采用传统的实验教学方法，在实验室，教师先讲解实验目的、实验原理和实验步骤，然后由教师示教，接着学生分组操作，实验过程中教师巡视指导，最后教师进行小结。实验组采用基于网络的虚拟实验方式进行，教师先在实验平台系统里添加实验的相关资源，如实验操作视频、实验练习与测验、作业及讨论区等模块，学生在此系统上进行操作练习。最后对两组学生进行考核，对比两组学生的实验考核结果，见表1。

（三）实验考核结果

从两组学生实验考核成绩看，实验组学生的平均分、及格率、优秀率相比对照组有所提高。因此，基于网络的虚拟实验能提高学生生理学实验学习效果。

四、基于网络的虚拟实验教学模式存在的问题和应对策略

虚拟实验有它的优越性，但同时由于虚拟实验的特性，它也存在一些缺陷。首先，虚拟实验采用一人一机，独立完成，语言上没有沟通，不利于培养学生的团队合作意识;其次，在虚拟实验中学生没有接触到具体的实物，不能锻炼学生在传统实验的操作手感;最后，虚拟实验过程过于标准和顺畅，不利于培养学生分析和解决实际问题的能力等。这些问题不利于培养学生的综合实验能力水平。为此，建议采用线上虚拟和线下传统实验两线并行的实验教学模式培养学生的综合能力水平，这种教学模式发挥出线上虚拟实验与线下传统实验的优势互补，提高了生理学实验教学效果，也能突出以学生主体、教师为主导的教育理念，同时提高学生学习积极性和学习效果。具体实施如下：

一是实验课前，教师通过虚拟实验平台上传实验的相关资料，先准备好课件、教案、操作视频等，并向学生发放实验任务点。学生根据任务点有目的地通过虚拟实验平台在线反复进行实验演练操作，提高实验操作熟练度;教师在课前及时掌握学生的课前学习报告，提高教师的备课效率和质量。

二是在实验课中，学生分组进行实验，实验过程中分工明确，互相配合完成实验，在此过程中培养学生的团队合作精神。在动物实验过程中，接触到具体实物，锻炼学生在传统真实实验的操作手感。在动物实验的过程中可能会出现一些异常现象，比如，在对家兔进行麻醉时的麻醉深度问题如过浅过深、气管插管时插管的堵塞等异常现象，可以通过这类异常现象培养学生分析问题和解决问题的能力。

基于以上采用的线上虚拟实验和线下传统实验两线并行的实验教学模式，建立更加科学完善的评分体系（见表2），客观体现学生的综合实验能力和水平。

总之，虚拟实验可以让学生直观、形象地学习和了解活体动物实验的基本操作方法和基本设备的使用，突破时间和空间的局限性，实现资源共享，解决学时有限，实验学时占比低;实验场地有限，学生人数多，动手机会少;实验成本高，复杂且难度大，成功率低等问题，提高学生的实验学习效果。但不能锻炼学生的实际操作感，不利于培养学生的团队合作意识、分析和解决实际问题的能力，所以不能完全代替传统实验，可以作为传统实验的补充和强化。在中职生理学实验教学中要充分发挥虚拟实验的优势来弥补传统实验的不足，把线上虚拟实验与线下传统实验有机结合起来，从而提高生理学的实验开展率和实验教学效果。

【参考文献】

[1]窦环，夏天娇，丁洁，等.基础医学实验的“教”与“学”：线上线下混合式教学模式下的虚拟仿真实验教学项目建设[J].实验与实践教学，2020（1）.

[2]张刚，罗小华，贺利芳.构建网络虚拟实验室技术研究[J].实验室研究与探索，2008（3）.

[3]李业琳，陈小蓉.利用虚拟实验室进行实验教学的研究与实践[J].赣南医学院学报，2008（5）.

[4]李永格.虚拟实验在医学高专院校中医学专业生理学教学中应用的探索[J].中医临床研究，2017（15）.

注：百色市教育科学“十三五”规划2018年度立项课题“基于网络的虚拟实验在中职护理生理学实验教学的应用研究”（2017007）。

【作者简介】黄颖（1987— ），女，广西德保人，讲师，研究方向为解剖学与生理学教学与管理;黄海珊（1964— ），女，广西天等人，高级讲师，研究方向为人类学;韦玲（1993— ），女，广西乐业人，教员，研究方向为解剖学与生理学教学与管理;李艳（1996— ），女，广西田东人，教员，研究方向为解剖学与生理学教学与管理。

（责编 苏林）