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【摘 要】 虚拟实验系统是现代科学技术发展的产物，能科学高效地用于药理学实验教学。但药理学是一门对动手实践能力要求较高的学科，虚拟实验系统因其先天缺陷，仅能作为药理学实验教学的辅助工具，而不能完全取代现实的药理学实验。虚拟实验系统和现实动物实验两者相辅相成，在合理安排应用的基础上，可共同促进高职高专院校药理学教学的进步和发展。
【关键词】药理学；虚拟实验系统
一、前言
实验教学法，是指学生在教师指导下，使用一定的设备、材料、动物，通过控制实验条件的操作过程，引起实验对象的某些变化，从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。实验教学在药理学教学中有着举足轻重的作用，实验知识是对药理学理论知识的一个重要补充和验证，学生可通过实验进一步加深对药理学理论知识的理解。随着科学技术的发展，新知识、新观念不断产生，新兴学科与药理学的相互交叉渗透进一步加深，促进了药理学知识的增长和更新，从而使教授药理学变得更具挑战性[1]。有效实验教学的组织实施不但激发学生学习兴趣，有助于培养学生的实验操作能力、严谨的工作态度和科学的思维方法，更能培养学生分析解决问题能力、独立探索能力、创新能力和科研能力，为其更好地走上工作岗位奠定基础。
目前，药理学实验教学中存在的弊端主要有：①药理学微观领域的教学实验因可视性太差而无法开展；②某些药理学实验教学项目受学校硬件和场地限制而无法开展；③某些药理学实验因实验成本过高且受动物伦理的限制而无法开展；④某些药理学实验如长期毒性实验等，受时空限制而无法开展。随着信息技术的发展而产生的虚拟仿真教学方法，是一种新型的药理学实验教学尝试。通过药理学实验仿真教学，学生不仅能够更形象地理解实验的基本原理，而且能够通过仿真操作对实验多过程有直观的感性认识[2]。虚拟实验采用人机交互的方式开展，具有过程仿真、虚拟现实、无限重复、随时暂停继续、三维动画、智能语言特点。虚拟教学系统可根据实际教学需求定制相关实验，通过其系统的动态开放性，实施交互教学；其内建的题库系统，提供在线自测自评功能；这些都可以充分调动学生的学习积极性。
二.虚拟药理实验系统的优势
1.实验项目增加。
高职院校药理学实验教学中通常会因为教学经费短缺、实验场地、实验课时限制及配套设施等因素，使一些实验项目无法开展。而利用虚拟实验系统，可以弥补这方面的不足，使得以往无法开展的实验项目得以充分进行，从而丰富了学生的感性认识，加深了学生对教学内容的理解，大大激发了学生的主动性，和对对微观、复杂实验条件下药理学内容的探索兴趣。
2.教学资源优化。
虚拟药理学实验系统以软件仿真引擎为核心，无需使用实验动物、实验试剂盒耗材、无需引入实验仪器设备，无论开设多少实验，均无需额外的教学投入，大大缩减了实验经费，也省去了繁重的实验准备工作。同时能够将复杂耗时的实验过程快速化、程序化、数据化，大大节约了课时，使药理教学更加灵活。
3.教学效果提高。
利用计算机的模拟功能能实现试验中缓慢过程的快速化或快速过程的缓慢化。相对于传统教学模式中老师枯燥的讲述和黑板板书而言，虚拟实验系统能够将每个实验操作最大程度地进行仿真，将实验过程中的图像、文字、声音以及动画等各种因素融为一体，具有智能型、仿真性、形象性和趣味性，对一些微观世界的现象也可以用虚拟实验技术来模拟，学生就像置身于真实的实验环境中，极大地提高了实验教学的效果。
4.实验教学安全性增强。
药理学实验中多涉及实验动物，而高职医药类院校中女生占比非常高，若实验过程中操作疏忽，容易对操作者造成一定危害。而虚拟实验却无任何危险，有毒、有害、污染环境、破坏性实验，都可在虚拟实验室内完成，通过虚拟进行模拟仿真，强化实验现象，加深学生对药理学知识的理解。
5.教学的灵活性增强
传统药理学实验是一个不可中断的连续过程，对实验的准备阶段要求较高。药理实验一旦实施，即需按照实验方案逐步进行，具有不可逆性。药理实验一旦失败，便需重新开始，费时费力的同时，造成实验材料及动物的浪费，且往往导致规定实验教学时间内无法完成既定实验，从而影响实验教学效果。而虚拟药理实验系统可随时中断实验，解答学生在进行虚拟实验时所产生的疑惑，以便更好地理解实验目的、原理和意义。
三.虚拟药理实验系统应用的问题分析
虚拟实验系统虽然是历史发展的必然，具备上述诸多优点，但在实际教学过程中完全用仿真模拟实验来代替动物实验是不可取的，与其他新生事物一样，其本身亦存在诸多先天的缺陷：首先，虚拟实验中学生主要是通过眼睛去观察和体会实验的操作过程，缺乏真实实验中视、听、触、味、嗅觉全方位刺激下的“真实感”。其次，虚拟实验系统采用一人一机的教学方式，不利于团队协作精神的培养。最后，虚拟实验系统教学过程中，在初期的新鲜感过后，实验过程及结果都整齐划一，不利于学生思考、分析和解决在实验中出现的各种意外和问题，容易造成学生对实验兴趣的下降，也不利于学生逻辑思维能力和应对突发事件能力的培养。
而作为药理学传统教学手段的动物实验，学生在实验过程中切身体验自己的职业技能对生命活动的影响和感受生命的脆弱，对于训练学生的基本操作技能、培养团队协作精神、增进学生间的相互了解、胆量和思维严谨性等方面有非常重要的作用；对培养学生的职业道德和职业使命感至关重要，因而动物实验历来是药理学教育的重要组成部分。
四.展望
药理学是实践性很强、理论复杂、对动手能力要求很高的应用科学，实验教学在药理学教学中占有重要的地位。然而，某些药理学实验在高职高专现有的实验条件下，无法真实地使用相应实验材料和动物在实验室为学生开展，一定程度上影响了高职高专创新型人才的培养。因此，迫切需要引进实施虚拟仿真实验，与真实的传统实验相互补充，相得益彰，共同促进药理学教育的发展。药理学实验发展虚拟仿真教学，应该坚持“能实勿虚”的大方向，坚持“虚为实用，虚实互补”的原则，注重传统实验知识的讲授和实践能力、创新能力的培养，结合学科发展的前沿方向，积极开展校企合作，不断加大药理学仿真教学资源的制作投入，满足广大高职高专药理学教育工作者和学生的紧迫需求，构建基于真实环境的药理学实验教学体系，推动药学实验教学改革和创新型人才的培养模式[2]。
参考文献
[1]王超云，张树平，许勇等.药理学实验教学的几点思考[J].中国科教创新导刊，2012（10）：119-119
[2]李佳常，缪明星，丁启龙等.基于虚拟环境的药理学实验教学体系的构建[J].中国校外教育旬刊，2014（3）：62-62
【关键词】药理学；虚拟实验系统
一、前言
实验教学法，是指学生在教师指导下，使用一定的设备、材料、动物，通过控制实验条件的操作过程，引起实验对象的某些变化，从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。实验教学在药理学教学中有着举足轻重的作用，实验知识是对药理学理论知识的一个重要补充和验证，学生可通过实验进一步加深对药理学理论知识的理解。随着科学技术的发展，新知识、新观念不断产生，新兴学科与药理学的相互交叉渗透进一步加深，促进了药理学知识的增长和更新，从而使教授药理学变得更具挑战性[1]。有效实验教学的组织实施不但激发学生学习兴趣，有助于培养学生的实验操作能力、严谨的工作态度和科学的思维方法，更能培养学生分析解决问题能力、独立探索能力、创新能力和科研能力，为其更好地走上工作岗位奠定基础。
目前，药理学实验教学中存在的弊端主要有：①药理学微观领域的教学实验因可视性太差而无法开展；②某些药理学实验教学项目受学校硬件和场地限制而无法开展；③某些药理学实验因实验成本过高且受动物伦理的限制而无法开展；④某些药理学实验如长期毒性实验等，受时空限制而无法开展。随着信息技术的发展而产生的虚拟仿真教学方法，是一种新型的药理学实验教学尝试。通过药理学实验仿真教学，学生不仅能够更形象地理解实验的基本原理，而且能够通过仿真操作对实验多过程有直观的感性认识[2]。虚拟实验采用人机交互的方式开展，具有过程仿真、虚拟现实、无限重复、随时暂停继续、三维动画、智能语言特点。虚拟教学系统可根据实际教学需求定制相关实验，通过其系统的动态开放性，实施交互教学；其内建的题库系统，提供在线自测自评功能；这些都可以充分调动学生的学习积极性。
二.虚拟药理实验系统的优势
1.实验项目增加。
高职院校药理学实验教学中通常会因为教学经费短缺、实验场地、实验课时限制及配套设施等因素，使一些实验项目无法开展。而利用虚拟实验系统，可以弥补这方面的不足，使得以往无法开展的实验项目得以充分进行，从而丰富了学生的感性认识，加深了学生对教学内容的理解，大大激发了学生的主动性，和对对微观、复杂实验条件下药理学内容的探索兴趣。
2.教学资源优化。
虚拟药理学实验系统以软件仿真引擎为核心，无需使用实验动物、实验试剂盒耗材、无需引入实验仪器设备，无论开设多少实验，均无需额外的教学投入，大大缩减了实验经费，也省去了繁重的实验准备工作。同时能够将复杂耗时的实验过程快速化、程序化、数据化，大大节约了课时，使药理教学更加灵活。
3.教学效果提高。
利用计算机的模拟功能能实现试验中缓慢过程的快速化或快速过程的缓慢化。相对于传统教学模式中老师枯燥的讲述和黑板板书而言，虚拟实验系统能够将每个实验操作最大程度地进行仿真，将实验过程中的图像、文字、声音以及动画等各种因素融为一体，具有智能型、仿真性、形象性和趣味性，对一些微观世界的现象也可以用虚拟实验技术来模拟，学生就像置身于真实的实验环境中，极大地提高了实验教学的效果。
4.实验教学安全性增强。
药理学实验中多涉及实验动物，而高职医药类院校中女生占比非常高，若实验过程中操作疏忽，容易对操作者造成一定危害。而虚拟实验却无任何危险，有毒、有害、污染环境、破坏性实验，都可在虚拟实验室内完成，通过虚拟进行模拟仿真，强化实验现象，加深学生对药理学知识的理解。
5.教学的灵活性增强
传统药理学实验是一个不可中断的连续过程，对实验的准备阶段要求较高。药理实验一旦实施，即需按照实验方案逐步进行，具有不可逆性。药理实验一旦失败，便需重新开始，费时费力的同时，造成实验材料及动物的浪费，且往往导致规定实验教学时间内无法完成既定实验，从而影响实验教学效果。而虚拟药理实验系统可随时中断实验，解答学生在进行虚拟实验时所产生的疑惑，以便更好地理解实验目的、原理和意义。
三.虚拟药理实验系统应用的问题分析
虚拟实验系统虽然是历史发展的必然，具备上述诸多优点，但在实际教学过程中完全用仿真模拟实验来代替动物实验是不可取的，与其他新生事物一样，其本身亦存在诸多先天的缺陷：首先，虚拟实验中学生主要是通过眼睛去观察和体会实验的操作过程，缺乏真实实验中视、听、触、味、嗅觉全方位刺激下的“真实感”。其次，虚拟实验系统采用一人一机的教学方式，不利于团队协作精神的培养。最后，虚拟实验系统教学过程中，在初期的新鲜感过后，实验过程及结果都整齐划一，不利于学生思考、分析和解决在实验中出现的各种意外和问题，容易造成学生对实验兴趣的下降，也不利于学生逻辑思维能力和应对突发事件能力的培养。
而作为药理学传统教学手段的动物实验，学生在实验过程中切身体验自己的职业技能对生命活动的影响和感受生命的脆弱，对于训练学生的基本操作技能、培养团队协作精神、增进学生间的相互了解、胆量和思维严谨性等方面有非常重要的作用；对培养学生的职业道德和职业使命感至关重要，因而动物实验历来是药理学教育的重要组成部分。
四.展望
药理学是实践性很强、理论复杂、对动手能力要求很高的应用科学，实验教学在药理学教学中占有重要的地位。然而，某些药理学实验在高职高专现有的实验条件下，无法真实地使用相应实验材料和动物在实验室为学生开展，一定程度上影响了高职高专创新型人才的培养。因此，迫切需要引进实施虚拟仿真实验，与真实的传统实验相互补充，相得益彰，共同促进药理学教育的发展。药理学实验发展虚拟仿真教学，应该坚持“能实勿虚”的大方向，坚持“虚为实用，虚实互补”的原则，注重传统实验知识的讲授和实践能力、创新能力的培养，结合学科发展的前沿方向，积极开展校企合作，不断加大药理学仿真教学资源的制作投入，满足广大高职高专药理学教育工作者和学生的紧迫需求，构建基于真实环境的药理学实验教学体系，推动药学实验教学改革和创新型人才的培养模式[2]。
参考文献
[1]王超云，张树平，许勇等.药理学实验教学的几点思考[J].中国科教创新导刊，2012（10）：119-119
[2]李佳常，缪明星，丁启龙等.基于虚拟环境的药理学实验教学体系的构建[J].中国校外教育旬刊，2014（3）：62-62