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计算机虚拟仿真技术在机能学实验教学中的应用 机能学作为重要的医学基础课程在医学教育中发挥着重要作用，如何将新的教学手段与这门传统课程结合、更好地服务于教学活动、提高机能学实验的教学效果是当务之急。虚拟仿真实验教学系统将计算机虚拟仿真技术与互联网结合，无需实验动物和实验仪器，利用计算机模拟医学实验的操作过程，是伴随科技发展应运而生的先进教学手段。本文论述虚拟仿真实验教学系统作为一项新的教学手段在机能学实验教学中的运用，以及为教学提供有利条件。 1 计算机虚拟仿真技术在机能学实验教学中的优势 1.1扩大实验教学范围 机能学实验需要大量实验动物和各种试剂耗材，教学成本非常高，大型、贵重的仪器无法应用于学生的大规模实验； 又因课时和操作难度的限制，机能学实验课只能开设一些常规实验。但这些无法常规开展的实验项目完全可以通过虚拟仿真实验系统来完成，通过人机交互进行实验操作与数据处理，真实体验实验过程，将枯燥的学习过程游戏化，极大地提高学生的学习兴趣。这种教学方式既不需要投入昂贵的仪器、消耗大量的实验耗材、也无需多名教师的反复指导，在节约教学资源与教学师资的情况下，很好地完成教学目的，提高教学的质量。 1.2为学生自主设计实验提供条件 虚拟仿真实验系统提供了丰富的实验内容，不仅包括常规开展的一些实验内容，也有很多新的技术方法，可以帮助学生更加全面地学习各种实验方法。实验操作步骤的介绍、实验操作视频等可以提供实验技术细节的学习，通过虚拟实验的人机互动可以更加熟悉实验操作流程，更加精细的准备实验，提高实验的成功率。例如中药急性毒性实验LD50 的测定的实验中，学生可以在虚拟环境下，从动物的选择、分组、实验环境搭建及数据分析等各个方面进行虚拟操作，再进行真实实验。 1.3增强师生互动 机会高校扩招使学生人数急剧增加，教师与学生的比例扩大，教师课后指导学生的机会减少，尤其一些学校有不同的校区，分部的学生更加难以有机会在课后与老师交流。虚拟仿真实验系统的师生互动平台可以不受时间和地点的限制，为学生与老师的课后交流提供便利，而且可以做到一个学生提问，多名老师回答、互相补充，不仅为提问的学生答疑解惑，其他有相似问题的学生也可以得到帮助。学生可以通过互动平台进行提问，同时老师也可以通过 交流平台主动与学生交流，征集对实验内容、教学方法、实验室管理等不同方面的意见、建议等，使有限的课堂时间得以延伸，取得更好的教学效果。 2 计算机虚拟仿真技术在机能学实验教学中的应用 2.1课前预习 对于新的实验内容，学生单纯通过实验指导进行预习，很难理解抽象的实验内容。虚拟仿真实验平台操作视频和人机交互的虚拟实验操作可以直观生动地对所学内容进行预习。最初的虚拟仿真实验系统并非网络版，学生需要到虚拟实验中心或者实验室使用该系统。现在，新的虚拟仿真实验系统与网络技术整合，允许学生在任何地点通过网络进行学习，更加方便。每次实验课教师通知下一次实验内容，学生事先进行课前预习，结合教师的课堂指导，可以取得更好的教学效果，以获得更大的收益。 2.2课堂教学 机能学实验内容主要是动物实验操作，学生很难单纯通过实验指导与教师的讲解真正理解抽象复杂的操作过程。一些难度大、操作复杂的实验，例如家兔的动脉插管，传统教学中学生常常无法真正掌握实验操作方法与技巧，而因操作不当导致实验失败。将虚拟仿真实验教学系统这一先进教学手段引入机能学实验教学，克服了传统教学中枯燥讲述的抽象难懂，并可在一定程度上消除教师之间教学质量的差别。 2.3课后复习 复杂的动物实验常常因为各种原因导致失败，但是课后学生缺少总结，不能分析原因，在实验中还会多次出现同样的问题。虚拟仿真实验平台的网络系统也为学生课后复习提供了资源，学生可以通过反复观看实验视频，比对自己出问题的实验步骤； 或通过进一步的分析实验原理，寻找实验失败的原因，避免同样的问题再次出现。另外，实验课的内容大多也是理论课学习的重点，实验课主要是再现和验证理论课所学知识，因此对相关实验原理知识的复习也有助于期末理论课考试成绩的提高。 2.4实验考试 虚拟仿真实验平台为机能学的考试提供了良好的解决方案，一方面可以通过巨大的题库随机考查学生实验课相关的理论知识； 另一方面也可以通过虚拟仿真模拟实验过程考查学生操作的内容，只有在实验过程中真正参与的同学，才能掌握实验的流程和操作方法，在考试中给出正确的答案，所以通过虚拟仿真实验系统可以起到客观考查的效果。 本文来源：https://www.dywdw.cn/fdee09095a0102020740be1e650e52ea5518ce09.html
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2022-12-10
