周峰

摘 要：医学机能学的基础是实验，随着科技的发展，虚拟实验系统在机能实验中的地位越来越重要。本文将就虚拟实验系统在医学机能实验当中的具体应用进行探讨，根据实验前的系统架设和实验中的系统应用两个层面，对虚拟实验系统进行全面的分析，冀以通过本文对今后虚拟实验系统的应用具有一定的借鉴意义。

关键词：虚拟实验系统；医学教育；基础教学；机能实验

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）19-0047-02

医学教育在进行机能学教学时，通常会选用实验的方法来培养医学专业学生的科学素养和实践能力。然而机能学的主要内容人类疾病的模型，这在传统的教学当中无法通过实验的方式完全还原，同时教师的授课方式也存在着缺少时效性和直观性的特点。而在虚拟实验系统引入之后，通过虚拟实验室进行机能实验模拟，效果非常突出。

1 机能实验前的虚拟实验室架设

1.1 机能实验前的实验室硬件架设

一般的虚拟实验室所选用的虚拟系统的硬件设施以服务器进行数据传输和存储为主，并利用C/S方式实现模式架构，这样一来可以通过服务器的指令实现客户机的素材表达，并充分地为后期机能实验服务。因此在建设中首先需要设立一间以HP为专业服务器的主服务器网络控制室，在网络控制室中，HP专业服务器需要两台及以上，以便满足服务器的基本需求。其中一台作为虚拟实验的网络连接支持和管理，需要优先安装网络系统；而另一台则充当内容的数据库，安装虚拟实验室。湖南中医药大学的医学专业虚拟实验室建设中，为了满足需求，累计投入了三台交换机和接近100台实验所需的计算机，通过120口的百兆网与服务器相连接。从而形成了机能的局域网，可以通过自动转换的IP地址与校园网相连接。目前我院累计投入了60台实验所需的计算机，从而形成了机能的局域网，暂时没有与校园网连接。

1.2 机能实验前实验室的软件架设

软件环境的建设需要根据机能的特点，将核心确定为虚拟实验系统，并通过网络系统实现辅助工作。从而在校园网环境之下，建设虚拟实验室的软件构造，打造出具有机能价值的虚拟实验系统。其主要构成有：虚拟实验所需要的主服务器，使其成为虚拟实验全部数据的数据库，可以在操作中实现数据的读出和修改两个方面的能力；与此同时，实验室内的教师机和学生机需要能够构成一个小的局域网，在安装了网络系统的主控端和安装了医学机能虚拟实验室系统的客户端之间实现数据传输。而对于学生机来说，需要将这一系统与全部医学机能虚拟实验室系统客户端相连接。网络系统时下热门的是Cyberclass5系统，而医学机能虚拟实验室系统客户端则选择应用VBL-100，这两个系统具有操作简单效率高的特点[1]，被广泛应用于虚拟实验系统构建当中。

2 机能实验中虚拟实验系统的应用

2.1 虚拟实验系统前期培训应用

对于医学专业的学生来说，医学机能实验是其进入医学院以来首次接触到的活体动物实验课程，对于部分学生来说，心理障碍和认知障碍是非常巨大的挑战。因此多数医学院在开展相应课程之前都会给予学生以一段时间的缓冲期进行培训，从而使其在面对活体实验时尽可能多地降低心理障碍。此外，在实验的过程中，由于课程时间紧迫，一些相对较为复杂的实验如气管插管、膀胱插管或者如耳缘静脉注射等实际操作的内容，会由于操作方式缺乏专业训练使得手法非常生疏，在实验过程中常常出现手忙脚乱的情况。因此在课程开始之前需要对学生进行一部分内容的提前培训，以帮助其在实验过程中更加轻松地对操作方式进行掌握。

虚拟实验系统在课前培训当中具有十分巨大的优势。在课程开始之前，教师组织学生前往虚拟实验室中，由教师结合实际经验将实验平台的相关资料、动物房、准备室等内容向学生一一进行介绍，同时在介绍当中可以适当地对动物学相关知识、生物信号的系统采集方法和手术器械的正确使用等进行讲解，使学生在第一次接触实验操作时更加清楚地了解到实验操作的各个层面，从而更加拥有自信和技术。

2.2 虚拟实验系统在过程中的实验课辅助应用

虽然虚拟实验系统相较于传统的方式有着长足的进步，但是在实验过程中，虚拟实验系统依然需要作为动物实验的辅助方式来进行。这是因为医学生在进行机能学习时需要遵循正常生理-疾病生理-药物作用这三个重要步骤，而动物实验当中所拥有的基本技能的训练和系统综合实验是最为直接也最为全面的方式。因此在实验当中，虚拟实验系统主要作为动物实验的辅助作用出现。在实践当中，教师可以利用VBL-100系统中自带的影像系统对以往实验中的具体操作方法进行展示[2]，从而省去了教师讲解的时间。此外在实际操作时，学生可以在虚拟实验系统中展开仿真实验，通过仿真实验当中各种情况的处理，学生能够充分掌握操作过程中各种注意事项，之后再参与到动物实验当中来。这样一来可以使学生在动物实验的过程当中更加得心应手，例如实验当中的重要难点减压神经放电的操作中，学生通过了虚拟操作之后，对交感神经、迷走神经的辨别已经有了一定的水平，在动物实验的操作中才能更加准确地寻找到神经位置，并进行刺激器的程控和手动操作。

2.3 虚拟实验系统在后的复习应用

在实验结束之后，学生需要对学习内容进行复习，以便实现对知识的巩固和加强。在复习当中，虚拟实验系统中的反复演练可以帮助学生对某些掌握得并不充分的操作手法和手术手法加以反复练习，从而达到完全掌握的目的。例如“T”字形气管切口的方法，对于学生来讲是当中的一大难点，多数学生反映在实际操作中无法准确地掌握手术手法，无法对气管切口位置进行判断。其根本原因在于实践操作的缺失，导致手术手法的不熟练[3]。在以往的实验中，实验的实际操作部分只能停留在课堂当中，在课后复习的过程中只有通过教材文字和自我印象进行了解和回忆，这种方式对于学生的成长很难起到作用。而虚拟实验系统的引入可以充分使学生拥有更多的操作机会，通过不断地手术实践，提升其技术能力。

2.4 虚拟系统的网络平台拓展

在未来的实验当中，虚拟将会成为主要的手段之一。虚拟系统的应用不但打破了传统中缺乏实践的困境，同时也为学生提供了更多的实践机会，对于学生专业素养的提升和自我成长有着非常重要的积极作用。同时随着网络的发展，虚拟实验系统将在打破时间限制的同时也打破空间的限制。在未来的发展趋势中，虚拟实验系统可以作为机能的网络化一部分成为网络平台当中的一员，学生可以通过网络平台，根据自身的学习需求，对学习内容和实践操作进行预约、学习和复习。同时在平台当中，学生还可以根据自己的兴趣爱好进行学习内容的选择，例如血液系统实验中的血型鉴定的操作，学生就可以通过网络平台进行实验预约，在模拟实验当中完成相应的内容，收获到具有丰富价值的知识内容。

3 结语

虚拟实验系统是一种依托于计算机网络实现的模拟仿真系统，对于医学院的学习来说，该系统具有得天独厚的优势，既满足了实验器材的需要，又能够对学生的知识提升起到决定性的帮助。此外，在发展过程当中，除了应用层面的改变之外，虚拟实验系统也兼具了计算机网络在实践活动中所具备的时间空间上的延伸，在未来，虚拟实验系统将不再局限于某一个时间段某一个教室中，而是可以根据学生学习的情况进行自主选择，更加具有便利性。

参考文献

[1]王洋，宋芳婷，卢长柱.基于网络及虚拟实验的翻转课堂在机能实验学中的应用[J].中国继续医学教育，2016，（21）：8-9.

[2]童學红，崔茜，董晓敏.虚拟实验系统在机能实验中的应用[J].继续医学教育，2014，（06）：98-100.

[3]贾红梅，王锋，王丽凤.医学虚拟实验系统在机能学中的应用与探索[J].畜牧与饲料科学，2015，（01）：36-37.endprint