中国实验方剂学杂志
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浅谈计算机虚拟技术在实验方剂学设置和教学中

方剂学是中医学中的一门重要课程,是联系中医基础理论与临床各科的桥梁,该学科具有很强的实践性。实验教学是方剂学教学活动中的重要教学环节,通过实验教学可使学生了解方剂学实验研究的方法与思路,培养学生的动手能力和解决问题的能力。实验方剂学是山东中医药大学实验中心独立设置的一门综合性、设计性的实验课程,是将传统的方剂学与生理学、药理学有机融合而形成的一门新的综合性、设计性实验课程。在课程实施的过程中,学生可以自行设计实施创新性项目,可使其创新意识与实际操作能力得到很好的提升。但由于客观条件的限制,实验方剂学在课程设置及其他方面还存在着一些亟待解决的问题。

1 本校方剂学实验教学遇到的问题

1.1 实验课时设置有限,可实施的设计性实验项目较少由于受到实验方剂学课时设置的限制,方剂学的实验思路与方法难以系统而全面地通过实验教学的方式展现在学生面前。加之验证性实验在课时分配上占据一定的比例,难免会压缩或减少设计性实验项目的时间,从而真正分配给设计性实验项目的课时较少。因此,学生在较短的课堂教学时间内,通过实施少数几个设计性项目,掌握到的方剂学实验理论知识和实验操作技能难免不够系统。

1.2 实验教学辅助资源,使学生无法直观预习实验项目学生在正常实验教学之前只能通过实验指导了解实验项目的有关内容,对实验过程及各个关键环节没有直观的了解和印象。若实验项目操作简单,则难以激发学生的积极性和提高其实验操作技术水平;若实验项目步骤过于繁杂,学生对试验过程的关键技术又难以熟练掌握,实验成功率偏低,难以观测到试验应有的结果。此外,学生操作不熟练,容易造成贵重仪器故障或损毁。

1.3 实验教学的考核缺乏对实际操作能力的评估目前的实验教学考核多沿袭以前的方法,即实验课后提交实验报告或针对实验课程内容及实验操作技术等问题进行笔试考核。这种考核方法无法系统地测试学生对实验流程的掌握程度和实际操作能力的熟练成度,也难以真正地对学生的实验能力和素质进行评估。我校实验方剂学在考核评估方面也大胆地进行了改革与创新,针对每位学生,将实验操作技能纳入考试范畴,学生动手能力因此得到普遍提高,收到了很好的教学效果。但目前实验操作技能的考试仍处于操作难度较小、操作时间可控、实验耗材低廉的阶段,实验考核的标准还在进一步摸索和完善中。

1.4 实验指导教材更新较慢,难以避免设计性实验项目出现重复由于受到《实验方剂学》指导教材更新频率的限制,历届学生所设计的设计性实验项目或创新性实验项目难以逐一收录到教材中。低年级学生难以了解高年级学生已完成的设计性实验的思路、内容、方法、结果以及指导教师对这些实验项目的点评和总结,难免造成部分设计性实验项目不断地被重复设计,出现对已有设计性实验进行验证的尴尬,不利于课程项目的创新和发展。因此,就需要整理历年来学生的设计性实验项目,及时通过教学课件传达给学生,避免出现上述问题。

2 计算机虚拟技术在高校实践教学中的应用现状

虚拟现实技术(virual real ity),是一门涉及众多新兴学科的实用技术,它是以计算机为中心,充分利用先进的信息技术、网络技术、多媒体技术、人工智能技术等,通过对信息的获取、传递与加工处理,逼真地模拟某种环境,产生出一个虚拟世界的人机交互系统,实现预定目标的一种操作方法和技能[1]。林利等[2]利用虚拟现实技术构建三尖瓣下移畸形病例,在构建病例的过程中,把有关三尖瓣下移畸形疾病的全部知识点设置在医生为患者诊断和治疗的虚拟环境里进行学习、研究和探讨,为现阶段的医学临床实践教学提供了有益的帮助与启示。谢晖等[3]采用三维建模及虚拟现实建模语言等技术建立医学三维环境模型,同时采用Lab View虚拟仪器开发软件技术,开发医学虚拟实验仪器,建立虚拟医学实验室,为虚拟实验教学提供了可靠的技术平台。虚拟技术在现代医学教育中的应用已经十分普遍,它不仅改变了传统的医学教育模式,促进了医学教育的革新,还进一步提高了医学生的临床思维能力和实践创新能力,为培养出高素质的医学人才提供了平台[4]。

3 方剂学虚拟实验教学系统研发的背景、思路与意义

在高等院校进行实验教学改革的大潮中,2005年我校做出重大改革决策,成立了教学实验中心[5]。2009年10月,我校教学实验中心顺利通过了国家级实验教学示范中心评审,荣获“国家级实验教学示范中心”称号,成为国家重点扶持和推广的500家实验教学单位之一。为进一步深化实验教学改革,增强国家级实验教学示范中心的示范辐射能力和带动作用,展现我校实验教学和管理工作的风采,我们以方剂学虚拟实验系统研发为起点,将其推广和应用到整个中医综合实验室的所有课程项目中,逐步构建中医综合“诊、疗、养、康”的虚拟实验系统,逐步建设和完善具有中医药特色的虚拟实验系统。