摘 要：医学形态学实验课程是培养高校医学生优秀科研素质和综合实践能力的重要途径。为解决传统形态学实验课形式单一、教学效率低下的问题，本项目利用虚拟仿真实验技术，坚持“以实为本、虚实结合”的原则，开展基于团队合作的新型实验教学，激发学生自主学习和积极创新的潜能，从而真正提升实验教学效果。同时，在实践过程中，提出虚拟仿真实验平台应用的局限性和改进之处，为形态学实验课程改革提供重要参考和依据。
关键词：虚拟仿真 医学形态学 教学改革
一、前言
众所周知，医学形态学实验教学是基础医学教育的重要环节，是培养学生科研能力、创新意识与科学思维方法的有效途径[1]。但受实验教学条件的限制，传统的形态学实验教学方式主要为组织切片观察，内容较为单一，难以激发学生上实验课的积极性和主动性。因此，在当前教育部“互联网+”战略全面实施的新时代背景下，虚拟仿真实验平台的探索和应用已成为现代高等医学教育教学改革研究的重要内容。
虚拟仿真实验平台是一种基于计算机模拟运算的综合集成技术[2]，利用虚拟现实手段模拟仿真实验环境，使学生在近似真实环境中运用已掌握的专业知识进行各类体验和训练[3]。在这个虚拟实验过程中，教师可利用虚拟仿真实验开放性、交互性及共享性的特点，构建以学生自主学习为中心的教学体系，通过将虚拟仿真实验项目与线下实验有机结合，提高学生的自主学习能力和科研创新思维，从而真正提高形态学实验教学效果。故本项目开展虚拟仿真实验教学，通过线上和线下教学的有机结合，为医学形态学实验课改革提供重要参考。
二、医学形态学虚拟仿真实验教学平台建设的必要性
（一）打破传统实验时间、空间、人数上的局限，促使新的学习及教学模式的形成
一方面，虚拟实验平台可摆脱传统的贵重设备和昂贵耗损费用的限制，很大程度上解决当前师资和实训资源不足等问题；另一方面，该平台的建设体现了以“学生为主、教师为辅”的教学理念，真正实现了“做中学，做中教”，加快促进了教学模式的改变[4]。
（二）丰富教学内容，扩展实验教学时空
虚拟计算机技术通过创造出一个真实、形象、生动的实验操作环境，不仅突破了现实实验教学中的重点及难点[5]，还很好地改善了以往受限于实验设备而导致学生无法亲自动手操作或仅有少部分学生能够参与实验的问题，提高了学生课堂的活跃度和参与感。
（三）减轻学生负担，提高教学质量
虚拟仿真平台实验教学实现了紧张医疗环境下的自主实验，减轻了学生的心理负担，使枯燥的教学变得生动，极大地提高了学生学习的兴趣和信心。同时，教师在授课过程中也不需要反复对相同的内容进行重复示教，可将更多的时间用于指导学生，通过“理论指导+虚拟实验平台实验教学”，双管齐下，可使学生更好地掌握课程内容的重难点，从而达到教学效率、教学质量的双提高[6]。
（四）节约实验资源，减少环境污染
在形态学实验中，尤其在解剖学实验中，人体标本资源较为稀缺，且消耗量大、重复使用率低，该问题一直困扰着老师和学生。此外，某些动物标本或者实验器械可能存在着环境污染和病原体感染的风险，需要通过专门途径回收或焚烧、掩埋处理[5]；而虚拟仿真平台正以其“清洁、高效、长期使用”的优势完美地避免了以上问题。
三、虚拟仿真实验教学平台在医学形态学中的实践
我校在虚拟仿真实验环境建设方面起步较晚，但为有效应对提高学生自主学习和创新发展的问题，我校引入了“医学魔课MOEC”平台的医学虚拟仿真教学软件，目前我校一共16名教师使用了该平台，参与学生人数达到1313人。该平台包括24门学科类别，覆盖学科范围广，正初步应用于我校医学专业的实验学习中，如机能学、形态学、免疫学等。本实验重点讲述“形态学虚拟仿真实验平台的应用”，根据学生的测试成绩和调查问卷结果，多方面对比分析虚拟仿真实验平台的优劣势，从而提出改进措施，促进医学形态学的教学改革。
（一）我校虚拟仿真实验平台的应用
选取本校本科新生班同年级同一录取方式且入学平均成绩相近的护理学的两个班级，分别设置为对照班和实验班，保证两个班级教材、授课内容、进度、学时及任课老师均一致。
对照班：采用传统实验教学模式，即“实验课切片观察-实验试卷考核”。
实验班：在对照班级的基础上融入线上虚拟仿真实验教学，虚拟实验平台上建有形态学等多个实验，如大鼠手术操作实验、大鼠心肌缺血组织HE染色、人体组织切片制作等实验操作等。学生可事先进行虚拟仿真实验，在线上学习实验目的、实验原理、实验视频及实验注意事项，清楚原理后，进行虚拟仿真实验操作，实验结束后，平台会根据操作步骤进行打分并提醒某些错误事项。以“鼠手术基本操作虚拟实验”为例，学生通过提前在虚拟仿真实验平台学习鼠手术的基本操作，在培养其自主学习能力的同时也使其熟悉了整个实验操作。之后增设动物解剖实验，学生通过分组合作学习，亲自动手麻醉沙鼠、解剖沙鼠，并对解剖下的胃、肾、肺等不同系统的器官进行细致的观察和比较。通过在与大体老师尸体标本的比较学习过程中，促进学生整合能力的提高和专业解剖知识的深化理解。
（二）结果对比分析
通过对两个班的期末考核成绩综合分析（表1），并采用SPSS软件对数据进行独立样本t检验处理，发现实验班期末成绩总体高于对照班成绩，差异具有统计学意义（P=0.01<0.05）。考试结束后，又对实验班发放50份虚拟仿真实验平台的应用调查问卷（表2），全部回收。问卷结果显示，几乎全体学生都对虚拟仿真实验的应用给予了高度肯定的评价。此外，在交流心得的过程中，大部分学生表示，与传统实验授课相比，新的实验教学模式可以积极调动其学习兴趣和求知欲望，从而加深了知识的理解和内化。
表1 实验班和对照班期末成绩比较（x±s)
表2 虚拟仿真实验平台的应用调查问卷结果n/（%）
四、医学虚拟仿真实验平台建设的不足和改进之处
（一）不足之处
虚拟仿真实验平台虽然在辅助实验操作教学上颇有成效，但在实践过程中仍存在着一些问题：（1）过多的以虚拟替代现实的操作将会造成学生避实就虚、眼高手低等弊端。（2）教师队伍的建设仍待加强，实验专职人员信息技能的培训有待提高，故增加青年教师技能培训机会是改革医学实验教学建设的关键。（3）实体实验与虚拟仿真实验尚未深度融合：虚拟实验受到线上平台如实验素材缺乏、视频质量欠佳、虚拟实验操作不可控性等问题的制约；一些高端、精细的实验设计模块较为局限。这些导致学生容易存在知识盲点，从而不利于高层次精密型医学人才的培养。
（二）改进之处
(1）遵循“以实为主”“虚实结合”“相互补充”的原则，完善运行制度、优化实验体系，从而实现资源的整合与共享[7]。（2）对实验技术人员实行量化考核，充分调动实验室人员的工作积极性和主动性，建设一支理论知识丰富、专业实践能力过硬的虚拟仿真实验教学团队[8]，加快实验教学信息化进程。（3）建立课前、课后一体化学习体系，教师可根据学生的完成程度进行打分，从而积极调动学生的参与度。
五、总结
综上所述，尽管虚拟仿真实验平台在实际操作和应用中还存在一些不足和有待完善之处，但不可否认其对于辅助医学形态学实验教学的重大意义。虚拟仿真实验平台在形态学等实验教学中的应用将有效推动实验内容和方法的改革，寓教于学、寓学于练、寓练于做，为医学生实践操作创造了更多的机会，为传统的形态学实验教学注入新的活力，从而培养具有优秀科研素质和积极创新能力的新时代医学人才。
参考文献
[1]杨莹.互联网视域下电子信息类专业应用创新型人才培养模式研究与实践[J].科技展望，2016,26(6):341.
[2]羊牧，姜玉峰，胡晓松，等.基于虚拟仿真实验教学系统的医学形态学实验自主学习平台的构建与应用[J].科技创新导报，2018(28).
[3]廖洁丹，娄华，冼琼珍，等.构建虚拟仿真实验教学中心促进实践教学创新人才培养[J].教育教学论坛，2017(35):276-278.
[4]陈波，徐燕菊.护理技能虚拟仿真实训教学中心的建设与思考[J].广东职业技术教育与研究，2020,61(1):32-34.
[5]胡晓松，潘克俭，张晓，等.依托虚拟仿真实验教学平台促进医学生实践创新能力[J].中国现代教育装备，2015(1):6-8.
[6]谌新兴，龚兴牡，石慧娟，等．医学虚拟实验平台在实验教学中的应用[J]．卫生职业教育，2016,4(2):45-46.
[7]韩浩贤，刘运德，赵珊，等.医学类虚拟仿真实验教学中心建设的SWOT分析[J].中国高等医学教育，2018,263(11):24-25.
[8]王晨，高庆岭，李静，等.应用虚拟仿真开展护理综合性实验项目[J].中国实用护理杂志，2014,30(8):77-78.