基于网络的高等医学院校虚拟实验室的建设初探

Construction of Online Virtual Laboratory in Medical College

Lv Feng； Gao Chunlin； Ma Kaiyang

（Yunnan University of TCM Modern Education Technology Center，Kunming 650500，China）

摘要： 本文从高等医学院校开展虚拟实验教学的必然性出发，在探讨基于网络的虚拟实验室的基本功能的基础上，对高等医学院校建设网络虚拟实验室的重要性和前景进行了分析和探讨。

Abstract： From the necessity of carrying out virtual experiment teaching in medical colleges, based on the discussion of the basic function of online virtual laboratory, the article analyzed and discussed the necessity and prospects of constructing online virtual laboratory in higher medical colleges and universities.

关键词： 虚拟实验 网上实验室 实验共享

Key words： virtual experiment; online lab; experimental sharing

中图分类号：G64文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）14-0279-02

1虚拟实验教学在高等医学院校开展的必然性

实验教学是高等医学院校教学的重要组成部分，构建符合各医学专业人才培养目标的实验教学体系，是促进学生理论联系实际，提高动手能力，实践能力，增强创新意识，培养高素质医学专业化人才的有效途径。进入21世纪，随着计算机网络技术的飞速发展，以网络技术为支撑的远程教育得到了迅猛发展，并取得了十分显著的应用效果，加快了实验教学改革的进程。

这些年，我国很多高等医学院校提出了网上虚拟实验的概念，也就是在计算机网络中，通过任何能够使用的技术，例如仿真与虚拟，图形或图像等，虚拟出一个同传统医学实验室有相近功能的实验教学环境，可以达到学生自由地实验的目的。网上虚拟实验室的建立，一方面能够解决教学中传统医学实验的一些难题和缺点，例如较强的专业性和投入较大的人力、物力以及财力；另一方面由于推行远程医学实验教学的过程中提供了有利条件以及技术方面的支持，在很大程度上确保了医学远程教育的质量。

2网上虚拟实验的主要特点

虚拟实验以网络为基础，是一种具有新颖性的实验类型，即使它不可以替代传统实验，然而，相对于传统实验来讲，其有着灵活性和多样性，同时对于改革和创新实验教学方式以及提高实验教学质量等诸多方面都有着至关重要的作用。就医学实验，网上虚拟实验有以下三个方面的特点：

2.1 开放性网上虚拟实验改变了传统的医学实验教学模式,学生只要通过计算机和网络就可以开展各类网上仿真实验，获得与真实实验一样的体验。同时，学生还可以借助其开展协同试验,交流实验经验,达到互相促进和提高的作用。而教师可以通过网络共享实验教学资源,指导实验开展，从而达到及时反馈教学效果,提高实验教学质量的目的。

2.2 高效性网上虚拟实验室是建立在学校校园网上的，不受场地和实验条件的限制。同时，实验室的各类实验模型、试剂和仪器在网络上是共享的，可实现实验组数无限扩展。因此，学生可以在不同地域、不同终端上同时进行相同科目、内容的虚拟实验，从而拓宽了实验室的空间，增加了实验的有效性，提高了实验效率，解决了因实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因而使一些应该开设的教学实验无法进行的问题。

2.3 安全性医学实验作为一门实践性很强的实验，要求学生要接触各种有毒试剂和人体标本。利用虚拟现实技术进行虚拟实验，可以减少这些物质对学生的直接危害和心里恐惧，使学生在虚拟实验环境中，放心实验，大胆操作，积极开拓思维，掌握更多的实验技巧和能力，为实际实验操作奠定基础。

3网络虚拟实验室的系统结构

3.1 硬件方面网络虚拟实验室采用远程客户端和服务器相结合的(C/S) 模式结构, 实验室由远程客户端、传输数据通道、网络服务器、虚拟实验室主机、虚拟实验室数据库等部分组成。整个系统构架在学校的校园网内，进而连入Internet网络，可以在充分利用各种络资源的基础上，发挥实验室的最大功效。其系统结构图如下所示：

3.2 软件方面目前，可用于网络虚拟实验室建设的支持软件有虚拟现实建模语言VRML（Virtual Reality Modeling Language，简称VRML）、虚拟机软件VMware。

虚拟现实建模语言VRML：是一种在网络上广泛使用的三维形体和交互环境的场景描述语言。它定义了三维应用系统中常用的语言描述标准，如层次转换、光源、几何图形、动画、材质特性、纹理映射等，并具有简单的行为特征描述功能，使信息能够在一个交互的三维空间中表达出来。人们通过 VRML 语言对现实场景进行描述，可以构建三维多媒体虚拟环境，并把计算机多媒体技术融合进来，使构造出的三维虚拟世界具有声音、图像、动画、视频和人机交互功能。

虚拟机软件VMware：VMware公司出品的一款虚拟机软件。利用它可以在一台电脑上模拟出若干台机器, 这些虚拟机如同真实机一样各自拥有自己独立的操作系统和硬件, 利用该软件，再配合虚拟实验室建设所需的Flash技术、数据库技术、ActiveX控件技术，就可以搭建仿真的医学实验环境。

4网络虚拟实验室的主要功能

建设网上虚拟实验室应根据课程特点和需要充分运用现有技术和成果，提高系统的开发效率，并突出以学生自主学习为主，重视交互操作的过程，强调情景创设的效果。具体而言，网上虚拟实验室应达到以下功能和要求：

4.1 自主学习网上虚拟实验室要适应学生自主学习的要求，应能使学生通过教学资源自主地完成课前预习、实验设计、实验模拟仿真、问题交流与探讨等学习活动。实验预习主要了解实验内容、实验方法、实验模型和仪器等内容，为检查学生的预习效果，必须对学生的实验方案设计和预习思考题解答进行必要的评判。

4.2 网络教学网上虚拟实验室应具有辅助教学、交互讨论、协作实验等功能。为实现优秀教学资源的共享，也可以把授课录像整理为视频流文件于网络上，以视频点播的方式让学生观看。

4.3 网上实验操作这部分内容是网络实验教学的核心，包括建立各个实验内容对应的实验模型，试剂、仪器的网络仿真模型，实验器材的模型数据库等。学生根据实验的具体内容选取必要的实验器材，按照实验设计方案进行仿真实验操作，观测实验结果，并在实验过程中记录实验现象或实验数据。

4.4 实验报告评阅实验报告是学生完成实验测试后的分析和总结，是学生实验素质培养的一个重要方面。学生完成实验报告后，通过网络发送给指导教师，类似于传统教学中的环节，教师批改后将批改结果通过网络发还给学生。教师可根据实际情况，在网上进行实验讲评，同时还可根据分析结果对课程教学质量、学生学习效果进行评估，以促进教学质量的提高。

5结束语

总之，网上虚拟实验室的建设是当前高等医学院校培养高素质人才的迫切要求，是进行现代医学创新教育的重要手段，是实现医学教学资源共享与优化配置的重要方式，是高校提高教学效益的有效途径。更重要的是可以完善高等医学院校现有的教学体系，提高院校的教学水平和教学质量，促进学生学习的自主性，培养和提高学生的动手能力和创新能力，其发展和应用的前景，并将为提高我国医学教育质量和医疗水平做出重大贡献。

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