浅谈生理学虚拟实验和传统实验的合理搭配 本文关键词：实验，生理学，浅谈，搭配，传统
浅谈生理学虚拟实验和传统实验的合理搭配 本文简介：摘要：生理学虚拟实验和传统实验是两种不同的实验形式,虚拟实验是借助网络平台制作的实验软件开展的实验,传统实验是学生借助实验室内实验仪器、药品试剂等进行实际操作的实验。两种实验形式各有优势,也有弊端。将两者合理搭配,能提高实验成功率与学生学习效率。 关键词：生理学;虚拟实验;传统实验; 1生理学及
浅谈生理学虚拟实验和传统实验的合理搭配 本文内容：
摘 要：生理学虚拟实验和传统实验是两种不同的实验形式, 虚拟实验是借助网络平台制作的实验软件开展的实验, 传统实验是学生借助实验室内实验仪器、药品试剂等进行实际操作的实验。两种实验形式各有优势, 也有弊端。将两者合理搭配, 能提高实验成功率与学生学习效率。
关键词：生理学; 虚拟实验; 传统实验;
1 生理学及生理学实验
生理学是研究正常机体功能活动规律的科学, 是理论性较强的医学基础课, 其知识抽象难懂。生理学也是一门实验性科学, 其理论知识多来自对实验现象的观察、分析和总结。生理学实验是在人为控制的条件下, 对实验对象的生命现象及其影响因素进行观察、记录, 并对实验结果进行分析, 推理出生命现象发生、发展的原因和机制。生理学实验是获得现代生理学知识的重要途径, 是在理论基础上进一步学习和验证理论的过程。因此, 生理学实验课是生理学教学中不可缺少的重要环节。
2 生理学虚拟实验
虚拟实验在虚拟实验室内进行, 虚拟实验室由网络平台、服务器、客户端、虚拟实验软件等组成。
生理学虚拟实验有29个实验项目, 囊括了所有生理学传统实验项目, 包括多种图片和专业的影像资料, 如实验录像等。实验录像是医学院校教师为教学而录制的视频。实验项目以动物实验为主, 也有人体实验。实验录像具有图像清晰、讲解细致、实验过程完整、实验结果理想等特点。通过观看录像, 学生可快速了解实验步骤, 了解动物的捉拿、麻醉以及手术等重要环节, 在此基础上让学生进行模拟实验, 即虚拟情景下的实验, 检测实验数据, 了解各种因素对动物或人体生理机能的影响, 如氮气、增大无效腔、剪断迷走神经等对家兔呼吸的影响。
虚拟实验的优势在于实验过程完整、图像清晰, 具有重复操作性, 能方便教师教学和学生学习, 弥补传统实验复杂与不可重复的不足, 有效提高实验效率。
通过生理学虚拟实验, 提高学生对机能学的感性认识。学生可借助校园网服务器针对实验进行课前预习和课后复习, 不受实验场地和课时限制。虚拟实验虽有诸多优点, 但不可完全替代传统实验。
3 生理学传统实验
生理学传统实验是一种验证理论的实验类型, 实验的四要素为实验对象、设备、信息和试剂。根据实验对象不同, 可将生理学实验分为人体实验和动物实验两大类。人体实验的对象是人 (学生) , 实验项目如心音听取、血压测量、心电图描记等。动物实验对象主要是家兔、蟾蜍或蛙, 实验项目如坐骨神经腓肠肌标本制备、反射弧分析、呼吸运动调节等。传统实验的特点为在实验室内进行, 学生参与具体的实验;优势是学生人人参与, 亲身体验, 可加深记忆, 提高动手、动脑能力与分析及解决问题能力。
3.1 人体实验
人体实验是研究和阐述人体功能活动规律的实验。可通过人体实验获得有关生理学知识, 但由于实验会对人体造成不同程度的损伤, 因此人体实验是有限的。一般在不损害人体健康的前提下才能进行人体实验, 如血型测定、心电图描记、体温测量等。近年来, 随着科学技术的快速发展, 越来越多的无损检验技术被直接用于人体研究。
3.2 动物实验
生理学实验以动物为主要实验对象, 学生可通过观察动物生命活动, 分析其规律机制以及影响因素, 学习和验证生理学知识。实验动物主要是家兔、蟾蜍、蛙、狗等。以坐骨神经腓肠肌标本制备为例, 了解动物实验过程。教师讲解实验目的、实验原理, 介绍实验材料, 如蛙或蟾蜍、蛙类手术器械、培养皿、滴管、丝线、纱布、锌铜弓、任氏液等。教师按以下步骤示教: (1) 破坏脑和脊髓; (2) 剪去躯干上部及内脏; (3) 去皮; (4) 分离两腿; (5) 游离坐骨神经; (6) 分离腓肠肌。之后学生分组实验。实验时间一定, 若要按时完成实验, 学生须齐心协力、分工合作。动物实验属于损伤性实验, 实验过程较复杂, 加之学生手法不熟练, 存在胆怯心理, 所以实验效果不甚理想。
4 虚拟实验和传统实验的合理搭配
4.1 虚拟实验—传统实验模式
即开展传统实验前先进行虚拟实验。经过多次尝试发现, 这种模式特别适用于动物实验。如呼吸运动调节 (家兔) 虚拟实验, 让学生依次观看实验录像、模拟实验以及检测实验数据等。完整清晰的实验录像能给学生留下深刻的印象。通过观看录像, 学生可快速了解实验步骤, 了解家兔的捉拿、麻醉、手术等重要环节, 在此基础上让学生进行模拟实验, 即虚拟情景下的实验, 检测实验数据, 了解各种因素对动物或人体生理机能的影响, 如二氧化碳、氮气、增大无效腔、剪断迷走神经等对家兔呼吸的影响。
在虚拟实验基础上进行生理学传统实验, 仍以呼吸运动调节 (家兔) 实验为例。学生在实验室分组进行, 动物的捉拿、麻醉看似简单, 做起来却很难, 特别是麻醉, 兔耳缘静脉虽表浅, 但较细, 不易穿刺, 针头不易固定, 往往兔子会因受刺激不断跳动, 这是最费时费力的环节。如果没有前面虚拟实验的视频学习和演练, 这个环节将耗去学生大半时间 (即使有教师示教) , 导致后续实验项目无法按时完成。从2015年将虚拟实验与传统实验合理搭配后, 动物实验效果较以前好很多, 节省了实验时间, 提高了实验成功率。
4.2 传统实验—虚拟实验模式
即先传统实验后虚拟实验, 这适用于大部分的人体实验, 如心音听取实验。学生在实验室分组进行, 实验器材为听诊器, 实验对象是人。实验前教师详细讲解实验目的、实验原理、实验步骤、听诊器用法, 给学生示教。学生用心听教师讲解, 仔细观察二尖瓣、三尖瓣、主动脉瓣、肺动脉瓣等瓣膜听诊区的听诊部位, 并逐个查找听诊。在此基础上进行虚拟实验, 虚拟实验涉及正常心音和异常心音, 学生可将虚拟实验中的正常心音和自己听到的正常心音进行比较, 也可反复听虚拟实验中的异常心音, 从而提高对正常心音的认识, 达到实验目的。关于心音听取实验, 如果没有虚拟实验的异常心音来衬托和补充, 学生若只能听到正常心音, 将不利于该实验项目的开展。
5 结语
传统实验为学生在实验室内分组进行, 学生参与具体的实验过程, 其优点是学生人人参与, 亲身体验, 可加深记忆, 提高动手、动脑能力与分析及解决问题能力;不足之处为实验过程长, 步骤复杂, 不可重复。
虚拟实验的优势是实验过程完整清晰, 可重复操作, 既可用于实验预习, 也可用于复习, 方便教师教学和学生学习, 弥补传统实验复杂和不可重复的不足。但虚拟实验又不可完全替代传统实验。虚拟实验的缺陷是以观看实验录像为主, 学生缺少亲身体验和动手动脑, 不利于各方面能力的培养。将虚拟实验和传统实验合理搭配, 能丰富实验内容, 使实验课更生动有趣, 提高实验效率。
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