淺論我校計算機模擬實驗室建設

1、淺論我校計算機模擬實驗室建設摘要：隨著計算機時代的到來，計算機模擬實驗室的建立大大增強了醫(yī)學實驗教學效果，提高了學生動手能力，提升了我校實驗教學整體水平和教學質量。因此，加強計算機模擬實驗室建設是十分必要的。關鍵詞：計算機模擬實驗教學開放性從21世紀人才需要來看，要重視學生"知識、能力、素質"的全面培養(yǎng)，尤其要重視學生創(chuàng)造性思維、創(chuàng)新能力和技能的訓練與培養(yǎng)。高校實驗室是進行實驗教學、培養(yǎng)人才的重要基地，尤其是在醫(yī)學類院校，也是學校開展教學、科研、生產(chǎn)實踐三結合的重要場所。實驗室的工作水平是反映一所學校教學水平、科研水平和管理水平的一個重要標志1»幾年來，我校機能學

2、中心實驗室已經(jīng)把計算機模擬實驗系統(tǒng)、規(guī)模地應用到本科實驗教學中，取得了很好的效果。這是我校在新形勢下深化教學改革、優(yōu)化資源配置、體現(xiàn)學科特色、進一步提升實驗教學整體水平和教學質量，為迎接新一輪本科教學水平評估的一項新的舉措。1 .計算機模擬實驗在實驗教學中的重要地位和優(yōu)點掌握一定量的動物實驗方法是醫(yī)學研究的主要手段,也是基礎醫(yī)學機能學實驗課的一個主要目的。計算機模擬實驗是計算機輔助教學的其中重要組成元素，它結合實驗教學內容，有機地將計算機信號采集、分析和圖像處理技術適時地應用到實驗設計和結果顯示等過程中，通過菜單顯示、人機對話、主控機（教師機）和終端（學生機）互動，以及運用多媒體教學軟件，使學

3、生在一種新奇、直觀、仿真的教學氛圍中輕松地進行虛擬有趣的實驗。其優(yōu)勢表現(xiàn)為覆蓋面貪、利用率高、幾乎覆蓋校內所有的本科專業(yè)，融科學性、互動性和趣味性為一體，配置合理、有良好的視聽效果，既可替代驗證性實驗，又可將難度較大的實驗過程和結果客觀地演示出來，加深學生對實驗的理解,有利于他們進一步實踐，提高實驗的成功率，同時對學生完成實驗的效果還能進行客觀的評價。而計算機的模擬實驗技術可以實現(xiàn)動物實驗的模擬效果。實驗者在計算機上對模擬的動物進行手術，可以反復練習，節(jié)省人力、物力、財力,使學生熟練掌握實驗方法。學生通過計算機選擇適當?shù)膶嶒災Ｐ?，保證了模型的穩(wěn)定性、直觀性，同時給定相同的實驗條件，實驗結果完全

4、相同。實驗者個人也可以充分發(fā)揮自己的想象力，在給定的實驗模型上改變實驗條件做出不同的實驗數(shù)據(jù)，完成深層次探討疾病機理的目的。在計算機系統(tǒng)中建立的虛擬實驗環(huán)境使實驗者可以像在真實的環(huán)境中一樣運用各種虛擬實驗器械和設備，對"實驗動物或標本"進行虛擬操作，完成各種預定的實驗項目，起到學習訓練的作用。該系統(tǒng)由于不受試驗動物、試劑的制約，特別適用于開放實驗室。學生在預習、復習或拓展訓練時采用虛擬實驗比實時實驗有更大的優(yōu)越性。模擬實驗在教學方法和手段上開辟了一個新的領域。歸納起來模擬實驗室有以下一些優(yōu)點:(1)節(jié)約機能實驗室費用；(2)提高機能實驗室開放性；(3)拓展機能實驗室實驗項目

5、；(4)突破傳統(tǒng)實驗模式，使得實驗不再受時間、空間、實驗動物、實驗試劑、實驗器材等的限制，使得實驗更加方便；(5)突出實驗的自主性，學生可以根據(jù)自我需求選擇實驗，也可以為學生定制實驗，強調了學生在實驗中的主導地位；(6)是真實實驗的補充,提高學生的學習興趣；(7)充分利用網(wǎng)絡信息資源。2 .我校計算機模擬實驗室的創(chuàng)建2.1 硬件部分：服務器配置：CPUPHI800、內存1G、SCSI硬盤;學生機WindowsXP:CPUPIU800、內存1G;教師機WindowsXP:CPUPIII800,內存1G、Modem硬盤；網(wǎng)絡環(huán)境：100M快速以太網(wǎng)。2.2 軟件部分：使用聯(lián)想集團開發(fā)的傳奇軟件，主

6、要執(zhí)行電子教室功能(教師演示，教師講評，視頻廣播，個別輔導，屏幕查看，多屏查看，等等）這里更多適合在模擬實驗室使用的是它的特殊功能。如：邀請學生，遠程開機，退出學生機，鎖定教師機，等等。還安裝了一雄、些醫(yī)學軟件，如生理學教學軟件，提供幾十個模擬實驗項目，有生理實驗、病生）藥理實驗，等等。學生再仿真實驗項目中，可查看實驗對象、實驗藥品、實驗器材、實驗目的及原理、實驗步驟、實驗視頻、模擬實戰(zhàn)。2.3 模擬實驗室詳情：模擬實驗室是基于計算機仿真技術的網(wǎng)絡化教學應用系統(tǒng)，它分為模擬實驗室學郅艮務端和模擬實驗室管理服務端。它的主要優(yōu)勢在于用戶無需安裝客戶端軟件，只使用InternetExplore瀏覽器

7、就可以使用模擬實驗室。整個系統(tǒng)包括模擬實驗（實驗委、圖片、實驗視頻、處理因素）數(shù)據(jù)庫、仿真環(huán)境界面和網(wǎng)絡硬件平臺等部分組成。模擬實驗室采用瀏覽器/服務器（B/S）一種網(wǎng)絡服務應用系統(tǒng)結構。學生服務端：實驗儀器介紹：在實驗儀器介紹中，學生通過目錄樹結構查看實驗相關器材，了解實驗器材用途W(wǎng)使用說明。基本手術操作：在實驗手術操作中，學生通過目錄樹結構觀看手術操作過程，了解手術操作要領，一方面通過實驗手術操作視頻體現(xiàn)手術操作，另一方面通過實驗操作視頻體現(xiàn)手術操作注意事項。模擬實驗：仿真實驗室系統(tǒng)提供幾十個仿真實驗項目，有生理實驗、病生病理實驗、藥理實驗，等等。學生在仿真實驗項目中，可查看實驗對象、實驗

8、藥品、實驗器材、實驗目的原理、實驗步驟、實驗視頻、仿真實戰(zhàn)。2.4 模擬實戰(zhàn)操作：實驗項目模擬實戰(zhàn)操作可在計算機環(huán)境中練習實驗儀器組裝、模擬手術過程、模擬作用因素、模擬生物信號實驗結果。通過模擬實戰(zhàn)操作，提高學生寸實驗的熟練程度和實驗成功率，提高學生的實驗興趣。管理服務端：為了提高教學質量，改進考試方法，利用計算機強大的癱處理功能，由計算機逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工出卷，規(guī)范出卷程序，使出卷工作更科學化，不僅提高了工作效率,而且可杜絕傳統(tǒng)手工出卷存在的以下弊端。該系統(tǒng)由教師根據(jù)教學資料錄入試題，并對其按章、按題型進行分類，待需要考試時,設定一定的條件，系統(tǒng)就自動從題庫中選取試題并生成試卷。該系統(tǒng)成卷模

9、式分為"自動成卷"（由系統(tǒng)根據(jù)條件隨機選題）和"手工組卷"（教師自己選擇題目）兩種,成卷后為Word格式文檔。3 .加強我校計算機模擬實驗室開放性建立開放性的實驗室是培養(yǎng)學生實際操作能力、探索和完善理論知識的需要,是學生自創(chuàng)能力提高和增強自信心不可或缺的場所，更是提高和培養(yǎng)學生科研水平的重要基地。實驗室不能為他們開放，對高校大學生是一項培養(yǎng)引導的失誤，更阻礙了學生掌握理論以外的實際操作能力的提高2L我校計算機模擬實驗室由于種種原因，目前一直處于僅服務于教學，沒有對學生開放，學生進入實驗室只局限于上課時間，其他時間沒有機會進入實驗室進行自學，失去培養(yǎng)自己獨

10、立實踐能力的機會。全天候開放虛擬實驗室。學生可以隨時進入模擬實驗實自己動手組織實驗，自己設計實驗方案，動手完成實驗，整理和總結實驗數(shù)據(jù)，提交實驗報告，培養(yǎng)學生的分析能力和創(chuàng)新能力，逐步向以"學生為中心"的自主個性發(fā)展模式轉變。計算機模擬實驗室不僅要對內開放，而且應該對社會開放，對廣大科研人員開放。4模擬實驗室建設上存在的一些問題在醫(yī)學類院校開設計算機模擬實驗課，結合學生實驗情況來看，確實對學生在實際動手能力上面是很大的提高，尤其是在一些比較復雜的機能學實驗。如蟾除心輸出量的影響因素實驗中，主動脈和后腔靜脈比較難找，尤其是后腔動脈插管難度很大，但是通過模擬實驗后，學生就對這塊

11、內容了然于胸，大大提高實驗的成功率；實驗成功也使學生對書本理論知識有更進一步掌握。但是現(xiàn)在模擬實驗室建設也還存在一些不足之處，一般是一次開展兩個或兩個以上實驗，先在模擬實驗室上，然后在實驗課中讓學生親自動手實驗。這樣一來，如果模擬實驗課和實驗課相差時間很長，學生就容易忘記一些比較難的實驗操作技術。因此在安排實驗課的時候要盡量考慮到模擬實驗課與實際動手的實驗課之間相隔時間不宜太長。提高模擬實驗室的利用率。開學的前四周，模擬課安排的匕限多而且比較集中。目前生理學模擬實驗模塊用得較多,病理生理學和藥理學模塊還沒真正使用起來。因此,要盡可能地提高模擬實驗室的利用率，減少資源閑置。全天候開放模擬實驗室，

12、學生可以隨時進入模擬實驗室自己動手組織實驗，自己設計實驗方案，動手完成實驗4J,為學生創(chuàng)造寬松的自主學習環(huán)境，擴大開放范圍、開放時間、開放內容和開放覆蓋面，使學生在實驗活動中由被動變主動，由"要我做實驗"變?yōu)?quot;我要做實驗"315.結語我校計算機模擬實驗室的建立，可以很好地解決硬件設備跟不上實驗的要求、學生實驗時間不夠用等問題，對于提高學生的動手能力、分析問題和解決實際問題的能力具有非常重要的意義。但在具體應用中還要注意處理好"模擬試驗"和"實物實驗”的關系，不能一味地強調模擬實驗，要"虛實結合"，既相互補充又各有側重。這樣才能取得很好的實驗教學效果。同時，在模擬實驗中要注意培養(yǎng)學生嚴謹?shù)摹⒁唤z不茍的科學實驗作風。我校計算機模擬實驗室是在充分吸收目前國內醫(yī)學院校同類實驗室建設經(jīng)驗的基礎上建立起來的，實驗室基礎設施良好，設備先進、功能齊備、性能亦較為優(yōu)越。實驗室剛投入使用即引起同學們的極大興趣。計算機模擬實驗室作為中央與地方共建高?；A課實驗室和安徽省高校基礎實驗室示范中心建設項目得到國家和地方教育行政部門的重點資助并始終得到各級領導和學校各部門的關注和大力支持。模擬實驗室的使用凸現(xiàn)我校整體實驗教學水平進一步提升并完全能與國內先進高校同類實驗室接軌。參考文獻：1劉平輝,郭福生，