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关键词：急性毒性实验；虚拟现实；实验教学 中图分类号：G642.423；R99；G434 文献标识码：B 文章编号：1008―2409(2007)05―1077―02
急性毒性实验是毒理学实验的重要内容之一。该实验的开展有利于学生掌握急性毒性实验的原理和方法、实验操作技能，培养医学科学研究精神，提高学习医学的兴趣，促进学生进一步学习药理学其他知识、科研技能和学习方法等，为学生今后工作的顺利开展奠定坚实的基础。急性毒性实验的内容丰富、要求严格、时间较短，而且该实验主要是通过逻辑推理、判断和实验来揭示药物与机体间的相互作用及其规律，这就要求学生具有一定的抽象思维能力。学生在学习过程中，往往感到难以理解，甚至产生厌学情绪。在教学时，如果可以把抽象的、难以理解的机制生动化、直观化、具体化，必将促进学生的理解和记忆，激发学生的学习兴趣，最终提高教学效果。为此，设计出内容丰富、能提高学生学习兴趣，达到学习与娱乐于一体的教学辅助工具，必将丰富药理学实验内容并为进行有效的教学改革增添新的生机和活力。
1 虚拟急性毒性实验的构建
虚拟急性毒性实验系统的设计遵循开放性、交互性、安全性、易于维护等原则。虚拟急性毒性虚拟实验是基于计算机仿真技术的网络化实验教学系统的内容之一。包括以计算机仿真技术为核心的生物仿真引擎、处理因素数据库、虚拟环境界面和网络化硬件平台等部分。构建一个完整的虚拟实验模型，是开发虚拟实验系统的重要环节。其主要包括以下几个方面。
1.1 系统界面设计
在虚拟实验系统中，实验项目通过系统用户界面显示。实验者通过浏览用户界面，与虚拟实验系统进行交互式人机对话，完成实验各个环节。因此，设计一个操作方便、功能完善、结构友好的用户界面，不但能使实验者融入到解决实际问题的情景中，又能体会到发现问题和解决问题的乐趣。
1.2 实验过程仿真
虚拟实验系统根据实验者的具体情况，显示实验目的与要求、实验原理、背景与环境资料等信息，设置实验内容，仿真实验场景和实验对象(如小白鼠)。通过自然人工场景技术，可使实验者有身临其境的感受。在虚拟实验过程的模拟仿真阶段，实验者通过观察实验现象、分析实验结果、处理实验数据，感受整个实验过程，并根据反馈的信息及时调整实验方案，解决实验问题，验证实验者的假设和实施方案。
1.3 实验结果分析
通过虚拟实验，实验者可以分析实验进程，总结自己对实验的感受，判断自己对理论的掌握和分析解决问题能力的提高。同时，把虚拟实验情景与真实实验环境相比较，使实验者可以把在虚拟情景中掌握的解决问题的方法运用于实际环境之中。
2 虚拟急性毒性实验教学的优势
实验教学的目的是让学生在掌握有关知识和技能的同时，锻炼培养创新意识和能力。在巩固知识的基础上，重点进行知识和技术的应用与创新。急性毒性实验要进行预试实验，观测时间长达1～2周、动物用量多，造成传统实验教学实验环境与实际情况有相当程度脱节。而且实验课题的选择、实验步骤的制定、仪器设备、预试实验的准备等，一般均由实验教师来做。实验前，教师还要详细讲解实验内容，操作演示实验过程．然后学生在约3个学时的时间内按实验步骤进行实验，教学效果往往欠佳。与传统实验教学相比，虚拟急性毒性实验教学具有以下优势。
2.1 更利于培养学习兴趣与能力
由于虚拟急性毒性实验教学利用多媒体技术来模拟真实实验环境，使得整个实验过程具有游戏的特点，将群体式学习、协作式学习、竞赛式学习的模式灵活应用，可以激发学生浓厚的学习兴趣。其次，在虚拟实验中，学生可以很方便地通过改变实验参数分析不同的实验结果，这有利于培养学生的科学意识和创新精神。再次，学生可以从预试实验开始到正式实验，完整地完成整个急性毒性实验，有比传统实验教学更为真实的体验。
2.2 节约实验资源
在传统实验教学中，往往会因实验设备、实验场地、教学经费、新技术发展等诸多原因，使一些教学实验难以进行，或者实验环境与实际情况脱节。虚拟急性毒性实验环境的硬件是以通用微机为基础的，无需传统实验所需的各种元器件，可以进行各种各样的实验，这就可以极大节约实验资源以及时间资源。
2.3 实验教学手段多样化
教师可以采取灵活的教学方法，实行个性化教学。同时在整个教学过程中，教师成为学生学习的指导者、合作伙伴、设计者。通过网络虚拟实验教学，学生可以灵活控制学习时间，不受实验室关闭和开放的影响。
3 用户对虚拟急性毒性实验的评价
为了了解学生对该软件的真实评价以及使用该软件的教学效果，对我院50名药学生进行了问卷调查，其调查项目见表1。我院师生使用该软件后认为：选题恰当，能满足教学需要；注意启发，促进思维，培养能力；内容正确，符合逻辑，层次清楚；模拟仿真合情合理，准确真实；场景设置、素材选取、操作示范符合有关规定；图像、声音、文字设计合理；画面清晰，色彩真实，文字醒目；声音清楚，音量适当，声像同步；具有较好的交互性，即交互设计，页面跳转以及人机应答合理方便。创意新颖，构思巧妙，节奏合理；媒体选用恰当．画面悦目，声音悦耳；有较强的表现力和感染力；容错能力强，界面友好。
虚拟软件作为一种先进的教学手段，在教学内容的呈现形式、教师的教学方式、学生的学习方法等方面发挥了虚拟技术的优势。将急性毒性实验虚拟软件融知识性和娱乐性于一体，有利于医学生在轻松的环境中有效地掌握原先难以理解的知识和技能，避免了药理知识在学生心目中杂乱无章的印象。在实验前让学生进行模拟实验操作，不仅可以初步掌握实验的知识和技能，为正式实验奠定基础，而且可以提高学生的学习兴趣；在课余时间对学生开放实验室，有利于适应自主学习要求，激发学生学习动机，利于知识的探究和建构，缓解现实设备的不足等问题，可有效提高教学质量。
