摘要：文章从虚拟仿真实验的设计理念、实验内容、教学方式及评价方式等方面入手，详细阐述了“地塞米松对大鼠组织肿胀的抗炎作用”的建设思路和教学过程。借助“线上与线下”“虚拟与实际操作”相结合的教学模式，通过虚拟仿真实验实现了理论与实践教学的密切联合，提高了教学效率和质量，锻炼了学生的实践和创新能力。药理学是一门实验性科学，是药理教学的重要环节。在各个教学环节中，药理实验教学都极为重要并有其独特之处。明确实验课的作用是改革实验教学的基础，而提高实验教学质量是改革的目的。实验课的基本任务在于培养学生的实际工作能力，应将其贯穿于全部实验教学环节。文章针对实验内容贯彻“少而精”原则，带教方法从“抓两头带中间”和加强实验考核等方面展开了初步探索。

　　关键词：虚拟仿真实验；药理学；教学

　　药理学是研究药物与机体相互作用及其作用规律的学科，其实验教学对于医药学人才培养有着至关重要的意义。然而，传统药理学实验教学存在诸多限制，如实验安全性较低、实验伦理学争议、实验成本较高、可重复性较低等。这些问题不仅限制了药理学实验教学的开展，还影响了对学生实践能力和创新能力的培养。因此，探索并形成一种低成本、高效率、安全可靠的药理学实验教学方法尤为重要。

　　虚拟仿真实验是融合计算机、虚拟现实以及增强现实等多种技术手段的一种模拟实验方式，旨在模拟真实的实验环境和实验过程[1]。通过在计算机系统中搭建虚拟实验场景，让学生仿佛置身真实的实验室，然后通过操作软件来执行实验操作，观察记录实验现象并收集相关实验数据[2]。近年来，虚拟仿真实验凭借其独特优势，如安全性高、成本低、可重复性强等，已成为药理学实验教学的重要工具[3-4]。

　　为培养学生的实践能力和创新能力，新疆第二医学院（以下简称“我校”）药理学实验室紧紧围绕以学生为中心的教学理念，拓宽教学内容，增加教学方法，开发交互式药理学实验的虚拟仿真实验，以深化教学改革。文章以“地塞米松对大鼠组织肿胀的抗炎作用”虚拟仿真实验为例，对基于交互式药理学实验的虚拟仿真实验的开发展开详细介绍。

　　1虚拟仿真实验的设计

　　本实验采用“讲练结合、虚实互补”的设计思路，将学生所学的理论知识与实践操作紧密结合。严格遵循学生的认知规律，规划出一条从理论迈向实践的循序渐进之路，以确保每一步都走得稳健而扎实。配合编纂的实验指导用书对各个实验模块的基本原理进行剖析，详尽阐述操作要点，引导学生掌握实验技巧，逐步构建科学的知识体系。本实验始终坚持“以学生为中心”的教育理念，充分尊重并遵循学生的认知规律，使其能够在探索与实践中实现教学目标。

　　1.1目的与意义

　　基于交互式药理学实验的虚拟仿真实验的开发旨在构建一种低成本、高效率、安全可靠的实验教学方法。通过虚拟仿真技术，学生可以模拟真实的实验环境和实验过程以开展实验操作，从而加深对药物抗炎机制的理解，丰富自身的实验技能和创新思路[5]。同时，虚拟仿真实验还有助于降低实验成本，节约实验资源，保障实验安全。

　　1.2实验介绍与导航

　　虚拟仿真实验中，首先提供了实验介绍和导航功能。通过实验介绍，学生可以了解并掌握实验背景、目的、原理和方法。通过导航功能，学生可以方便地选择实验模块，进一步开展实验操作。

　　1.3虚拟实验操作

　　虚拟实验操作构成了虚拟仿真实验的核心环节。虚拟实验操作模块内重现了真实的实验场景与实验流程，使学生可以遵循既定实验步骤执行虚拟操作，观察并记录实验过程中的各种现象与数据。此外，虚拟实验操作还具备实时反馈与错误提示功能，这一功使得学生能够在操作过程中迅速识别并纠正错误，进而提升实验效率。

　　1.4实验结果与数据分析

　　虚拟仿真实验提供了实验结果与数据分析功能。学生可以通过虚拟实验操作得到实验结果，同时对实验结果进行数据分析。通过数据分析，学生将更深入地理解药物的抗炎作用，进而提升自身的数据处理和分析能力。

　　1.5微课与教学资源

　　为丰富虚拟仿真实验的教学内容，可以将微课与教学资源模块整合在一起。微课是一种时长较短、内容精简的教学视频，教师可以提前录制课程，帮助学生快速掌握实验的关键步骤和注意事项。教学资源则可以提供与实验相关的背景知识、文献资料等，便于学生深入理解实验内容。

　　2虚拟仿真实验项目内容

　　本实验项目设计了实验前准备、实验实施和实验总结与讨论3个步骤。与传统的线下教学模式相同，本实验项目也以教师讲解理论知识为起点，覆盖实验原理，结合生理学、病理学等方面的知识扩展学生的知识面。通过三维建模与虚拟现实技术，本项目成功构建出极为逼真的大鼠模型以及实验环境，使学生能够在虚拟场景下进行实验操作，这也是虚拟仿真实验与传统线下教学模式最显著的区别。最后，通过图表、数据等形式展示大鼠组织的肿胀变化情况和地塞米松的作用，让学生能够及时掌握实验进展。在实验过程中，学生可以结合系统的评分标准，反复练习以熟悉实验操作，该实验项目为学生全面系统地掌握相关知识和技能提供了充分条件。

　　2.1实验前准备

　　教师进行理论知识讲解，向学生介绍炎症的概念、病理生理过程、组织肿胀的机制以及地塞米松的药理作用和临床应用等相关知识。引导学生熟悉虚拟仿真实验系统，指导学生了解并熟练掌握虚拟仿真实验平台的操作方法和操作界面，包括如何进行大鼠的抓取、给药、组织肿胀测量等操作。还可以对学生进行分组，每组人数适中，以便开展小组讨论和协作实验。

　　2.2实验实施

　　通过虚拟仿真实验系统展示实验目的和要求，让学生明确实验任务。在虚拟环境中，学生可选择合适的大鼠并进行抓取和固定操作。观察大鼠的生理状态，确保其适合进行实验。注射炎症诱导剂如鸡蛋清，诱导大鼠组织肿胀。观察大鼠组织肿胀的变化情况，并记录初始肿胀程度。按照实验设计，给予大鼠不同剂量的地塞米松或对照药物，同时准确记录给药时间和剂量。在一定时间间隔内，观察大鼠组织肿胀的变化情况，并使用虚拟测量工具对其进行测量。记录不同时间点大鼠组织的肿胀程度和相关生理参数。学生将实验过程中获得的数据记录在实验报告本上，并运用统计学方法对其进行分析。比较不同组别的差异，对比分析地塞米松的抗炎效果。

　　2.3实验总结与讨论

　　每个小组选派代表汇报实验结果，内容应包括组织肿胀的变化情况、地塞米松的抗炎效果以及实验过程中遇到的问题和解决方法等。组织学生进行讨论，分析实验结果及其成因，探讨地塞米松的作用机制、影响因素以及实验注意事项等。教师应鼓励学生积极提出不同的问题和观点，以促进学生之间的交流与合作；对学生的实验结果和讨论情况进行点评，总结实验重难点，强调实验的关键知识点和技能要求；解答学生的疑问，引导学生进一步深入思考。

　　3教学与评价方法

　　3.1突破时间与空间的界限，开展线上与线下混合教学

　　本次实验教学采用了线上与线下教学、实际操作与虚拟体验等相互结合的教学方式。课程前期，学生可以通过线下教学掌握本实验所涉及的理论知识，如炎症的概念、病理生理过程、组织肿胀机制以及地塞米松的药理作用和临床应用等内容。在实验操作过程中，通过交互设计让学生与虚拟实验对象进行自然流畅的互动，如抓取大鼠、给药、测量组织肿胀等操作，并通过图表、数据等形式直观展示大鼠组织肿胀的变化情况和地塞米松的抗炎效果，让学生能够及时了解实验进展。

　　3.2以学生为核心，探索项目引导式的自主学习模式

　　通过课前预习、在线课程学习、虚拟实验操作以及线上与线下交流讨论等环节，可以确保学生熟练掌握实验中的虚拟操作，然后进一步开展项目引导式教学，培养学生的自主学习能力。例如，可以提出以下选题：（1）地塞米松为什么能缓解注射蛋清所导致的大鼠关节肿胀，其有何临床用途？根据所学药理学知识，以小组为单位完成题为“地塞米松的药理学研究”的实验方案。（2）抗炎药物分为哪几类？以小组为单位完成题为“不同抗炎药物对大鼠组织肿胀的抗炎作用”的实验方案。这种引导式教学，可有效提升学生学习的自主性，引导学生开展探究性学习，让学生的知识、能力与素质得到切实的提升。同时，这种模式有助于提升学生分析问题和解决问题的综合能力，锻炼学生的创新思维和科研能力，丰富学生的科研素养。

　　3.3重视学生的全面发展，实施过程性的教学评价

　　本实验项目不仅包括线上与线下混合教学模式，其教学评价也采用了线上与线下、形成性与终结性评价相结合的方式。在线上，学生的学习行为可通过在线课程的评价功能进行测评，评价依据包括以下3点：学生对实验过程的操作熟练度、学生的讨论参与情况和学生的测验成绩。学生的操作由虚拟仿真系统内置的评分机制自动记录并评估。这种线上测评可以激励学生提前预习并熟练掌握虚拟仿真系统的操作流程。线下评价部分则广泛涵盖了实验报告、课后交流和实验项目选题等多个核心环节。例如，现场考核要求学生随机选取三个实验步骤，详细讲解其操作原理、注意事项以及实验易错点，教师直接进行现场给分。学生的总成绩也将结合线上与线下成绩按比例进行综合评判。

　　4结语

　　自2015年起，为贯彻我国“十四五”教育事业发展规划，教育部筛选并批准了100个国家级虚拟仿真实验教学中心，标志着虚拟仿真实验教学在我国高校的正式引进[6-7]。历经近十年的发展，该技术已成为高校拓展实验教学内容、提升实验教学质量的关键手段。目前，《教育部高等教育司关于印发2022年工作要点的通知》指出，要将“虚拟仿真实验教学2.0建设”提上日程。同时，国家虚拟仿真实验教学项目共享服务平台已集成超过3 000门优质课程。

　　长治医学院于2021年开展了“氧化苦参碱的提取、含量测定、制剂、分析及药效虚拟仿真实验项目”，结合药学专业特点，整合有机化学、天然药物化学、药剂学和药理学等多个学科形成了药学综合性实验，已有上百位学生通过虚拟实验完成学习并取得了良好的教学效果[8]。在沈阳医学院2015级临床医学本科生的药理学课程实验教学中，“药物对家兔动脉血压的作用虚拟仿真实验”课程得到了应用，并且取得了令人满意的教学成效[9]。中国药科大学研发出了“药代动力学虚拟仿真实验教学软件1.0”，该软件基于虚拟仿真技术，构建起了一个能够动态演示与调整的实验教学系统，同时该实验教学系统已被应用于本科生实验教学，不仅激发了学生的学习兴趣，还达到了显著的教学成果[10]。随着技术的不断发展，虚拟仿真教学模式将被运用于各种课程实验中，虚拟仿真实验教学项目建设也将呈现多元化发展趋势[11]。

　　我校积极响应国家的政策要求推进虚拟仿真实验教学建设，通过药理学虚拟仿真教学试点探讨如何构建虚拟仿真教学体系。今后，在我校的药理实验中，虚拟仿真教学模式将得到越来越多的应用并配置相应的网络设备，使学生能够在虚拟环境中模拟多种网络场景，更全面、深入地了解实验过程，细致地观察实验现象，从而极大地激发其学习兴趣，促进教学互动，提升教学效果。通过这些虚拟仿真实验课程，学生将能够更加直观地观察实验现象、掌握实验技能，提升实践和创新能力，深化对专业知识的理解，为今后的学习和工作奠定更加坚实的基础。相信通过开展虚拟仿真实验，实现理论教学与实践教学的密切联合，我校的药理学教学效率和质量将得到大幅提升。

　参考文献

　　［1］刘秀清,葛文庆,焦学健,等.国家级虚拟仿真实验教学中心建设与管理［J］.实验技术与管理,2018,35(11):225-228,233.

　　［2］柳洪洁,宋月鹏,马兰婷,等.国内外虚拟仿真教学的发展现状［J］.教育教学论坛,2020(17):124-126.

　　［3］周群,郭露芳,林立华.虚拟仿真实验在开放式实验教学中的应用［J］.软件,2016,37(5):31-33.

　　［4］唐旗羚,刘琼,张韦深,等.关于虚拟仿真实验系统在药理学实验课程中应用的探讨［J］.中国卫生产业,2018,15(12):114-116.

　　［5］刘书源,戚克振.药理学教学体系的改革［J］.中国多媒体与网络教学学报(上旬刊),2023(9):197-200.

　　［6］杜玉宝,孙淑强,亓文涛.虚拟仿真实验教学信息化平台的建设与思考［J］.中国现代教育装备,2016(17):26-28.

　　［7］李顺,王震,温柳,等.虚拟仿真实验教学中心的发展现状探析［J］.科教文汇(下旬刊),2019(15):77-78.

　　［8］李俊波,宋丽华,杨雪,等.氧化苦参碱的提取、含量测定、制剂、分析及药效虚拟仿真实验项目的建设与应用［J］.化学教育(中英文),2023,44(12):66-71.

　　［9］蔡洪涛,黄和,金戈.基于交互式药理学实验的虚拟仿真软件开发——以“药物对家兔动脉血压的作用”虚拟仿真实验为例［J］.现代信息科技,2018,2(3):87-89.

　　［10］缪明星,刘李.基于虚拟仿真技术的药代动力学实验教学体系［J］.药学研究,2021,40(5):347-349.

　　［11］胡汉昆,张觅,刘亮,等.《临床药理学》绪论“药品的全生命周期”知识点微课视频制作［J］.中国多媒体与网络教学学报(上旬刊),2020(3):7-8,11.