虚拟仿真平台在中医针灸实训室实验课程中的应用 针灸实训室

一、前言

《实验针灸学》是一门在中医理论指导下，结合现代科学技术和实验方法，研究针灸的基本理论、作用规律和效应原理，并指导临床实践的学科。它是针灸学科的重要组成部分。除了理论知识的学习，实验教学是巩固理论知识、培养实践能力和创新思维能力的关键环节，对培养高素质医学人才至关重要。因此，职业院校的教师需要结合专业特色，运用新兴教学手段，及时更新教学方法。

二、虚拟仿真平台在教学中的重要性

虚拟仿真实验教学依托于虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通信等技术，构建了一个高度仿真的虚拟实验环境和对象。学生可以在虚拟环境中进行实验操作，并通过系统提示、视频播放等方式，更快速地掌握所需知识。这项技术已广泛应用于医学学科的学习中。目前，国内的虚拟仿真技术主要应用于医学教育、临床诊断、口腔医学、中医和康复治疗等学科领域。随着技术的不断进步，特别是在后疫情时代，虚拟仿真技术在高等教育中的推广日益广泛。它突破了传统实验教学的局限，使学生无需亲临现场，也能体验到仿佛置身于真实环境中的实验过程，显著提升了教学环境，优化了实践教学环节，并提高了课堂教学的效率。

医学专业的实验课程通常涉及对人体或实验动物的操作，这带来了一定的风险。虚拟仿真实验室的建设和推广，不仅可以减少教学成本，避免实践操作中的风险，而且能够通过虚拟仿真技术直观地向学生展示各种医疗实践操作，增强了教学的直观性和互动性。

三、实验教学在实验针灸学中的重要性

在职业院校中，实验教学是指学生在控制条件下，通过使用仪器设备或其他手段，引起实验对象内在因素的变化，并通过观察、测定、分析、综合和设计等活动来获得知识、能力和素养的过程。实验教学的设计和实施对于学生理解和掌握课程内容至关重要。与其他中医类实训课程不同，实验针灸学的实验课更注重培养学生的发散性思维和创新能力。这些课程通常建立在前期基础课程，如生理学中的气管插管等实验操作之上，将针灸操作作为干预手段，选择人体或动物作为实验对象，并设计实验方案。这不仅巩固了学生对基础实验操作的理解，而且进一步将所学的针灸专业知识与实验操作相结合，帮助学生确认针灸学的科学性和发展潜力，因此，帮助学生快速进入实验状态是至关重要的。

对于大多数针灸推拿专业的学生来说，在常规课程中，学生对经络腧穴学、刺法灸法学、推拿手法学等课程表现出强烈的学习动力。然而，对于实验针灸学这门课程，学生往往感到迷茫和不确定，不清楚学习这门课程的意义，甚至有些学生对此产生了抵触情绪。如果不能及时纠正学生对这门课程的学习态度，将会影响后续的教学效果。实验针灸学的实验课是激发学生兴趣的直接方式之一。实验课程可以结合理论课讲授的知识，帮助学生更直观地验证针灸的理论依据和作用机制，以学生为中心，引导学生在实验中培养及时总结和反思的习惯。例如，在进行“针刺合谷对痛阈调节”的实验时，如果部分学生没有得到预期的实验效果，可以通过教师的启发和小组讨论来分析影响因素，并进行二次实验。这包括考虑受试者的主观心态、实验者的操作准确性、仪器设备的精确度等因素，不断修正和重复实验，使学生形成从研究到临床再到研究的循环意识。同样，在这个基础上，学生在临床实操中会更加注重对患者心理因素的调整，不断提高自己的临床操作技术，这对于培养具有全面素质的针推专业学生至关重要，形成了一个闭环的教育过程。

四、实验针灸学传统实验教学面临的挑战

4.1 学生对实验针灸学实验课程的认知与熟悉度问题

在实验针灸学的教学中，学生需要整合多学科知识，例如在循经感传实验中，他们必须熟练掌握特定穴位的定位、针刺技巧、电针操作以及处理针灸异常情况的方法；在动物实验中，学生需要掌握家兔的麻醉、固定技术、手术器械使用和动物伦理知识等。然而，教学实践中发现，学生对前期专业课程中的一些基础知识掌握不够熟练，如穴位定位不精确、针刺手法生疏；在动物麻醉时，耳缘静脉注射操作不熟练，常导致麻醉剂外渗和局部出血，影响实验进度和结果。在这种情况下，不得不占用课堂教学时间来复习和巩固相关知识，以便后续实验的顺利进行，这无疑耽误了教学进度。

4.2 实验条件的限制

实验针灸学实验课的顺利进行，在一定程度上依赖于仪器设备的正常运作。在本教研室开展实验课时，使用了EP601C痛阈测定仪、多道生理信号采集处理器等专用设备。但在实验过程中，学生急于操作往往导致仪器损坏和实验耗材的过量损耗，这不仅影响了学生的分组合作，也影响了学生的情绪，降低了授课效率。同时，根据课程的特点和发展需求，定期更新实验内容是提升学生知识储备的必要步骤。但实际上，仪器设备的更新换代需要资金和时间的支持，而虚拟仿真实验平台的出现，可以有效解决这一问题。

4.3 线上教学对实验课程操作和进程的影响

鉴于《实验针灸学》实验课的特殊性质，线上开展实验课程存在一定的挑战。仅依靠线上多媒体教学，本身就存在参与度不足的问题，这会降低学生的参与度，尤其是无法让学生对实验课的知识内容形成深刻的记忆，从而影响教学效果。在进行人体实验时，例如“针刺镇痛”实验操作，痛阈仪的具体操作步骤和使用感受难以仅通过口头解释向学生传达；在进行“循经感传”实验时，如果学生居家隔离，使用电针仪调控针刺效果变得困难；在完成动物实验时，无法向学生立体化地解释实验动物的穴位定位、阑尾定位及形态、缝合方式等问题。特别值得注意的是，如果仅通过直播讲授和示范视频的播放，很难让学生保持持续的注意力集中，教师也难以实时掌握学生的学习进度和反馈。

五、线上线下结合的实验针灸学虚拟仿真教学模式

5.1 线上模式下虚拟仿真教学的设计思路

“能实不虚，以虚补实”是虚拟仿真技术应用于实验教学的核心设计原则[20]。本着这一原则，结合虚拟仿真技术的特性和本教研室的课程大纲，我们以“针刺对家兔呼吸功能影响”为例进行以下设计：仿真平台分为教师端和学生端，两端内容相互补充，并能实现即时反馈。首先，教师端通过示范视频帮助学生初步了解实验目的和操作流程，学生端可以随时暂停并通过弹幕等方式向教师提问。其次，根据已学习的麻醉、固定等知识，教师提出问题，如家兔常用的麻醉剂有哪些，学生端进行回答，以帮助学生复习知识。接着，教师讲解家兔特定穴位的定位，学生端在电脑上进行选择。之后，学生根据实验内容逐步选择实验所需的器械和步骤。在每一步流程中，教师端都能根据学生的实际选择进行即时批示和纠正。

5.2 线下模式授课时的教学设计思路

在线下实验课程中，虚拟仿真实验平台被用作线上预习工具，以便在实体课堂中有针对性地进行教学。这种教学模式强调学生主体性，根据学生在线上的实验操作回答和反馈，让学生口述家兔呼吸实验的步骤和目的。在示范操作时，教师可以重点强调可能出现的问题，例如家兔的抓取技巧、麻药的配制比例、气管插管的顺序、家兔特定穴位的定位、进针手法及角度等。实验结束后，根据学生的反馈，要求学生总结线上虚拟仿真操作中遇到的问题及其与实际操作的异同，并分析原因，教师随后进行点评。此外，教师可以根据不同班级和小组的线上预习数据和反馈，对实验课的重点进行更细致的调整。

传统的虚拟仿真教学方法可能导致学生形成惯性思维，过度依赖系统的判断，而不去思考问题的正确性。通过结合虚拟仿真平台，调整线上线下的教学思路和流程，可以激发学生的兴趣，提高教学效果。这种方法的特点是教师和学生处于实时互动状态，教师可以控制学生回答的速度和正确率。对学生而言，这种模式更接近线下课堂的体验，能够时刻感受到教师的帮助和引导，加深对知识重点和难点的理解；对教师而言，可以根据学生的回答即时强调实验的目的和操作要点，纠正错误，掌握学生对实验内容的理解程度，并利用系统功能，在教学结束后分析教学数据，提升教学水平。

六、虚拟仿真实验设计的挑战

尽管虚拟仿真实验教学在现代教育中具有重要意义，但也面临一些挑战：

①尽管部分虚拟仿真实验内容和操作已经较为成熟，但不同学校对同一实验内容的处理方式不一，缺乏统一的操作规范。这可能导致学生在不同学校的系统上操作时产生混淆，影响教学效果。如果能够共享相同的虚拟仿真系统内容，并根据各学校的设备和学情进行微调，将有助于解决这一问题。

②在进行线上实时操作时，对学生端的网络有一定要求。大多数虚拟仿真实验尚未能在智能手机上操作，只能通过电脑端进行。如果学生处于不同的网络环境中，可能会因为网络问题影响虚拟实验的教学进度和操作体验，进而影响学生的学习积极性和主动性。

③对于动物实验的操作，学生无法在动物身上实际操作，虚拟平台上难以体现实验安全问题，例如麻醉过量导致动物死亡或实验动物突然清醒等伦理问题，需要通过虚拟平台进一步设计和优化。

七、结语

实验针灸学是针灸学国际化的重要组成部分，其实验课程能够激发学生的主观能动性，调动学生学习理论课的积极性，巩固所学知识，并引导学生认识到实验针灸学的重要性。无论线上还是线下教学，最终都要以学生为中心。鉴于当今大学生有多种渠道接触信息，我们应结合学生的学习特点，更新教学方式，而不仅仅局限于直播或传统线下授课。

同时，在授课过程中适当融入思政元素，通过将新中国成立以来实验针灸的发展史融入课程教学，让学生深刻感悟针灸研究的发展离不开党的领导，培养学生树立以人民为中心的价值立场和为病患着想的服务意识。通过将针刺镇痛、经穴与脏腑相关、经络实质研究、针刺神经-免疫-内分泌机制等经典、针灸国际化等重大事件和典型成果案例融入课程教学，培养学生的家国情怀和对传承创新中医药文化的自觉性；为学生树立正确的三观起到了价值引领作用。

随着虚拟仿真实验平台技术的成熟，可以创建三维立体仿真动画视频和互动形式，或开发可在手机端操作的小程序或应用程序，将传统实验课与虚拟仿真平台结合。在线下利用实验平台让学生更立体地接受知识，方便学生不受场地、设备、时间的限制，随时随地进行学习，从而在人体实验及动物实验的教学过程中取得更好的效果。