■本报记者 王之康 通讯员 徐玉洁 吴雨捷

对于生物科学、生物技术等专业的学生来说，解剖兔子大概是他们《动物学》课程中最熟悉不过的实验了。但由于学生人数多、操作不熟练、实验不可逆等诸多因素，解剖兔子时常常会出现实验效果不尽如人意等现象。

不过，在扬州大学生物科学与技术学院（以下简称“生科院”），解剖实验却可以用很少的兔子达到很好的效果，这要归功于“仿真兔”的出现。

实验兔子由实入虚

2015年，扬州大学生物科学与技术虚拟仿真实验教学中心（以下简称“中心”）获批成为全国第一批虚拟仿真教学中心后，生科院便产生了开发兔的形态结构与功能虚拟仿真实验系统（以下简称“仿真兔”）的想法。

通常，生物学家会选某个动物物种进行科学研究，用于揭示某种具有普遍规律的生命现象，被选中的动物物种则称为模式动物。兔子就是一种模式动物。

“通过解剖兔子，可以为生命科学学科人才的培养奠定很好的知识积累。”生科院副院长黄金林表示，但实体解剖却存在诸多问题和局限性。比如，解剖操作复习难、考核难，器官组成系统空间分布位置再现难，示教效果差等，这些问题在很大程度上限制了学生对相关知识的掌握。

“比方说，兔子将草吃进体内，再以粪便的形式排出体外，中间会经过怎样的过程？实体解剖看不到，因为它是静态的。”中心主任张彪说，如果能够建立一个三维模型，把兔子的整个消化系统做出来，再结合动画的形式，就可以让学生清楚地看到兔子从吃草开始到口腔分泌唾液，再由胃部分解到小肠大肠吸收的整个流程，“静态就会变成动态，实体解剖看不到的变化也就能看到了”。

因此，从2015年开始，生科院先后投入40余万元，用于“仿真兔”的开发建设。

“去年，模型已经全部完成并初步投入使用，后期经过不断调整，现在实现了全面运行。”张彪介绍道，“仿真兔”由3D虚拟仿真教学资源与辅助教学资源两部分组成。其中，3D虚拟仿真教学资源包含虚拟解剖、器官复位、透视结构等9个功能模块；辅助教学资源包括视频资料、考核题库、在线交流等模块。

在张彪看来，“仿真兔”的产生并非要替代实体实验，而是要实现两者的有机结合，这样才能“构建覆盖预习、实施、复习、考核全过程的虚实结合的实验教学流程”，有效解决上述问题。

虚实结合一举多得

不过，生科院最初却有不少老师曾质疑是否需要开发“仿真兔”，因为一只兔子只需花费100多元，而系统开发前前后后花费了40多万元。

“我们学院之前每年用于实验教学的兔子有60只左右，按照这个数量来计算，与系统开发之间确实存在较大的经费差距。”该院曾参与“仿真兔”开发的副教授杨凤萍说，“但使用之后，大家全都打消了最初的顾虑。”

“通过‘仿真兔’这个新颖的系统，我们可以随时随地做实验、复习，很大程度上提高了学习效率。”生科院大一学生李云赟说，“仿真兔”除了可以在电脑上使用外，无论是苹果系统还是安卓系统的手机也都可以安装、使用。

以前，仅仅通过实体解剖课和教材上的图片，学生很难全面掌握兔的内部形态结构，但“通过虚拟仿真系统的3D效果，就可以非常直观清晰地看到兔子的每一个器官和系统，其中的‘功能演示’更是将兔子进行各种生理活动时的内部结构变化展示出来，这是在解剖中难以做到的”，李云赟说，“仿真兔”让她喜欢上了做实验。

对于老师来说，以前做活体实验时，要先用二三十分钟的时间向学生们示范解剖，一个班二三十名学生分三两层围在四周，不仅耗时，而且效果并不太好。但自从使用了“仿真兔”，便可以减少示教兔子的使用，让老师从示教中“解放”出来，把那二三十分钟时间交由学生做解剖实验。其间，老师可以更有针对性地指导学生，解决他们各自遇到的问题。

“此外，教师们也可以把一些教学资源和考核内容发到平台上，很大程度上减轻了他们的教学任务。”在张彪看来，“仿真兔”开发的一次性投入可以换来终生使用，虽然需要维护，但也可以说是“一劳永逸”了。

优化推广虚拟仿真

今年4月，教育部高教司公布了2017年度示范性虚拟仿真实验教学项目，扬州大学“仿真兔”名列其中。这一成绩可以说是实至名归的，不仅因为“仿真兔”的实际效果显著，更因为生科院近二十年的虚拟仿真实验教学资源积累。

“早在1999年，我们学院就开始了数字化实验教学资源的建设，2002年开始构建网络教学平台，2005年初步形成了‘虚拟、教学、创新’的‘三位一体’实验教学平台。”黄金林介绍道，依托扬州大学国家级生物科学与技术实验教学示范中心，在实验教学信息化过程中，通过校内各类优质生物学实验教学资源与信息技术的深度融合，2012年，中心应运而生。

如今，通过多年积淀，扬州大学生科院已经建成数字切片、虚拟标本、微课视频、虚拟仪器、3D/2D动画等各类数字化资源4000余套，以及能够在电脑和智能移动终端应用上述资源的生物学实验课程（群）在线教学（学习）平台，形成了“一个平台、二类终端、三大模块”的虚拟仿真实验教学资源建设体系。

在黄金林看来，近二十年的虚拟仿真实验教学资源建设、积累，对于扬州大学的人才培养确实起到了很大的促进作用。“一是前瞻性，学生们可以随时随地了解相关知识，为自学提供便利；二是通识性，这些资源不仅生科院的学生可以使用，其他学院的学生包括文科生也可以看，而且相较于课本，虚拟仿真资源更易接受、消化、吸收。”

下一步，黄金林希望在更大范围内推广使用虚拟仿真实验教学资源，同时也对该平台进行优化升级，力图实现个性化教学，将来为医学、生命科学以及其他更多学科的发展培养更多人才、做出更大贡献。