《Frontiers in Pharmacology》：Enhancing student confidence and preparedness in pharmacology: a virtual pre-laboratory approach
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摘要专业翻译
引言： 实验室实践课是药理学本科教育的核心组成部分，但由于学生对实验室环境和实验流程缺乏熟悉，常常伴随焦虑情绪。虚拟预实验活动有望通过让学生在面对面实验课之前提前熟悉实验环境和操作流程来应对这一挑战。
方法： 研究人员开发了一种基于桌面的交互式虚
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引言： 实验室实践课是药理学本科教育的核心组成部分，但由于学生对实验室环境和实验流程缺乏熟悉，常常伴随焦虑情绪。虚拟预实验活动有望通过让学生在面对面实验课之前提前熟悉实验环境和操作流程来应对这一挑战。
方法： 研究人员开发了一种基于桌面的交互式虚拟预实验资源（VR-Lab），用于支持二年级医学药理学理学学士（BSc）学生开展体外（in-vitro）器官浴实验。该VR-Lab整合了360度实验室环境、分步骤操作指南和形成性评价活动。研究人员对34名学生组成的队列进行了混合方法评估，采用李克特量表（Likert-scale）调查问卷和开放式反馈，数据在第一次实践课结束后收集。研究人员还将有VR-Lab使用权限的队列与前一届无VR-Lab使用权限的队列的总结性考核成绩进行了比较。
结果： 学生报告了高水平的参与度、可用性和感知教育价值。所有受访者均报告VR-Lab增强了他们在面对面实验室课程中的准备度和信心。定性反馈强调了操作流程熟悉化、分步骤指导和嵌入式多媒体内容对促进参与的重要性。反馈还指出了需要改进的方面，包括在较小设备上的导航和可访问性问题。两届队列之间的总结性考核成绩未观察到显著差异。
结论： 虚拟预实验资源可能通过减少与陌生环境相关的障碍、支持信心和参与度来增强药理学实践教学的学生体验，而不会直接影响考核结果。
论文解读文章
一、研究背景与问题提出
实验室实践课是药理学本科教育的核心组成部分，对于培养学生符合行业价值观的核心技能至关重要。这些实践课涵盖多种形式，从生物测定、离体组织药物效应研究到体内（in-vivo）模型等广泛的应用领域，旨在让学生熟悉良好实验室规范，模拟专业科学家开展实验的方式。尽管这种"做中学"的方法有效促进了学生的学习过程，但对许多学生而言，这些实践课却引发了显著的焦虑情绪。对实验设备缺乏熟悉、时间压力以及与考核的关联性，都是可能阻碍学生信心和准备度、降低学生参与体验的挑战因素。
数字技术包括模拟仿真在药理学及相关学科中已被使用多年以应对这些问题。然而，此类方法虽能提高学生对基础概念的理解，却往往与学生在实验室中遇到的具体实验设置和工作流程缺乏一致性。以器官浴（organ bath）离体组织研究为例，这是药理学本科生教育发展的核心内容，虽然存在多种现成的免费数字模拟工具（如OBSim），但它们优先考虑概念理解而牺牲了操作流程背景，限制了其在减少设备操作、实验顺序和实际后勤方面的不确定性上的作用。
虚拟预实验活动有潜力弥合这一差距，通过允许学习者在预定的实验室课程之前探索实验环境和操作流程来增强学生准备度。当设计上紧密反映真实实验室实践时，"虚拟预实验"可以在后续实践课中减少认知负荷，使学生能够更有效地专注于数据解释和实验推理。虽然此类干预的价值可能不直接体现在考核成绩上，但对学生信心、参与度和感知参与实验室活动准备度的提升是关键成果。
基于上述背景，本研究旨在开发并评估一种交互式基于桌面的360度虚拟预实验模拟（VR-Lab）体验，以支持二年级医学药理学理学学士学生开展体外器官浴实验。与侧重于概念理解的现有数字模拟不同，VR-Lab旨在镜像物理实验室环境，并采用分步骤方法让学生在实践课之前熟悉实验方案。
二、研究设计与核心方法
研究人员开发了一种360度虚拟交互式桌面预实验资源（VR-Lab），用于支持卡迪夫大学二年级本科医学药理学模块"体外药理学在研究中的应用"的教学。该资源旨在补充现有实验室教学，通过让学生在实际操作前熟悉实验环境、设备和操作流程来增强准备度和信心，而非替代动手实验技能习得。
资源开发采用了两个无代码创作平台：3dVista用于整合360度照片以真实呈现实验室物理布局和关键设备，XERTE用于嵌入交互组件，通过分步骤方法引导学生完成实验顺序，在关键工作流程阶段融入解释性文本和短视频教学，并整合了形成性测验元素以支持实验所需的药物浓度计算。360度照片覆盖实验方案的每个阶段，交互式热点定位在相关设备上，学生需按正确顺序依次完成关键实验步骤。该资源为基于浏览器的桌面资源，无需沉浸式虚拟现实硬件，学生可通过标准网页浏览器在桌面和移动设备上访问。
三、主要研究结果
3.1 参与者参与情况
VR-Lab向整个二年级医学药理学队列（34名学生）开放，其中31名学生在第一次器官浴实践课前完成了VR-Lab学习，其余3名学生未在模块期间访问该资源。共有10名学生完成了实践课后的VR-Lab评估调查问卷。
3.2 学生对VR-Lab的感知
李克特量表调查结果显示各评估领域均获得高度认同。受访者认为VR-Lab具有吸引力（平均分5分，非常同意）、易于导航（平均分4.6分，非常同意）并强化了先前学习（平均分5分，非常同意）。所有受访者均非常同意该资源是模块的有益补充和技术增强学习的良好范例。感知准备度一致偏高（平均分5分，非常同意），而实践课期间信心相关的回答显示出较大差异，30%的学生表示同意而非非常同意（70%）。
3.3 学生反馈的定性主题
开放式文本反馈分析确定了四个定性主题。最常被提及的主题与增强准备度、熟悉度和信心相关，学生表示VR-Lab有助于在进入实体实验室前理解实验设置和方案，使其在课前和课中均感到更加自信，并能在面对面课堂中更有效地利用时间，减少解读实验方案或等待学术人员协助的时间。视频和分步骤指导的价值也经常被提及，学生强调解释性内容有助于理解实验流程每一步背后的原理。导航和界面问题是常见的负面感知，主要与屏幕布局或在平板电脑和智能手机等较小设备上的使用有关，改进建议包括更明显的视觉提示和重新访问先前步骤的功能。少数受访者表达了希望在课程其他面对面实践课中实施类似VR-Lab的愿望。
3.4 对学业成绩的影响
VR-Lab的引入对与模块相关的总结性考核成绩没有影响。2024/25学年平均成绩为60.2%，与2023/24学年的62.3%无显著差异。排除2024/25学年单一未提交案例后，平均成绩为62.2%，仍与2023/24学年无差异。
四、讨论与结论
本研究表明虚拟预实验资源可以为药理学本科生实践课提供有用的预备支持，通过提升学生信心、准备度和对实验室环境的参与度来发挥作用。通过减少与陌生环境和流程相关的障碍，VR-Lab可能有助于支持更积极的实践体验，而不会替代动手实验或直接影响总结性考核结果。研究结果支持将低成本、可扩展的虚拟预实验活动作为药理学实践教学的辅助手段，特别是当设计用于支持体验式学习的包容性获取时。该研究也存在局限性，包括调查受访者数量有限、自愿参与可能引入应答偏差、评估主要依赖学生自我报告感知而非焦虑或认知负荷的直接测量，以及队列间考核比较为探索性分析，不能将差异完全归因于VR-Lab的引入。未来工作应考察跨多个模块和队列的纵向实施，并结合更直接探索课堂参与和体验结果的评估方法，同时迭代优化VR-Lab的导航和可访问性。
