虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

郎志芳 李姝

【摘要】實(shí)驗(yàn)教學(xué)在醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)教學(xué)中占據(jù)著十分重要的地位，其開展的效果會(huì)直接影響到學(xué)生的實(shí)踐能力和實(shí)操能力，對(duì)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水平具有重要的意義。虛擬仿真技術(shù)可以在最大限度上還原實(shí)驗(yàn)的真實(shí)過(guò)程，因此在醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用前景。本文通過(guò)分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中作用的基礎(chǔ)上從課前預(yù)習(xí)、課中教學(xué)和課后復(fù)習(xí)三個(gè)環(huán)節(jié)探討了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真;實(shí)驗(yàn)教學(xué);醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)

【中圖分類號(hào)】R47 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】ISSN.2095-6681.2018.34..02

1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用分析

1.1 有利于學(xué)生的浸入式學(xué)習(xí)

虛擬仿真是一種浸入式的技術(shù)手段，它可以通過(guò)計(jì)算機(jī)和多媒體等技術(shù)手段給學(xué)生模擬出一個(gè)逼真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。通過(guò)虛擬仿真技術(shù)，不僅可以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中營(yíng)造出真實(shí)的實(shí)驗(yàn)條件，創(chuàng)建逼真的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，還具有極強(qiáng)的可視性。從而使學(xué)生沉浸在多維度，多層次的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)境之中，使學(xué)生能夠更加專注于機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，有效提高學(xué)習(xí)的效果。

1.2 有利于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的交互性

高度的可視化和交互性是以計(jì)算機(jī)為代表的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要特征之一，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對(duì)于提高其教學(xué)過(guò)程的交互性具有很大的幫助。通過(guò)計(jì)算機(jī)等硬件和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件，可以給學(xué)生搭建起一個(gè)良好的人機(jī)互動(dòng)環(huán)境，學(xué)生可以在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件中進(jìn)行稱量體重、對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象全身麻醉、觀察動(dòng)物身體機(jī)能變化等相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作，而實(shí)驗(yàn)軟件對(duì)于學(xué)生的操作可以及時(shí)給出反饋和提示，使學(xué)生能夠清楚自己在實(shí)驗(yàn)操作中的不足并糾正錯(cuò)誤。通過(guò)這種人機(jī)交互可以實(shí)現(xiàn)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一對(duì)一，彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師難以逐個(gè)對(duì)學(xué)生進(jìn)行面面俱到指導(dǎo)的難題，從而提高教學(xué)的效果。

2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)各環(huán)節(jié)的應(yīng)用探討

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段作為一個(gè)重要的輔助教學(xué)手段，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源使用的優(yōu)化，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以用于機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課前、課中和課后等各個(gè)環(huán)節(jié)。

2.1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的應(yīng)用

醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有很強(qiáng)的操作性和實(shí)踐性，在教學(xué)中需要學(xué)生有必要的知識(shí)積累，了解相關(guān)的實(shí)驗(yàn)原理，對(duì)于整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、方法有一個(gè)基本的把握。為此，在具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前學(xué)生必須進(jìn)行充分的課前預(yù)習(xí)，這樣在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中才會(huì)更加順利并提高實(shí)驗(yàn)成功率。而傳統(tǒng)的課前預(yù)習(xí)方式大多只能依靠學(xué)生通過(guò)教材上的文字和圖片來(lái)了解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)需要用到的設(shè)備、物品和器材。這種預(yù)習(xí)方法不僅枯燥，而且只停留在閱讀的層面，影響預(yù)習(xí)的效果。通過(guò)構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，學(xué)生可以在課前預(yù)習(xí)中突破教材的束縛，登錄虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來(lái)瀏覽相關(guān)的實(shí)驗(yàn)原理、方法、步驟。在瀏覽的過(guò)程中，內(nèi)容不僅局限于文字和圖片這些靜態(tài)的載體，還可以通過(guò)視頻、動(dòng)畫等動(dòng)態(tài)的內(nèi)容來(lái)進(jìn)行深入的了解。更重要的是學(xué)生還可以通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，自己進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作，操作過(guò)程中還可以對(duì)照實(shí)驗(yàn)方法和步驟實(shí)時(shí)進(jìn)行糾正，不會(huì)受到現(xiàn)實(shí)條件的制約，提前熟悉整個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作。將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課前預(yù)習(xí)的環(huán)節(jié)不僅可以幫助學(xué)生進(jìn)行更加深入的理論積累，同時(shí)還可以給學(xué)生提供提前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的機(jī)會(huì)，提高課前預(yù)習(xí)的效果為以后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)打下良好的基礎(chǔ)。

2.2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在課中教學(xué)環(huán)節(jié)的應(yīng)用

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式對(duì)于提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和觀察分析問(wèn)題的能力還是擁有無(wú)法替代的作用，因此虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在課中教學(xué)中還無(wú)法完全取代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，但起到重要的輔助教學(xué)作用。由于真實(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)物品中有許多一次性用品，而且很多實(shí)驗(yàn)器材價(jià)格昂貴，為了防止誤操作和不必要的浪費(fèi)，教師可以先通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來(lái)進(jìn)行輔助教學(xué)，讓學(xué)生通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的虛擬實(shí)驗(yàn)物品來(lái)了解相關(guān)的實(shí)驗(yàn)用品和器材，并且通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件來(lái)熟悉實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。然后再帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行真實(shí)的醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，讓學(xué)生親身接觸實(shí)驗(yàn)用品和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并使用真實(shí)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和動(dòng)物進(jìn)行真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作，從而在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中加深對(duì)于整個(gè)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)和理解，使理論與實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。通過(guò)在課中教學(xué)環(huán)節(jié)發(fā)揮虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的輔助作用，不僅可以給真實(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)做好鋪墊，還可以避免出現(xiàn)不必要的浪費(fèi)，在提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的同時(shí)減少了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)費(fèi)支出。

2.3 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在課后復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)的應(yīng)用

課后復(fù)習(xí)對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的鞏固和提高具有重要的意義。首先，學(xué)生可以通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)即時(shí)瀏覽和下載豐富的復(fù)習(xí)資料，進(jìn)行進(jìn)一步的鞏固學(xué)習(xí)。其次，通過(guò)在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中構(gòu)建模擬考試的功能和模塊，學(xué)生不僅可以通過(guò)筆試來(lái)鞏固相關(guān)的理論知識(shí)，還可以進(jìn)行上機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行復(fù)習(xí)。最后，在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中還可以設(shè)置課外實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)，在虛擬仿真課外實(shí)驗(yàn)中可以模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，輕松地實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的課外拓展，而不會(huì)受到實(shí)驗(yàn)器材、物品等現(xiàn)實(shí)條件的影響。

3 結(jié) 論

總之，醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分，其開展需要一定的現(xiàn)實(shí)條件作為支撐。而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)可以打破現(xiàn)實(shí)的限制，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施創(chuàng)作更加便利的條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 辛 雪，金 蓉，薛明明.虛擬實(shí)驗(yàn)室在機(jī)能實(shí)驗(yàn)課程改革中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，（10）：588-589.

本文編輯：劉欣悅