醫(yī)學(xué)教育與計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的結(jié)合思考

李永　王曉燕

摘 要：本文簡(jiǎn)要分析了計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的內(nèi)涵，并對(duì)醫(yī)學(xué)教育中應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的教學(xué)路徑展開討論，以供參考。

關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)教育 計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2018）09-0-01

近幾年，計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展迅猛，尤其是應(yīng)用在醫(yī)學(xué)教學(xué)中，能建構(gòu)虛擬化教學(xué)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生和教師形成良好的教學(xué)互動(dòng)，保證技術(shù)融合體系能發(fā)揮其實(shí)際價(jià)值和作用，整合基礎(chǔ)性教學(xué)資源，更好地融合醫(yī)學(xué)教育工作內(nèi)容，確保教學(xué)可持續(xù)發(fā)展。

一、計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)概述

1.內(nèi)涵

計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)主要是借助計(jì)算機(jī)完成的科學(xué)技術(shù)體系，能將多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)以及人機(jī)接口技術(shù)等進(jìn)行整合，從而發(fā)揮不同技術(shù)模塊的作用。并且，技術(shù)還能對(duì)人的行為進(jìn)行研究，從而生成視聽以及觸覺等一系列虛擬環(huán)境中的相關(guān)形態(tài)，會(huì)給人制造出一種身臨其境的虛擬化真實(shí)感受。在計(jì)算機(jī)處理功能逐漸強(qiáng)大的背景下，將醫(yī)學(xué)教育工作和計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行融合，能為學(xué)生模擬出有效的仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，并且整合醫(yī)學(xué)輔助教學(xué)的資源，確保學(xué)生能提高認(rèn)知和感受水平，更好地體會(huì)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，從而在虛擬環(huán)境中提高學(xué)習(xí)效率[1]。

2.時(shí)代意義

在醫(yī)學(xué)教育中，之所以要落實(shí)計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)，不僅僅是要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，也是為了保證學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而為后續(xù)教學(xué)提供保障。能改善傳統(tǒng)教學(xué)模式中無(wú)法滿足觸覺的問題，發(fā)揮計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，將抽象化的課本知識(shí)和內(nèi)容轉(zhuǎn)化為虛擬化真實(shí)感受，從而優(yōu)化教學(xué)效果和教學(xué)框架的意義，加深學(xué)生印象的同時(shí)，保證教學(xué)便捷化程度得以優(yōu)化，也為提升教學(xué)水平和教研能力奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二、醫(yī)學(xué)教育中應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的路徑

在醫(yī)療事業(yè)發(fā)展和進(jìn)步的背景下，落實(shí)系統(tǒng)化計(jì)算機(jī)技術(shù)和醫(yī)療事業(yè)融合體系已經(jīng)成為順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)的必然選擇，尤其是在醫(yī)學(xué)教育工作中，無(wú)論是課堂教學(xué)還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，整合計(jì)算機(jī)技術(shù)資源，能在優(yōu)化教學(xué)效果的同時(shí)提高質(zhì)量。

1.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育中應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)

對(duì)于醫(yī)學(xué)教育而言，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的教學(xué)價(jià)值較高，因此，教師在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中要針對(duì)具體情況建立實(shí)效性較好的教學(xué)框架體系，確保教學(xué)流程的完整性。在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教學(xué)結(jié)構(gòu)中，理論授課和試驗(yàn)操作是最根本的兩個(gè)教學(xué)主線。

在理論教學(xué)工作開展的過(guò)程中，教師主要是利用理論講解和插圖展示對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)講授，這種方式會(huì)造成學(xué)生學(xué)習(xí)效率低等問題，學(xué)生覺得學(xué)習(xí)過(guò)程較為枯燥且難以直觀理解，逐漸會(huì)出現(xiàn)厭煩心理和抵觸心理，造成學(xué)習(xí)成績(jī)下降。因此，要整合計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的相關(guān)教學(xué)資源和方式，建構(gòu)更加完整的教學(xué)框架，為學(xué)生創(chuàng)立有效的虛擬教學(xué)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)狀態(tài)。教師要借助計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)對(duì)人體的各種器官進(jìn)行有效的解剖，從生理學(xué)、病理學(xué)等方面對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)庫(kù)存檔，保證能借助計(jì)算機(jī)對(duì)局部細(xì)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)籌管控和處理，從而有效維護(hù)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。例如，學(xué)生能在計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)空間和環(huán)境內(nèi)對(duì)相關(guān)圖像進(jìn)行選擇和細(xì)致化觀察，利用移動(dòng)虛擬對(duì)象的方式對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行回顧和總結(jié)。這種主觀的方式能有效加深學(xué)生的理解程度，從而更好地掌握解剖的相關(guān)結(jié)構(gòu)，一定程度上提高了學(xué)習(xí)效率。

較為常見的方式中，教師會(huì)利用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)對(duì)虛擬人的數(shù)字化數(shù)據(jù)予以三維建模，保證解剖過(guò)程的立體效果和真實(shí)感，并且為學(xué)生提供CT和MRI斷層圖像等，確保學(xué)生能直觀的分析虛擬數(shù)據(jù)的具體內(nèi)容，有效處理解剖學(xué)知識(shí)，從而提高學(xué)習(xí)水平[2]。教師借助計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)講解人體各個(gè)部位的解剖知識(shí)，確保學(xué)生能在虛擬的組織結(jié)構(gòu)中對(duì)器官和相關(guān)內(nèi)容予以分析，學(xué)生的手術(shù)要領(lǐng)和技術(shù)也會(huì)隨之增強(qiáng)。正是借助學(xué)生對(duì)三維模式的分析和理解，能在原有理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)知識(shí)點(diǎn)有更加深入且全面的分析，將相關(guān)知識(shí)進(jìn)行內(nèi)化和模型建構(gòu)，形成更加直觀的思維導(dǎo)圖，完善知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。值得一提的是，計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)還能將人體內(nèi)不同臟器、結(jié)構(gòu)的位置以及器官間的空間關(guān)系展示出來(lái)，不僅僅優(yōu)化了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，也一定程度上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，確保學(xué)生能更加喜歡基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教學(xué)效果全面優(yōu)化的目標(biāo)。

2.臨床醫(yī)學(xué)教育中應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)

對(duì)于醫(yī)學(xué)教育過(guò)程而言，除了豐富的理論知識(shí)外，學(xué)生的實(shí)踐操作水平也十分關(guān)鍵，傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)無(wú)論是資源還是課程安排都有一定的局限性，而要想培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，臨床實(shí)踐課程不能被忽略。因此，如何強(qiáng)化學(xué)生醫(yī)學(xué)實(shí)踐技能成為了我國(guó)醫(yī)學(xué)教育改革體系運(yùn)行過(guò)程中關(guān)注的焦點(diǎn)。而在計(jì)算機(jī)不斷發(fā)展的背景下，將計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)和臨床醫(yī)學(xué)教育進(jìn)行融合，具有非常重要的時(shí)代意義和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。在臨床醫(yī)學(xué)教育中，最重要的就是手術(shù)教學(xué)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)對(duì)手術(shù)教學(xué)進(jìn)行改良勢(shì)在必行。

借助計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)能保證學(xué)生在參與手術(shù)實(shí)踐前就建立相應(yīng)的手術(shù)方法和手術(shù)基礎(chǔ)性流程，確保手術(shù)計(jì)劃制定的同時(shí)，也能為虛擬仿真技術(shù)升級(jí)提供保障。也就是說(shuō)，教師在利用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景的過(guò)程中，能應(yīng)用虛擬環(huán)境引導(dǎo)學(xué)生溫習(xí)和重復(fù)相關(guān)手術(shù)中出現(xiàn)的內(nèi)容，保證學(xué)生能對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有效夯實(shí)和內(nèi)化，并且，教師能對(duì)學(xué)生的操作進(jìn)行評(píng)價(jià)，給予學(xué)生更多有效的教學(xué)建議，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

在現(xiàn)代化醫(yī)學(xué)教育工作中，教師不能將教學(xué)內(nèi)容都局限在課本以及教材中，而是要拓展自身的知識(shí)體系，建構(gòu)更加完整的教學(xué)流程。教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行多元化引導(dǎo)，從而保證學(xué)生能提升自身的臨床技能，但是會(huì)遭遇資源有限的問題，而利用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)能很好地解決。學(xué)生借助技術(shù)結(jié)構(gòu)完成訓(xùn)練。教師在課程講解過(guò)程中能利用不同策略解決手術(shù)，完善教學(xué)流程，從而選擇出手術(shù)失誤可能性最小以及手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)最小的方式，一定程度上減少病人的損傷問題，確保手術(shù)成功率滿足實(shí)際需求。值得一提的是，在利用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的過(guò)程中，也能節(jié)約教育資源，確保操作性和風(fēng)險(xiǎn)性都能符合實(shí)際需求，在對(duì)操作過(guò)程以及結(jié)果展開系統(tǒng)化分析的基礎(chǔ)上，就能對(duì)臨床實(shí)踐技巧予以統(tǒng)籌性總結(jié)和分析，保證經(jīng)驗(yàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)規(guī)劃。

除此之外，計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)被應(yīng)用在臨床醫(yī)學(xué)教育工作中，能在提升學(xué)生臨床經(jīng)驗(yàn)水平的同時(shí)，有效優(yōu)化學(xué)生的技巧水平，利用臨床綜合診斷思維能力有效挖掘?qū)W生的綜合訴求，保證學(xué)生和教師能建立更加具有實(shí)效性的互動(dòng)，維護(hù)臨床理論知識(shí)教學(xué)的規(guī)律性和完整性，實(shí)現(xiàn)職業(yè)道德和行為規(guī)范的全面優(yōu)化[3]。

3.遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教育中應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)

近幾年，遠(yuǎn)程教育成為了拓展教育范圍，升級(jí)教育教學(xué)效果的關(guān)鍵措施，因此，教師要積極落實(shí)系統(tǒng)化教學(xué)機(jī)制和教學(xué)要求。而遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教育中，傳統(tǒng)化的設(shè)備局限性、試驗(yàn)場(chǎng)地局限性以及教學(xué)經(jīng)費(fèi)局限性等都是關(guān)鍵，開設(shè)的教學(xué)內(nèi)容常常不能得到有效落實(shí)。因此，教師可以利用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)對(duì)具體問題進(jìn)行具體分析，整合教學(xué)框架體系的同時(shí)，保證教學(xué)水平和教學(xué)效果更加有效。學(xué)生可以足不出戶就完成相應(yīng)的工作，并且其獲得的知識(shí)體驗(yàn)和真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)相同。值得一提的是，相較于傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教育模型，新型遠(yuǎn)程教學(xué)結(jié)構(gòu)中，要學(xué)生不僅能參與課堂，也能借助技術(shù)優(yōu)勢(shì)直接參與到實(shí)驗(yàn)中，這對(duì)于遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的學(xué)生而言具有非常重要的意義和價(jià)值。

4.網(wǎng)真醫(yī)學(xué)

醫(yī)療體系中的網(wǎng)真醫(yī)學(xué)十分關(guān)鍵，指的就是遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，能將專家的知識(shí)借助通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程位置的傳輸和管理，并且，在遠(yuǎn)程醫(yī)療模型中也能進(jìn)一步提高項(xiàng)目的運(yùn)行優(yōu)勢(shì)。網(wǎng)真醫(yī)學(xué)本身就是計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)中的全新技術(shù)結(jié)構(gòu)，能將高清視頻模塊、音頻模塊以及交互式組件模塊結(jié)合在一起，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)獨(dú)特的價(jià)值和意義，保證學(xué)生在感受技術(shù)的過(guò)程中形成更加直觀的知識(shí)認(rèn)知模式，提高知識(shí)內(nèi)化水平和能力。教師借助網(wǎng)真醫(yī)學(xué)就能建構(gòu)共享網(wǎng)絡(luò)體系的圖形環(huán)境結(jié)構(gòu)，保證共享環(huán)境中，遠(yuǎn)程控制操作得以有序進(jìn)行，從根本上完善操作流程的同時(shí)，確保管控效果和管理水平更加有效，為探討操作細(xì)節(jié)，教師也能保證學(xué)生的學(xué)習(xí)流程。因此，學(xué)生借助網(wǎng)真技術(shù)和教學(xué)途徑，就能進(jìn)入到虛擬的實(shí)驗(yàn)室或者是手術(shù)室中，維護(hù)操作過(guò)程的基礎(chǔ)上，確保問題反饋效果的最優(yōu)化，提高問題訓(xùn)練水平和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)素養(yǎng)[4]。

5.三維教學(xué)

三維技術(shù)的應(yīng)用不僅僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也能使學(xué)生對(duì)人體結(jié)構(gòu)留下深刻的印象，保證學(xué)生更好地內(nèi)化相關(guān)知識(shí)，從而提高學(xué)習(xí)水平和學(xué)習(xí)效率。除了借助網(wǎng)真醫(yī)學(xué)了解真實(shí)的手術(shù)情況和感受，也要將三維人體組織結(jié)構(gòu)應(yīng)用在醫(yī)學(xué)教學(xué)中，落實(shí)資源的應(yīng)用處理和遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教育的整合效果，從根本上提高資源利用水平。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用要對(duì)遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教學(xué)予以控制，從而滿足生態(tài)化動(dòng)態(tài)三維場(chǎng)景，提升教學(xué)整體質(zhì)量和教學(xué)效果。并且，三維教學(xué)能為學(xué)生提供更加直觀的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，學(xué)生能在教師展示人體結(jié)構(gòu)的同時(shí)完成虛擬手術(shù)操作。

總而言之，在醫(yī)學(xué)教育中融合計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是學(xué)校開展相關(guān)課程中要完成的教學(xué)流程和教學(xué)框架，引導(dǎo)學(xué)生和教師建立更加和諧化的教學(xué)關(guān)系，確保實(shí)踐聯(lián)系和醫(yī)學(xué)知識(shí)內(nèi)化更加有效，保證學(xué)生能對(duì)計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)體系下的醫(yī)學(xué)教育科目有更加濃厚的興趣。

參考文獻(xiàn)

[1]金民，井西學(xué)，張盛林，等.Internet時(shí)代現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2014（05）：269-270.

[2]溪，李松聲，王月帆，等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2016（04）：420-423.