虛擬實(shí)驗(yàn)室與組織胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案研究

崔琴琴

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)組織胚胎學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化組織胚胎學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。由于科技的發(fā)展與進(jìn)步，出現(xiàn)了虛擬實(shí)驗(yàn)室，在組織胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用虛擬實(shí)驗(yàn)室，可以最大程度上的擴(kuò)大組織胚胎學(xué)教學(xué)的時(shí)間與空間，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，承接組織胚胎學(xué)的相關(guān)知識(shí)，對(duì)不同環(huán)境下的知識(shí)進(jìn)行情景模擬，本文主要介紹了虛擬實(shí)驗(yàn)室在組織胚胎學(xué)中的應(yīng)用的必要性，以及使用虛擬實(shí)驗(yàn)室對(duì)組織胚胎學(xué)教學(xué)的方式。

【關(guān)鍵詞】虛擬實(shí)驗(yàn)室;VR技術(shù);組織胚胎學(xué);教學(xué)方案

虛擬實(shí)驗(yàn)概念的提出是在20世紀(jì)九十年代由美國(guó)的Wi11iamWu1f提出的。虛擬實(shí)驗(yàn)室主要使用的技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，即VR技術(shù)，融合了電子計(jì)算機(jī)技術(shù)與相關(guān)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)環(huán)境的仿真延伸。虛擬實(shí)驗(yàn)是主要的原理是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，模擬出真實(shí)的情景，相關(guān)設(shè)備的操作人員，對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行操作，完成對(duì)虛擬環(huán)境中的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)進(jìn)行操控。使用人員可以從不同的環(huán)境中得到真實(shí)的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。在組織胚胎學(xué)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，使用虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以使學(xué)生得到充分的課堂體驗(yàn)，擴(kuò)大了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的空間。

醫(yī)學(xué)課程重要的組成內(nèi)容就是組織胚胎學(xué)，組織胚胎學(xué)的內(nèi)容包括了組織學(xué)與細(xì)胞學(xué)，知識(shí)較為復(fù)雜并且有著較高的抽象性，即使在組織胚胎學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程中使用多媒體，并配有動(dòng)畫，但學(xué)生沒有經(jīng)過實(shí)際的動(dòng)手操作，仍然對(duì)相應(yīng)的理論知識(shí)一知半解，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)組織胚胎學(xué)課程十分不利。但是，組織胚胎學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程，有些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如果學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中出現(xiàn)失誤，將會(huì)造成嚴(yán)重的損失，因此使用虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行組織胚胎學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，提高組織胚胎學(xué)的教學(xué)效率。

1虛擬實(shí)驗(yàn)室在組織胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)上應(yīng)用的必要性

傳統(tǒng)組織胚胎學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式主要使用顯微鏡，進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)的觀察。或者進(jìn)行標(biāo)本的觀察。使用這種方式進(jìn)行組織胚胎學(xué)的教學(xué)，對(duì)學(xué)生來說需要極強(qiáng)的專業(yè)性與思維轉(zhuǎn)換能力，因?yàn)閷W(xué)生的思維需要從立體結(jié)構(gòu)到光學(xué)顯微鏡下的平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換過程沒有相應(yīng)的工作經(jīng)驗(yàn)很難進(jìn)行完成。針對(duì)低年級(jí)的組織胚胎實(shí)驗(yàn)教學(xué)，大部分的學(xué)生對(duì)組織胚胎學(xué)的學(xué)習(xí)過程是對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及相關(guān)知識(shí)進(jìn)行機(jī)械性的記憶與背誦，更加缺少相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)驗(yàn)，在學(xué)生通過顯微鏡對(duì)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察的過程中，對(duì)胚胎組織結(jié)構(gòu)的了解片面，沒有達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，加深對(duì)理論知識(shí)的理解。

通過建立虛擬實(shí)驗(yàn)室，完成學(xué)生在現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不可能親手操作的試驗(yàn)場(chǎng)景，能夠有效的降低實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中對(duì)現(xiàn)實(shí)條件的依賴。可以將枯燥的了理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為虛擬的實(shí)驗(yàn)步驟與實(shí)驗(yàn)過程，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，增加了學(xué)生對(duì)試驗(yàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生全面的掌握各方面的醫(yī)學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生對(duì)組織胚胎學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。

2虛擬實(shí)驗(yàn)室與組織胚胎學(xué)教學(xué)方案

2.1虛擬實(shí)驗(yàn)室承接解剖學(xué)和組織胚胎學(xué)

組織胚胎學(xué)與解剖學(xué)之間有著密切的關(guān)系，二者而相互促進(jìn)，在實(shí)驗(yàn)的過程中將二者進(jìn)行有效的融合，可以提高學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)的連帶能力，提高組織胚胎學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。因?yàn)榻馄蕦W(xué)與組織胚胎學(xué)在許多的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中，都有著一定的承接，使用解剖學(xué)的相關(guān)知識(shí)，可以對(duì)組織胚胎進(jìn)行完成快速的剝離與選取，保持組織與胚胎的完整性，有助于學(xué)生能夠從細(xì)小的細(xì)胞結(jié)構(gòu)開始認(rèn)知，形成完整的組織結(jié)構(gòu)認(rèn)知。但是，目前的教學(xué)中，低年級(jí)學(xué)生開設(shè)的課程中，學(xué)生的能力有限，并沒有對(duì)解剖學(xué)的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)生意外，會(huì)造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)現(xiàn)象。

使用VR技術(shù)，形成虛擬試驗(yàn)室，在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行相應(yīng)的解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)工作，通過對(duì)解剖學(xué)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，引入到組織胚胎學(xué)的理論學(xué)習(xí)中。在虛擬實(shí)驗(yàn)室中，使用VR技術(shù)可以仿真模擬出人體內(nèi)部的循環(huán)系統(tǒng)，人體的每個(gè)器官都是三維立體的，學(xué)生使用VR技術(shù)，可以完成從胚胎組織的解剖與胚胎組織的切片，有效的節(jié)省了教學(xué)資源，提高了教學(xué)效率。學(xué)生通過VR技術(shù)，對(duì)胚胎組織學(xué)的理論知識(shí)以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，學(xué)生解剖的手法熟練后，進(jìn)行真實(shí)的胚胎解剖時(shí)，更加的準(zhǔn)確，保障了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

2.2虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行不同知識(shí)場(chǎng)景的模擬

在虛擬試驗(yàn)室中，通過VR技術(shù)可以模擬出不同疾病種類，與疾病出現(xiàn)時(shí)的人體組織出現(xiàn)的病癥。因?yàn)榻M織胚胎學(xué)包括了人體組織學(xué)與胚胎學(xué)，所以使用虛擬試驗(yàn)是進(jìn)行仿真模擬教學(xué)的過程中，可以使學(xué)生更加直觀的感受到組織與洗牌的功能結(jié)構(gòu)。例如，在進(jìn)行肥大細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能時(shí)，使用虛擬試驗(yàn)室中的VR技術(shù)，根據(jù)實(shí)際發(fā)生的過敏反應(yīng)病例，設(shè)計(jì)出一個(gè)真實(shí)的試驗(yàn)環(huán)境，再現(xiàn)過敏反應(yīng)時(shí)細(xì)胞的功能與結(jié)構(gòu)。學(xué)生可以在一種真實(shí)的環(huán)境中，身臨其境的進(jìn)行組織學(xué)與胚胎學(xué)的學(xué)習(xí)過程，加深了學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的印象。

在傳統(tǒng)的胚胎學(xué)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，使用觀察標(biāo)本與模型的方式進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，雖然可以使用相應(yīng)的動(dòng)畫幫助學(xué)生理解胚胎的發(fā)育過程，但是這種方式卻無法實(shí)現(xiàn)胚胎在發(fā)育的過程中，每個(gè)組織結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化，無法進(jìn)行深入的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。利用虛擬實(shí)驗(yàn)室中的VR技術(shù)，使用現(xiàn)代化的信息技術(shù)，模擬出胚胎在發(fā)育過程中的全部變化，每個(gè)器官組織的位置變化，設(shè)計(jì)出虛擬的情景，加深學(xué)生對(duì)組織胚胎學(xué)的理解。

在虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行組織胚胎實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式，可以為學(xué)生構(gòu)建出不同的知識(shí)場(chǎng)景，在不同的知識(shí)場(chǎng)景下使用VR技術(shù)，幫助學(xué)生參與進(jìn)實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生在可以通過實(shí)際實(shí)驗(yàn)體會(huì)，真實(shí)的感受組織胚胎學(xué)發(fā)展過程中的試驗(yàn)技術(shù)，提高學(xué)生對(duì)組織胚胎學(xué)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣。

3總結(jié)

虛擬實(shí)驗(yàn)室在組織胚胎學(xué)的教學(xué)過程中，不僅可以幫助學(xué)生加深組織胚胎學(xué)的理論認(rèn)知，還可以打破傳統(tǒng)試驗(yàn)教學(xué)中對(duì)現(xiàn)實(shí)條件的依賴，承接多學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)多情景的試驗(yàn)教學(xué)，有效的提高了組織胚胎學(xué)的教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生更好的理解教學(xué)內(nèi)容，彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足。