智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI:10.16400/j.cnki.kjdk.2025.17.009

Application ofSmartDigital Virtual Simulation Teaching in Medical Imaging Equipment

TAOMinhui， ZHOUMeijuan (Shangqiu Medical College，Shangqiu，Henan )

AbstractObjective:To explore the effectivenessofapplying smart digital virtual simulation teaching in Medical Imaging Equipment.Methods:Students majoring in medical imaging technology from grades 2022 and 2023at Shangqiu Medical Colege were selected as observation samples forthis teaching experiment.Thirty students from grade 2022 served as the control group，receiving conventional teaching;thirty students from grade 2023 servedas the observation group，receiving smart digital virtual simulation teaching.In-class assessment scores and evaluations of teaching efectiveness were compared between the two groups.Results:The observation group achieved higher scores inallin-class assessmentsand demonstrated more positiveevaluations of teaching effectiveness compared to the control group，with statistically significant differences （ P<0.05 .Conclusion: Using smart digital virtualsimulation teaching technology in Medical Imaging Equipment is more conducive to improving teaching quality.

Keywordssmart digital virtual simulation teaching; Medical Imaging Equipment; teaching application

醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)是一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科，教學(xué)內(nèi)容相對(duì)復(fù)雜、抽象，學(xué)習(xí)難度較大。常規(guī)教學(xué)方式缺乏直觀性、個(gè)性化，已不能滿足學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)需求1。而智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)是一種新型教學(xué)模式，其借助先進(jìn)的信息技術(shù)，能夠?yàn)閷W(xué)生營造更加逼真的教學(xué)環(huán)境，將理論知識(shí)與實(shí)踐進(jìn)行深度融合，為教學(xué)開辟了新的途徑[2]。基于此，本文選擇2022級(jí)和2023級(jí)共計(jì)60名學(xué)生展開教學(xué)研究，旨在分析醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)教學(xué)中采用智慧數(shù)字化虛

擬仿真教學(xué)方式的效果。

1資料與方法

1.1一般資料

選擇2022級(jí)、2023級(jí)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)學(xué)生作為本次教學(xué)實(shí)驗(yàn)的觀察樣本，其中2022級(jí)30名學(xué)生作為對(duì)照組，2023級(jí)30名學(xué)生作為觀察組，其中對(duì)照組包括14名男生、16名女生，年齡19一23歲，平均 (21.77±0.11) 歲，觀察組包括16名男生、14名女生，年

科教導(dǎo)刊

齡 19-22 歲，平均 (21.01±0.12) 歲。對(duì)比所有學(xué)生的臨床資料，未見顯著差異 (P>0.05) 。

1.2方法

在實(shí)驗(yàn)期間，對(duì)照組學(xué)生采取常規(guī)教學(xué)模式，主要包括實(shí)驗(yàn)演示、課堂講授及課后作業(yè)，需要教師利用黑板、PPT等方式針對(duì)重點(diǎn)知識(shí)加以講解，學(xué)生通過記筆記、聽講等方式獲取知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)演示環(huán)節(jié)，教師需要操作真實(shí)或模擬的醫(yī)學(xué)影像學(xué)設(shè)備，讓學(xué)生觀摩學(xué)習(xí)，展示設(shè)備的操作流程及工作原理，之后讓學(xué)生完成課后作業(yè)。觀察組采取智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)，主要內(nèi)容如下。

1.2.1教學(xué)資源建設(shè)

① 構(gòu)建三維模型設(shè)備：利用3D建模技術(shù)，針對(duì)CT掃描儀、X光機(jī)、MRI等各類醫(yī)學(xué)影像學(xué)設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)三維建模，為學(xué)生呈現(xiàn)出各個(gè)機(jī)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部形態(tài)，包括每一個(gè)關(guān)節(jié)的連接關(guān)系、具體位置等，學(xué)生可以通過縮放、旋轉(zhuǎn)等操作，從不同角度進(jìn)行觀察。 ② 開發(fā)虛擬操作場景：創(chuàng)建高度仿真的虛擬操作場景，包括模擬設(shè)備的參數(shù)設(shè)置、開機(jī)、圖像獲取、掃描等各項(xiàng)工作流程。在虛擬場景中，學(xué)生使用鍵盤、鼠標(biāo)或特定交互設(shè)備完成相關(guān)操作，系統(tǒng)可根據(jù)操作結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，讓學(xué)生仿佛置身于真實(shí)操作環(huán)境中。 ③ 制作原理動(dòng)畫：針對(duì)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備比較復(fù)雜的工作原理，教師可以通過制作動(dòng)畫演示，將抽象的知識(shí)以直觀視覺的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，使其更好地理解。

1.2.2教學(xué)過程設(shè)計(jì)

① 課前引導(dǎo)：教師通過線上教學(xué)平臺(tái)發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)，學(xué)生利用課余時(shí)間登錄系統(tǒng)，針對(duì)各類設(shè)備操作流程及基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行自主探索，觀看各類原理動(dòng)畫，預(yù)習(xí)即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容。系統(tǒng)隨時(shí)記錄學(xué)生預(yù)習(xí)情況，教師根據(jù)反饋信息及時(shí)獲取學(xué)生的知識(shí)薄弱點(diǎn)，為后續(xù)課堂教學(xué)提供參考。② 課堂互動(dòng)教學(xué)：教師在課堂上結(jié)合虛擬仿真教學(xué)資源加以講解，利用大屏幕展示虛擬設(shè)備及臨床真實(shí)操作場景，之后進(jìn)行相應(yīng)操作演示，引導(dǎo)學(xué)生逐步分析操作結(jié)果，針對(duì)各類機(jī)械設(shè)備的臨床應(yīng)用及工作原理進(jìn)行深入探討，讓學(xué)生小組合作分析虛擬操作過程中的問題，并提出疑問，培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。 ③ 實(shí)踐操作訓(xùn)練：安排虛擬實(shí)踐課程讓學(xué)生在仿真系統(tǒng)中不斷操作練習(xí)，系統(tǒng)可以針對(duì)學(xué)生操作進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估，并對(duì)操作過程中的不足及錯(cuò)誤給予建議及指導(dǎo)。教師可以結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況，設(shè)置不同難度層次，從基礎(chǔ)操作到更加復(fù)雜的掃描模擬，不斷提高學(xué)生的操作技能。

1.2.3個(gè)性化學(xué)習(xí)支持

① 規(guī)劃學(xué)習(xí)路徑：系統(tǒng)會(huì)結(jié)合學(xué)生知識(shí)掌握水平、學(xué)習(xí)實(shí)際進(jìn)度及能力水平，為其制定個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑，推薦適合學(xué)生的虛擬學(xué)習(xí)資源，保證學(xué)生能夠按照自己節(jié)奏深入學(xué)習(xí)。 ② 智能答疑與輔導(dǎo)：利用人工智能技術(shù)開發(fā)智能輔助系統(tǒng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到問題時(shí)可以隨時(shí)提問，系統(tǒng)可以提供相關(guān)知識(shí)鏈接并詳細(xì)解答，教師也能夠在后臺(tái)及時(shí)了解學(xué)生提問情況，針對(duì)共性問題加以集中講解。

1.2.4考核評(píng)價(jià)體系

① 過程性考核：系統(tǒng)會(huì)對(duì)將學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)間、操作數(shù)據(jù)、任務(wù)完成情況等各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)記錄，而教師可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，包括熟練程度、精準(zhǔn)性、解決問題能力等，從而形成專業(yè)化的過程性考核成績。 ② 終結(jié)性考核：在完成課程教學(xué)后，教師可以利用虛擬仿真平臺(tái)設(shè)置綜合性考核任務(wù)，讓學(xué)生在模擬場景下排除并診斷設(shè)備故障、操作設(shè)備等，針對(duì)學(xué)生技能掌握情況及知識(shí)理解程度進(jìn)行全面核查，通過系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)分及記錄的方式，保證考核結(jié)果公正、客觀。

1.2.5教師能力提升

① 技術(shù)培訓(xùn)：學(xué)校需要開展針對(duì)智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)的技術(shù)培訓(xùn)，讓教師能夠充分、熟練操作虛擬仿真系統(tǒng)，整合并制作相關(guān)教學(xué)資源，深入分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)，從而提高教師對(duì)新技術(shù)的使用能力。 ② 教學(xué)研討：定期組織教師進(jìn)行研討活動(dòng)，分享其在智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)過程中所獲得的心得及經(jīng)驗(yàn)，共同探討如何更好地將傳統(tǒng)教學(xué)與仿真教學(xué)有機(jī)結(jié)合，從而提高教學(xué)的質(zhì)量。

1.3觀察指標(biāo)

① 隨堂考核成績：主要包括設(shè)備構(gòu)造、成像原理、使用注意事項(xiàng)等，每項(xiàng)內(nèi)容分?jǐn)?shù)為百分制，分?jǐn)?shù)越高表明其考核成績?cè)礁摺?② 學(xué)生對(duì)教學(xué)效果的評(píng)價(jià)：主要包括知識(shí)廣度、方式新穎性、教學(xué)內(nèi)容印象性，每項(xiàng)內(nèi)容分值在 0-100 分之間，分?jǐn)?shù)越高表明對(duì)教學(xué)效果的評(píng)價(jià)越高。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS26.0統(tǒng)計(jì)， 代表計(jì)量資料，行t驗(yàn)證， [n(%)] 代表計(jì)數(shù)資料，行驗(yàn)證， P<0.05 為存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1隨堂考核成績

觀察組學(xué)生隨堂考核成績較對(duì)照組更高 (P<0.05) 。

見表1。

2.2學(xué)生對(duì)教學(xué)效果的評(píng)價(jià)

觀察組學(xué)生對(duì)教學(xué)效果的評(píng)價(jià)較對(duì)照組更高（ P< 0.05)，見表2。

3討論

在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)教學(xué)中，由于課程涵蓋較為復(fù)雜的教學(xué)內(nèi)容且傳統(tǒng)教學(xué)模式相對(duì)單一，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，并且由于不同學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度及能力存在一定差異，而傳統(tǒng)教學(xué)不能做到個(gè)性化教學(xué)，無法滿足學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)需求3]。此外，傳統(tǒng)教學(xué)模式評(píng)價(jià)側(cè)重于理論知識(shí)考核，對(duì)于學(xué)生解決臨床問題及操作能力的考查不足，不利于全面評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及專業(yè)素養(yǎng)。

智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)的個(gè)性化及互動(dòng)性是其主要優(yōu)勢，有效打破傳統(tǒng)教學(xué)中以教師為主體的教學(xué)模式，讓師生之間能夠?qū)崿F(xiàn)高度互動(dòng)5，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行自主操作及探索。同時(shí)，系統(tǒng)具備較為強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力，可以結(jié)合不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、操作熟練度、知識(shí)掌握程度、學(xué)習(xí)進(jìn)度等為其制定個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑，并推薦相應(yīng)內(nèi)容。此外，虛擬仿真教學(xué)不會(huì)受到空間和時(shí)間的限制，學(xué)生可以隨時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備登錄虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)，靈活、合理地安排自己的學(xué)習(xí)時(shí)間，從而培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

在本次臨床試驗(yàn)中，觀察組隨堂考核成績高于對(duì)照組，對(duì)于教學(xué)效果的評(píng)價(jià)也高于對(duì)照組 (P<0.05) ，充分證明，智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)有助于提高學(xué)生的隨堂考核成績和對(duì)教學(xué)效果的評(píng)價(jià)。其原因在于， ① 在知識(shí)理解層面，智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)具有很大的優(yōu)勢，醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)涉及相對(duì)抽象的知識(shí)及復(fù)雜設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)8，而借助智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)方式能夠以直觀的虛擬形式將抽象知識(shí)內(nèi)容生動(dòng)地展現(xiàn)給學(xué)生。通過構(gòu)建3D模型，讓學(xué)生能夠無死角、全方位觀察影像學(xué)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，之后配合動(dòng)畫演示，生動(dòng)形象地讓學(xué)生清晰觀測到各類機(jī)械的部件運(yùn)作過程。 ② 在實(shí)踐操作領(lǐng)域，虛擬仿真技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生提供前所未有的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使其在虛擬演練中盡情練習(xí)，從設(shè)備開機(jī)調(diào)試開始，熟悉每一個(gè)步驟的細(xì)節(jié)，設(shè)定相應(yīng)參數(shù)，針對(duì)不同病情患者的不同部位進(jìn)行掃描，整個(gè)操作過程中系統(tǒng)還會(huì)給予學(xué)生相應(yīng)反饋及指導(dǎo)，通過反復(fù)練習(xí)，不斷提高學(xué)生的實(shí)踐操作技能。 ③ 在教學(xué)效果及教學(xué)資源評(píng)估方面，數(shù)字化虛擬系統(tǒng)可以針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)加以全面記錄，覆蓋學(xué)習(xí)時(shí)長、操作精準(zhǔn)性、解決問題能力、錯(cuò)誤類型等多個(gè)維度，而教師針對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析[，能夠更加客觀、全面地了解學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，針對(duì)共性問題進(jìn)行重點(diǎn)講解，從真正意義上實(shí)現(xiàn)因材施教。

? 基金項(xiàng)目：省社會(huì)科學(xué)界聯(lián)合會(huì)調(diào)研課題(SKL-2024-630)；省職業(yè)教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目（青年教師項(xiàng)目）（豫教[2024]05903）。

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