李廣智+張冬梅

虛擬仿真技術(shù)是一種利用計(jì)算機(jī)技術(shù)而發(fā)展起來的新興技術(shù)，他利用多媒體技術(shù)結(jié)合仿真技術(shù)創(chuàng)造出一個(gè)集視覺、聽覺、觸覺及嗅覺等為一體的虛擬現(xiàn)實(shí)世界，使使用者有身臨其境的感覺，讓使用者可以自然地感受到虛擬空間中的客體，同時(shí)也可與虛擬空間中的客體進(jìn)行互動(dòng)的技術(shù)[1]。

1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)的現(xiàn)狀

目前，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)十分普及，如美國正在建設(shè)覆蓋全國的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。近年來，國內(nèi)對仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)越來月重視，許多高校根據(jù)自身科研與教學(xué)的需要建立了自己的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室。中山大學(xué)、山東大學(xué)、上海中醫(yī)藥大學(xué)、南方醫(yī)科大學(xué)等已經(jīng)成功入選國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，并且建立了先進(jìn)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺[2]。

現(xiàn)在，不僅各醫(yī)學(xué)學(xué)校的基礎(chǔ)、臨床教學(xué)中使用虛擬仿真教學(xué)平臺，而且各醫(yī)學(xué)機(jī)能考試的練習(xí)中也應(yīng)用了虛擬仿真技術(shù)；隨著第一批國家級醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心批準(zhǔn)建設(shè)，各醫(yī)學(xué)院校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺如雨后春筍般建設(shè)起來。近年各大數(shù)據(jù)庫中檢索到的有關(guān)醫(yī)學(xué)仿真教學(xué)的文章越來越多，這表明各級教育部門和高校都意識到虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性和必要性，并把他作為教學(xué)改革的重要組成部分。

2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺的優(yōu)勢

2.1 節(jié)約實(shí)驗(yàn)費(fèi)用

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)只需學(xué)生在電腦上操作，無需繁瑣的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，不但節(jié)省人力資源，還減少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的使用、試劑的消耗、儀器設(shè)備的損耗。此外，還能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、培養(yǎng)學(xué)生的能動(dòng)性和創(chuàng)造力。

2.2 構(gòu)建豐富、完整的醫(yī)學(xué)知識體系

虛擬仿真平臺能夠融合多個(gè)學(xué)科實(shí)驗(yàn)于一體，充分利用平臺的良好展示功能，將完整的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識體系置于網(wǎng)絡(luò)平臺上，便于學(xué)生的學(xué)習(xí)、實(shí)踐和測試。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺內(nèi)容包括生理學(xué)實(shí)驗(yàn)、形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)、人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)、藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)等模塊。

2.3 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)艽蚱平虒W(xué)空間和時(shí)間的限制

利用虛擬仿真技術(shù)，可以徹底打破空間的限制，學(xué)生可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)的內(nèi)部進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察，多個(gè)角度體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程。它還可以突破時(shí)間的限制，一些需要很久時(shí)間才能觀察的變化過程，通過虛擬仿真技術(shù)，可以在很短的時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)生觀察。另外學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)，在一天的任何時(shí)間，任何地點(diǎn)都可以登陸平臺進(jìn)行操作，也突破了時(shí)間的限制。

3 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺存在的問題

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺雖然有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，但也存在著很多需要我們突破的難點(diǎn)和不足。

3.1 不能提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)僅使用電腦操作，無法真實(shí)操作實(shí)驗(yàn)中的設(shè)備和手術(shù)器械，不能鍛煉學(xué)生的基本操作技能。例如，各種醫(yī)療技術(shù)操作：切開皮膚、靜脈穿刺、動(dòng)脈插管、氣管插管和輸尿管插管等，如果不進(jìn)行實(shí)際操作將找不到真實(shí)的感受，為以后的手術(shù)埋下隱患。所以，虛擬實(shí)驗(yàn)只能起到模擬操作和示教的作用，學(xué)生只有通過在現(xiàn)實(shí)中反復(fù)練習(xí)才能領(lǐng)悟技術(shù)要點(diǎn)，達(dá)到熟練和精通的效果。

3.2 結(jié)果過于理想化、單一化

實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程可能會存在很多干擾因素，或者出現(xiàn)很多異?，F(xiàn)象，甚至實(shí)驗(yàn)結(jié)果截然相反等情況。例如，電生理實(shí)驗(yàn)中的干擾波，動(dòng)物用藥后出現(xiàn)不同的個(gè)體反應(yīng)、麻醉后的意外死亡，動(dòng)脈血壓測量時(shí)插管漏液等情況發(fā)生，即使操作步驟無誤，操作方法規(guī)范，有時(shí)也不一定能得到好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這些現(xiàn)象在虛擬實(shí)驗(yàn)中暫無法實(shí)現(xiàn)全真模擬。所以，虛擬實(shí)驗(yàn)無法全面展現(xiàn)復(fù)雜的真實(shí)實(shí)驗(yàn)過程，無法較好的培養(yǎng)學(xué)生良好的心理素質(zhì)，以及分析和解決問題的能力。

3.3 無法培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)的協(xié)助精神

真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生是在課堂中以一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組為單位來完成的。小組成員有明確分工，共同協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)。這種形式潛移默化地培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，包括協(xié)作互助、交流溝通、相互鼓勵(lì)等，為今后的工作做好準(zhǔn)備。而虛擬實(shí)驗(yàn)僅是個(gè)人學(xué)習(xí)行為，無法培養(yǎng)溝通能力和團(tuán)隊(duì)意識。

3.4 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程間沒有系統(tǒng)化、模塊化

我院現(xiàn)在開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的課程只有人體生理學(xué)和人體解剖學(xué)，課程數(shù)量比較少，課程之間沒有聯(lián)動(dòng)性和模塊化。基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程包括人體解剖學(xué)、人體生理學(xué)、病理學(xué)和藥理學(xué)，各學(xué)科間聯(lián)系非常緊密，一環(huán)扣一環(huán)，如果課程間不進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，學(xué)生所學(xué)的知識支離破碎，達(dá)不到建立基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識體系的目的。

4 應(yīng)對措施

4.1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺可以構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)際實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式：同一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)，利用課外活動(dòng)時(shí)間在開放的虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行反復(fù)模擬操作，掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)；在實(shí)際實(shí)驗(yàn)課中進(jìn)行分組操作，教師指導(dǎo)、考核評價(jià)，達(dá)到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)際實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合的教學(xué)模式，既鍛煉了學(xué)生的分析、思考解決問題的能力，又提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作意識。

4.2 在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺中設(shè)立的師生評價(jià)體系：通過課前預(yù)習(xí)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作考核、實(shí)際實(shí)驗(yàn)分組操作過程和結(jié)果，學(xué)生課程的參與度等情況，師生可以在系統(tǒng)中做出互評打分，并留下過程材料。

4.3 在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中采取模塊化教學(xué)，將人體的九大系統(tǒng)按照人體解剖于組織胚胎學(xué)、人體生理學(xué)、病理學(xué)等學(xué)科順序授課，形成學(xué)科間的緊密聯(lián)系，學(xué)生的知識體系也更加的完整、科學(xué)。

總之，在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺的建設(shè)過程中，我們一方面借鑒國外的先進(jìn)理念和技術(shù)，另一方面我們還要在建設(shè)過程中發(fā)現(xiàn)自身的問題，及時(shí)改進(jìn)，將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺的作用發(fā)揮到最大。

【參考文獻(xiàn)】

[1]蒲丹，周舟，任安杰，等.多層次綜合性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)經(jīng)驗(yàn)初探[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2014，3（31）：5-8.16.

[2]王維國.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)思考與建議[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013，12（32）：5-8.

[責(zé)任編輯：田吉捷]