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        虛擬仿真技術(shù)在病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探討

        2019-11-13 01:33:45楊珺汪曉慶潘獻(xiàn)柱謝琳琳吳義春
        科技視界 2019年30期
        關(guān)鍵詞:虛擬仿真技術(shù)病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

        楊珺 汪曉慶 潘獻(xiàn)柱 謝琳琳 吳義春

        【摘 要】伴隨著科技信息化技術(shù)的不斷進(jìn)步,教育觀念開(kāi)始不斷改變,創(chuàng)新性教育模式不斷發(fā)展。目前,虛擬仿真技術(shù)正逐步應(yīng)用于高校教學(xué)中,跟傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比,虛擬仿真技術(shù)有著的優(yōu)勢(shì)無(wú)可比擬。本文主要介紹的虛擬仿真技術(shù)的概念,分析了傳統(tǒng)病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題,并對(duì)虛擬仿真技術(shù)在病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中表現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析。

        【關(guān)鍵詞】虛擬仿真技術(shù);病理學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

        中圖分類(lèi)號(hào): G642;D919-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 2095-2457(2019)30-0204-002

        DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.30.104

        病理學(xué)是一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,被稱(chēng)之為“橋梁學(xué)科”,是連接基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的紐帶。病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是病理學(xué)教學(xué)的重要組成部分,通過(guò)對(duì)切片和大體標(biāo)本的觀察,將病理理論知識(shí)更直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前,鞏固所學(xué)的理論知識(shí)。學(xué)生對(duì)病理學(xué)知識(shí)的理解和掌握程度直接反映了病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果,而病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果則直接反映了學(xué)生應(yīng)用病理學(xué)知識(shí)分析臨床問(wèn)題的能力[1]。

        隨著科技信息的飛速發(fā)展,基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的虛擬仿真技術(shù)以其優(yōu)良的交互特征和接替特性,正逐漸應(yīng)用于教育領(lǐng)域,步入高校課堂成為信息化教學(xué)中舉足輕重的一部分[2]。

        1 虛擬仿真技術(shù)的概述

        虛擬仿真技術(shù)是在多媒體技術(shù),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等科技迅猛發(fā)展的基礎(chǔ)上,將仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。以構(gòu)建全系統(tǒng)統(tǒng)一的完整的虛擬環(huán)境為典型特征,具有沉浸性、交互性、虛擬性、逼真性四大基本特征。使用者在虛擬環(huán)境中課產(chǎn)生真實(shí)的生理感官,能讓使用者沉浸其中[3]。虛擬仿真技術(shù)作為當(dāng)前較為先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),給高校傳統(tǒng)教學(xué)帶來(lái)極大的沖擊,嘗試解決傳統(tǒng)教學(xué)中出現(xiàn)的難題,引導(dǎo)學(xué)生用創(chuàng)新方式思考問(wèn)題,增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,加快高校信息化進(jìn)程。

        2 傳統(tǒng)病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足

        2.1 以教師為主體的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式為主,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一

        傳統(tǒng)的病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要采用在顯微鏡下觀察切片,肉眼觀察大體標(biāo)本。教師通過(guò)親身指導(dǎo),多媒體示范教學(xué),學(xué)生自主觀察,實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病的形態(tài)學(xué)認(rèn)知,這種驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的教學(xué)模式有助于學(xué)生理論知識(shí)的鞏固,但是實(shí)驗(yàn)課堂以教師為主導(dǎo),學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí),實(shí)驗(yàn)方式單一枯燥,實(shí)驗(yàn)課堂氣氛呆板,學(xué)生很難享受實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣。而且其他例如病理尸檢、取材及生物醫(yī)學(xué)最新發(fā)展技術(shù)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,也因?yàn)閳?chǎng)地、資金或操作專(zhuān)業(yè)程度等問(wèn)題難以開(kāi)展,對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)不益。

        2.2 學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率低下

        知識(shí)的系統(tǒng)性和連貫性是病理實(shí)驗(yàn)的突出特點(diǎn),現(xiàn)階段我們的病理學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少,實(shí)驗(yàn)的前期準(zhǔn)備工作完全由實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員完成,學(xué)生無(wú)法參與其中,再者鏡下形態(tài)學(xué)特點(diǎn)的觀察抽象,學(xué)生理解有一定難度,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課興趣不高。病理實(shí)驗(yàn)課沒(méi)有將病理學(xué)、組織學(xué)與胚胎學(xué)和人體解剖學(xué)形成體系,沒(méi)有做到從正常到異常,從宏觀到微觀,從基礎(chǔ)知識(shí)到臨床應(yīng)用的融合,學(xué)生沒(méi)有對(duì)比學(xué)習(xí),造成學(xué)習(xí)效率的低下。

        2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的匱乏

        隨著高校教育改革的不斷深化,高校招生人數(shù)急劇增加,實(shí)驗(yàn)教學(xué)場(chǎng)地受到限制,大多數(shù)的醫(yī)學(xué)類(lèi)院校出現(xiàn)了人體教學(xué)標(biāo)本的短缺,雖然現(xiàn)在有面向社會(huì)的遺體捐贈(zèng)活動(dòng),但是依然不能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。同時(shí)伴隨社會(huì)醫(yī)療水平的不斷提高,醫(yī)療條件的不斷完善,一些過(guò)去常見(jiàn)的疾病得到了很好的救治,現(xiàn)在這些人體疾病標(biāo)本都難以尋獲,即便獲得病變也不典型,這些原因都讓人體教學(xué)的實(shí)驗(yàn)資源日漸匱乏。

        2.4 實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)涉及的實(shí)驗(yàn)安全問(wèn)題

        病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)用很多高精密度儀器并且接觸患病的人體或動(dòng)物的組織、細(xì)胞等實(shí)驗(yàn)材料,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生層次不同,他們的操作規(guī)范不盡相同,甚至有的操作不規(guī)范,容易產(chǎn)生各類(lèi)安全問(wèn)題[4]。盡管實(shí)驗(yàn)課老師會(huì)反復(fù)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作的具體注意事項(xiàng),但是由于學(xué)生動(dòng)手能力不足,依舊有同學(xué)沒(méi)有按照操作規(guī)程來(lái)實(shí)施實(shí)驗(yàn),增加了病理實(shí)驗(yàn)室的安全管理難度加大。

        3 虛擬仿真技術(shù)在病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

        3.1 促進(jìn)病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣增強(qiáng)學(xué)習(xí)效率

        虛擬仿真技術(shù)將傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課上教師示范實(shí)驗(yàn),學(xué)生被動(dòng)掌握知識(shí)轉(zhuǎn)變成學(xué)生可以基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過(guò)虛擬畫(huà)面對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行觀察,模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程自己動(dòng)手,特別是對(duì)一些受實(shí)驗(yàn)條件限制無(wú)法開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,能突破時(shí)間和空間的限制,實(shí)現(xiàn)從教師到學(xué)生的主體轉(zhuǎn)變,促進(jìn)以能力培養(yǎng)為核心混合型病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的形成。虛擬仿真技術(shù)所呈現(xiàn)的四大特性,讓學(xué)生可以親身參與到病理實(shí)驗(yàn)所需的切片標(biāo)本的制作過(guò)程,大大提升學(xué)生動(dòng)手能力,提高學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)虛擬仿真技術(shù)將病理實(shí)驗(yàn)與組織胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn),人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合,向?qū)W生展現(xiàn)人體正常到異常,疾病的發(fā)生,發(fā)展及轉(zhuǎn)歸的過(guò)程,在對(duì)比學(xué)習(xí)中增強(qiáng)學(xué)習(xí)效率。

        3.2 解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的匱乏

        傳統(tǒng)病理學(xué)實(shí)驗(yàn)主要是在實(shí)驗(yàn)室里運(yùn)用玻璃切片和實(shí)體標(biāo)本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。病理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)要求高,建設(shè)條件嚴(yán)苛,場(chǎng)地不足。病理切片容易褪色、丟失和損毀,一些疾病的標(biāo)本現(xiàn)在難以尋獲,例如寄生蟲(chóng)病的標(biāo)本,實(shí)體標(biāo)本一般置于標(biāo)本缸中,體積和質(zhì)量過(guò)大,不利于搬動(dòng),不利于學(xué)生觀察。利用虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建病理數(shù)字化資源庫(kù),數(shù)字切片和三維病理標(biāo)本將替代傳統(tǒng)的玻璃切片和實(shí)體標(biāo)本,解決了玻璃切片褪色,易碎問(wèn)題,也避免了實(shí)體標(biāo)本重復(fù)購(gòu)買(mǎi),標(biāo)本資源短缺問(wèn)題。數(shù)字資源庫(kù)的建立也讓病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不再局限于病理實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的依托平臺(tái)讓學(xué)生自主的進(jìn)行病理實(shí)驗(yàn)的操作和學(xué)習(xí)。從很大程度上解決了實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源匱乏的問(wèn)題。

        3.3 解決實(shí)驗(yàn)室的很多安全問(wèn)題

        傳統(tǒng)病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,因操作不當(dāng)引起的人身和實(shí)驗(yàn)儀器安全事故屢見(jiàn)不鮮。采用虛擬仿真技術(shù)可以有效地避免實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的各類(lèi)安全問(wèn)題,甚至可以模擬安全事故的發(fā)生,完善現(xiàn)實(shí)中實(shí)驗(yàn)室的安全預(yù)案。對(duì)實(shí)驗(yàn)室的安全管理有重大意義。

        4 結(jié)語(yǔ)

        隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,虛擬仿真技術(shù)的運(yùn)用不僅使病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果大幅提升,也增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,解決了病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源匱乏和實(shí)驗(yàn)安全問(wèn)題。但同時(shí)也有一些問(wèn)題有待改進(jìn),病理實(shí)驗(yàn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作沒(méi)有與虛擬仿真教學(xué)授課相結(jié)合,學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)相對(duì)薄弱。在今后的病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對(duì)虛擬仿真技術(shù)的不斷完善,促進(jìn)病理學(xué)學(xué)科的建設(shè)。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]潘坤,劉慧萍,等.基于虛擬數(shù)字切片結(jié)合數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)在中醫(yī)院校病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].大醫(yī)生,2017,2(7):173-176.

        [2]李冰,馬頌華,等.PBL與虛擬仿真結(jié)合在醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)中的探索[J].科教文匯,2015,31(8):79-80.

        [3]楊宏偉.虛擬仿真技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2005,24(9):38-39.

        [4]陳玉,戈瑤.淺談高校生物類(lèi)實(shí)驗(yàn)室的安全管理對(duì)策[J].林區(qū)教學(xué),2015,11:22-23.

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