王 琪，張 勇，趙興緒

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

1 小動(dòng)物疾病學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀

小動(dòng)物疾病學(xué)是一門綜合性極強(qiáng)的臨床課程，包括理論和實(shí)踐兩部分，理論課的內(nèi)容主要側(cè)重于一些傳染性疾病（犬瘟熱、犬細(xì)小病毒病、犬傳染性肝炎、貓瘟及貓傳染性腹膜炎等）、寄生蟲疾病、內(nèi)科疾病及外產(chǎn)科疾病的預(yù)防、診斷和治療。課程教學(xué)內(nèi)容囊括的知識(shí)面廣，包括小動(dòng)物內(nèi)、外、產(chǎn)科、中獸醫(yī)、臨床診斷、傳染病學(xué)、微生物學(xué)和寄生蟲學(xué)等。傳統(tǒng)的獸醫(yī)專業(yè)很少有單獨(dú)的小動(dòng)物疾病學(xué)教學(xué)課程，而且與小動(dòng)物疾病有關(guān)的內(nèi)容及元素主要與大動(dòng)物（馬、牛、羊和豬）相結(jié)合。并且小動(dòng)物疾病學(xué)理論課學(xué)時(shí)少（以甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)為例，理論學(xué)時(shí)為24學(xué)時(shí)），涵蓋的疾病多，內(nèi)容廣，存在滿堂灌的現(xiàn)象（圖1）。此外，小動(dòng)物疾病學(xué)內(nèi)容實(shí)踐性極強(qiáng)，僅憑在課堂上進(jìn)行的理論講解，顯得枯燥乏味，不容易引起學(xué)生的興趣，從而難以達(dá)到學(xué)以致用的目的，單純的課堂講授也難反映小動(dòng)物疾病學(xué)科的最新研究進(jìn)展，而且，小動(dòng)物疾病學(xué)臨實(shí)驗(yàn)課時(shí)短（8學(xué)時(shí)），實(shí)驗(yàn)人數(shù)多，實(shí)踐機(jī)會(huì)少，理論幾乎與實(shí)踐脫節(jié)；同時(shí)，還受到教學(xué)條件的影響，許多病例“可遇不可求”。傳統(tǒng)的板書、PPT講解及視頻觀摩，很難使學(xué)生在有限的理論學(xué)習(xí)期間掌握和理解疾病的癥狀及臨床特征。一般而言，小動(dòng)物疾病中除了傳染病多之外，產(chǎn)科和外科疾病大多數(shù)是需要進(jìn)行手術(shù)治療，而且外科手術(shù)講究嚴(yán)格的無(wú)菌操作，因此理論課或?qū)嵺`課時(shí)少的學(xué)生不能完全理解無(wú)菌的含義，同時(shí)，獸醫(yī)也與人醫(yī)一樣，存在相應(yīng)的?？?，如骨科，神經(jīng)外科，放射科，生化檢驗(yàn)科，影像（B超），泌尿，內(nèi)窺鏡等。小動(dòng)物疾病學(xué)的普及為高校小動(dòng)物疾病學(xué)教學(xué)和科研，為臨床教師和醫(yī)生開展臨床教學(xué)實(shí)踐、為培養(yǎng)合格的獸醫(yī)專業(yè)人才起到了舉足輕重的作用，因此，使用虛擬仿真技術(shù)受到了廣大學(xué)生、老師及寵物養(yǎng)殖愛好者的青睞，讓教和學(xué)更加便捷和自由。

圖1 傳統(tǒng)教學(xué)老師、學(xué)生和課本之間的關(guān)系

2 虛擬仿真在小動(dòng)物疾病教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬仿真（手術(shù)）主要以借助計(jì)算機(jī)、利用多媒體、網(wǎng)絡(luò)通信、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)庫(kù)、人機(jī)交互、計(jì)算機(jī)視覺(jué)及數(shù)學(xué)建模分析等技術(shù)結(jié)合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)手段，是一種新型的現(xiàn)代化的教學(xué)模式，也是遠(yuǎn)程信息化教學(xué)的一種展現(xiàn)，人們利用虛擬仿真技術(shù)和現(xiàn)代化信息技術(shù)，借助教育或?qū)W校等機(jī)構(gòu)對(duì)學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)代虛擬教育的一種新型教學(xué)理念，因此，引入虛擬仿真手術(shù)模式對(duì)提高教學(xué)效果十分有必要[1]。虛擬仿真手術(shù)教學(xué)能將小動(dòng)物疾病學(xué)的教學(xué)內(nèi)容在制成多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)視頻和電子教案等的基礎(chǔ)上[2,3]，通過(guò)上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)，也可以通過(guò)VR技術(shù)、SSD技術(shù)等將那些比較晦澀、難懂的內(nèi)容以聽覺(jué)、視覺(jué)、感覺(jué)和實(shí)踐的形式直觀的通過(guò)對(duì)各種組織進(jìn)行切割和組合，完整的實(shí)現(xiàn)手術(shù)過(guò)程的展示，同時(shí)會(huì)對(duì)模擬手術(shù)給出精準(zhǔn)的手術(shù)數(shù)據(jù)，以利于現(xiàn)實(shí)手術(shù)順利的完成。

目前，常見的介于傳統(tǒng)和虛擬教學(xué)方式之間的教學(xué)模式或教學(xué)手段（混合式教學(xué)）有：視頻廣播（如騰訊視頻和網(wǎng)易云視頻等）、WEB教材、線上視頻會(huì)議（釘釘和騰訊視頻會(huì)議等，它們利用網(wǎng)絡(luò)的及時(shí)性和普遍性完成授課，在疫情肆虐的今天，視頻教學(xué)讓同學(xué)和老師在無(wú)法面對(duì)面授課的情況下完成了教與學(xué)的過(guò)程，大大降低了疫情對(duì)教育教學(xué)帶來(lái)的損失）、MOOC平臺(tái)（如，中國(guó)農(nóng)大，浙江大學(xué)等，MOOC平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了資源最大化的利用）、多媒體素材、論壇（BBS論壇、小木蟲論壇、丁香園和生物谷等）、聊天室（QQ和微信通信等，可以發(fā)送一些與教學(xué)相關(guān)的教材或授課內(nèi)容等）、e-mail等。目前，最流行的是清華大學(xué)研發(fā)的微信“雨課堂”，它可以通過(guò)知識(shí)點(diǎn)的添加、重難點(diǎn)劃分、課堂題目檢測(cè)、課堂互動(dòng)設(shè)計(jì)和課后作業(yè)布置[4]。此外，同學(xué)們?cè)谏险n前可以進(jìn)行簽到，同時(shí)老師在該系統(tǒng)中可以添加習(xí)題集，討論區(qū)和分組互動(dòng)等，并且在操作頁(yè)面可添加課堂欄、各類試卷和公告等[5]，并且還可以在課程教學(xué)中還添加了限時(shí)答題、彈幕互動(dòng)、課堂回答等環(huán)節(jié)，實(shí)時(shí)檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，在答題結(jié)束之后還有紅包福利。雖然，這種教學(xué)方式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有趣的彈幕環(huán)節(jié)更能使學(xué)生融入到課堂中，使學(xué)生們能積極的參與到教和學(xué)的過(guò)程，也增加了學(xué)時(shí)和老師、學(xué)生和學(xué)生之間的互動(dòng)性。老師們可以通過(guò)學(xué)生的反饋信息來(lái)掌握學(xué)生知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，讓老師及時(shí)對(duì)教學(xué)方法和內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整[6]。

小動(dòng)物疾病學(xué)教學(xué)中虛擬仿真手術(shù)有著不可替代的作用，我們可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)多媒體平臺(tái)不斷收集臨床手術(shù)病例的視頻和圖片資料，同時(shí)利用影像數(shù)據(jù)資料，重新構(gòu)建三維模型，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬手術(shù)，準(zhǔn)確計(jì)算手術(shù)的時(shí)間，預(yù)測(cè)手術(shù)的恢復(fù)效果[7]，預(yù)測(cè)最佳的手術(shù)方案與手術(shù)通路，同時(shí)可以準(zhǔn)確判斷病灶的空間位置、病灶的大小、病灶的幾何形狀及與周圍健康組織的空間關(guān)系等。而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以提供老師與學(xué)生們之間的在線探討、提問(wèn)和討論等方式，加強(qiáng)與學(xué)生的交互性，同時(shí)后臺(tái)可以將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋給老師，讓老師更加了解學(xué)生對(duì)該手術(shù)及該疾病的掌握就熟練程度等，同時(shí)還可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)各種手段，加強(qiáng)小動(dòng)物外科手術(shù)基本功的訓(xùn)練。臨床上常見的手術(shù)，一般由術(shù)前準(zhǔn)備，術(shù)中（主手術(shù)）及術(shù)后護(hù)理三部分構(gòu)成，而虛擬仿真手術(shù)系統(tǒng)可以自動(dòng)設(shè)定上述三個(gè)部分，一個(gè)部分違規(guī)操作或不合格將無(wú)法進(jìn)行下一步操作，這樣有利于學(xué)生們熟練掌握手術(shù)的正常流程等。例如，常見的犬的絕育手術(shù)等，在手術(shù)之前，學(xué)生們可以先觀看典型手術(shù)錄像過(guò)程，然后，通過(guò)VR技術(shù)參與到術(shù)前的準(zhǔn)備（犬的保定、麻醉、術(shù)部消毒及鋪設(shè)創(chuàng)巾）、主手術(shù)（皮膚的切開、肌肉的逐層分離（腹內(nèi)斜肌、腹橫肌和腹外斜?。⒏鼓さ拟g性分離、卵巢、輸卵管、子宮和血管就闊韌帶的結(jié)扎，及術(shù)后的護(hù)理等。目前，部分高等院校借助動(dòng)物醫(yī)院開發(fā)完成的虛擬仿真手術(shù)有犬、貓的胃切開術(shù)、犬貓的去勢(shì)術(shù)、犬貓的絕育術(shù)、犬貓等腸管端端吻合術(shù)和拔牙術(shù)等臨床常見的寵物手術(shù)，不同手術(shù)的主手術(shù)過(guò)程不一致，在真正的實(shí)訓(xùn)教學(xué)安排之前，根據(jù)不同手術(shù)需求進(jìn)行該項(xiàng)目的術(shù)前準(zhǔn)備訓(xùn)練。在該項(xiàng)目中，學(xué)生需完成虛擬仿真手術(shù)操作過(guò)程，涵蓋組織分離、止血和閉合等操作。然后，老師再通過(guò)實(shí)體手術(shù)演練示教，讓同學(xué)們掌握關(guān)鍵環(huán)節(jié)及注意事項(xiàng)。此外，我們還可以舉一反三，利用犬、貓和兔子等中小動(dòng)物，開展膀胱切開術(shù)、犬聲帶切除術(shù)、胃腸人工修補(bǔ)術(shù)等手術(shù)，切實(shí)提高了學(xué)生動(dòng)手操作和自主完成能力[8]。而對(duì)于一些?？萍膊。绻强?，神經(jīng)外科等我們可以構(gòu)建相應(yīng)的三維虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬（圖2）[7]。

圖2 虛擬手術(shù)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（引自邱峰，2009，現(xiàn)代教育技術(shù)）

3 虛擬仿真教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)及意義

3.1 優(yōu)化教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣

在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上，借助虛擬仿真教學(xué)更加優(yōu)化了教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)興趣，可以使學(xué)生由以往的被動(dòng)接受知識(shí)到自己主動(dòng)學(xué)習(xí)新知識(shí)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，提高了學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)效果[9]，同時(shí)也拓寬了學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)面。

3.2 提高了課堂的利用率，增加了學(xué)習(xí)成效

小動(dòng)物疾病學(xué)包含大量的外科手術(shù)和臨床診斷學(xué)內(nèi)容，需要理論和實(shí)踐緊密結(jié)合[10]。在某個(gè)病例存在的情況下，老師可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)多媒體及虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行多種形式（視頻、圖片和動(dòng)畫等）的教學(xué)。同學(xué)們可以通過(guò)模擬疾病的發(fā)展歷程，擬定手術(shù)計(jì)劃和方案，使得該病更加形象的展現(xiàn)在學(xué)生的面前，讓學(xué)生親眼目睹該病的特征病變、診斷方法及手術(shù)治療過(guò)程，進(jìn)而豐富了教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)了學(xué)習(xí)效果[11]。

3.3 彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，有利于疾病的學(xué)習(xí)和診斷

對(duì)于實(shí)踐性較強(qiáng)的小動(dòng)物疾病學(xué)課程來(lái)說(shuō)，示范教學(xué)、視頻觀摩及虛擬模擬教學(xué)均有助于加強(qiáng)理論和實(shí)踐的融合。虛擬仿真教學(xué)可以通過(guò)直觀的視覺(jué)方式，加深對(duì)疾病的診斷、治療及預(yù)防的體驗(yàn)。如脫臼和骨折等疾病，很難通過(guò)語(yǔ)言講授使學(xué)生理解和掌握，老師們可以通過(guò)自己的臨床經(jīng)驗(yàn)、寵物醫(yī)院的病例借助虛擬仿真（虛擬脫臼、骨折及手術(shù)過(guò)程）既節(jié)省了時(shí)間，也對(duì)病例進(jìn)行了全面的分析，而且容易引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使小動(dòng)物疾病學(xué)教學(xué)手段、教學(xué)方式和教學(xué)效果有了一個(gè)質(zhì)的飛躍，它與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，更能培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力、獲取知識(shí)的能力及動(dòng)手操作能力[12]。

當(dāng)然，任何一種教學(xué)方式都有兩面性，虛擬仿真教學(xué)也不例外，如缺少傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生和老師面對(duì)面的情感交流，使同學(xué)們?nèi)菀仔纬梢环N機(jī)械性的思維；而且，虛擬仿真教學(xué)中網(wǎng)絡(luò)信息量大，存在大量的暴力、黃色和不安全信息，如果學(xué)生自律性差，且不合理和規(guī)范的使用網(wǎng)絡(luò)，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生身心健康受到危害，也會(huì)導(dǎo)致學(xué)生財(cái)產(chǎn)損失、更嚴(yán)重的可能危害國(guó)家安定等。其次，虛擬教學(xué)是信息化的教學(xué)過(guò)程和方法，注重的是信息化和現(xiàn)代化，而對(duì)于一些偏遠(yuǎn)地區(qū)或?qū)嶒?yàn)條件落后的學(xué)生來(lái)說(shuō)無(wú)疑是雪上加霜。而且，虛擬仿真教學(xué)也可能使學(xué)生產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，容易出現(xiàn)頭暈、惡心和其它身體不適等情況。故而我們應(yīng)該合理的利用虛擬仿真教學(xué)。

4 展望

虛擬仿真教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)構(gòu)成了完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，虛擬仿真教學(xué)在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上改變了的課堂教學(xué)環(huán)境，提高了教學(xué)信息的獲取途徑，增強(qiáng)了教學(xué)內(nèi)容的豐富度，提高了教學(xué)成效，為小動(dòng)物疾病學(xué)的教學(xué)和實(shí)踐注入了新的活力和生機(jī)，同時(shí)也成為了獸醫(yī)教學(xué)過(guò)程中重要的評(píng)價(jià)體系。同時(shí)，在很大程度上減少了實(shí)驗(yàn)設(shè)備和教學(xué)空間的浪費(fèi)，節(jié)約了教育成本，改善了教育教學(xué)環(huán)境。但虛擬網(wǎng)絡(luò)教學(xué)仍要和傳統(tǒng)教學(xué)方法結(jié)合，在保留傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，把握好老師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的原則，不斷地提高教學(xué)效果，吸取傳統(tǒng)的教學(xué)模式中的精華，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而更好地使用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行教學(xué)。然而，教學(xué)改革或方法的轉(zhuǎn)變，是一個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，需要我們獸醫(yī)教育工作者不斷地探索，在探索和實(shí)踐中我們需要慢慢尋找適合學(xué)生自己的教學(xué)模式和方法。