摘 "要 "吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院將基于VR仿真實物的教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)的教學(xué)工作中,根據(jù)具體的教學(xué)需求,采取改良任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法進(jìn)行教學(xué),教學(xué)過程分為創(chuàng)立教學(xué)場景、明確任務(wù)、講解演示、自主學(xué)習(xí)、知識點擴(kuò)展教學(xué)和教學(xué)效果評價等。通過現(xiàn)代化的教學(xué)系統(tǒng)與教學(xué)法的有效結(jié)合,為口腔醫(yī)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高打下良好基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞 "VR;仿真實物;教學(xué)系統(tǒng);任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法;口腔醫(yī)學(xué)
中圖分類號:G434 " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
文章編號:1671-489X(2022)13-0042-03
0 "引言
虛擬現(xiàn)實技術(shù)(Virtual Reality,VR)是多種
技術(shù)融合的產(chǎn)物,包括實時三維的計算機(jī)圖形技術(shù)、寬視野立體顯示技術(shù)、立體聲音技術(shù)、眼手跟蹤技術(shù)和力覺反饋技術(shù)等[1-3]。近年來,隨著VR技術(shù)的
進(jìn)一步發(fā)展和完善,仿真實物也逐步應(yīng)用于VR的虛
擬場景中,兩者相互融合后,不僅使體驗者在視覺上的體驗日趨完美,通過仿真實物的使用,在動作和觸覺上也與現(xiàn)實操作無異。如以教學(xué)工作為例,基于VR仿真實物的教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用后,教學(xué)反饋結(jié)果均優(yōu)于單純的VR教學(xué)系統(tǒng),因此而應(yīng)用日益廣泛[4-5]。在此背景下,吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院將基于VR仿真實物的教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)教學(xué)工作中,根據(jù)教學(xué)情況,采用改良任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)。
1 "基于VR仿真實物的教學(xué)系統(tǒng)優(yōu)勢分析
基于VR仿真實物的教學(xué)系統(tǒng)是VR技術(shù)和仿真實物兩者融合的產(chǎn)物。其與單純的VR教學(xué)系統(tǒng)比較,既具有相同之處,也具有明顯的差異。在相同點方面,兩者均利用計算機(jī)圖形技術(shù)等,呈現(xiàn)給用戶近乎真實的視覺和聽覺體驗。不同點在于,在常規(guī)VR場景下,人機(jī)互動是在無實物或使用操作手柄的條件下,通過力覺反饋技術(shù)實現(xiàn),在教學(xué)工作中,對于一些大的動作或操作,不會對教學(xué)效果產(chǎn)生影響,但對于工作環(huán)境較為狹窄且需要借助細(xì)小設(shè)備進(jìn)行精細(xì)操作的教學(xué)內(nèi)容,普通的VR教學(xué)環(huán)境無法切實給予用戶真實的操作感受。以口腔醫(yī)學(xué)教學(xué)為例,正常情況下,人體口腔完全張開后,上下牙齒間距僅三指左右,因此,操作環(huán)境非常復(fù)雜。另外,口腔科操作器械多樣,如根管蕩洗針銼等,本身體積非常細(xì)小。因此,僅使用VR技術(shù),教學(xué)效果自然相對較差。
仿真實物與VR技術(shù)融合后,可以從根本上解決以上問題。其本身設(shè)計并不復(fù)雜,比如在實物上,可以直接利用真實的器具和器械,然后通過掃描建模,結(jié)合VR的力覺和觸覺反饋技術(shù),就可以構(gòu)建出兩者融合的系統(tǒng)。這樣一來,教師在講解口腔醫(yī)學(xué)的知識時,在虛擬的環(huán)境下使用實物進(jìn)行教學(xué),可從視覺和觸覺等多角度完善和提高教學(xué)質(zhì)量。
2 "教學(xué)法的改良
講授法是醫(yī)學(xué)高校中主要采用的教學(xué)法。講授法,顧名思義,是通過教師的講解展開教學(xué)過程。但當(dāng)基于VR仿真實物的教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用于教學(xué)工作中,如何操作顯然成為核心的教學(xué)問題。此時教師如何講授將成為首要面臨的問題。以根管蕩洗針銼使用為例,在教學(xué)時根據(jù)情況微調(diào),但微調(diào)的距離是難以用語言描述的。因此,為了配合教學(xué)技術(shù)的應(yīng)用,需要對教學(xué)方法進(jìn)行調(diào)整。在本次教學(xué)工作中,采取改良任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)。
任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是為學(xué)生提供合理的教學(xué)場景,以解決任務(wù)為核心,開展教學(xué)的一種方法。在教學(xué)工作中,以學(xué)生自學(xué)和討論為主,鼓勵學(xué)生思考問題和動手解決問題[6-8]。具體的教學(xué)過程由創(chuàng)立教學(xué)場景、明確任務(wù)、自主學(xué)習(xí)和教學(xué)效果評價四個環(huán)節(jié)組成[9-10]。另外,在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中,考慮到部分學(xué)生自學(xué)能力不足,以及臨床工作中具體的教學(xué)需要,對任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法進(jìn)行適當(dāng)改良:在明確任務(wù)和自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)之間插入教師講解演示環(huán)節(jié),在自主學(xué)習(xí)和教學(xué)效果評價環(huán)節(jié)之間插入知識點擴(kuò)展教學(xué)環(huán)節(jié)。
3 "整體教學(xué)設(shè)計
運用基于VR仿真實物的教學(xué)系統(tǒng)和改良任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法,教學(xué)流程分為創(chuàng)立教學(xué)場景、明確任務(wù)、講解演示、自主學(xué)習(xí)、知識點擴(kuò)展教學(xué)和教學(xué)效果評價等環(huán)節(jié)。
4 "教學(xué)流程
4.1 "創(chuàng)立教學(xué)場景
在基于VR仿真實物的教學(xué)系統(tǒng)中,根據(jù)教學(xué)進(jìn)度和內(nèi)容,選擇相應(yīng)的仿真實物,創(chuàng)建教學(xué)場景。在本環(huán)節(jié),為了進(jìn)一步提高場景的逼真度,對室內(nèi)環(huán)境也應(yīng)該作出相應(yīng)調(diào)整,或者可以使用投影儀等設(shè)備,投放出病房的畫面,以增強(qiáng)教學(xué)的真實感。
4.2 " 明確任務(wù)
教師明確向?qū)W生提出本次教學(xué)的任務(wù),如某患者癥狀表現(xiàn)為無明顯疼痛,但牙冠變色,牙冠存深齲洞等。
4.3 "講解演示
任務(wù)布置完成后,對上一環(huán)節(jié)布置的任務(wù)進(jìn)行講解。在講解時,為了突出后繼環(huán)節(jié)學(xué)生的自學(xué)效果,教師不直接針對案例本身講解,而是從引導(dǎo)和指導(dǎo)的角度,簡單講解相關(guān)知識[11]。例如:雖然患者的癥狀和核心的教學(xué)內(nèi)容是根管壞死,但教師在講解時需要講解類似或相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容,比如從講解牙髓炎的誘因和表現(xiàn)入手,引導(dǎo)學(xué)生找出與教學(xué)任務(wù)中患者癥狀表現(xiàn)的不同,視學(xué)生的教學(xué)反饋結(jié)果決定是否進(jìn)行治療方法演示。當(dāng)學(xué)生能夠有效分辨兩者區(qū)別后,教師在基于VR仿真實物的教學(xué)系統(tǒng)中,通過仿真的器械實物,演示基本的治療方法。當(dāng)然,演示的內(nèi)容也不能直奔主題,比如可以演示牙髓切斷術(shù)和根管治療術(shù)等,供學(xué)生自行選擇和甄別。
4.4 "自主學(xué)習(xí)
4.4.1 "理論知識的消化理解 "學(xué)生通過自學(xué),系統(tǒng)梳理以上環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容,有問題可以隨時向教師請教。
4.4.2 "模擬操作 "在基于VR仿真實物的教學(xué)系統(tǒng)中,學(xué)生通過仿真實物進(jìn)行操作治療。
4.4.3 "小組討論 "將全體學(xué)生隨機(jī)分為若干小組,小組內(nèi)圍繞疾病診斷和治療方法進(jìn)行討論并得出結(jié)論。
4.5 "知識點擴(kuò)展教學(xué)
教師根據(jù)學(xué)生討論結(jié)果,重點從學(xué)生理解和操作錯誤的角度進(jìn)行擴(kuò)展教學(xué)[12]。如在自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),正確的答案應(yīng)該是牙髓壞死,但部分學(xué)生得出的結(jié)論是牙髓炎和急性上頜竇炎等,雖然結(jié)果錯誤,但確實容易與牙髓壞死混淆。因此,教師圍繞以上疾病進(jìn)行擴(kuò)展教學(xué),使學(xué)生明確各類相似疾病的辨別和治療方法,教學(xué)后指導(dǎo)學(xué)生在基于VR仿真實物的教學(xué)系統(tǒng)中逐項進(jìn)行治療操作。
4.6 "教學(xué)效果評價
教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)和操作情況進(jìn)行系統(tǒng)評價,并對教學(xué)結(jié)果加以合理分析,總結(jié)出學(xué)生在口腔醫(yī)學(xué)操作中存在的共性問題,在下次教學(xué)中有針對性地解決。
5 "教學(xué)建議
5.1 "重視課前教學(xué)
基于VR仿真實物的教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用,為增強(qiáng)教學(xué)效果打下基礎(chǔ)。但學(xué)生的課堂時間為90分鐘左右,以往在講授法教學(xué)模式下,教師通過同步和有序的講解,能夠在有限的時間內(nèi)完成正常的教學(xué)進(jìn)度;基于VR仿真實物的教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用以及改良任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法實施后,更多地依靠學(xué)生自學(xué)和獨立操作掌握相關(guān)知識,由于學(xué)生的學(xué)習(xí)和理解能力不同,部分學(xué)生可能在有限的課堂時間內(nèi)無法完成學(xué)習(xí)任務(wù)[13]。因此,根據(jù)本次課堂的授課難度,建議適當(dāng)增加課前教學(xué)環(huán)節(jié),如教師可將相關(guān)概念和方法錄制成微課,供學(xué)生課前學(xué)習(xí)。
5.2 "將醫(yī)療器械的準(zhǔn)備作為獨立的教學(xué)環(huán)節(jié)
教師需要將仿真實物與VR系統(tǒng)連接后,再開始具體的教學(xué),由此可能導(dǎo)致學(xué)生忽略相關(guān)治療儀器和設(shè)備的選擇與調(diào)試步驟,而儀器和設(shè)備的選擇恰恰是學(xué)生未來走上工作崗位后開展治療工作的首個環(huán)節(jié)。因此,建議教師在教學(xué)完成后,針對本次教學(xué)儀器和設(shè)備的選擇與調(diào)試進(jìn)行單獨講解,如為什么選擇此設(shè)備,介紹此設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢等,使教學(xué)過程更加完整。
6 "結(jié)束語
VR技術(shù)是仿真技術(shù)的重要發(fā)展方向,尤其在教育領(lǐng)域,可以給予師生全新的教學(xué)體驗,因此,越來越多的高校通過使用VR技術(shù)進(jìn)行教學(xué)改革。但早期VR技術(shù)的優(yōu)勢主要集中在視覺和聽覺等方面,在觸覺方面主要通過動作或手柄實現(xiàn),對于一些使用細(xì)小設(shè)備的操作,難以達(dá)到預(yù)想的教學(xué)效果。近年來,隨著VR技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,仿真實物已經(jīng)很好地與VR場景相互融合,從根本上解決了觸覺體驗不佳的問題。因此,吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院將基于VR仿真實物的教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用于教學(xué)工作中,并根據(jù)具體的教學(xué)情況,采取改良任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法配合教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué),具體的教學(xué)過程包括創(chuàng)立教學(xué)場景、明確任務(wù)、講解演示、自主學(xué)習(xí)、知識點擴(kuò)展教學(xué)和教學(xué)效果評價等,通過這些教學(xué)環(huán)節(jié)的有序銜接,進(jìn)一步促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。
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