基于計算機仿真技術骨科教學研究

章亞東

（解放軍總醫院第一附屬醫院骨科，北京，100048）

基于計算機仿真技術骨科教學研究

章亞東

（解放軍總醫院第一附屬醫院骨科，北京，100048）

將計算機仿真技術充分應用在骨科教學中，可為骨科教學提供更多創造性和可能性。教學實踐經驗表明，計算機仿真技術能夠為教學活動提供技術性指導，可收到良好教學效果。

計算機仿真技術；骨科教學；教學設計

現階段，計算機技術已經滲透到人類社會生活的每個角落，各行各業發展皆離不開計算機技術的支持。其中，計算機仿真技術是一種仿真系統模型，能夠在一定條件下對教學模型開展動態實驗。將此種技術應用在骨科教學中，同時結合傳統教育教學方法，能夠快速拓展學生知識領域，提高學生學習技能，進而提高教學工作實效性。

1 計算機仿真技術應用優勢

1.1 參數靈活數據加工效率較高

計算機仿真技術的相關參數具有非常高的靈活性，能夠對骨科教學課程相關數據進行加工、分析，并對相關實驗項目轉變提供具有針對性的服務。節約數據加工時間，提高工作效率。

1.2 技術運行穩定仿真技術接近實物

計算機仿真技術運行過程中得到的數據具有較高的準確性，能夠保證運行過程的穩定性及可靠性。與實物模型相比，計算機仿真技術更具應用價值，不僅在于仿真技術更加接近實物，更在于其制作費用較低，能夠重復使用，且仿真技術能夠發揮與實物展示相同的教學效果。

2 計算機仿真技術在骨科教學中的應用

將計算機仿真技術應用在骨科教學中，要與傳統教學方法充分結合，才能收到更加良好的教學效果。為此，主張堅持將探究式學習作為前提，同時兼具科學性思維，為解決理論、實踐問題奠定基礎。為進一步探討計算機仿真技術與傳統教學方法相結合的教學效果，選擇某學院2014年度100名骨科學生作為觀察對象，將其中50名學生作為1組，開展計算機仿真技術教學+傳統教學方法，其余50名學生作為2組，單純采用傳統教學方法，觀察并比較兩組學生學習效果，進而總結計算機仿真技術在骨科教學中應用體會，1組學生教學方法如下：

2.1 開展教學活動

2.1.1 設置教學情境：按照骨科教學大綱，臨床骨科教學重點為主要骨折類型、各種骨折類型發病機理等。如果僅僅遵照傳統教學方法，這些教學內容只能依靠具有代表性的X線片來進行講解，或根據課本模式開展課程教授。那么學生只能簡單了解一些概念性的知識，無法深入掌握骨折發病機理，且缺乏立體形象的支撐，學生創造性思維將得到很大程度上的抑制。為此，要求教師負責設置計算機仿真教學情境，并根據學生實際學習情況開展教學。

2.1.2 仿真課件制作：為突破X線片講解的局限性，教師在開展教學時，要將計算機仿真技術應用到教學活動中。具體實施方法為：搜集正常人體不同位置骨骼CT斷層影像圖，采用有限元基本常識和逆向工程，運用骨科醫學教學專用建模軟件對CT斷層影像圖（DICOM格式）進行讀取。同時，采用閾值分割方法對股骨圖像進行詳細分割，并使用面繪制算法對股骨、股骨內部髓腔進行三維仿真模擬。隨后，根據幾何解剖狀態，采用CAD制圖軟件對股骨假體進行設計。

2.1.3 優化教學設計：在開展教學工作時，還要對教學設計進行優化。例如，“骨折”教學設計為例，在仿真課件制作上，不僅綜合有限元基本常識及分析模塊，還通過模擬不同應力狀態下人體骨骼的主要受力情況，進而進行正確計算。同時，采用后不同顏色對其進行定義和分布，進而清晰、直觀的展示出各個位置骨骼受力分布情況，幫助學生理解骨折好發位置及其力學機制，進一步掌握骨折疾病外科診療規律，為未來臨床實踐工作夯實基礎。另外，教師要適時對階段性學習成果進行詳細歸納，并要求學生將計算機仿真技術所學知識及成果在小組中展示。指導教師可組織答辯活動，通過討論、交流等方式使學生進一步深化抽象的骨科教學知識。

2.1.4 教學效果評價：開展實驗操作，進一步加深學生對計算機仿真技術下骨科知識的理解。對教學過程、教學效果進行歸納和總結，幫助學生完善專業技能，并牢固掌握仿真骨科教學模式及教學方法。設計兩份問卷，分別對1組和2組學生學習成果進行調查。要在課程開始前發放自我評定表，主要填寫內容為思維習慣、創造性思維、創新意識等。課程結束后調查兩種教學方法對學生學習的主要影響及學習體會。

2.2 學習效果評價

相關課程完成后，對1組和2組學生進行問卷調查。其中1組50名學生均參與調查，有效問卷為50份。2組有1份調查問卷不符合規定，予以作廢，有效問卷為49份，結果見表1。

從表1中數據可以看出，1組學生學習興趣、協調能力、思維習慣、溝通能力、合作能力等方面均有顯著提升，且優于2組學生。

3 計算機仿真技術在骨科教學中的應用效果

從以上數據可以看出，將計算機仿真技術應用在骨科教學中，能夠顯著提高學生各方面能力。

3.1 充分調動學生積極性

興趣是學生開展主動學習的內在驅動力，采用計算機仿真技術立足于骨科教學實際，結合學生興趣、愛好及性格特點，合理設置教學情境。仿真技術圖文、聲像并茂，在骨科教學中，能夠使充分調動起學生的各種感官，同時組織學生在小組學習中進行合作學習，改變以往單調枯燥的教學模式，提高學生的學習興趣，因此能夠提高學習積極性，加深學生對骨科知識的理解與運用。

3.2 完善教學形式

在計算機仿真技術教學下，學生可根據自身學習實際情況，來選擇適合自己的學習內容。通過合理分組確定學習目標，能夠不斷完善學習方法。教師適當加強指導，明確教學目標，并控制課堂討論時間，能夠進一步完善教學形式，進而提高學習效率。同時，教師根據學生對仿真教學的理解程度，正確掌握時機，引發新一輪討論。而后，對課堂學習效果做出總結，指導學生良性互動，使骨科教學更具針對性。

3.3 教學更具針對性

計算機仿真手段具有快節奏、信息重復性，將其應用在骨科教學中，有利于節省教學時間，提高教學效率。同時，能夠增加師生間交流溝通，教師可及時得到學生學習過程中的信息反饋，從而了解學生學習效果。在此基礎上，教師可根據不同層次學生，采取具有針對性教學策略，并對教學方法進行靈活調整，提高教學實效性。

4 計算機仿真技術應用注意事項

4.1 突出教學難點與傳統教學方法相結合

傳統教學方法更加強調教師的講授，學生是被動地接受過程，很難真正融入教學中。要充分利用計算機仿真教學的形象性、直觀性，通過鞏固練習，加深記憶，進而將抽象知識具體化、形象化，淡化知識難點，突出教學重點，從而達到化難為簡效果，為學生掌握知識提供方便。計算機仿真技術雖然能夠改變傳統教學枯燥無味的弊端，進一步吸引學生的注意力。但是，若形成依賴，這種“照本宣科”的教學方法就會逐漸成為另外一種固化教學模式。因此，教師所準備仿真教學案例、問題要具備典型性和代表性，利用其在教學中的優勢與傳統教學方法相結合。

4.2 開發新型教學方法

學生在學習過程中，不僅僅要牢固掌握骨科知識，還要結合其他醫學課程所學內容，做到融會貫通。開發新教學方法能夠鍛煉學生交流水平，并不斷提升語言表達能力，且學生邏輯思維、創造性思維也會潛移默化的得到增強。

5 結束語

表1 1組和2組學生學習效果比較

骨科是醫學臨床重要學科，為社會培養更多專業程度高、實踐能力強的復合型骨科人才具有現實意義，因此要不斷加強對骨科專業學生的培養。基于計算機仿真技術在骨科教學中的突出作用，教師應充分重視其在實際教學中的應用程度。同時合理規劃教學方案，確定完善的教育教學目標，并逐漸突破原有教學模式的桎梏，提高骨科學生學習效率及教學質量，實現骨科教學的專業化，培養出更多全能型骨科臨床醫學人才。

[1] 黃彥.“項目驅動+情景模式+真實案例”整合模式在本科生骨科教學中的應用[J].現代醫院，2011，02（15）.

[2] 王簕，張志，張亮，等.Mimics數字化軟件在臨床骨科教學工作中的應用和體會[J].中國醫學教育技術，2014，20（14）.

[3] 謝肇，李偉，傅景曙，等.虛擬現實技術在循證骨科教學中的應用[J].局解手術學雜志，2014，24（12）.

[4] 鄒俊.計算機仿真技術在骨科教學中的應用[J].現代醫學，2013，31（13）.

章亞東（1965年-），男（漢族），湖北武漢人，博士學位，解放軍總醫院第一附屬醫院骨科主任醫師，碩士生導師，研究方向：骨科教學。

Teaching research based on computer simulation technology

Zhang Yadong
(The First Affiliated Hospital of General Hospital of PLA, Beijing，100048)

The full use of computer simulation technology in orthopedics teaching,providing more possibilities for creativity and orthopedic teaching.Teaching experience that computer simulation technology to provide technical guidance for the teaching and learning activities,to receive good teaching.

computer simulation technology;orthopedic teaching;teaching design