膳食調查虛擬仿真實驗建設初探

陸彩玲　李春宏　劉超群　李習藝

摘 要 膳食調查是預防醫學專業的重要教學內容，但現實條件無法滿足學生親歷現場調查的要求，一定程度上影響了教學效果。本文對構建膳食調查虛擬仿真實驗進行了探討、總結，為培養學生的現場實踐能力提供了可借鑒的方式。

關鍵詞 膳食調查 虛擬仿真實驗 營養與食品衛生學

虛擬仿真實驗中心建設也是教育信息化和國際化發展的趨勢，是實現國家教育信息化戰略的重要平臺和重要的實踐教學基地。[1]近年來國內眾多醫學高等院校開展虛擬仿真實驗教學，推進實驗教學改革。[2-3]

1 虛擬仿真試驗教學的現狀與意義

隨著招生規模的擴大，教室師、圖書資源、實踐場所等現實的教學資源顯得相對短缺。多媒體及網絡技術的發展，一定程度上打破了人對現實學習、教育條件的嚴重依賴，學習不再局限于學校、教室。應急情景、大型儀器設備、現實場景無法及時獲取等現實有限的實踐教學場景可憑借虛擬仿真技術得以輕松實現。虛擬實驗這一實踐教學方式已然成為高校專業課程實踐教學環節發展的重要方向之一。[4]虛擬仿真技術也對醫學院校人才的培養產生了巨大的變化。[5，6]

2 膳食調查實驗的應用與現況

膳食調查是研究營養與健康關系的基礎。通過膳食調查，全面了解人群膳食結構、評價其膳食結構是否合理、能量及營養素滿足狀態。[7]調查者需要根據研究目的、研究對象、對測量方法準確性的要求、經費的多少以及研究持續的時間，可選擇其中之一或多種方法組合開展調查。[8]膳食調查是預防醫學生供職于國家各級疾病預防控制中心后從事的一項重要工作，也是其專業素養的體現之一。然而，普遍反映新入職的職工更多是停留在理論知識層面，應急處置、人際交流等實踐技能亟待提高。然而，學時、培養經費、真實教學實踐場景等客觀因素短缺限制了讓學生接受現實的教學實踐。

基于人才培養的要求、現實教學資源的相對短缺及虛擬仿真技術的優越性，我院采用虛擬仿真技術，對一些凸顯預防學生專業素養、綜合性強的預防醫學實踐課，研制開發了一系列虛擬仿真課件。本文將探討開發“營養與食品衛生學”課程中“膳食調查”這一實踐性、應用性較強的虛擬仿真實驗平臺的實踐、應用及存在問題。

3 膳食調查虛擬仿真實驗的構建過程

3.1 整體設計

根據相關實驗課程內容的大綱要求，確定虛擬仿真實驗的任務、目的和要求。演練總體方案的確立，一方面是指導虛擬仿真教學的需要，明確仿真訓練的重點、要解決的主要問題以及需要達到的目的，同時也是評估操作對象學習效果的依據。仿真實驗總體方案被轉換為具體的想定情景與評估模塊，學習者暴露于想定情景（如眼觀、耳聽等），并與虛擬環境進行實時的交互，以完成既定任務項目。學習者學習操作的結果一方面會由系統記錄保存下來，可以進行追溯、回放，同時也可以提交給系統進行評估。

3.2 素材準備

素材準備是虛擬仿真實驗開發極為關鍵的一環，也是想定情景與評價系統的核心內容。項目組成員通過文獻閱讀、實物拍攝、操作錄屏等多種方式收集了膳食調查相關文字、圖片與視頻資料，對膳食調查的方法與適用、調查技巧、調查問卷的填寫、數據處理方法、結果的解讀與評價等進行了詳細的分解與說明。收集的素材既充分體現了公共衛生人才“交流能力、團隊協作、社會動員與組織協調”的綜合素養，也凸顯了營養學的專業特點。

3.3 虛擬實驗的實現

虛擬項目采用面向對象的Java語言編程，選用MS SQL Server2008數據庫，通過集成的JDK（Java Development Kit）完成開發工作。根據膳食調查的總體設計方案，設計虛擬實驗的框架結構，編寫詳細的方案，收集制作相關的圖文素材，包括嵌入到軟件中。項目采用2D動畫技術進行場景和人物設計，利用flash和as軟件編程工具和動畫制作軟件，采用Animate CC技術進行程序合成。在編制食物中毒虛擬實驗軟件過程中，不光注重虛擬軟件的趣味性。也重視考查學生對專業知識掌握的程度和靈活運用的能力，插入了知識考核點，加入虛擬操作的環節等，最大程度提高人機互動。

3.4 試運行與修改

由于專業及應用方向的差異、信息理解不對稱等多種原因，初步研發出的軟件存在諸多不盡如人意之處。為了消除這些缺陷，軟件研發的過程中設計方與技術方通過電視電話會議、面對面多種方式進行了多次的交流與溝通，對腳本進行反復的揣摩、修改。邀請教研室同行、計算機專家、疾病預防控制中心的營養與食品衛生學專家、學生代表對課件的內容、邏輯、程序進行審查，以期課件的專業性、技術性、適用性能夠得以保障。

4 小結

新興技術、工具越來越多地應用在膳食調查。[9-10]虛擬仿真課件的推廣應用一定程度上取決于課件內容的設計。本次課件設計的初衷是為了滿足學校本科生實踐教學的需求。我們將開發好的課件應用于本學期開設有該實踐內容的教學中，學生反映該教學方式增加了人機互動，相較以前單一的教師講授、學生進行簡單瑣碎的計算，變得更生動活潑。提高了學生的學習興趣，提升教學質量，為實現學校人才培養目標奠定了基礎。在課件搭載構建過程中，我們看到軟件可以也具有更廣泛的應用潛能。課件可以開發用于公衛醫師技能培訓、職業資格考試、健康管理、營養咨詢問診等各專業領域，這些應用領域的延伸需要計算機技術輔助、搭載內容的擴充等共同得以實現完成。

盡管虛擬仿真試驗在醫學教育與訓練中發揮了重要作用，但由于目前虛擬仿真試驗操作軟件開發種類及數量有限等，已開發軟件在內容、表現形式上還存在諸多的不足。[11-12]就本項目而言，項目最大的問題在于未能充分納入《食物成分表》，限制了進行大人群及人群膳食復雜時的應用，我們也將在后續的應用中根據用戶體驗、意見對仿真實驗進行不斷修改。

參考文獻

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