虛擬實驗室與組織胚胎學實驗教學方案研究

崔琴琴

【摘要】隨著科學技術的發展，傳統組織胚胎學的實驗教學方式，已經不能滿足現代化組織胚胎學的實驗教學要求。由于科技的發展與進步，出現了虛擬實驗室，在組織胚胎學實驗教學中使用虛擬實驗室，可以最大程度上的擴大組織胚胎學教學的時間與空間，豐富實驗教學的內容，承接組織胚胎學的相關知識，對不同環境下的知識進行情景模擬，本文主要介紹了虛擬實驗室在組織胚胎學中的應用的必要性，以及使用虛擬實驗室對組織胚胎學教學的方式。

【關鍵詞】虛擬實驗室;VR技術;組織胚胎學;教學方案

虛擬實驗概念的提出是在20世紀九十年代由美國的Wi11iamWu1f提出的。虛擬實驗室主要使用的技術是虛擬現實技術，即VR技術，融合了電子計算機技術與相關的互聯網技術，實現了實驗環境的仿真延伸。虛擬實驗是主要的原理是通過計算機技術，模擬出真實的情景，相關設備的操作人員，對相關設備進行操作，完成對虛擬環境中的實驗目標進行操控。使用人員可以從不同的環境中得到真實的實驗體驗。在組織胚胎學的教學實驗教學的過程中，使用虛擬實驗室進行實驗教學，可以使學生得到充分的課堂體驗，擴大了學生實驗的空間。

醫學課程重要的組成內容就是組織胚胎學，組織胚胎學的內容包括了組織學與細胞學，知識較為復雜并且有著較高的抽象性，即使在組織胚胎學的實驗課程中使用多媒體，并配有動畫，但學生沒有經過實際的動手操作，仍然對相應的理論知識一知半解，對學生學習組織胚胎學課程十分不利。但是，組織胚胎學的實驗課程，有些實驗內容，如果學生在實驗的過程中出現失誤，將會造成嚴重的損失，因此使用虛擬實驗室進行組織胚胎學的實驗課程教學，提高組織胚胎學的教學效率。

1虛擬實驗室在組織胚胎學實驗教學上應用的必要性

傳統組織胚胎學的實驗教學的方式主要使用顯微鏡，進行組織結構的觀察。或者進行標本的觀察。使用這種方式進行組織胚胎學的教學，對學生來說需要極強的專業性與思維轉換能力，因為學生的思維需要從立體結構到光學顯微鏡下的平面結構轉換，這種轉換過程沒有相應的工作經驗很難進行完成。針對低年級的組織胚胎實驗教學，大部分的學生對組織胚胎學的學習過程是對實驗步驟與實驗內容以及相關知識進行機械性的記憶與背誦，更加缺少相關的實驗操作經驗，在學生通過顯微鏡對組織結構進行觀察的過程中，對胚胎組織結構的了解片面，沒有達到實驗教學的目的，加深對理論知識的理解。

通過建立虛擬實驗室，完成學生在現實的實驗教學中不可能親手操作的試驗場景，能夠有效的降低實驗教學過程中對現實條件的依賴。可以將枯燥的了理論知識轉化為虛擬的實驗步驟與實驗過程，提高學生的動手能力，增加了學生對試驗教學的學習興趣，有利于學生全面的掌握各方面的醫學知識，提高學生對組織胚胎學的學習興趣。

2虛擬實驗室與組織胚胎學教學方案

2.1虛擬實驗室承接解剖學和組織胚胎學

組織胚胎學與解剖學之間有著密切的關系，二者而相互促進，在實驗的過程中將二者進行有效的融合，可以提高學生對學科知識的連帶能力，提高組織胚胎學的教學質量。因為解剖學與組織胚胎學在許多的實驗內容中，都有著一定的承接，使用解剖學的相關知識，可以對組織胚胎進行完成快速的剝離與選取，保持組織與胚胎的完整性，有助于學生能夠從細小的細胞結構開始認知，形成完整的組織結構認知。但是，目前的教學中，低年級學生開設的課程中，學生的能力有限，并沒有對解剖學的實驗學習，在實驗中發生意外，會造成嚴重的資源浪費現象。

使用VR技術，形成虛擬試驗室，在實驗室中進行相應的解剖學實驗工作，通過對解剖學相關知識的學習，引入到組織胚胎學的理論學習中。在虛擬實驗室中，使用VR技術可以仿真模擬出人體內部的循環系統，人體的每個器官都是三維立體的，學生使用VR技術，可以完成從胚胎組織的解剖與胚胎組織的切片，有效的節省了教學資源，提高了教學效率。學生通過VR技術，對胚胎組織學的理論知識以及實驗教學的過程有了更加深刻的認識，學生解剖的手法熟練后，進行真實的胚胎解剖時，更加的準確，保障了實驗教學的質量。

2.2虛擬實驗室進行不同知識場景的模擬

在虛擬試驗室中，通過VR技術可以模擬出不同疾病種類，與疾病出現時的人體組織出現的病癥。因為組織胚胎學包括了人體組織學與胚胎學，所以使用虛擬試驗是進行仿真模擬教學的過程中，可以使學生更加直觀的感受到組織與洗牌的功能結構。例如，在進行肥大細胞的結構與功能時，使用虛擬試驗室中的VR技術，根據實際發生的過敏反應病例，設計出一個真實的試驗環境，再現過敏反應時細胞的功能與結構。學生可以在一種真實的環境中，身臨其境的進行組織學與胚胎學的學習過程，加深了學生對所學理論知識的印象。

在傳統的胚胎學的教學實驗中，使用觀察標本與模型的方式進行相關知識的學習，雖然可以使用相應的動畫幫助學生理解胚胎的發育過程，但是這種方式卻無法實現胚胎在發育的過程中，每個組織結構發生的變化，無法進行深入的實驗教學。利用虛擬實驗室中的VR技術，使用現代化的信息技術，模擬出胚胎在發育過程中的全部變化，每個器官組織的位置變化，設計出虛擬的情景，加深學生對組織胚胎學的理解。

在虛擬實驗室進行組織胚胎實驗教學的方式，可以為學生構建出不同的知識場景，在不同的知識場景下使用VR技術，幫助學生參與進實驗的過程中，學生在可以通過實際實驗體會，真實的感受組織胚胎學發展過程中的試驗技術，提高學生對組織胚胎學理論知識學習的興趣。

3總結

虛擬實驗室在組織胚胎學的教學過程中，不僅可以幫助學生加深組織胚胎學的理論認知，還可以打破傳統試驗教學中對現實條件的依賴，承接多學科的教學內容，實現多情景的試驗教學，有效的提高了組織胚胎學的教學效率與教學質量，幫助學生更好的理解教學內容，彌補傳統實驗教學的不足。