淺談虛擬仿真技術在人體解剖實驗教學中的應用

劉錦峰，孫德鵬，嚴志文，包秀慧

（昆明醫科大學海源學院，云南 昆明 650000）

人體解剖學屬于生物科學專業、醫學專業等重要的基礎性課程，而人體解剖學實驗教學則是該課程不可缺少的重要環節。在傳統的實驗教學中，由于具體的教學過程會受到課時、器材、場地、實驗經費等因素的影響而使得學生們難以進行深度實驗，甚至部分學校在試驗過程中只能通過看掛圖、觀察模型等措施來學習相關的解剖學知識，在這樣的實驗模式下，不僅難以達到實驗教學的根本目的，長此以往還有可能使得學生喪失掉解剖學知識的學習興趣與信心。虛擬仿真技術時依托現代電腦技術，將虛擬現實技術、仿真技術相結合而衍生出的一項集虛擬化、網絡化、集成化等特征的新型技術，而在人體解剖學實驗教學工作中，運用該技術則能夠通過計算機技術對人體的生理功能進行模擬，而學生們也能夠在此技術的堵住下不斷學習、掌握人體的生理特征與解剖學知識[1]。在下文中，筆者則詳細論述虛擬仿真技術在人體解剖學實驗教學中的應用優勢。

1 豐富教學資源，強化教學深度

首先，在人體解剖學實驗教學中運用虛擬仿真及時可以將聲、光、電、圖、影等相應的多媒體教學元素以數字化、虛擬化、自動化的現代技術手段集成起來，從而為學生們創造一個更為生動的實驗環境與仿真的實驗內容，在這樣新穎的實驗模式下，學生們的被動學習狀態也會朝著主動化轉變，有助于調動起學生們的學習興趣與積極性。其次，在利用高度仿真的器械與標本進行實驗操作時，學生們還可以通過人機對話來從不同的角度、不同方位來仔細觀察虛擬人體的系統、器官與組織結構，甚至還可以對其組織結構進行拆裝，以此深層次地對內部結構進行觀察、重組，這種實驗方式所取得的效果無疑遠遠高于傳統的模型觀察教學模式。另外，虛擬仿真技術還可以對具體的實驗步驟、實驗現象以及實驗數據等進行動態化的模擬。在傳統的人體解剖學實驗中，通常需要進行相應的動物實驗，通過多動物活體實施麻醉、氣 (血) 管插管、剝離神經等操作，而操作過程中血管破裂、出血、麻醉失效等情況時有發生，不僅耗費大量資源，更使得學生難以在實驗中收獲知識。此時，虛擬化仿真技術的應用給學生還原一個真實的實驗學習過程，使其能夠真正地通過實驗來完成相關理論知識的驗證[2]。總而言之，應用虛擬仿真技術有效地豐富了學生們的實驗教學資源，有助于進一步強化其實驗深度，提升了學生們的實驗應用能力。

2 降低教學難度，節約教學成本

通過虛擬仿真技術開展人體解剖學教學可以幫助學生系統地對人體整個解剖生理系統加以研究探析，例如，對各部分的器官、組織結構進行研究建模，然后再引導學生將各個已經被拆解的器官、組織結構聯系起來從而構成完整的生理系統。在這樣的教學形式下，原本相對復雜的實驗操作也會變得簡單起來，對于降低學生們的實驗教學難度而言效果十分顯著。除了降低實驗教學難度之外，運用虛擬仿真技術還能夠極大地節省教學成本。例如，在相應的動物實驗（蛙、蟾蜍、兔等）中，一個50人的班級每班每次實驗費用至少需要100～800元，但若采用虛擬仿真技術開展仿真實驗，則可以在降低教學成本的同時為學生提供了反復實驗、多次探索的實驗學習機會。

3 增強實驗技能，提高教學效果

在傳統的人體解剖學教學模式下，由于實驗器材的限制，教師在為學生們進行器官觀察與相應的驗證性實驗室，多偏向于現象演示與理論驗證，此時，實驗與解剖學理論之間的相互聯系明顯被淡化，而學生們在這樣的教學模式下，也難以有效提升自身的創新能力與問題分析、解決能力。但在實驗教學中運用虛擬仿真技術后，學生們則可以在仿真實驗中有效強化自身對于實驗過程以及實驗原理的感性認知，并且在傳統試驗教學模式下實驗失敗率較高的教學困難也被顯著克服，當學生們直觀地了解各項指標變化后，實驗的成功率與實驗教學質量也能得以進一步保障。虛擬仿真技術的應用為每一位學生提供了親自體驗的實驗機會，學生們都能夠參與到具體的實驗進程中，這對于促進學生解剖學知識系統形成以及動手實踐技能提升都可起到正面的導向作用[3]。

4 結束語

虛擬仿真技術可為人體解剖學實驗教學提供諸多便利，不僅有效豐富了實驗教學資源，更有助于降低實驗教學難度，在節省實驗成本的同時有效提升學生們的實驗質量，從而培養其實驗技能與創新創造能力。