淺談虛擬仿真技術(shù)在人體解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

劉錦峰 孫德鵬 嚴(yán)志文

【摘要】近年來(lái)，在高校人體解剖實(shí)驗(yàn)課程中逐漸引入虛擬仿真技術(shù)作為教學(xué)輔助技術(shù)加以應(yīng)用，由于虛擬仿真技術(shù)能夠栩栩如生地模擬出解剖實(shí)驗(yàn)的環(huán)境，有助于進(jìn)一步提升學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中的創(chuàng)新實(shí)踐能力，與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式相比，更能滿足學(xué)生們對(duì)于人體解剖學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)需求，故而該技術(shù)也逐漸成為人體解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要應(yīng)用發(fā)展方向。在下文中，筆者則具體分析虛擬仿真技術(shù)在人體解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中的應(yīng)用策略。

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真技術(shù);醫(yī)學(xué);人體解剖;實(shí)驗(yàn);教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】ISSN.2095.6681.2020.33..01

人體解剖學(xué)屬于生物科學(xué)專業(yè)、醫(yī)學(xué)專業(yè)等重要的基礎(chǔ)性課程，而人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)則是該課程不可缺少的重要環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于具體的教學(xué)過(guò)程會(huì)受到課時(shí)、器材、場(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)等因素的影響而使得學(xué)生們難以進(jìn)行深度實(shí)驗(yàn)，甚至部分學(xué)校在試驗(yàn)過(guò)程中只能通過(guò)看掛圖、觀察模型等措施來(lái)學(xué)習(xí)相關(guān)的解剖學(xué)知識(shí)，在這樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较拢粌H難以達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的根本目的，長(zhǎng)此以往還有可能使得學(xué)生喪失掉解剖學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣與信心。虛擬仿真技術(shù)時(shí)依托現(xiàn)代電腦技術(shù)，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、仿真技術(shù)相結(jié)合而衍生出的一項(xiàng)集虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化等特征的新型技術(shù)，而在人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中，運(yùn)用該技術(shù)則能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)人體的生理功能進(jìn)行模擬，而學(xué)生們也能夠在此技術(shù)的堵住下不斷學(xué)習(xí)、掌握人體的生理特征與解剖學(xué)知識(shí)[1]。在下文中，筆者則詳細(xì)論述虛擬仿真技術(shù)在人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

1 豐富教學(xué)資源，強(qiáng)化教學(xué)深度

首先，在人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用虛擬仿真及時(shí)可以將聲、光、電、圖、影等相應(yīng)的多媒體教學(xué)元素以數(shù)字化、虛擬化、自動(dòng)化的現(xiàn)代技術(shù)手段集成起來(lái)，從而為學(xué)生們創(chuàng)造一個(gè)更為生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境與仿真的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在這樣新穎的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较拢瑢W(xué)生們的被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)也會(huì)朝著主動(dòng)化轉(zhuǎn)變，有助于調(diào)動(dòng)起學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣與積極性。其次，在利用高度仿真的器械與標(biāo)本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，學(xué)生們還可以通過(guò)人機(jī)對(duì)話來(lái)從不同的角度、不同方位來(lái)仔細(xì)觀察虛擬人體的系統(tǒng)、器官與組織結(jié)構(gòu)，甚至還可以對(duì)其組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆裝，以此深層次地對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察、重組，這種實(shí)驗(yàn)方式所取得的效果無(wú)疑遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的模型觀察教學(xué)模式。另外，虛擬仿真技術(shù)還可以對(duì)具體的實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的模擬。在傳統(tǒng)的人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)中，通常需要進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，通過(guò)多動(dòng)物活體實(shí)施麻醉、氣 （血） 管插管、剝離神經(jīng)等操作，而操作過(guò)程中血管破裂、出血、麻醉失效等情況時(shí)有發(fā)生，不僅耗費(fèi)大量資源，更使得學(xué)生難以在實(shí)驗(yàn)中收獲知識(shí)。此時(shí)，虛擬化仿真技術(shù)的應(yīng)用給學(xué)生還原一個(gè)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程，使其能夠真正地通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)完成相關(guān)理論知識(shí)的驗(yàn)證[2]。總而言之，應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)有效地豐富了學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，有助于進(jìn)一步強(qiáng)化其實(shí)驗(yàn)深度，提升了學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用能力。

2 降低教學(xué)難度，節(jié)約教學(xué)成本

通過(guò)虛擬仿真技術(shù)開(kāi)展人體解剖學(xué)教學(xué)可以幫助學(xué)生系統(tǒng)地對(duì)人體整個(gè)解剖生理系統(tǒng)加以研究探析，例如，對(duì)各部分的器官、組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究建模，然后再引導(dǎo)學(xué)生將各個(gè)已經(jīng)被拆解的器官、組織結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)從而構(gòu)成完整的生理系統(tǒng)。在這樣的教學(xué)形式下，原本相對(duì)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)操作也會(huì)變得簡(jiǎn)單起來(lái)，對(duì)于降低學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)難度而言效果十分顯著。除了降低實(shí)驗(yàn)教學(xué)難度之外，運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)還能夠極大地節(jié)省教學(xué)成本。例如，在相應(yīng)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（蛙、蟾蜍、兔等）中，一個(gè)50人的班級(jí)每班每次實(shí)驗(yàn)費(fèi)用至少需要100～800元，但若采用虛擬仿真技術(shù)開(kāi)展仿真實(shí)驗(yàn)，則可以在降低教學(xué)成本的同時(shí)為學(xué)生提供了反復(fù)實(shí)驗(yàn)、多次探索的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。

3 增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技能，提高教學(xué)效果

在傳統(tǒng)的人體解剖學(xué)教學(xué)模式下，由于實(shí)驗(yàn)器材的限制，教師在為學(xué)生們進(jìn)行器官觀察與相應(yīng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)室，多偏向于現(xiàn)象演示與理論驗(yàn)證，此時(shí)，實(shí)驗(yàn)與解剖學(xué)理論之間的相互聯(lián)系明顯被淡化，而學(xué)生們?cè)谶@樣的教學(xué)模式下，也難以有效提升自身的創(chuàng)新能力與問(wèn)題分析、解決能力。但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)后，學(xué)生們則可以在仿真實(shí)驗(yàn)中有效強(qiáng)化自身對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程以及實(shí)驗(yàn)原理的感性認(rèn)知，并且在傳統(tǒng)試驗(yàn)教學(xué)模式下實(shí)驗(yàn)失敗率較高的教學(xué)困難也被顯著克服，當(dāng)學(xué)生們直觀地了解各項(xiàng)指標(biāo)變化后，實(shí)驗(yàn)的成功率與實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量也能得以進(jìn)一步保障。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用為每一位學(xué)生提供了親自體驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，學(xué)生們都能夠參與到具體的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中，這對(duì)于促進(jìn)學(xué)生解剖學(xué)知識(shí)系統(tǒng)形成以及動(dòng)手實(shí)踐技能提升都可起到正面的導(dǎo)向作用[3]。

4 結(jié)束語(yǔ)

虛擬仿真技術(shù)可為人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供諸多便利，不僅有效豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，更有助于降低實(shí)驗(yàn)教學(xué)難度，在節(jié)省實(shí)驗(yàn)成本的同時(shí)有效提升學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，從而培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 王艷秋，劉 ，孫德鵬，等.探究虛擬仿真技術(shù)在人體解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].世界最新醫(yī)學(xué)信息文摘，2019，19（35）：320.

[2] 肖世維.虛擬仿真技術(shù)在人體解剖學(xué)課程中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].高校醫(yī)學(xué)教學(xué)研究（電子版），2018，8（06）：21-25.

[3] 陳 丹，劉小菊，張美芝.淺析虛擬仿真技術(shù)在人體解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].解剖學(xué)研究，2018，40（03）：227-229.