虛擬仿真+程序教學(xué)法對病理技術(shù)實驗課改革

王蔚 王丹 張越時 郭勝男 王奡

[摘? ? ? ? ? ?要]? 病理技術(shù)實驗課對熟練掌握病理技術(shù)至關(guān)重要，當(dāng)前實驗課教學(xué)模式的局限性無法完全實現(xiàn)實驗課的教學(xué)目的，虛擬仿真技術(shù)可以彌補(bǔ)這一缺陷，程序化教學(xué)法將虛擬仿真平臺使用規(guī)范化、應(yīng)用合理化。虛擬仿真平臺與程序式教學(xué)法結(jié)合教育模式為完善病理技術(shù)實驗課教學(xué)方式，提高教學(xué)效果提出新思路、新方法。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 病理技術(shù)實驗課;虛擬仿真;程序教學(xué)法

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）42-0180-02

病理技術(shù)實驗課對于理論教學(xué)具有重要意義，它是理論教學(xué)的增補(bǔ)，是理論課堂的延伸，只有通過實驗課程才能將理論與實踐相結(jié)合，明確實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。但是傳統(tǒng)的病理技術(shù)實驗課有諸多局限，比如試劑使用的安全性、場地布局的合理性、材料的成本支出等，都限制了學(xué)生動手能力的訓(xùn)練，從而無法達(dá)到實驗教學(xué)目的。現(xiàn)在需要一種可以隨機(jī)使用、不限次數(shù)、安全方便的合理實驗教學(xué)方式，虛擬仿真技術(shù)應(yīng)運而生，本校所應(yīng)用的虛擬仿真平臺即為虛擬仿真技術(shù)的現(xiàn)實應(yīng)用。本課題組提出將虛擬仿真平臺與程序教學(xué)法相結(jié)合，探索病理技術(shù)實驗課新的教學(xué)模式，深化實驗課改革。

一、虛擬仿真平臺的模塊和功能

（一）虛擬仿真平臺的本質(zhì)——虛擬現(xiàn)實

虛擬仿真包含虛擬和仿真兩種含義，虛擬是指時間和環(huán)境的不真實性，它是由計算機(jī)生成的，存在于計算機(jī)，依托于電子元件的虛擬世界，可以認(rèn)為它是計算機(jī)的內(nèi)部世界;仿真是指這個虛擬是模擬的現(xiàn)實世界，以現(xiàn)實世界的存在為模版，最大限度地靠近現(xiàn)實[1];對立又互補(bǔ)的兩個概念支撐起虛擬仿真的世界，最根本的目的是構(gòu)建出可以讓人感覺如同客觀世界的環(huán)境，脫離物理空間和時間的限制，實現(xiàn)虛擬教育與現(xiàn)實教學(xué)相結(jié)合。虛擬現(xiàn)實具有交互性、沉浸性、想象性等[2]，對于病理技術(shù)實驗課教學(xué)的意義重大，它可以按照設(shè)計需要搭建，不限次重現(xiàn)實驗場景，且對實驗場地的大小可以隨意設(shè)立;最重要的是保證安全，不需要直接接觸有毒試劑，可以幫助學(xué)生在熟練掌握實驗流程的基礎(chǔ)上再進(jìn)行現(xiàn)實操作訓(xùn)練，這是人機(jī)交互形式的革新，也是教學(xué)模式的革新。

（二）虛擬仿真平臺應(yīng)用

教學(xué)時虛擬仿真平臺操作簡便，輸入平臺地址（谷歌瀏覽器）→登陸→云資源庫→觀看圖片和影像資料。如圖所示，血液涂片的資料片段（如圖1）、虛擬實驗?zāi)K（如圖2），師生利用虛擬仿真平臺人機(jī)對話，進(jìn)行訓(xùn)練、考核，實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實的交互性功能。

使用平臺時學(xué)生可以發(fā)揮自己的主觀能動性及想象力，身臨其境融入教學(xué)模擬環(huán)境中，體現(xiàn)了虛擬仿真平臺沉浸性和想象性的特點。

二、程序教學(xué)法

（一）程序教學(xué)法簡介

程序教學(xué)法由教育心理學(xué)家斯金納提出，是操作行為主義為基礎(chǔ)的教學(xué)法。斯金納認(rèn)為，人類的學(xué)習(xí)也是一種操作反應(yīng)的強(qiáng)化過程，通過操作性強(qiáng)化，一個比較完整的、新的行為單位可以被學(xué)會，或者一個現(xiàn)存的行為單位可以被精煉[3]。程序教學(xué)法是通過分析教學(xué)結(jié)構(gòu)，劃分教學(xué)內(nèi)容的層次，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生按照層次的順序逐步學(xué)習(xí)，以掌握知識和動作技能。程序教學(xué)法分為直線式程序教學(xué)和分支式程序教學(xué)[4]，直線式程序教學(xué)是知識的串聯(lián)，各單元階梯式下行;分支式程序教學(xué)是知識的并聯(lián)，選擇靈活，可多個單元并行。

（二）程序式教學(xué)法的設(shè)計步驟

程序式教學(xué)法是一種教學(xué)思想，需同其他教學(xué)方法配合使用，取得效果。編制程序?qū)W習(xí)的流程，一般要遵循以下幾個原則，如積極反應(yīng)原則、小步子原則、及時反饋原則、自定步調(diào)原則、低錯誤率原則等[5]。設(shè)定目標(biāo)，特定的時間內(nèi)需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容應(yīng)該明確;選擇適合的強(qiáng)化方式及強(qiáng)化時機(jī)，合理安排強(qiáng)化核心。斯金納認(rèn)為，教學(xué)成功的關(guān)鍵就是精確地分析強(qiáng)化效果并設(shè)計出特定的強(qiáng)化列聯(lián)[6]。如此，可將流程概括為“刺激—反應(yīng)—強(qiáng)化”這樣一種復(fù)雜的行為過程[7]。就當(dāng)前教學(xué)任務(wù)可設(shè)計為“刺激—反應(yīng)—強(qiáng)化—評價”，全方位捋順教學(xué)程序及內(nèi)容。

三、虛擬仿真平臺與程序教學(xué)法結(jié)合教學(xué)模式

（一）教學(xué)模式流程

程序教學(xué)法和電腦技術(shù)結(jié)合，二者相輔相成，可以達(dá)到一加一大于二的效果。程序教學(xué)法結(jié)合虛擬仿真平臺的實驗教學(xué)首先應(yīng)設(shè)立教學(xué)目標(biāo)，明確教學(xué)任務(wù)，可概括為以下幾點：（1）遵循課程教學(xué)大綱，參照傳統(tǒng)實驗教學(xué)內(nèi)容盡可能地滿足學(xué)習(xí)者的不同學(xué)習(xí)需求。（2）在教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，開發(fā)實驗項目，完成“新”“舊”知識點的完美對接，及時更新學(xué)生知識技能儲備。（3）使用病理實驗室常用儀器設(shè)備及操作方法演示模塊，完成基于此設(shè)備的演示實驗，需盡可能達(dá)到“身臨其境”的效果。（4）實驗結(jié)束教師應(yīng)依托平臺批改學(xué)生實驗報告及時反饋學(xué)生成績，并有針對性的指導(dǎo)。

教學(xué)流程設(shè)計概括如下：課程內(nèi)容設(shè)計→程序內(nèi)容編制（虛擬仿真平臺內(nèi)容）→學(xué)生與計算機(jī)交互活動（虛擬仿真平臺操作）→提問→反饋（強(qiáng)化）→總結(jié)與評價。要使教學(xué)獲得成功，除了明確的目標(biāo)、充實的內(nèi)容，必須注重教學(xué)過程中的“強(qiáng)化”，盡可能精確地分析強(qiáng)化效果，建立有效強(qiáng)化鏈。根據(jù)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，評價良好時，給予強(qiáng)化，即完成“促進(jìn)學(xué)習(xí)的行為→表揚等強(qiáng)化行為”的良性閉鏈循環(huán)，以達(dá)到強(qiáng)化正確的行為，消退不正確的行為，提高學(xué)習(xí)效果的目的。

（二）教學(xué)模式舉例

病理技術(shù)實驗課上，學(xué)生面臨的第一個重難點是蘇木精-伊紅染色（HE染色），此染色技術(shù)適用于90%以上病理切片的染色需求，是基礎(chǔ)性的染色方法，它涵蓋多方面知識點，程序較為復(fù)雜，需要學(xué)生反復(fù)操作達(dá)到熟練掌握的程度。現(xiàn)實世界，HE染色法的染色劑具有刺激氣味及毒性，對于未能掌握技術(shù)的學(xué)生而言有一定的危險性;實驗材料需要資金投入，花費不少;學(xué)生對于染色步驟的掌握程度不同，一旦發(fā)生錯誤無法馬上重復(fù)加深對正確步驟的掌握，等等。困難不一而足，但都可以通過虛擬仿真平臺結(jié)合程序教學(xué)法解決。

簡述流程如下：（1）掌握內(nèi)容有染色劑種類;染色過程。（2）拆解知識（以直線式程序教學(xué)為例）有染色劑種類、分解染色流程等分為不同版塊。（3）人機(jī)互動，根據(jù)自己學(xué)習(xí)步驟調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度。（4）學(xué)生通過平臺提問，教師通過平臺答疑、評判（反饋）。（5）對表現(xiàn)好的學(xué)生予以正面肯定，并給予其他回應(yīng)（強(qiáng)化）。（6）通過平臺進(jìn)行總結(jié)和評價（反饋+強(qiáng)化）。

（三）優(yōu)勢和局限

1.優(yōu)勢

此教學(xué)模式優(yōu)勢鮮明，它以學(xué)生為主體，圍繞學(xué)生展開教學(xué)行為，可促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性;教學(xué)的起點低，圖文并茂，分塊編排知識，利用虛擬仿真平臺反復(fù)進(jìn)行實際操作，使學(xué)生易于理解所學(xué)內(nèi)容;注重反饋強(qiáng)化，虛擬仿真平臺系統(tǒng)的評價及時準(zhǔn)確，促進(jìn)了高效率的學(xué)習(xí)成果;既面向全體學(xué)生，又實行分類推進(jìn)，學(xué)生可依據(jù)自己水平選擇教學(xué)內(nèi)容，允許學(xué)生之間在學(xué)習(xí)速度上有所差別，自定學(xué)習(xí)進(jìn)度以適應(yīng)個人的學(xué)習(xí)狀況，有利于個別化的教學(xué)，可使教學(xué)任務(wù)當(dāng)堂消化、當(dāng)堂完成。

2.局限

每一種教學(xué)模式都無法做到盡善盡美，此教學(xué)模式在一定程度上削弱了教師的主導(dǎo)地位，而由計算機(jī)充當(dāng)了教師的角色，不利于師生交流，教書也應(yīng)育人，沒有理性和感情的機(jī)器大大削弱了教師人格的影響力;簡單的程序式教學(xué)軌跡對學(xué)生靈活性、創(chuàng)造性的培養(yǎng)具有削弱作用，不利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng);虛擬仿真平臺硬件更新慢，軟件開發(fā)困難局限了實驗操作的可持續(xù)性;割裂式的教學(xué)內(nèi)容分區(qū)，在某種程度上破壞了教材的整體性等。

四、結(jié)語

人類的行為是個有序的過程，教與學(xué)的行為是摻雜于整個人類活動中的，程序教學(xué)法通過有序選擇教育信息，改善學(xué)習(xí)活動，調(diào)控學(xué)習(xí)過程;虛擬現(xiàn)實是引領(lǐng)未來的人機(jī)交互革命，虛擬仿真平臺初步實現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實的教學(xué)革新，引領(lǐng)病理技能實驗教學(xué)邁入新階段;將二者結(jié)合形成新型的教學(xué)模式，可以提高教學(xué)質(zhì)量，改善教學(xué)條件，節(jié)省教學(xué)成本，實現(xiàn)以人為本、因材施教的教學(xué)理念。必須指出的是，在應(yīng)用中需揚長避短，加強(qiáng)教師人文關(guān)懷，倡導(dǎo)學(xué)生全面發(fā)展。

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◎編輯 魯翠紅