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中医虚拟仿真教学

中医虚拟仿真教学

中医虚拟仿真教学范文第1篇

【关键词】高校医学教学;虚拟仿真实验;有效应用研究

前言

目前,随着我国国民经济的不断提高和科学技术的不断发展,在高校医学教学中也逐渐应用到了虚拟仿真实验。虚拟仿真实验的优势就在于能培养学生动手操作能力和分析问题能力,帮助学生们更形象生动的理解医学知识。虚拟仿真实验在高校医学教学中的应用是对传统教学方式的创新发展,这种新型的教学模式更能贴近学生的实际情况。同时,虚拟仿真实验在高校医学教学中的应用在一定程度上也提升了学生的专业技能,提高了我国的高校医学教学质量。

1.虚拟仿真实验的概念

虚拟仿真实验教学是一种现代化的医学教学方式,可以有效的将专业知识与现代信息技术相结合,是我国今后推进高等教育信息化建设的重要内容之一。具体来说,虚拟仿真实验教学就是依托多媒体网络、虚拟现实,构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象,使得学生可以在虚拟环境中进行实验操作。这种以虚拟仿真的方式传授知识的教学方式,可以使学生更全面、更直观的理解所学内容,从而提高医学教学的质量。

2.高校医学教学中虚拟仿真实验应用的必要性

2.1 经费不足等问题影响实验效果

目前,受高校的实验教学场地和经费是的限制,在一定程度上影响了实验项目的效果。医学教学的虚拟仿真实验讲求的是细节问题,一丝一毫的马虎都会造成严重的安全隐患。同时,由于学生数量的增多,而且学校的实验室以及教学资源有限,教学经费不足等问题,使得学生只能操作一部分代表性的简单实验,而学生并没有机会接触那些需要昂贵仪器、耗时比较长的实验,这就使得学生缺乏锻炼动手实践的机会,从而不能真正理解实验,影响实验效果和教学质量。

2.2 传统教学方法落后

传统的医学教学方法只是注重于教师讲解和看录像相结合,这样单一的以教师为主导的教学方式,使得学生在学习过程中处于被动地位,并不能充分调动学生的学习积极性,学生只是机械去完成学习任务,并没有真正接受,也不能将所学的知识运用到实际中。除此之外,也限制了学生创造性思维的拓展,极易使学生产生厌学心理。

2.3 师资力量较为薄弱

传统教学方式的弊端之一就是师资力量较为薄弱,这也是在高校中进行虚拟仿真实验教学的原因之一。由于师资力量较为薄弱,很普遍的一个现象就是不能在视线中对学生进行一对一的辅导,而且很容易出现老师在演示实验操作时,被学生团团围住,而相当一部分同学没办法观看老师的实验过程,因而很难顾及每位同学,这就容易导致学生自己在实验过程中出现各种意想不到的差错。

3.高校医学教学中虚拟仿真实验的优势

3.1 有效缓解教学经费不足等问题

虚拟仿真教学在高校医学教学中的应用可以有效的缓解教学过程中经费不足、教学实验室空间不足和师资力量相对缺乏等问题。随着我国高等教育招生规模的不断扩大,传统的实验教学方式已经不能满足教学需要。但是,虚拟仿真实验可以有效的缓解这种情况。首先,虚拟仿真实验的设备仪器可以重复使用,而且较其他设备而言,成本较低。其次,虚拟教学实验的优势之一就是设备使用、药品试剂消耗较少,这样就可以实现多人同时进行试验操作。综上而言,虚拟仿真实验有利于缓解高校实验教学资源相对紧张的状况。

3.2 有利于规范学生的实验操作

学生只有具备规范的实验操作能力,才能积极的投入到医学研究中。因此,规范的实验操作对培养学生积极主动地进行实验和树立动手操作意识起着至关重要的作用,为以后的工作积累一定的经验,提高自己适应工作环境的能力,更好地将理论知识应用到实践活动中来。同时,虚拟仿真实验以其高度的逼真性,有利于培养学生严谨的实验态度,帮助学生树立正确的科研作风和学习理念,本着认真严谨的态度对待每一项实验,避免在实验过程中出现纰漏。

3.3 有利于提高教学效果

虚拟仿真实验在高校医学教学中的应用能够明显的提高教学效果,它与传统的单一、被动的教学模式最大的不同在于虚拟仿真实验能够在实验过程中做到最大程度上的仿真,并且能够有效的将实验过程中的图像、文字、声音等巧妙的结合在一起,增强了实验教学的生动性、趣味性,激发了学生的学习兴趣,强化了学生的实验基本技能,增强了实验的效果。与此同时,学生还可以通过虚拟仿真实验切实的感受到每一个步骤,有利于发展学生的创造能力。

3.4 能适应不同层次学生的学习要求

不同学生的学习天赋和学习能力不尽相同。因此,对于医学教学也不能统一而论。而虚拟仿真实验在高校医学教学中的实验充分利用了现代信息手段,针对不同层次学生的学习现状,能具体问题具体分析,进行合理的进行教学设计,既解决了不同层次的学生学习要求,又增强了学生的主观能动性。

3.5 能激发学生求知欲

虚拟仿真实验在高校医学教学中的应用可以有效的增强学生的实践创新能力,激发学生的求知欲望。在虚拟仿真实验中学生可以选择自己喜欢的实验项目,自行组织实验。这种方式使学生从灌输式被动学习转变到主动积极灵活学习,从而调动学生的学习积极性,激发学生的求知欲。通过虚拟仿真实验的自行设计,激发学生的创新意识,培养创新能力。

4.结语:

综上所述,在传统的高校医学教学中存在诸多局限因素,例如,实验场地有限、实验经费不足、教学模式单一等问题,极大的影响了实验教学的质量。而虚拟仿真实验在高校医学教学中的应用,可以有效的改变这种现状,充分发挥其虚拟仿真实验的优势,更好的完成教学计划,为我国的医学事业培养更多的具有实践动手操作能力的医学人才。

参考文献:

[1] 顾洪丰 蒋剑红. 虚拟实验在医学机能实验教学改革中的应用探索[J]. 教改创新,2015(01): 61.

中医虚拟仿真教学范文第2篇

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[4]潘荣斌,陈乔,刘升长,候吉华.虚拟仿真平台在中医类院校基础医学实验教学中的优势探析[J].亚太传统医药,2015(24):150-151.

[5]王卫国,胡今鸿,刘宏.国外高校虚拟仿真实验教学现状与发展[J].实验室研究与探索,2015(5):214-219.

中医虚拟仿真教学范文第3篇

【关键词】VR 虚拟技术 医学院校

1 研究背景

自20世纪50年代起,虚拟现实技术从模糊的概念到产品落地,并运用到军事、工业、地理与规划、房地产、文化、医学等领域。2013-2015年,以Oculus、Google、微软、SONY等科技巨头,陆续推出了针对普通消费者的民用级虚拟现实产品,极大的推动了整个虚拟现实行业的发展。国内市场方面,2016年被成为中国的“VR元年”。在资本的推动下,VR领域涌现出大量初创企业,并推出了大量的消费级产品,另一方面,包括阿里,腾讯、创维酷开、暴风科技等大厂也积极布局VR领域,并屡有重量级的产品推出,呈现出和海外市场截然不同的发展态势。根据VR虚拟现实技术在各个垂直领域的规模预测,其中游戏占比33.1%,医疗健康占比14.6%,工程占比13.4%,直播占比11.7%,视频娱乐占比9.1%,房地产占比7.4%,其他行业也有一定的占比,从这些数据来看,医疗健康这块占比还是比较大的,虚拟现实技术在这块的发展前景客观,需要加大力度建设好这块,服务好医学教学及运用,如图1所示。

2 虚拟现实技术在医学院校中的运用

VR虚拟现实技术应用于医学教学中,是一个质的飞跃,它让我们普通老套的学习环境取而代之的是一种全新的科技与现实的结合体验,通过计算机技术实现的虚拟现实技术使我们在教学当中能够用知识和新的技能的相互结合,达到快速真实的实现教与学的相互渗透。下面我们就VR虚拟现实技术在医学院校中的教学运用做了下面几个方面的探讨:

2.1 医学研究

目前,我们搞医学研究只要还是停留在传统的层面,不如查资料、看视频,结合临床的实践等,这种的过程是比较慢和老套的,借助VR虚拟现实技术,我们能够将教学研究的相关知识快速的转化成现实的技术,达到事半功倍的效果。

2.2 虚拟仿真学习环境

VR虚拟现实技术能够为学生创建一个近乎真实的学习场景,例如虚拟的人体结构模型,利用仿真的人体模型,让学生能够亲身体验到人体结构的奥秘,了解人体的构造,了解人体的各个器官的功能、位置及工作过程,这种虚拟的现实技术比我们在教学中呆在教室看课本和浏览网页的兴趣大多了。利用虚拟仿真的学习环境,让抽象的教学环境人性化,让学生的学习由被动变为主动,这个普通的教学有了质的转变。

2.3 虚拟仿真医学实验室

虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容,是学科专业与信息技术深度融合的产物。为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》(教高〔2012〕4号)精神,根据《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》,教育部决定于2013年启动开展部级虚拟仿真实验教学中心建设工作。其中医学虚拟仿真实验室是医学教学的重要内容之一。

3 VR虚拟现实在医学教学中优点

VR虚拟现实技术在医学教学中倡导“做中学”的理念,遵循“实训为主,教学为辅”的原则进行设计,具备六大核心优势:

3.1 多感知性

用户可在虚拟教学环境中,通过穿戴设备(VR眼镜、手套、耳机等)真实体验到除一般仿真软件所具有的视觉感知外,还能体验到听觉感知、触觉感知、运动感知令人身临其境.

3.2 存在感

用户作为实训主角,可在虚拟环境中,模拟真实实训操作,达到与现实操作一致的效果。

3.3 超强交互性

构想性指体验者从虚拟现实环境中得到感性和理性的认识,深化对概念的理解,主踊袢⌒碌男畔,并产生新的想法,进而解决实际应用问题。

3.4 自主性

建筑虚拟实训软件突破了传统仿真教学软件的脚本设计,可自主进行实训操作达到实训效果。

3.5 沉浸式的操作体验

沉浸性也称临场感,指体验者感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使体者难以分辨真假,全身心地投人到计算机创建的三维虚拟环境中,如同在现实世界中的感觉一样。

3.6 新颖的表现方式

VR虚拟现实技术将虚拟仿真技术应用于教学中去,采用主流3D引擎Unity、主3D模型工具Maya进行开发制作,画面精美,运行流畅。

4 结语

总之VR虚拟现实技术发展飞速,为医学教育内容的匹配提供了更多的便利,相信“不同的技术叠加”必定会助力包括教育在内的更多内容资源的发展,让我们共同为建立“看得见摸得着”的知识发挥力量。

中医虚拟仿真教学范文第4篇

[关键词]医学微生物学;实验教学;虚拟仿真

医学微生物学是基础医学的一门重要课程,具有知识点分散但专业性强,与临床紧密结合等特点。实验教学是医学微生物教学必不可少的组成部分,通过实验课的学习有利于进一步理解和巩固理论知识,使学生掌握实验操作方法和技能,提高解决临床实际问题能力。社会科技发展日新月异,国内外高水平的医学教育机构都非常重视医学教育的信息化的建设,教育部于2013年做出了进一步建设部级虚拟仿真实验教学中心的部署,多所医学院校已经开展虚拟仿真实验室的建设,并取得较好的教学效果,为医学微生物学实验课网络教学提供了良好的平台[1]。也为基础医学实验课教学带来了新的机遇和挑战,将医学教育与信息化技术有效结合是现代医学教育的发展趋势。

一、医学微生物学实验教学现状

医学微生物学是基础医学教学中的重要课程,主要研究与人致病相关的病原微生物的生物学特性、致病机制、机体的抗感染与免疫、特异性检测方法,以及相关感染性疾病的防治措施等,以控制和治疗传染性疾病,达到提高和保障人类健康的目的。通过该课程的学习,能使学生系统地掌握人类病原微生物学基础理论知识,并通过实验教学使学生掌握良好的实验技能以及解决实际问题的能力。目前,医学微生物学实验教学课时少,受教学条件有限和生物安全等因素的限制,教学内容仅局限于若干个较为简单的基础实验。一些高致病性传染病如人类微生物缺陷病、乙型肝炎等,由于其具有危险性高、检测成本高,以及受实验室级别的限制,一直无法开展相关实验教学。单纯通过理论教学进行讲授,学生不能很好地了解这些病原微生物的检测和诊断方法,难以达到教学目的。如何改变这一现状,将高致病性传染病相关检测和诊断技术纳入微生物实验课程,使学生在学习相关理论知识的同时,进行相关实验技能的学习,成为现代医学微生物学教学改革的重要内容[2]。虚拟仿真教学顺应信息化教学潮流,通过将传统的实验教学与信息化改革相结合,数据库和网络通信等技术构建逼真的实验操作环境,使学生在开放、自主、交互的虚拟环境中开展实验,成为解决上述问题和空间限制的关键。

二、医学微生物虚拟仿真实验的特点

在完成虚拟仿真实验时,实验者通常在利用数字技术搭建的虚拟实验环境中完成各种实验项目。在实验所依赖的各种模拟场景、实验单元、实验仪器和参考资料组成的创造和引导模拟实验的交互环境下,实验者通过改变实验要素来设计不同的实验。与传统实验教学模式相比,虚拟仿真实验技术拥有一些独特的特点。

(一)实验操作虚实结合医学微生物实验是基础理论与操作技能相结合的医学教学环节,旨在培养学生综合实验技能、科研思维和创新能力。传统的实验操作过程培养了学生的动手操作能力,但受到诸多因素的限制,如实验场地、教学成本、实验动物伦理限制以及学生的实验操作能力不足等,造成学生在现实学习过程中的实验训练效果不理想。利用虚拟仿真实验平台进行仿真实验,可以使学生在虚拟的环境中反复练习,熟练操作,最后再结合实际操作,将实验教学内容融会贯通。平时一些无法开展的大型综合实验,可以用虚拟实验的模式让学生自行设计并操作,分析实验结果而得出结论。虚拟仿真实验平台可以打破时间的限制,学生可以随时登录网络平台并根据自己的兴趣自主开展实验项目,有效发挥学习的主观能动性。虚拟仿真实验可以辅助实验教学,但是传统实验操作也是不可替代的,教师在授课的过程中要坚持以虚补实、虚实结合的原则,有效提高医学微生物学实验的教学质量。

(二)操作安全,节约成本传统的医学微生物实验存在被实验动物咬伤、致病性微生物感染、剧毒性药品中毒、放射性污染等不确定风险;同时实验动物及试剂等相关购置费用不断上涨,大型实验仪器设备购置、运行及维护费用等开支造成目前高校的教学运行经费捉襟见肘。这些问题在其他基础医学的学科也存在,始终困扰着一些高校基础医学的实验教学工作。虚拟仿真实验技术的应用可以一定程度上解决这些问题,为学生搭建起一个低成本、无风险、可调控的实验技能训练平台,实现基础医学实验教学新模式的转变[3]。

三、医学微生物学虚拟仿真实验室的优势

医学微生物学的虚拟仿真实验具有很多优势:①能够增设医学微生物学实验项目,虚拟仿真实验室可开设很多传统难以大规模推广的实验,比如甲型流感病毒在鸡胚和胃黏膜中幽门螺杆菌的分离培养。由于这些实验材料具有高致病性,难以在实验教学中开展,但完全可借助虚拟仿真实验系统来完成这些教学内容。②借助虚拟实验室,可以开展一些由于实验室条件和伦理问题而无法开设的实验课程,拓宽学生的知识面。例如,有些实验对实验室要求高,比如灭活EV71抗原制备与微生物接种和脑脊液中常见病原微生物的分离鉴定。③虚拟仿真实验室能够激发学生的学习兴趣,培养学生的创新能力。医学微生物学虚拟仿真实验可全天候开放,学习不受实验室开放时间的限制。同时,学生能自主选择实验项目,激发学生的积极性和创造性。虚拟仿真实验能够将抽象化为具体,实验过程显得生动形象,能通过良好的交互性,同时刺激学生多种感官,加强学生的观察和动手能力,有利于知识的内化和迁移。

四、构建医学微生物学虚拟实验室需考虑的问题

与实验室教学相比,虚拟实验室缺少实物感,不能真正地培养学生的动手能力。比如实验过程中所用到的仪器和设备,只能看得见但摸不着,这意味着学生在电脑中可很好地完成实验操作,但是一到真实的实验环境中可能遇到各种问题;同时,在虚拟仿真实验室只能遇到预先设定的情景,而面对真实的突发情况可能不知所措。因此关于构建医学微生物学虚拟仿真实验室,应重点考虑以下几个方面:①增设的实验要以学生为主体,把提高学生能力为主要目的。因此在教学目标、内容、教学过程,以及考核都始终要以学生为主的设计思路,使学生能够快速地掌握所学的内容,最大限度地使学生进行自主学习。②虚拟实验室教学本质上是使用多媒体技术模拟现实的实验场景,学生使用人机交互来完成实验课程。将各种视频、音频、图片及案例素材等丰富的教学资源进行有机整合,构建一个与实际情况极为接近的仿真实验环境,教学效果和现场教学还是有差距。

中医虚拟仿真教学范文第5篇

Abstract: Along with the development of science and technology, the arisen virtual instrument technology in our country plays a significant role in education system. This paper discusses the application of virtual instrument technology in medical imaging experiment teaching, constructs a simulated medical imaging technology experiment environment. It takes the man-machine interactive way, and has innovative, alternation, aptitude, simulation, openness and expansibility, etc. It achieves positive result in improving experimental teaching effect, improving students' interest in study, and fostering students' skills and thinking ability.

关键词: 虚拟仪器技术;医学影像技术;课程评价;虚拟实验

Key words: virtual instrument technology;medical imaging technology;curriculum evaluation;virtual experiment

中图分类号:G647 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)25-0232-02

1 概述

随着现代医学实验课程的不断发展,传统的医学仪器实验由于场地、维护费用等现实条件的限制,大部分医学院校的实验教学资源都比较匮乏,使得医学实验教学不得不寻求更新的更符合时代要求的实验手段。虚拟仪器技术即在计算机技术、数据库技术与网络技术等支撑下,架构支持真实实验环境的虚拟实验平台。虚拟实验平台形成了一个虚拟环境,在这种环境中进行操作、控制、分析、观察和实验,同时控制真实的实验环境。这一技术有许多的优点,如交互性很灵活、对硬件资源要求不复杂,更简易,因此在实验教学中广泛应用,成为解决可视化知识学习的又一重要媒体技术。而信息技术与学科整合,正是立足于时代的高度。虚拟仪器技术与课程整合,与传统的教学模式不同,在丰富学科知识、优化学生认知、优化课堂教学结构等方面影响比较大。

近年来,在医学类高职院校实验实践教学中,非常强调学生的实际操作和动手能力,所以基于虚拟仪器的实验教学更突出了其优势,因而该技术在医学高职院校的实验教学中得到了进一步发展和完善。

2 医学影像技术传统教学的缺陷

板书教学是医学影像传统教学模式,学生在实验室动手操作实验。医学影像实验教学在学生获取专业知识时具有极大的重要性。它在使学生深入理解理论知识、形成职业岗位能力等方面起到许多积极的作用。传统的实验教学并不完善,还有不少的不足。由于大型影像设备昂贵,验耗材较多,综合性实验和开放性实验无法或很少实现。实验资源有限,不能做到人手一机,分组过大,难以反复训练,造成实验教学难以达到预期效果,严重阻碍了学生能动性和实践能力的培养。

3 医学影像虚拟实验的设计和优势

医学影像技术专业要求学生能够操作大型的影像设备,如CT、MRI等,这些设备价格昂贵,体积庞大,操作使用复杂,需要学生长时间练习操作。一般院校很难满足这些大型设备的教学使用需要,而虚拟仪器技术可以解决和克服这一难题。我们学院和徐州医学院合作,利用计算机仿真、数据库、图像处理、虚拟实现和三维重建等编程技术对现有的影像设备实验教学进行改革,开发了系列化大型医学影像设备CT、MRI、PET-CT仿真操作训练系统。仿真当今主流CT、MRI、PET-CT扫描工作站的常规操作,不需要设备主机,形成相应的仿真工作站,模仿真实CT、MRI、PET-CT扫描工作站的操作流程;从而实现不需要投入大型设备,就能做到学生人手一机进行操作训练,满足学生学习和掌握大型医疗设备扫描操作基本技术的需求。