VMC-100醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心在機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探討

董曉青

(濱州醫(yī)學(xué)院機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)室，山東 煙臺(tái) 264003)

以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的各種知識(shí)學(xué)習(xí)逐漸成為世界教學(xué)發(fā)展的一種趨勢(shì)。長(zhǎng)期以來，機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)以動(dòng)物為主。隨著中國(guó)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和國(guó)際接軌，在教學(xué)實(shí)踐中，必將逐步減少動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的數(shù)量，提高虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的比例[1]。針對(duì)這種趨勢(shì)，我校為了有效提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，于2016年引入成都泰盟科技有限公司研發(fā)的VMC-100醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教學(xué)效果反映良好。我們?cè)跈C(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，選擇2014 級(jí)臨床專業(yè)學(xué)生為研究對(duì)象，共76 名學(xué)生，進(jìn)行了初步的探索，取得了積極的效果，為了能及時(shí)反饋信息，我室要求每名學(xué)生課后完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告及問卷調(diào)查，以利于今后進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)[2]，現(xiàn)介紹如下。

1 VMC-100醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心應(yīng)用概況

VMC-100醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)以Internet為基礎(chǔ)，支持分布式的資源服務(wù)器，支持在任意時(shí)間，任何空間、任何移動(dòng)終端上訪問實(shí)驗(yàn)資源、組織考試等功能。表現(xiàn)形式上有豐富的圖片、文字、視頻、3D交互動(dòng)畫等，讓實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)不受時(shí)間、地域的限制，真正意義上讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)無處不在的學(xué)習(xí)。

VMC-100醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心由機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，人體實(shí)驗(yàn)室模塊，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，實(shí)驗(yàn)儀器中心，PBL實(shí)驗(yàn)?zāi)K等組成。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心擁有用戶權(quán)限管理、門戶網(wǎng)站、課件上傳、課件學(xué)習(xí)、信息發(fā)布、信息統(tǒng)計(jì)、上傳題庫(kù)、組卷考試、網(wǎng)絡(luò)自測(cè)、學(xué)生筆記、實(shí)驗(yàn)預(yù)約、在線答疑、論壇交流、資源分類管理、教師評(píng)教等18種管理功能。

59個(gè)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K組成機(jī)能實(shí)驗(yàn)中心，包含生理學(xué)、藥理學(xué)、病理生理學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可包含以下內(nèi)容：豐富的實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介，實(shí)驗(yàn)原理介紹，專業(yè)的高清實(shí)驗(yàn)操作錄像，動(dòng)畫模擬仿真動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)操作步驟，數(shù)字模擬波形變化的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，仿真動(dòng)畫模擬考試。我室要求綜合性實(shí)驗(yàn)課前學(xué)生進(jìn)入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，再實(shí)施動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，同時(shí)真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作與虛擬實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，相互促進(jìn)補(bǔ)充。

人體實(shí)驗(yàn)室包含血型判斷、人體信號(hào)、肺聽診音、心音聽診四個(gè)模塊，每個(gè)模塊分別用圖片、文字來介紹測(cè)量原理。人體實(shí)驗(yàn)室用模擬動(dòng)畫來展示如何完成這些人體測(cè)試，同時(shí)附帶有聽音音頻，讓學(xué)生掌握人體信號(hào)采集技能。

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心包含了大小鼠、蟾蜍、家兔等十余種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的介紹。分別從動(dòng)物的生物學(xué)特性、生理常數(shù)以及應(yīng)用進(jìn)行講解，動(dòng)物中心包含22個(gè)交互動(dòng)畫，用于模擬常用生理試劑配制。觀看虛擬實(shí)驗(yàn)中基本動(dòng)物操作模塊，如蛙類、鼠類、家兔手術(shù)的基本操作，可以反復(fù)回放，大大提高了學(xué)生對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)基本操作的成功率。

實(shí)驗(yàn)儀器中心包含了機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的儀器，共計(jì)27種，并對(duì)每種儀器工作原理和操作方法通過動(dòng)畫的形式進(jìn)行介紹。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前，即可進(jìn)入虛擬儀器室學(xué)習(xí)該實(shí)驗(yàn)所需儀器，在實(shí)驗(yàn)過程中能盡快掌握儀器操作，儀器原理部分可進(jìn)行虛擬相互處理，學(xué)生能身臨其境的完成對(duì)該儀器的使用。

系統(tǒng)支持在線考試功能，考試可以同時(shí)提供理論試題和操作試題，支持自動(dòng)從題庫(kù)進(jìn)行組卷，也可以添加新試題?？梢詫?duì)每道題設(shè)置分?jǐn)?shù)。考試支持在線監(jiān)考，監(jiān)考員可以隨時(shí)監(jiān)視考生答卷情況和交卷信息。我室在實(shí)驗(yàn)課后采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心開展考核。在原有考核體系中增加評(píng)價(jià)指標(biāo)，包括提交實(shí)驗(yàn)過程中用手機(jī)錄制的手術(shù)操作視頻。

2 討論

我室開展對(duì)VMC-100醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心的應(yīng)用的效果的問卷調(diào)查顯示：96%的同學(xué)認(rèn)為有收獲，表現(xiàn)在分析問題能力、自學(xué)能力等方面的提高，認(rèn)同率在80%以上?？梢?，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的應(yīng)用取得了較好效果，可以最大限度地發(fā)揮學(xué)生的潛能，強(qiáng)化教學(xué)效果[3]。如下總結(jié)出該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)：

2.1 合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間

驗(yàn)證性、重復(fù)性實(shí)驗(yàn)或短期無法在實(shí)驗(yàn)室完成的實(shí)驗(yàn)可以安排在VMC-100醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心完成，將這些學(xué)時(shí)合理劃分到實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，手術(shù)操作困難的實(shí)驗(yàn)中去，保證每次實(shí)驗(yàn)有充足的時(shí)間完成。所有的實(shí)驗(yàn)都可以在VMC-100醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心提前預(yù)習(xí)，課上就可以節(jié)約大量的講授知識(shí)的時(shí)間。課后重要的實(shí)驗(yàn)在VMC-100醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心加強(qiáng)復(fù)習(xí)，從而提高實(shí)驗(yàn)課的質(zhì)量和效果。

2.2 構(gòu)建資源共享、虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)新模式

師生可以便捷使用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心，通過智能手機(jī)、平板、筆記本，登錄不同用戶權(quán)限賬號(hào)，便能使用教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)無數(shù)不在的學(xué)習(xí)?？梢宰寣W(xué)生反復(fù)觀看虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心的操作視頻，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象反復(fù)再現(xiàn)，直到學(xué)生完全掌握。這樣，可以顯著的提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作水平，從而提高實(shí)驗(yàn)的成功率。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心中龐大的教學(xué)資源是對(duì)課堂授課內(nèi)容的有力補(bǔ)充，開闊學(xué)生的視野，有益于拓展學(xué)生的知識(shí)面。

虛擬實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中只是一種有效的輔助手段，其與現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作還存在一定的差距，它不能完全代替真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)操作，虛擬教學(xué)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該相得益彰，互相補(bǔ)充促進(jìn)。在真實(shí)實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)該隨時(shí)打開虛擬實(shí)驗(yàn)，以指導(dǎo)當(dāng)下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)[4]。只有將虛擬實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作有機(jī)的結(jié)合起來才能更加有效地提高了機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。

綜上所述，在醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用VMC-100醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心，有效提高了機(jī)能學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。構(gòu)建資源共享、虛實(shí)結(jié)合的機(jī)能學(xué)教學(xué)新模式，對(duì)培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的分析問題能力、自學(xué)能力起到了良好的作用。醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的不足，可以作為機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)有益補(bǔ)充[5]。

1 石新麗, 唐飛羽, 孫夢(mèng)雯. 虛擬實(shí)驗(yàn)室在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理, 2014, 31(6): 114-116.

2 趙獻(xiàn)敏, 李南, 杜彩霞, 等. 機(jī)能生理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)課程改革的探討[J]. 中醫(yī)藥管理雜志, 2013, 21(7): 703-704.

3 曹學(xué)鋒, 王生蘭. 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在病理生理學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的思考與實(shí)踐[J]. 中國(guó)病理生理雜志, 2013, 50(10): 1914-1914.

4 杜鵑, 尹艷艷, 沈兵, 等. 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)在機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J]. 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育, 2015, 17(2): 115-116.

5 徐博, 溫娜, 安英, 等. 虛擬實(shí)驗(yàn)在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)衛(wèi)生產(chǎn)業(yè), 2016, (26): 128-130.