獨(dú)立學(xué)院預(yù)防醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)思考*

韓靜嶺

摘 要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是預(yù)防醫(yī)學(xué)專業(yè)重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)今高等教育受制于資源限制，無法滿足學(xué)生親臨工作現(xiàn)場(chǎng)操作，影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。本文對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)初步探討，通過構(gòu)建虛擬仿真教學(xué)軟件，對(duì)現(xiàn)有預(yù)防實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改進(jìn)，增強(qiáng)處理實(shí)際工作問題能力，提高學(xué)生綜合能力。

關(guān)鍵詞：預(yù)防醫(yī)學(xué)；虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；在線學(xué)習(xí)

當(dāng)前中國(guó)突發(fā)公共事件頻發(fā)，及時(shí)正確應(yīng)對(duì)公共突發(fā)事件對(duì)預(yù)防醫(yī)學(xué)工作者提出很大挑戰(zhàn)。預(yù)防醫(yī)學(xué)作為高等醫(yī)學(xué)教育的重要組成之一，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。預(yù)防醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力是目前高等院校教育的新課題[1]?，F(xiàn)今高校實(shí)驗(yàn)室資源無法滿足預(yù)防醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生需求，尤其獨(dú)立學(xué)院在硬性設(shè)備或軟性指標(biāo)上都落后于重點(diǎn)大學(xué)，嚴(yán)重影響創(chuàng)新應(yīng)用型預(yù)防醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)和成長(zhǎng)。傳統(tǒng)預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏將理論知識(shí)在實(shí)際工作應(yīng)用契機(jī)，學(xué)生難去現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，對(duì)工作現(xiàn)場(chǎng)存在有害因素缺乏直觀認(rèn)識(shí)以及大型儀器多次實(shí)驗(yàn)操作成本等問題，使學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)符合教育信息化發(fā)展趨勢(shì)和現(xiàn)實(shí)需要，提高實(shí)踐動(dòng)手操作能力，滿足現(xiàn)階段社會(huì)對(duì)預(yù)防醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的需求。

一、構(gòu)建預(yù)防醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的必要性

近年來，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育的應(yīng)用逐步形成規(guī)模和體系，對(duì)國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)院校預(yù)防醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)是通過計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)和仿真模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)條件、場(chǎng)景、建立虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境提供學(xué)生在類似真實(shí)環(huán)境中，利用網(wǎng)絡(luò)手段，研究對(duì)象在虛擬與現(xiàn)實(shí)間進(jìn)行結(jié)合，構(gòu)建多學(xué)科、多層次、交互融合的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將實(shí)驗(yàn)室資源進(jìn)行有效整合，優(yōu)質(zhì)資源開放共享，模擬使用各種虛擬實(shí)驗(yàn)器械，實(shí)現(xiàn)靈活互動(dòng)交互環(huán)節(jié)，便于學(xué)生隨時(shí)隨地在線模擬操作與自主學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)特定教學(xué)功能，改進(jìn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是高等教育基于實(shí)現(xiàn)國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)+戰(zhàn)略的一種新教學(xué)模式，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室信息化和優(yōu)化教學(xué)過程，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的革命性突破[2]。

二、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)在獨(dú)立學(xué)院預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)通過實(shí)況模擬實(shí)際作業(yè)場(chǎng)所布局、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作場(chǎng)景等進(jìn)行Unity3D專業(yè)建模軟件為依托，搭建逼真且操作方便以實(shí)際工作環(huán)境，最終可形成網(wǎng)絡(luò)版，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中開展實(shí)驗(yàn)，虛擬與真實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)難以完成或不具備的教學(xué)功能，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用于教學(xué)可實(shí)現(xiàn)五大功能。一是漫游功能。通過虛擬工作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、設(shè)備和生產(chǎn)過程，幫助學(xué)生熟悉不同操作崗位工作環(huán)境。二是演示功能。通過虛擬實(shí)際工作環(huán)境，讓學(xué)習(xí)者事前熟悉操作流程邏輯關(guān)系，重視操作與生產(chǎn)安全，了解到錯(cuò)誤操作將會(huì)帶來的各種嚴(yán)重后果。三是互動(dòng)功能。讓學(xué)習(xí)者利用多媒體教學(xué)工具形象再現(xiàn)老師在課堂中所講知識(shí)，并運(yùn)用鍵盤、鼠標(biāo)等操作按鈕進(jìn)行自主操作，通過錯(cuò)誤操作獲得警示或結(jié)果，進(jìn)行互動(dòng)學(xué)習(xí)；四是考核功能?？稍O(shè)定考核點(diǎn)，對(duì)學(xué)生操作技能、知識(shí)掌握進(jìn)行測(cè)試，開發(fā)更具公平、趣味、激勵(lì)性考核手段。五是綜合性功能。在虛擬環(huán)境中學(xué)生可完成對(duì)所學(xué)知識(shí)技能操作訓(xùn)練，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，便于信息發(fā)布，資源管理。

三、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)在獨(dú)立學(xué)院預(yù)防醫(yī)學(xué)教學(xué)中優(yōu)勢(shì)

虛擬仿真系統(tǒng)可彌補(bǔ)大型儀器欠缺，由于設(shè)備昂貴難以讓每個(gè)學(xué)生實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，通過仿真系統(tǒng)中設(shè)備及按鈕完成交互，使每個(gè)學(xué)生單獨(dú)實(shí)驗(yàn)操作。與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相互結(jié)合，解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)抽象概念基本依靠講解來表述，學(xué)生可對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、步驟等更好掌握，增強(qiáng)教學(xué)直觀性，使教學(xué)活動(dòng)更具趣味性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。通過實(shí)訓(xùn)和虛擬訓(xùn)練，打破時(shí)間和地域限制，減少實(shí)驗(yàn)耗材浪費(fèi)，儀器損毀率也大大降低，學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力提高，同時(shí)節(jié)約實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本。

此外，可對(duì)高水平科研成果和儀器設(shè)備可轉(zhuǎn)化為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，豐富綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行補(bǔ)充，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平使學(xué)生樹立科研思維，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力。比如，對(duì)錳中毒通過誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞中炎癥小體激活引起神經(jīng)炎癥和神經(jīng)毒性。

軟件可開設(shè)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)和教學(xué)論壇模塊，進(jìn)行虛擬測(cè)試，考核對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)掌握情況。不僅可考查學(xué)生學(xué)習(xí)成效，還可增強(qiáng)師生之間互動(dòng)，打破傳統(tǒng)教學(xué)枯燥、單調(diào)教學(xué)形式，真正使教學(xué)過程實(shí)現(xiàn)沉浸性，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心在開放、交互貼近真實(shí)的虛擬環(huán)境中進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)，將理論知識(shí)與實(shí)際工作環(huán)境結(jié)合，解決了開展真實(shí)實(shí)驗(yàn)資源有限性，優(yōu)化教育資源，學(xué)生不受地域和時(shí)間限制，遵循“虛實(shí)結(jié)合，相互補(bǔ)充”原則，進(jìn)行仿真訓(xùn)練，對(duì)預(yù)防醫(yī)學(xué)應(yīng)用型人才培養(yǎng)及優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量具有重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]林立，劉永春，高波.預(yù)防醫(yī)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)中的問題和對(duì)策[J].中華醫(yī)學(xué)教育雜志，2006，26（3）：10-11.

[2]劉亞豐，蘇莉，吳元喜，等.虛擬仿真教學(xué)資源建設(shè)原則與標(biāo)準(zhǔn)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017，34（5）：8-10.