虛擬仿真技術(shù)在病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探討

楊珺　汪曉慶　潘獻(xiàn)柱　謝琳琳　吳義春

【摘 要】伴隨著科技信息化技術(shù)的不斷進(jìn)步，教育觀念開始不斷改變，創(chuàng)新性教育模式不斷發(fā)展。目前，虛擬仿真技術(shù)正逐步應(yīng)用于高校教學(xué)中，跟傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比，虛擬仿真技術(shù)有著的優(yōu)勢無可比擬。本文主要介紹的虛擬仿真技術(shù)的概念，分析了傳統(tǒng)病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，并對虛擬仿真技術(shù)在病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中表現(xiàn)出的優(yōu)勢進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真技術(shù);病理學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號： G642;D919-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）30-0204-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.30.104

病理學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，被稱之為“橋梁學(xué)科”，是連接基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的紐帶。病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是病理學(xué)教學(xué)的重要組成部分，通過對切片和大體標(biāo)本的觀察，將病理理論知識更直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，鞏固所學(xué)的理論知識。學(xué)生對病理學(xué)知識的理解和掌握程度直接反映了病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，而病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果則直接反映了學(xué)生應(yīng)用病理學(xué)知識分析臨床問題的能力[1]。

隨著科技信息的飛速發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的虛擬仿真技術(shù)以其優(yōu)良的交互特征和接替特性，正逐漸應(yīng)用于教育領(lǐng)域，步入高校課堂成為信息化教學(xué)中舉足輕重的一部分[2]。

1 虛擬仿真技術(shù)的概述

虛擬仿真技術(shù)是在多媒體技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等科技迅猛發(fā)展的基礎(chǔ)上，將仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。以構(gòu)建全系統(tǒng)統(tǒng)一的完整的虛擬環(huán)境為典型特征，具有沉浸性、交互性、虛擬性、逼真性四大基本特征。使用者在虛擬環(huán)境中課產(chǎn)生真實(shí)的生理感官，能讓使用者沉浸其中[3]。虛擬仿真技術(shù)作為當(dāng)前較為先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，給高校傳統(tǒng)教學(xué)帶來極大的沖擊，嘗試解決傳統(tǒng)教學(xué)中出現(xiàn)的難題，引導(dǎo)學(xué)生用創(chuàng)新方式思考問題，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加快高校信息化進(jìn)程。

2 傳統(tǒng)病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足

2.1 以教師為主體的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式為主，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一

傳統(tǒng)的病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要采用在顯微鏡下觀察切片，肉眼觀察大體標(biāo)本。教師通過親身指導(dǎo)，多媒體示范教學(xué)，學(xué)生自主觀察，實(shí)現(xiàn)對疾病的形態(tài)學(xué)認(rèn)知，這種驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的教學(xué)模式有助于學(xué)生理論知識的鞏固，但是實(shí)驗(yàn)課堂以教師為主導(dǎo)，學(xué)生被動接受知識，實(shí)驗(yàn)方式單一枯燥，實(shí)驗(yàn)課堂氣氛呆板，學(xué)生很難享受實(shí)驗(yàn)的樂趣。而且其他例如病理尸檢、取材及生物醫(yī)學(xué)最新發(fā)展技術(shù)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也因?yàn)閳龅亍①Y金或操作專業(yè)程度等問題難以開展，對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)不益。

2.2 學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率低下

知識的系統(tǒng)性和連貫性是病理實(shí)驗(yàn)的突出特點(diǎn)，現(xiàn)階段我們的病理學(xué)實(shí)驗(yàn)課時較少，實(shí)驗(yàn)的前期準(zhǔn)備工作完全由實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員完成，學(xué)生無法參與其中，再者鏡下形態(tài)學(xué)特點(diǎn)的觀察抽象，學(xué)生理解有一定難度，導(dǎo)致學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課興趣不高。病理實(shí)驗(yàn)課沒有將病理學(xué)、組織學(xué)與胚胎學(xué)和人體解剖學(xué)形成體系，沒有做到從正常到異常，從宏觀到微觀，從基礎(chǔ)知識到臨床應(yīng)用的融合，學(xué)生沒有對比學(xué)習(xí)，造成學(xué)習(xí)效率的低下。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的匱乏

隨著高校教育改革的不斷深化，高校招生人數(shù)急劇增加，實(shí)驗(yàn)教學(xué)場地受到限制，大多數(shù)的醫(yī)學(xué)類院校出現(xiàn)了人體教學(xué)標(biāo)本的短缺，雖然現(xiàn)在有面向社會的遺體捐贈活動，但是依然不能滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。同時伴隨社會醫(yī)療水平的不斷提高，醫(yī)療條件的不斷完善，一些過去常見的疾病得到了很好的救治，現(xiàn)在這些人體疾病標(biāo)本都難以尋獲，即便獲得病變也不典型，這些原因都讓人體教學(xué)的實(shí)驗(yàn)資源日漸匱乏。

2.4 實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)涉及的實(shí)驗(yàn)安全問題

病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)用很多高精密度儀器并且接觸患病的人體或動物的組織、細(xì)胞等實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生層次不同，他們的操作規(guī)范不盡相同，甚至有的操作不規(guī)范，容易產(chǎn)生各類安全問題[4]。盡管實(shí)驗(yàn)課老師會反復(fù)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作的具體注意事項(xiàng)，但是由于學(xué)生動手能力不足，依舊有同學(xué)沒有按照操作規(guī)程來實(shí)施實(shí)驗(yàn)，增加了病理實(shí)驗(yàn)室的安全管理難度加大。

3 虛擬仿真技術(shù)在病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 促進(jìn)病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣增強(qiáng)學(xué)習(xí)效率

虛擬仿真技術(shù)將傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課上教師示范實(shí)驗(yàn)，學(xué)生被動掌握知識轉(zhuǎn)變成學(xué)生可以基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過虛擬畫面對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行觀察，模擬實(shí)驗(yàn)過程自己動手，特別是對一些受實(shí)驗(yàn)條件限制無法開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，能突破時間和空間的限制，實(shí)現(xiàn)從教師到學(xué)生的主體轉(zhuǎn)變，促進(jìn)以能力培養(yǎng)為核心混合型病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的形成。虛擬仿真技術(shù)所呈現(xiàn)的四大特性，讓學(xué)生可以親身參與到病理實(shí)驗(yàn)所需的切片標(biāo)本的制作過程，大大提升學(xué)生動手能力，提高學(xué)習(xí)興趣。通過虛擬仿真技術(shù)將病理實(shí)驗(yàn)與組織胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)，人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合，向?qū)W生展現(xiàn)人體正常到異常，疾病的發(fā)生，發(fā)展及轉(zhuǎn)歸的過程，在對比學(xué)習(xí)中增強(qiáng)學(xué)習(xí)效率。

3.2 解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的匱乏

傳統(tǒng)病理學(xué)實(shí)驗(yàn)主要是在實(shí)驗(yàn)室里運(yùn)用玻璃切片和實(shí)體標(biāo)本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。病理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)要求高，建設(shè)條件嚴(yán)苛，場地不足。病理切片容易褪色、丟失和損毀，一些疾病的標(biāo)本現(xiàn)在難以尋獲，例如寄生蟲病的標(biāo)本，實(shí)體標(biāo)本一般置于標(biāo)本缸中，體積和質(zhì)量過大，不利于搬動，不利于學(xué)生觀察。利用虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建病理數(shù)字化資源庫，數(shù)字切片和三維病理標(biāo)本將替代傳統(tǒng)的玻璃切片和實(shí)體標(biāo)本，解決了玻璃切片褪色，易碎問題，也避免了實(shí)體標(biāo)本重復(fù)購買，標(biāo)本資源短缺問題。數(shù)字資源庫的建立也讓病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不再局限于病理實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以通過互聯(lián)網(wǎng)的依托平臺讓學(xué)生自主的進(jìn)行病理實(shí)驗(yàn)的操作和學(xué)習(xí)。從很大程度上解決了實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源匱乏的問題。

3.3 解決實(shí)驗(yàn)室的很多安全問題

傳統(tǒng)病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，因操作不當(dāng)引起的人身和實(shí)驗(yàn)儀器安全事故屢見不鮮。采用虛擬仿真技術(shù)可以有效地避免實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的各類安全問題，甚至可以模擬安全事故的發(fā)生，完善現(xiàn)實(shí)中實(shí)驗(yàn)室的安全預(yù)案。對實(shí)驗(yàn)室的安全管理有重大意義。

4 結(jié)語

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)的運(yùn)用不僅使病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果大幅提升，也增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，解決了病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源匱乏和實(shí)驗(yàn)安全問題。但同時也有一些問題有待改進(jìn)，病理實(shí)驗(yàn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作沒有與虛擬仿真教學(xué)授課相結(jié)合，學(xué)生實(shí)際動手能力的培養(yǎng)相對薄弱。在今后的病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對虛擬仿真技術(shù)的不斷完善，促進(jìn)病理學(xué)學(xué)科的建設(shè)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]潘坤，劉慧萍，等.基于虛擬數(shù)字切片結(jié)合數(shù)碼互動系統(tǒng)在中醫(yī)院校病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].大醫(yī)生，2017，2（7）：173-176.

[2]李冰，馬頌華，等.PBL與虛擬仿真結(jié)合在醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)中的探索[J].科教文匯，2015，31（8）：79-80.

[3]楊宏偉.虛擬仿真技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，24（9）：38-39.

[4]陳玉，戈瑤.淺談高校生物類實(shí)驗(yàn)室的安全管理對策[J].林區(qū)教學(xué)，2015，11：22-23.