智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI:10.16400/j.cnki.kjdk.2025.17.009

Application ofSmartDigital Virtual Simulation Teaching in Medical Imaging Equipment

TAOMinhui， ZHOUMeijuan (Shangqiu Medical College，Shangqiu，Henan )

AbstractObjective:To explore the effectivenessofapplying smart digital virtual simulation teaching in Medical Imaging Equipment.Methods:Students majoring in medical imaging technology from grades 2022 and 2023at Shangqiu Medical Colege were selected as observation samples forthis teaching experiment.Thirty students from grade 2022 served as the control group，receiving conventional teaching;thirty students from grade 2023 servedas the observation group，receiving smart digital virtual simulation teaching.In-class assessment scores and evaluations of teaching efectiveness were compared between the two groups.Results:The observation group achieved higher scores inallin-class assessmentsand demonstrated more positiveevaluations of teaching effectiveness compared to the control group，with statistically significant differences （ P<0.05 .Conclusion: Using smart digital virtualsimulation teaching technology in Medical Imaging Equipment is more conducive to improving teaching quality.

Keywordssmart digital virtual simulation teaching; Medical Imaging Equipment; teaching application

醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)是一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科，教學(xué)內(nèi)容相對復(fù)雜、抽象，學(xué)習(xí)難度較大。常規(guī)教學(xué)方式缺乏直觀性、個性化，已不能滿足學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)需求1。而智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)是一種新型教學(xué)模式，其借助先進(jìn)的信息技術(shù)，能夠?yàn)閷W(xué)生營造更加逼真的教學(xué)環(huán)境，將理論知識與實(shí)踐進(jìn)行深度融合，為教學(xué)開辟了新的途徑[2]。基于此，本文選擇2022級和2023級共計60名學(xué)生展開教學(xué)研究，旨在分析醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)教學(xué)中采用智慧數(shù)字化虛

擬仿真教學(xué)方式的效果。

1資料與方法

1.1一般資料

選擇2022級、2023級醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)學(xué)生作為本次教學(xué)實(shí)驗(yàn)的觀察樣本，其中2022級30名學(xué)生作為對照組，2023級30名學(xué)生作為觀察組，其中對照組包括14名男生、16名女生，年齡19一23歲，平均 (21.77±0.11) 歲，觀察組包括16名男生、14名女生，年

科教導(dǎo)刊

齡 19-22 歲，平均 (21.01±0.12) 歲。對比所有學(xué)生的臨床資料，未見顯著差異 (P>0.05) 。

1.2方法

在實(shí)驗(yàn)期間，對照組學(xué)生采取常規(guī)教學(xué)模式，主要包括實(shí)驗(yàn)演示、課堂講授及課后作業(yè)，需要教師利用黑板、PPT等方式針對重點(diǎn)知識加以講解，學(xué)生通過記筆記、聽講等方式獲取知識。在實(shí)驗(yàn)演示環(huán)節(jié)，教師需要操作真實(shí)或模擬的醫(yī)學(xué)影像學(xué)設(shè)備，讓學(xué)生觀摩學(xué)習(xí)，展示設(shè)備的操作流程及工作原理，之后讓學(xué)生完成課后作業(yè)。觀察組采取智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)，主要內(nèi)容如下。

1.2.1教學(xué)資源建設(shè)

① 構(gòu)建三維模型設(shè)備：利用3D建模技術(shù)，針對CT掃描儀、X光機(jī)、MRI等各類醫(yī)學(xué)影像學(xué)設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)三維建模，為學(xué)生呈現(xiàn)出各個機(jī)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部形態(tài)，包括每一個關(guān)節(jié)的連接關(guān)系、具體位置等，學(xué)生可以通過縮放、旋轉(zhuǎn)等操作，從不同角度進(jìn)行觀察。 ② 開發(fā)虛擬操作場景：創(chuàng)建高度仿真的虛擬操作場景，包括模擬設(shè)備的參數(shù)設(shè)置、開機(jī)、圖像獲取、掃描等各項(xiàng)工作流程。在虛擬場景中，學(xué)生使用鍵盤、鼠標(biāo)或特定交互設(shè)備完成相關(guān)操作，系統(tǒng)可根據(jù)操作結(jié)果進(jìn)行實(shí)時反饋，讓學(xué)生仿佛置身于真實(shí)操作環(huán)境中。 ③ 制作原理動畫：針對醫(yī)學(xué)影像設(shè)備比較復(fù)雜的工作原理，教師可以通過制作動畫演示，將抽象的知識以直觀視覺的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，使其更好地理解。

1.2.2教學(xué)過程設(shè)計

① 課前引導(dǎo)：教師通過線上教學(xué)平臺發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)，學(xué)生利用課余時間登錄系統(tǒng)，針對各類設(shè)備操作流程及基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行自主探索，觀看各類原理動畫，預(yù)習(xí)即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容。系統(tǒng)隨時記錄學(xué)生預(yù)習(xí)情況，教師根據(jù)反饋信息及時獲取學(xué)生的知識薄弱點(diǎn)，為后續(xù)課堂教學(xué)提供參考。② 課堂互動教學(xué)：教師在課堂上結(jié)合虛擬仿真教學(xué)資源加以講解，利用大屏幕展示虛擬設(shè)備及臨床真實(shí)操作場景，之后進(jìn)行相應(yīng)操作演示，引導(dǎo)學(xué)生逐步分析操作結(jié)果，針對各類機(jī)械設(shè)備的臨床應(yīng)用及工作原理進(jìn)行深入探討，讓學(xué)生小組合作分析虛擬操作過程中的問題，并提出疑問，培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。 ③ 實(shí)踐操作訓(xùn)練：安排虛擬實(shí)踐課程讓學(xué)生在仿真系統(tǒng)中不斷操作練習(xí)，系統(tǒng)可以針對學(xué)生操作進(jìn)行實(shí)時評估，并對操作過程中的不足及錯誤給予建議及指導(dǎo)。教師可以結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況，設(shè)置不同難度層次，從基礎(chǔ)操作到更加復(fù)雜的掃描模擬，不斷提高學(xué)生的操作技能。

1.2.3個性化學(xué)習(xí)支持

① 規(guī)劃學(xué)習(xí)路徑：系統(tǒng)會結(jié)合學(xué)生知識掌握水平、學(xué)習(xí)實(shí)際進(jìn)度及能力水平，為其制定個性化學(xué)習(xí)路徑，推薦適合學(xué)生的虛擬學(xué)習(xí)資源，保證學(xué)生能夠按照自己節(jié)奏深入學(xué)習(xí)。 ② 智能答疑與輔導(dǎo)：利用人工智能技術(shù)開發(fā)智能輔助系統(tǒng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到問題時可以隨時提問，系統(tǒng)可以提供相關(guān)知識鏈接并詳細(xì)解答，教師也能夠在后臺及時了解學(xué)生提問情況，針對共性問題加以集中講解。

1.2.4考核評價體系

① 過程性考核：系統(tǒng)會對將學(xué)生學(xué)習(xí)時間、操作數(shù)據(jù)、任務(wù)完成情況等各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動記錄，而教師可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)對學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行全面評價，包括熟練程度、精準(zhǔn)性、解決問題能力等，從而形成專業(yè)化的過程性考核成績。 ② 終結(jié)性考核：在完成課程教學(xué)后，教師可以利用虛擬仿真平臺設(shè)置綜合性考核任務(wù)，讓學(xué)生在模擬場景下排除并診斷設(shè)備故障、操作設(shè)備等，針對學(xué)生技能掌握情況及知識理解程度進(jìn)行全面核查，通過系統(tǒng)自動評分及記錄的方式，保證考核結(jié)果公正、客觀。

1.2.5教師能力提升

① 技術(shù)培訓(xùn)：學(xué)校需要開展針對智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)的技術(shù)培訓(xùn)，讓教師能夠充分、熟練操作虛擬仿真系統(tǒng)，整合并制作相關(guān)教學(xué)資源，深入分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)，從而提高教師對新技術(shù)的使用能力。 ② 教學(xué)研討：定期組織教師進(jìn)行研討活動，分享其在智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)過程中所獲得的心得及經(jīng)驗(yàn)，共同探討如何更好地將傳統(tǒng)教學(xué)與仿真教學(xué)有機(jī)結(jié)合，從而提高教學(xué)的質(zhì)量。

1.3觀察指標(biāo)

① 隨堂考核成績：主要包括設(shè)備構(gòu)造、成像原理、使用注意事項(xiàng)等，每項(xiàng)內(nèi)容分?jǐn)?shù)為百分制，分?jǐn)?shù)越高表明其考核成績越高。 ② 學(xué)生對教學(xué)效果的評價：主要包括知識廣度、方式新穎性、教學(xué)內(nèi)容印象性，每項(xiàng)內(nèi)容分值在 0-100 分之間，分?jǐn)?shù)越高表明對教學(xué)效果的評價越高。

1.4統(tǒng)計學(xué)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS26.0統(tǒng)計， 代表計量資料，行t驗(yàn)證， [n(%)] 代表計數(shù)資料，行驗(yàn)證， P<0.05 為存在統(tǒng)計學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1隨堂考核成績

觀察組學(xué)生隨堂考核成績較對照組更高 (P<0.05) 。

見表1。

2.2學(xué)生對教學(xué)效果的評價

觀察組學(xué)生對教學(xué)效果的評價較對照組更高（ P< 0.05)，見表2。

3討論

在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)教學(xué)中，由于課程涵蓋較為復(fù)雜的教學(xué)內(nèi)容且傳統(tǒng)教學(xué)模式相對單一，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，并且由于不同學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度及能力存在一定差異，而傳統(tǒng)教學(xué)不能做到個性化教學(xué)，無法滿足學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)需求3]。此外，傳統(tǒng)教學(xué)模式評價側(cè)重于理論知識考核，對于學(xué)生解決臨床問題及操作能力的考查不足，不利于全面評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及專業(yè)素養(yǎng)。

智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)的個性化及互動性是其主要優(yōu)勢，有效打破傳統(tǒng)教學(xué)中以教師為主體的教學(xué)模式，讓師生之間能夠?qū)崿F(xiàn)高度互動5，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行自主操作及探索。同時，系統(tǒng)具備較為強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力，可以結(jié)合不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、操作熟練度、知識掌握程度、學(xué)習(xí)進(jìn)度等為其制定個性化學(xué)習(xí)路徑，并推薦相應(yīng)內(nèi)容。此外，虛擬仿真教學(xué)不會受到空間和時間的限制，學(xué)生可以隨時利用網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備登錄虛擬仿真教學(xué)平臺，靈活、合理地安排自己的學(xué)習(xí)時間，從而培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

在本次臨床試驗(yàn)中，觀察組隨堂考核成績高于對照組，對于教學(xué)效果的評價也高于對照組 (P<0.05) ，充分證明，智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)有助于提高學(xué)生的隨堂考核成績和對教學(xué)效果的評價。其原因在于， ① 在知識理解層面，智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)具有很大的優(yōu)勢，醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)涉及相對抽象的知識及復(fù)雜設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)8，而借助智慧數(shù)字化虛擬仿真教學(xué)方式能夠以直觀的虛擬形式將抽象知識內(nèi)容生動地展現(xiàn)給學(xué)生。通過構(gòu)建3D模型，讓學(xué)生能夠無死角、全方位觀察影像學(xué)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，之后配合動畫演示，生動形象地讓學(xué)生清晰觀測到各類機(jī)械的部件運(yùn)作過程。 ② 在實(shí)踐操作領(lǐng)域，虛擬仿真技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生提供前所未有的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使其在虛擬演練中盡情練習(xí)，從設(shè)備開機(jī)調(diào)試開始，熟悉每一個步驟的細(xì)節(jié)，設(shè)定相應(yīng)參數(shù)，針對不同病情患者的不同部位進(jìn)行掃描，整個操作過程中系統(tǒng)還會給予學(xué)生相應(yīng)反饋及指導(dǎo)，通過反復(fù)練習(xí)，不斷提高學(xué)生的實(shí)踐操作技能。 ③ 在教學(xué)效果及教學(xué)資源評估方面，數(shù)字化虛擬系統(tǒng)可以針對學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)加以全面記錄，覆蓋學(xué)習(xí)時長、操作精準(zhǔn)性、解決問題能力、錯誤類型等多個維度，而教師針對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析[，能夠更加客觀、全面地了解學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，及時調(diào)整教學(xué)策略，針對共性問題進(jìn)行重點(diǎn)講解，從真正意義上實(shí)現(xiàn)因材施教。

? 基金項(xiàng)目：省社會科學(xué)界聯(lián)合會調(diào)研課題(SKL-2024-630)；省職業(yè)教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目（青年教師項(xiàng)目）（豫教[2024]05903）。

參考文獻(xiàn)

[1]趙娜，劉穎，先世偉，等.基于影像歸檔及傳輸系統(tǒng)的區(qū)域遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)影像中心構(gòu)建研究[J].中國醫(yī)學(xué)裝備，2023，20(3):126-130.

[2]杜娟，李佳怡，白蓉，等.基于多元路徑融合模式下人體生理學(xué)課程思政教學(xué)的實(shí)踐研究[J].中國醫(yī)學(xué)裝備，2023，20(5):178-182

[3]李釗，雷濤，夏娟娟，等.基于虛擬仿真技術(shù)的計算機(jī)體層掃描實(shí)驗(yàn)的研究[J].中國醫(yī)學(xué)裝備，2022，19(4)：167-170.

[4]張夢圓，鄧迎敏，張妍妍，等.基于閉環(huán)雙向?qū)?biāo)管理模式的醫(yī)療設(shè)備臨床配置路徑優(yōu)化研究[J].中國醫(yī)學(xué)裝備，2024，21(4)：145-150.

[5]李瓊?cè)A，馬立恒，趙曼，等.探討移動PACS影像教學(xué)數(shù)據(jù)庫在醫(yī)學(xué)影像學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的應(yīng)用價值[J].影像研究與醫(yī)學(xué)應(yīng)用，2024，8(14):188-190.

[6]王思琪，鐘仁云，陳昆濤.醫(yī)工融合視角下的醫(yī)學(xué)影像成像系統(tǒng)教學(xué)模式探索[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2024，26(2):158-163.

[7]張順，張妍，朱文杰，等.新形勢下醫(yī)學(xué)影像專業(yè)線上實(shí)踐教學(xué)模式的應(yīng)用探討[J].中國繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2024，16(1)：5-9

[8]易美芝，羅光華，周宏，等.思維導(dǎo)圖聯(lián)合案名教學(xué)法在《醫(yī)學(xué)影像學(xué)》教學(xué)中的探索和應(yīng)用[J].黑龍江醫(yī)學(xué)，2024，48(15)：1857-1859.

[9]卞佳，王紅霞，李泉，等.人工智能輔助診斷系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中國高等醫(yī)學(xué)教育，2024(11)：103-104.

[10]孫羽，崔迪，呂曉虹，等.虛擬仿真教學(xué)法在《醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)》實(shí)踐課教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2024，16(15)：88-92.