虚拟仿真技术在病理学实验教学中的应用探讨
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【摘 要】伴随着科技信息化技术的不断进步，教育观念开始不断改变，创新性教育模式不断发展。目前，虚拟仿真技术正逐步应用于高校教学中，跟传统的教学方法相比，虚拟仿真技术有着的优势无可比拟。本文主要介绍的虚拟仿真技术的概念，分析了传统病理学实验教学存在的问题，并对虚拟仿真技术在病理实验教学中表现出的优势进行分析。
【关键词】虚拟仿真技术;病理学;实验教学
中图分类号： G642;D919-4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）30-0204-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.30.104
病理学是一门专业基础课程，被称之为“桥梁学科”，是连接基础医学和临床医学的纽带。病理学实验教学是病理学教学的重要组成部分，通过对切片和大体标本的观察，将病理理论知识更直观地呈现在学生面前，巩固所学的理论知识。学生对病理学知识的理解和掌握程度直接反映了病理学实验教学的效果，而病理学实验教学效果则直接反映了学生应用病理学知识分析临床问题的能力[1]。
随着科技信息的飞速发展，基于网络技术的虚拟仿真技术以其优良的交互特征和接替特性，正逐渐应用于教育领域，步入高校课堂成为信息化教学中举足轻重的一部分[2]。
1 虚拟仿真技术的概述
虚拟仿真技术是在多媒体技术，虚拟现实技术与网络通信技术等科技迅猛发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物。以构建全系统统一的完整的虚拟环境为典型特征，具有沉浸性、交互性、虚拟性、逼真性四大基本特征。使用者在虚拟环境中课产生真实的生理感官，能让使用者沉浸其中[3]。虚拟仿真技术作为当前较为先进的科学技术，给高校传统教学带来极大的冲击，尝试解决传统教学中出现的难题，引导学生用创新方式思考问题，增加学生学习兴趣，加快高校信息化进程。
2 传统病理学实验教学的不足
2.1 以教师为主体的验证性实验教学模式为主，实验项目单一
传统的病理学实验教学主要采用在显微镜下观察切片，肉眼观察大体标本。教师通过亲身指导，多媒体示范教学，学生自主观察，实现对疾病的形态学认知，这种验证性实验为主的教学模式有助于学生理论知识的巩固，但是实验课堂以教师为主导，学生被动接受知识，实验方式单一枯燥，实验课堂气氛呆板，学生很难享受实验的乐趣。而且其他例如病理尸检、取材及生物医学最新发展技术的实验项目，也因为场地、资金或操作专业程度等问题难以开展，对学生动手能力的培养不益。
2.2 学习兴趣和学习效率低下
知识的系统性和连贯性是病理实验的突出特点，现阶段我们的病理学实验课时较少，实验的前期准备工作完全由实验技术人员完成，学生无法参与其中，再者镜下形态学特点的观察抽象，学生理解有一定难度，导致学生对实验课兴趣不高。病理实验课没有将病理学、组织学与胚胎学和人体解剖学形成体系，没有做到从正常到异常，从宏观到微观，从基础知识到临床应用的融合，学生没有对比学习，造成学习效率的低下。
2.3 实验教学资源的匮乏
随着高校教育改革的不断深化，高校招生人数急剧增加，实验教学场地受到限制，大多数的医学类院校出现了人体教学标本的短缺，虽然现在有面向社会的遗体捐赠活动，但是依然不能满足实验教学的需要。同时伴随社会医疗水平的不断提高，医疗条件的不断完善，一些过去常见的疾病得到了很好的救治，现在這些人体疾病标本都难以寻获，即便获得病变也不典型，这些原因都让人体教学的实验资源日渐匮乏。
2.4 实验操作不当涉及的实验安全问题
病理学实验教学运用很多高精密度仪器并且接触患病的人体或动物的组织、细胞等实验材料，进入实验室的学生层次不同，他们的操作规范不尽相同，甚至有的操作不规范，容易产生各类安全问题[4]。尽管实验课老师会反复强调实验操作的具体注意事项，但是由于学生动手能力不足，依旧有同学没有按照操作规程来实施实验，增加了病理实验室的安全管理难度加大。
3 虚拟仿真技术在病理学实验教学中的应用优势
3.1 促进病理实验教学模式的转变，提高学生学习兴趣增强学习效率
虚拟仿真技术将传统的实验课上教师示范实验，学生被动掌握知识转变成学生可以基于互联网技术通过虚拟画面对实验过程进行观察，模拟实验过程自己动手，特别是对一些受实验条件限制无法开展的实验项目，能突破时间和空间的限制，实现从教师到学生的主体转变，促进以能力培养为核心混合型病理学实验教学模式的形成。虚拟仿真技术所呈现的四大特性，让学生可以亲身参与到病理实验所需的切片标本的制作过程，大大提升学生动手能力，提高学习兴趣。通过虚拟仿真技术将病理实验与组织胚胎学实验，人体解剖学实验进行整合，向学生展现人体正常到异常，疾病的发生，发展及转归的过程，在对比学习中增强学习效率。
3.2 解决实验教学资源的匮乏
传统病理学实验主要是在实验室里运用玻璃切片和实体标本进行实验教学。病理实验室建设要求高，建设条件严苛，场地不足。病理切片容易褪色、丢失和损毁，一些疾病的标本现在难以寻获，例如寄生虫病的标本，实体标本一般置于标本缸中，体积和质量过大，不利于搬动，不利于学生观察。利用虚拟仿真技术构建病理数字化资源库，数字切片和三维病理标本将替代传统的玻璃切片和实体标本，解决了玻璃切片褪色，易碎问题，也避免了实体标本重复购买，标本资源短缺问题。数字资源库的建立也让病理学实验教学不再局限于病理实验室，学生可以通过互联网的依托平台让学生自主的进行病理实验的操作和学习。从很大程度上解决了实验教学资源匮乏的问题。
3.3 解决实验室的很多安全问题
传统病理学实验教学中，因操作不当引起的人身和实验仪器安全事故屡见不鲜。采用虚拟仿真技术可以有效地避免实验过程中产生的各类安全问题，甚至可以模拟安全事故的发生，完善现实中实验室的安全预案。对实验室的安全管理有重大意义。
4 结语
随着信息技术的不断发展，虚拟仿真技术的运用不仅使病理学实验教学效果大幅提升，也增强了学生学习的主动性和积极性，解决了病理实验教学中存在的实验教学资源匮乏和实验安全问题。但同时也有一些问题有待改进，病理实验真实实验操作没有与虚拟仿真教学授课相结合，学生实际动手能力的培养相对薄弱。在今后的病理学实验教学中对虚拟仿真技术的不断完善，促进病理学学科的建设。
【参考文献】
[1]潘坤，刘慧萍，等.基于虚拟数字切片结合数码互动系统在中医院校病理学实验教学中的应用[J].大医生，2017，2（7）：173-176.
[2]李冰，马颂华，等.PBL与虚拟仿真结合在医学机能学实验中的探索[J].科教文汇，2015，31（8）：79-80.
[3]杨宏伟.虚拟仿真技术在物理实验中的应用[J].实验室研究与探索，2005，24（9）：38-39.
[4]陈玉，戈瑶.浅谈高校生物类实验室的安全管理对策[J].林区教学，2015，11：22-23.
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