中医虚拟仿真教学范文

导语：如何才能写好一篇中医虚拟仿真教学，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

医学这门专业实践性强，而实验教学是培养学生动手能力的主要手段。虚拟仿真实验是依托计算机技术所发展而来的一种新型的实验方法，这是集触、听、嗅等多种感觉为一体的一个虚拟现实世界，营造出高度仿真的虚拟实验对象及实验环境，让用户能够在此环境下利用虚拟的实验器械完成预定实验项目，在医学各个学科中得到广泛应用，极大推动了医学发展。[1]

二、传统的医学实验教学的局限

医学院校传统的实验教学在方式方法上都存在局限，限制了医学的深层次提高及发展。[2]第一，实验模式无法充分调动学生积极性。医学院校传统的实验教学多采取的是遵循式的教学方式，这种方式是教师讲解为主的一种比较程序化的教学模式，所有的实验内容及步骤都是教师拟定好的，学生只是被动操作，教学属于“讲解—接受”这种单向的传输状态。学生对所有实验仅是实现了机械性完成，很多设计性实验在这种实验模式下都不能正常开展。且这种实验模式下，学生学习被动，知识掌握不灵活，思维不能科学创新，学习主观能动性受到极大压制，分析问题能力还有解决问题的能力不能获得应有提高。[3]第二，实验场地及经费限制实验正常开展。医用电子实验的实验对象是需要对患者进行检验的仪器，在实验过程中，学生稍有不慎出现操作性失误就可能导致仪器灵敏性降低，使得患者病情误诊，甚至会带来严重医疗纠纷。加之院校内实验场地有限，教学经费紧张，很多实验都知识涉及最简单的电子操作，而对于很多复杂性的电子操作，因仪器昂贵，多只是教学示教，学生基本没有动手机会，这种实验教学方法严重束缚了学生的动手能力。[3]

三、虚拟仿真实验在医用电子实验教学上的应用

将虚拟仿真实验应用到医用电子实验教学上极大改进了医学院校传统实验方法及实验模式，为学生提供了大量动手实践机会，有效培养了学生的动手能力，使学生思维不断创新，学习主观能动性高，分析问题及解决问题能力获得了长足发展，主要来讲，虚拟仿真实验在医用电子实验教学上的优势有如下几个方面：第一，虚拟仿真实验下教学设备极大改善。医用电子实验教学对电子设备要求高，需要学生对各种检验设备性能都深刻了解，但是鉴于设备本身昂贵性，很多实验都不能正常开展。而虚拟仿真实验下，各种复杂仪器都能够呈现在学生眼前，学生能够对这些仪器亲自操作，不必担心因操作失误给仪器造成的损坏，实验教学设备丰富，学生能够实现对各种仪器的亲身实践操作。第二，虚拟仿真实验提高学生学习积极性。虚拟仿真实验为学生提供了一个高度仿真的虚拟实验对象及实验环境，不仅能够让学生在此环境下，利用虚拟实验对象进行实验，同时还能够让学生在虚拟空间进行有效交流，且能够将声音、图像、多媒体等多种功能融合在一体，实验教学内容丰富，更生动形象，学生在这种视觉及听觉冲击下，学习兴趣高，能够积极主动学习，知识理解、掌握更为容易，实验教学质量大大提高。[2]第三，虚拟仿真实验能打破时间及空间限制。虚拟仿真实验改变了传统实验教学的方式方法，打破了传统实验中时间及空间上的限制，学生在虚拟仿真实验环境下能够对人体内部结构进行更细致全面观察，甚至是动态观察。比如说要了解药物在人体内的作用变化，传统实验教学只是教师对药物在人体内的吸收过程进行简单讲解，学生对这些内容只是机械记忆，记忆不深刻。而虚拟仿真实验下，学生能够通过仪器看到药物在人体每个消化器官内的消化吸收过程，能够看到药物变化过程，这些都能够通过图像显示清晰留在学生记忆力，使学生记忆更加深刻，对知识理解更为透彻。[3]第四，虚拟仿真实验能改革实验考核方法。学期考核为教学指挥棒，能够反映出学生学习的总体效果。在考核过程中需要宽严相济，不仅需要对学生进行理论知识的考核，同样需要对平时实验教学进行考核。而传统实验教学因仪器及经费限制，很多实验无法顺利完成，而虚拟仿真实验下，学生能够充分发挥自己想象力，去创造实验环境，将一些在传统仪器上不可能实现的操作及设计在虚拟情境中去实现，亲身去验证实验的可行性。且将实验考核列入最终考核成绩中，学生就能够充分利用虚拟仿真实验反复多次操作，全面提高自身的操作水平及操作熟练程度，可以帮助学生积累更多实践经验。

四、结束语

虚拟仿真实验教学属于学科专业同信息技术有机结合的一个现代技术，应用在医用电子实验教学上改善了传统实验教学的方法及方法，打破传统实验中时间及空间限制，改革实验考核方法，提高了学生学习积极性，让学生思维得到了有效创新，具有传统医学实验所不可比拟的优越性。在医用电子实验教学过程中，如果能够将虚拟仿真实验教学同真实实验两者有机结合起来，让两种实验方式优势互补，势必能够大大提高学生创新能力及综合素质，提高教学质量。

参考文献：

[1]张红宾，赵二刚，张颖.虚拟仿真在电子类实验教学中的应用探讨[J].实验室科学，2015，18(3):44-47.

[2]陈新兵，龙晓莉，谢陈跃，等.电工电子虚拟仿真教学资源建设探索[J].中国教育信息化，2014(21):45-47.

篇2

关键词：仿真软件；高职；机电一体化；实训教学

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671―1580（2013）1―0054―02

一、虚拟仿真技术在实训教学中的优势

1.保证每个学生得到充分训练

虚拟仿真实训完全可以做到一人一机，保证每个学生都能得到充分训练。仿真操作可缩短材料、仪器或工卡量具的准备过程，操作完成后，也节省了回收时间，极大地提高了操作效率。

2.节能减耗安全

引入仿真操作教学，最根本的好处是对原材料、工量具、仪表设备的节约。如机械拆装作业操作一次，零件清洗需消耗煤油，安装需加脂、油，多次拆装还会对轴、轴承座等造成磨损，操作错误，还可能引起人身伤害、设备的毁坏等严重事故。仿真操作过程可以实现无油料消耗，避免设备和元件损坏，极大地降低操作消耗和环境污染。仿真操作不会对操作对象如设备、仪表、元件等造成实质性损害，更不会因操作失误对学员造成人身危害。

二、虚拟仿真技术在实训教学中的主要问题

1.仿真软件产品难以兼顾学校的特定需求

市场上推出的各种教育仿真软件由于专业的批量生产方式，难以兼顾所有学校的特定需求，如在仿真的实训设备上与具体学校的真实设备不尽相符，在功能模块上与职业院校的教学方案也还不能完全匹配，因此不能确保每个学校都能做到仿真实训与实操实训良好衔接。

2.与真实实践仍有较大差距，易造成误导

采用虚拟现实技术教学时，能够为学习者提供接近实际的虚拟场景，学习者大多通过键盘、鼠标操作进行技能训练，获得实践经验。但这种方式终归不是真正动手实践，在一定程度上降低了技能训练效果。同时，采用这种方式进行危险性操作时不会造成损失，容易使学生产生错误的安全感觉，养成在实际工作中不遵守操作规程的不良习惯。

3.弱化师生情感交流，情感培养缺失

采用虚拟现实技术教学时，需要借助计算机或网络终端，使本来直接的师生关系变得复杂，师生之间的交流处于“半隔离”状态，教学中的“人―机”关系或“人―机―人”关系削弱了师生之间的直接交流，不利于情感目标（如思想品质、心理素质等）的实现。

三、虚拟仿真技术在机电一体化专业实训教学中的应用策略

1.购置引进与校本开发相结合，建设仿真教学资源

职业院校机电一体化专业通常涉及机、电、液、气等多方面学科，口径宽，知识面广，目前市场上还没有哪一个软件能够全面满足机电专业实训教学需要。另外，同是机电专业，不同的职业院校专业定位、教学内容、教学载体等也是不尽相同的，市场上通用的仿真软件难以兼顾所有学校的特定需求，因此，需要广辟渠道，采取购买引进和校本开发等多种途径，建设仿真教学资源，为机电专业教学提供支持。

（1）购买引进

对于所需求的已经被同类院校的专业广泛认可和应用的仿真软件，可直接购买引进。如对于数控机床编程与操作的仿真实训，我校购进了上海宇龙软件有限公司的数控加工仿真系统；对于PLC编程训练，则引进了广州超软科技有限公司的PLC仿真训练与智能考核系统等，这些软件已经比较成熟，对学生学习掌握编程和调试的基本知识和技能起到了良好的效果。

（2）校本开发

如果市场的商业仿真软件不能满足学校的特定需求，或对于部分实训项目，市场还没有成熟的仿真软件，则可进行仿真实训教学资源的校本开发。如机电设备机械部件的装调与维修是我院机电一体化专业主要的教学模块之一，目前市场上相关仿真软件有汽车厦门创壹软件公司开发的数控机床虚拟实训系统、沈阳柏年信息技术发展有限公司开发的CA6140普通车床拆装与检修仿真实训系统等，这些软件虽然能较好地展示部分机械产品的机械结构、安装过程，但在机械装配调试工艺的展示方面还不能满足我院的需要。我院与上海宇龙软件有限公司合作，共同开发了“机电一体化专业实训仿真系统”软件。软件总体架构采用“虚拟教学系统平台+专业课程软件包”结构。根据机电一体化专业的典型工作岗位特点，教学内容总体上分为典型机械部件的拆装与调整（机械原理、拆装与维护课程软件包）、机电设备电气系统的装调与维修（机电控制、PLC、传感器与检测技术等课程软件包）、液压气动系统的装调与维修（液压气动装调课程软件包）等三个模块（以后可根据需要扩展）。仿真实训注重装配调试工艺的展示，突出装配图识别、装调工艺制订、调试和检测等基本技能的养成训练，注重将职业教育与国家职业标准相结合，并提供了实训和考核的功能。

2.虚拟和实际相结合，开展实训教学

虚拟仿真实训教学有助于学生理解实训内容，并在一定程度上提高学生的动手能力，但虚拟仿真实训本身有一定的局限性，并不能完全代替实物实训。如在机械部件安装调试实训教学项目中，涉及到各种各样典型的机械零部件、机械结构的装配和调整，用到的装调工具，包括扳手、拔销器、拉马、芯棒、百分表等种类、型号很多。采用虚拟仿真实训教学软件，学生虽然也能使用到这些机械设备和工具，但部件的安装是程序化、理想化的，不像实际那样会遇到各种情况，工具的使用也只是用电脑鼠标点击就可以了。学生即使在仿真实训中得心应手，到实际操作中也可能会无从下手。因此，在进行虚拟仿真实训的基础上，安排后续的实操实训，或有目的地安排一些实训内容在真实环境中操作完成，以弥补仿真实训教学的不足。 3.优化仿真实训教学模式，加强情感交流

由于情感教育在促进学生个性发展、开发身心潜能、优化教育教学过程等方面发挥着重要作用，因此仿真实训教学实施过程中，不仅要确保教学效率，还要注重师生之间、学生相互间的情感交流，培养学生团队合作和协同解决问题的能力。

我校在仿真教学实践中，逐步探索出四阶段式教学模式：①仿真演示讲解原理。教师讲解设备结构、工作原理，一边讲理论一边通过计算机仿真软件实时展示，使学生从枯燥的理论教学中解脱出来，给学生一个直观的认识。②实训操作步骤演示。重点讲解操作流程及注意事项。③学生模拟操作、教师巡回指导。学生利用仿真软件进行操作仿真，教师巡回指导，及时掌握学生学习动态。④学生分组实际操作、教师巡回指导。让仿真模拟考核通过的学生直接进入真实的实训环境进行实际操作，并提交最终作品。在③、④环节中，采用分组讨论、协作学习等形式设计教学，注重师生和生生之间情感互动，培养学生团队合作和协同解决问题的能力。教师在巡回指导中，对学生的学习情况要及时给予激励评价，这样可以使学生始终保持乐观开朗、积极向上的心态，愉快地完成训练任务，促进学生健康人格的形成和全面发展。

[参考文献]

[1]姜大源.当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京：清华大学出版社，2006.

[2]杨春明.虚拟现实技术在高职实践教学中的应用研究[J].辽宁行政学院学报，2011（01）.

[3]王金岗.虚拟现实技术在高职实践教学中的应用研究[J].中国职业技术教育，2011（23）.

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关键词：虚拟仿真；森林保护学；实验教学体系

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）21-0268-03

实验教学体系是与理论教学有机结合，以“拓展式实验教学”为主导，以能力培养为核心，多层次、多模块、衔接紧密的科学系统，虚拟仿真实验教学体系与教学内容建设是虚拟仿真实验教学中心建设的核心[1]。广西大学自2014年入选国家首批卓越农林人才教育培养计划试点高校以来，根据卓越农林人才培养计划目标，加强学生实践能力培养，强化实践教学环节。其中，广西大学林学院林学专业作为国家首批复合应用型农林人才培养模式改革试点专业，积极推进实验教学改革和实验手段创新，把虚拟仿真技术应用于实验教学，构建了虚实融合的森林保护学虚拟仿真实验教学体系，为卓越农林人才培养和深化教学改革开辟了一条新的途径。

一、森林保护学实验的特点

森林保护学是以保障林业植物健康和森林生态安全为目标，研究病、虫、草、鼠等林业有害生物的生物学特性、发生危害与灾变规律及其防治理论和防治技术的学科。它主要由森林病理学、森林昆虫学、病原真菌学、病原细菌学、病毒学、植物化学保护、林业有害生物预测预报学和林业植物检疫学等多学科组成的综合性学科。森林保护学的功能主要是预防和持续控制林业有害生物的发生和危害，减少灾害损失，保护森林资源和生态安全，促进林业经济可持续发展。森林保护的学科性质和功能决定了森林保护学实验具有以下特点：

（一）实验对象的鲜活性

森林保护学实验的对象往往是鲜活的生物体，如昆虫发育有效积温的测定、昆虫的人工饲养、林木病原菌的分离与鉴定等实验的对象均是鲜活的生物体，实验过程需要确保这些生物体正常的生活环境。

（二）实验事件的偶然性

森林病虫害、火灾等是一种灾害，具有偶然性，也是现实中不希望发生的，当它发生的时候也只有在教学进度和时间合适、实验经费允许的条件下可以安排学生去进行防治实验。相反，当按照实验教学日历要进行森林病虫害防治实验以及森林防火等有关实验的时候却很难找到大片发生病虫害或火灾的森林进行防治和灭火实验。

（三）实验过程的危险性

森林病虫害的化学防治是森林病虫害防治的一种常规技术，但是此类实验由于需要使用具有较大毒性的化学农药，该实验过程及其实验废物的排放均对人体健康造成威胁而不能开设。

（四）实验时间的季节性

森林保护学实验对象的鲜活性决定了森林保护学实验具有季节性。病虫害的发生往往具有明显的季节性，高温高湿的季节发生比较严重，冬季和春季发生比较轻，森林火灾则在干旱的秋冬季较易发生。

（五）实验场所的开放性

森林保护学的一些综合性实验（包括探索性实验、生产性实验和研究性实验），如林业有害生物普查测报、林业有害生物灾害监测预警、林业有害生物综合防治、农药药效试验、重大林业有害生物灾害的应急处置、森林火灾隐患排查、森林火灾扑救、森林可燃物类型的划分、森林火险等级预测预报等实验需要在广阔的林间进行。

二、森林保护学实验虚拟化的必要性

虚拟仿真实验教学是对传统实验教学在思想体系、实验内容、实验方法和手段等颠覆性的变革。它综合应用虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库以及网络通讯等多种技术，通过构建一个逼真可视化的实验操作环境和实验对象，使学生在开放、自主、交互的虚拟环境中开展高效、安全且经济的实验，进而达到真实实验不具备或难以实现的教学效果[2-5]。虚拟实验具有沉浸感、模拟性、交互性、感知性和构想性等特点[6]，有利于提高实验教学的效果，培养学生创新能力和解决问题的能力。采用虚拟仿真技术于实验教学，可以为学生营造“自主实验”的氛围，具有实验成本低、无污染、突破现实实验中时空的限制等优点[7，8]。

因此，将森林保护学实验中一些由于受到场地、时间季节、实验成本、危险性以及不可再重现等方面的限制，难以在传统实验教学中实施的实验开发成虚拟仿真实验是非常必要的。虚拟仿真实验作为真实实验的补充和扩展，具有仿真性、参与感、安全性等特点，与传统实物实验结合，可以使学生获得全面的训练，对培养学生动手能力、观察能力、独立思考能力和创新能力具有重要意义。

三、森林保护学虚拟仿真实验教学体系的构建

广西大学林业科学与工程虚拟仿真实验教学中心根据“虚实结合，能实不虚，以虚扩实”的建设原则，建了“模块化、层次化、多元化”的虚拟仿真实验教学体系（如图1所示），即“森林昆虫、森林病理、化学保护和森林防火”4个模块，每个模块包含“基础实验、专业技能和综合创新”3个层次。形成了虚实融合，以综合创新为特色，以能力培养为核心，多层次、多模块、衔接紧密的森林保护学虚拟仿真实验教学体系。

（一）虚拟仿真实验的四模块

1.森林昆虫虚拟仿真实验模块。本模块主要针对森林昆虫的个体发育、行为习性、危害调查与综合防治等方面的实验进行虚拟仿真。如在森林昆虫多样性调查虚拟仿真实验中，采用虚拟仿真技术虚拟仿真实验背景，制作调查样线及3D化的智能昆虫模型，每种模型昆虫的数量参照当地森林中的丰富度来设定。开展多样性调查时，可将各种昆虫在树林中出现的限制因子设定为季节，以便在不同季节进行多样性调查时得出的结果与自然界相吻合。对调查到的每一种昆虫，配以真实照片，以便学生进行鉴定，做到虚实结合。

2.森林病理虚拟仿真实验模块。本模块主要针对森林病原物的分离鉴定、病害发生发展与综合防治等方面的实验进行虚拟仿真。如桉树青枯病菌主要通过根部和根颈部伤口入侵，在植物体内繁殖，沿着维管束蔓延全株发病，植株失水萎蔫枯死。但这一过程无法在常规的实验课中让学生观察到，也难以让学生理解和掌握。通过虚拟仿真技术，把桉树青枯病症状诊断、发病规律、侵染循环以及防控技术直观呈现，提高学生对桉树青枯病的诊断和防控技术水平。

3.化学保护虚拟仿真实验模块。化学保护的核心是如何科学地使用农药，根据农药、有害生物与环境之间的关系合理使用农药。农药往往具有较大毒性，实验过程及其实验废物的排放均对人体健康造成威胁。本模块主要包括农药的毒力测定、药剂室内药效筛选、林间小区药效试验、农药对植物的药害作用、除草剂的选择作用及防除效果、农药残留分析等仿真实验。

4.森林防火虚拟仿真实验模块。真实森林火灾发生与控制实验具有极其危险性与不可重复性。通过虚拟仿真技术，可以模拟森林火灾场景，通过调整参数输入设置不同火灾发生发展过程，针对不同火灾发展阶段调用不同控制火灾策略和技术，直观展示火灾控制效果。本模块主要包括火灾发生过程的仿真演示、森林火灾隐患排查、森林可燃物类型的划分、森林火险等级预测预报、森林火灾发生与控制技术等仿真实验。

（二）虚拟仿真实验的三层次

1.基础实验层次。该层次主要是演示性试验，让学生了解掌握森林保护学的基础知识和基础技能。

2.专业技能层次。该层次主要是专业技能实验，让学生了解掌握森林有害生物的调查与防治、森林植物检疫、物理防治、生物防治、森林火灾隐患的排查与扑救、农药的配制与使用等专业技能。

3.综合创新层次。该层次主要面向学科前沿和林业生产第一线，让学生参与教师的科研项目，将科研项目研究成果转化为虚拟仿真实验教学资源。此外，森林保护学是一门应用性很强的学科，常常需要解决林业生产上有害生物防治的实际问题。如天敌昆虫的人工饲养及其应用仿真实验可以结合生产实践开展花绒寄甲人工饲养并用于防治松褐天牛。

四、结语

虚拟仿真技术在实验教学中的应用，极大地拓展了实验教学的内容和时空，一些在传统实验条件下难以安排的实验得以全面的开展[9]。但是虚拟仿真实验不能完全代替真实实验，只能作为真实实验的补充和扩展，虚拟仿真实验必须与传统实验相结合，使学生获得全面的实验训练。

多层次、多模块、衔接紧密的森林保护学虚拟仿真实验教学体系把各种森林保护学实验有机串联起来，注重纵向知识体系和横向知识的相互浸透，注重森林保护的基础知识、专业技能和综合创新各个方面的衔接。该体系把实验教学、专业能力培养和科研综合创新有机结合，为卓越农林人才培养和深化教学改革开辟了一条新的途径。

参考文献：

[1]陈国辉，刘有才，刘士军.虚拟仿真实验教学中心实验教学体系建设[J].实验室研究与探索，2015，34（8）：169-172.

[2]张敬南，张H钟.实验教学中虚拟仿真技术应用的研究[J].实验技术与管理，2013，30（12）：101-104.

[3]刘亚丰，吴元喜，苏莉，等.生命科学与技术虚拟仿真实验教学体系的构建[J].实验技术与管理，2015，32（9）：120-123.

[4]王卫国.虚拟仿真实验教学中心建设思考与建议[J].实验室研究与探索，2013，32（12）：5-8.

[5]李平，毛昌杰，徐进.开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设提高高校实验教学信息化水平[J].实验室研究与探索，2013，32（11）：5-8.

[6]谭珂，潘新华，高原.医学虚拟仿真教学环境的构建[J].中国医学教育技术，2012，26（5）：535-538.

[7]张红宾，赵二刚，张颖.虚拟仿真在电子类实验教学中的应用探讨[J].实验室科学，2015，18（3）：44-46.

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［关键词］虚拟仿真牙科教学系统；种植体植入术；本科教学；效果评价

口腔种植学是一门新兴学科，该学科涉及多学科交叉，主要包括口腔修复学、口腔颌面外科学、材料学及影像学等［1］。与发达国家相比，我国口腔种植学本科教学相对滞后［2］。青岛大学口腔医学院紧跟教材大纲，首次为2018级口腔医学本科生开设了《口腔种植学》课程。国内各大院校口腔种植学本科教学的教学模式主要是采用种植模型操作及临床观摩等方法［3，4］，其存在教学模型及种植材料费昂贵，不可重复练习等缺点。VirteasyDental虚拟仿真牙科教学系统是一款数字化虚拟仿真牙科教学系统，其原理在于通过控制力反馈装置上链接的模拟手机进行口腔技能训练，将触觉力反馈与视觉的三维图像结合。与其他的虚拟仿真系统相比，VirteasyDental系统创新性地开发了种植模块及种植基础模块，可帮助学生体验种植体植入术的临床实践。本研究将VirteasyDental培训系统用于口腔医学本科生种植体植入术实验教学中，初步评价该系统在口腔种植教学中的应用效果及体验。

1资料和方法

VirteasyDental虚拟仿真牙科教学系统VirteasyDental虚拟仿真牙科教学系统配备3D动态眼镜、触屏显示器、3D显示器、显示器支架、触觉臂、模拟牙镜、3D鼠标、模拟脚踏板、可升降主机、无线键盘及电源线。该系统软件部分包括学生操作软件、教师管理软件及病例编辑软件3个部分。通过虚拟仿真技术，力反馈触觉系统和丰富的临床项目，贴近临床实操场景，通过触觉臂手柄可获得接近真实的临床手感，可进行重复性操作，兼具客观的系统评分体系。

2研究对象

选取青岛大学口腔医学专业2018级本科生作为研究对象，共计46人。学生均已完整接受种植体植入术的理论部分学习，按照随机数字表法分为两组，每组23人。种植模型组学生仅进行传统的种植模型实操，虚拟仿真组学生虚拟仿真培训练习后进行种植模型实操。

3研究方法

3.1种植体植入术操作技能培训

由1名高年资种植科医师（带教老师）带领46名研究对象对种植体植入术相关理论课程进行复习回顾，并再次详细对其讲解种植体植入术的相关临床操作流程及具体考核标准。种植模型组学生按照教师讲解的要点在种植模型上1个种植位点操作练习1h，练习完成后，在20min内完成种植模型左上第一磨牙的种植体植入；虚拟仿真组学生听完教师的讲解后首先在VirteasyDental虚拟仿真牙科教学系统种植学模块的植入术进行重复模拟练习1h，在20min内完成种植模型左上第一磨牙的种植体植入。由2名未参与培训的高年资种植医师对各模型上的种植体植入情况进行系统评分，取每项总分的平均值；待评分结束后，老师需结合评分标准对每位同学的模型进行点评与反馈。

3.2评分细则

①根据口腔种植学教学大纲的要求，从钻针选择（3分）、转速设置（3分）、操作程序（4分）、种植体植入深度（5分）、种植体轴向（5分）、种植体颊／腭向位点（5分）及种植体近／远中向位点（5分）7个方面设立得分点，总分合计为30分，根据上述7个得分点对种植体植入过程进行综合评分。根据临床操作的难易程度设计不同的权重分，操作完全正确、无误记满分；每个操作与设定的理想位点存在偏差，根据误差大小进行相应的扣分。②46名研究对象分别对虚拟仿真教学及种植模型教学的教学体验、操作精度、操作灵活性等方面进行满意度整体评价，包括非常满意、比较满意、一般、不太满意及非常不满意。

4统计学处理

采用SPSS26.0软件进行统计学分析，两组考核评分进行两独立样本t检验，学生课程满意度进行χ2检验，P＜0.05为差异具有统计学意义。结果虚拟仿真组学生经过仿真系统培训后，种植体体植入操作过程中操作程序、种植体植入深度、种植体轴向、种植体颊／腭向及近／远中向位点评分均高于种植模型组（P＜0.05），虚拟仿真组整体评分［（28.50±0.26）分］也显著高于种植模型组［（27.35±0.30）分］（P＜0.05）（表1）。46名2018级口腔医学专业本科生对口腔种植体植入术的课程满意度调查显示，虚拟仿真组的整体满意度优于种植模型组（χ2＝16.05，P＜0.01）（表2）。讨论口腔种植学是一门实践性较强的学科［5］，种植体植入术是口腔种植学的外科基础，该技术的操作规范性和准确性直接关乎到口腔种植的成功与否。目前，对于种植体植入术的实验及临床前教学主要基于仿真种植模型上实操训练为主。种植模型上操作存在着诸多影响因素，如种植模型价格昂贵，无法重复训练操作，难以让学生反复在模型上练习从而达到熟练的程度；模型材质与天然骨组织尚存在差异，无法真实模拟临床种植外科操作的手感等，从而影响其教学效果。虚拟仿真牙科教学系统是一种基于数字化软件、虚拟三维视觉及力反馈触觉平台相结合的教学培训模式［6］，克服了传统口腔实验教学过程中存在的诸多缺点，如临床前训练模式与临床操作差异大、仿真教学模型价格昂贵、学生练习强度无法保证等［7］。除此之外，该系统还配备了自动评分及回访分析等多种功能，更好地根据学生自身存在的问题，从而制定化个性化的实验指导。本研究结果显示，学生先进行了虚拟仿真培训系统练习后，其种植操作程序及种植体植入的位点、轴向等效果均要优于传统种植模型实操组，可能得益于学生在虚拟仿真培训系统上进行多次重复练习，加深了对于种植体植入位点及轴向的理解。而种植模型组其可训练的次数有限，不能很好地提升学生操作熟练程度。先进行虚拟仿真培训组学生在种植窝预备过程中，可实时观察到操作问题，及时进行相应调整，并培养良好的“手感”，更好地指导临床操作。在学生满意度方面，学生对于虚拟仿真牙科教学系统更为满意，该系统可进行多次重复练习，保留操作结果并针对结果给予评分；还可虚拟逼真的临床场景，让学生更加真实地感受临床的诊疗过程。但是，VirteasyDental虚拟仿真牙科教学系统也存在着一些不足之处，如配套的常用种植钻针系统尚不全面，需要不断更新补充；该系统手眼配合要求较高，需要经过专业培训才能完成等。

［参考文献］

［1］宫苹．口腔种植学［M］．1版．北京：人民卫生出版社，2020：9．

［2］王方，范震，王佐林．《口腔种植学》课程建设及实践［J］．口腔颌面外科杂志，2015，25（4）：304－306．

［3］郑园娜，王铭杰，胡琳驰，等．数字化种植引入口腔种植本科课程教学的改革成效评价［J］．浙江中医学院学报，2018，42（1）：87－91．

［4］鄢明东，尹凤英，白轶，等．仿真模型运用于口腔种植学实践教学的效果评价［J］．临床口腔医学杂志，2014，30（8）：454－456．

［5］许丰伟，尚将，宋健，等．颌骨仿真模型在口腔种植实验教学中的应用效果评价［J］．上海口腔医学，2017，26（5）：573－576．

［6］李雪铃，杨凌，吴淑仪，等．数字化口腔虚拟教学评估系统用于前牙全瓷冠牙体预备评分的初步评价［J］．中华口腔医学研究杂志（电子版），2020，14（3）：187－190．

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目前，我国已经拥有大量开放教学资源，包括国内综合网站如国家数字化学习资源中心、爱课程等;门户网站公开课如网易公开课等;综合资讯类学习资源如TED-Ed等。天津中医药大学拥有六个学科的国家级精品课:针灸学国家精品课、方剂学国家精品课、中医儿科学国家精品课、中医内科学国家精品课、中药学国家精品课和临床实训国家精品课。但是如此丰富的开放教学资源却基本没有应用于日常教学当中，如何有效利用高等医学教育资源，满足学习者自主学习、协作学习、有效评价、快速迁移的学习需求呢?

(一)创新课堂教学模式，有效利用医学教育资源。首先要将目前建设的数字化学习资源加以引导利用，确保学生有目的成体系的进行学习使用。教师可以将开放教育资源引入到自己的课堂教学活动之中，还可以针对知识的结构体系对课堂知识进行相关内容的延伸，向学习者进行推广，使其在课堂学习之余，进行拓展性学习，深化课堂教学。其次要积极探索和深化大学课程与教学模式的创新，引导教师尝试新的教学方法，多样化利用开放教育资源。例如不少创新型教师开始尝试在教学中使用翻转课堂的教学模式，通过课前的多媒体教学资源让学生学习基础内容，在课堂中通过答疑、协作、展示等多种学习模式进行知识的操练和应用，使学习者充分了解学习内容的来源，所学知识内容如何应用，充分满足课堂教学和学生知识体系的架构。

(二)利用数字化学习环境，引导学习者个人知识体系的重新构建。对于高等医学教育的学习者而言，当前学习的知识和未来的知识应用，大多数偏向于常识性知识的积累和实践性知识的转化，学习的发生除了个人的知识建构之外，还包括社会性、互动性的知识进行内化，通过不断的接收新的知识信息，对原有的经验和知识体系进行改造和重组，从而构建新的个人知识体系。尤其是身处开放教育资源大规模涌现的时代，学习者应如何构建自己的知识体系，并将其有效迁移到工作场中，显得尤为重要。所以高等医学教育中需要为学生创建友好的数字化学习环境，在使学习者准确便捷获取知识的同时，传授其获得知识的途径方法，引导学生积极主动的进行个人知识体系的重新构建，有助于终身学习。

二、智能终端技术为高等医学教育提供的新教学模式

智能终端技术日新月异，移动终端阅读、虚拟现实技术等发展迅猛，这些新媒体带来课程呈现方式的变革，更加侧重于知识的形成环境和建构过程，以学习者为中心，形成个人学习环境的生态系统，接下来将结合高等医学教育学科特点从两个方面进行分析。

(一)医学仿真技术———增强真实学习环境人机交互新方式。增强现实(AugmentedReality，AR)是在虚拟现实的基础上发展起来的新技术，是通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术，将虚拟的信息应用到真实世界，并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的增强［1］。利用增强现实技术的特点对教学进行优化，例如进行教学的医学专家教师可以通过虚拟眼镜观察患者，通过使用者观察点和计算机生成的虚拟物体的定位相结合，记录患者症状并分析病因病机，对诊断过程和治疗过程进行一步一步的介绍，展示实践操作的整个过程，具有实时交互性。学习者可以清楚看到真实学习环境中如何观察分析诊断，在此过程中学习者能够清晰了解他将如何实现知识获取和迁移，掌握解决问题的方式方法，构建能够迅速迁移的知识体系，实现完美的人机交互。

(二)医学虚拟技术———基于游戏的学习。虚拟现实技术(Virtualreality，VR)是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术以及仿真技术等多种技术制造逼真的人工模拟环境，并能有效的模拟人在自然环境中的各种感知系统行为的高级的人机交互技术［2］。虚拟现实技术对于医学教育中实践性很强的知识具有非常好的呈现效果，例如对于解剖模拟训练、针灸疗法等。在此基础上，加入基于游戏的学习理念，通过生动的形象和游戏关卡、通关秘籍等增强学习者的学习体验，通过团队协作解决问题等锻炼学习者操作技能的同时提高其合作能力。

三、结语

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硬件平台建设包括学生终端、设备服务器、网络硬件和系统软件平台4个部分。学生终端包括可编程中央控制系统2套，符合标准技术参数。学生电脑120台和教师电脑2台，技术参数均为双核3.0GB以上CPU，共享二级缓存不小于1024KB、支持虚拟化技术;内存不小于2GB，双通道;硬盘不小于200GB;COM，LTP接口不能缺少，USB启动，带DVI接口，1024×768及以上分辨率;1000KB以上真彩，100MB带宽。带正版Windowspro版操作系统，带终端远程管理软件。

设备服务器包括企业ERP管理、市场营销、人力资源管理、财务管理、医药国际贸易、电子商务、统计预测与决策模拟SPSS共7个信息系统应用服务器，技术参数为至强四核带虚拟化技术CPU×2，每核2线程，主频≥2.4GHz;内存4GB带ECC，集成远程管理软件。硬盘类型:SAS10KB，2.5寸热插拔;硬盘配置容量≥3×300GB，RAID:支持RAID0\1\5\10;网卡≥2×1000MB以太多功能网卡;电源:热插拔冗余电源≥2个;2U。网络硬件主要包括智能核心交换机设备2套，技术参数为配置≥4个10/100/1000Base－X千兆SFP光纤端口;配置≥24个10/100/1000Base－T以太网端口;配置单电源;IP地址表≥12KB，MAC表≥32KB;VLAN支持基于IP、MAC、协议、IP子网的VLAN，支持GuestVLAN。系统软件平台包括多媒体教学平台120用户版1套，最新正版Windows操作系统和AS5系统。

2软件平台建设

2.1企业ERP管理软件系统

要求软件能够仿真企业的业务处理环境，包含医药企业的市场、生产、销售、决策、发展等方面。同时，能够让学生模拟企业中的不同岗位，仿真企业流程，以帮助学生学习和掌握企业运营、市场竞争、企业资源计划、企业管理信息化等理念和方法。

2.2市场营销软件系统

要求软件能够模拟医药产业中多个企业生产不同的药品且相互竞争。学生们分别扮演各个虚拟企业的营销小组，职责是分析市场环境，发展公司营销战略，围绕4P(产品、价格、渠道及促销)营销策略，制定各种具体营销决策来争取各自公司的成功。学生通过不断地进行环境分析、制定决策，体验各种营销工具的使用，真正掌握完整的营销体系方法。

2.3人力资源管理软件系统

人力资源软件系统通过岗位分析，得出各岗位任职资格、职业计划、培训计划、考核计划等，并生成内容详尽的职务说明书，为人力资源招聘、考核、薪酬管理、培训与开发等提供基础资料。软件应包括人事资料管理、考勤休假管理、薪酬福利管理、招聘管理、电子培训、测评调查、绩效考核管理7个系统模块。

2.4财务管理软件系统

该软件要求将企业的财务管理、现金管理、信用管理、应收账款管理、存货管理、全面预算日常管理、投资决策、资本结构决策、融资决策、报表分析等基本知识有机地结合在一起。对企业发生的财务问题按照正规的财务管理程序逐一加以解决和分析，同时能够提供各种解决企业财务管理问题的案例及相关操作。

2.5医药国际贸易软件系统

该软件要求集商务、通关、物流为一体，构建门类齐全、形式丰富的国际贸易技能实习平台。以国际贸易实务运作程序为主线，通过仿真业务环境中的进出口模拟操作训练，使学生全面、系统、规范地掌握国际贸易的程序、环节、做法以及单证的缮制方法和函电的写作方法。在较短的时间内掌握进出口业务的操作技能与技巧，为将来从事医药国际贸易活动打下良好的实际操作基础。

2.6电子商务软件系统

该软件要求真实地还原电子商务环境，并以实际案例的解决为工作任务，使学生深刻理解电子商务在现实中的运作流程和应用状况。实验内容分为电子商务网络技术、电子商务网站设计与开发、电子商务安全、物流信息技术与移动电子商务4大实验体系。

2.7统计预测与决策模拟SPSS软件系统

通过3款教学软件培养学生的数据处理与分析能力:SAS(StatisticalAnalysisSystem，统计分析系统)、SPSS(StatisticalProductandServiceSolution，统计产品与服务解决方案)、DPS(DataProcessingSystem，数据处理系统)，3款软件在数据分析和处理中发挥着互补、参照的功能。

3结束语

篇7

1.1课堂教学的方法

教师利用现代媒体技术，将标本、模型、图标黑板等传统媒体技术融为一体的教学方法。包括计算机多媒体在课堂教学中的多种应用，例如：电子讲稿制作与演示；用网络化多媒体教室支持课堂演示等。其优点是生动形象，增强了教师教学的感染力，提高了学生的学习质量；信息高度集成，提高了教师备课和教学的效率。并且有助于教师在信息化时代的教学过程中继续发挥其应有的作用。

1.2仿真教学

仿真模拟技术是指遵循相似原理（几何、环境及性能相似），用模型代替实际系统进行试验和研究。当前，基于虚拟现实技术、网络技术、与人工智能技术为主的仿真模拟技术在教学技术的变革中起到了重要作用。虚拟现实VR（VirtualReality）是由计算机系统创建的一种令人感到身临其境、可以获得与环境交互体验的虚拟世界。仿真科技被称为除理论推导和科学试验之外的第三门应用型学科，现已广泛应用于工程设计、教育军事体育训练、娱乐游戏等领域。作为新的教学媒体，仿真技术的应用对资金投入大、运作成本高、消耗材料多、危险性强的技能训练更产生深远的影响。

1.3远程职业教育

远程职业教育是学生与教师、学生与职业院校之间主要采取多种媒体方式进行系统教学和通信联系的职业教育形式，是将课程传送给校园外的一处或多处学生的教育。现代远程职业教育实现了学生与教师分离和信息的传输方式的多样性，通过采用特定的传输系统和传播媒体进行教学，学习的场所和形式灵活多变。远距离教育的优势在于它可以突破时空的限制，通过利用计算机网络提供更多的学习机会；扩大教学规模；提高教学质量；降低教学的成本。远程职业教育为优质教育资源共享，实现教育公平提供了技术手段。

2信息技术在职业教育中的应用

2.1支架式教学

支架式教学分为五个环节：搭脚手架、进入情境、独立探索、协作学习和效果评价。支架的形式是没有什么规定的，在必要的时候随机对话、解释、合作等都能成为学习支架。提供学习支架的形式随学习任务的不同而不同，可以是问题、范例、建议、向导、图表等。将计算机作为认知工具，计算机就成了学习的支架。如计算工具、图形处理工具、演示文稿等均可以成为帮助学生进行繁琐的计算、表达思想进行交流的支架。利用了信息技术实现支架式教学策略可以对学习起到适时性帮助、动态支持、多元化和引导性的作用，支架使学习情境保持了复杂性和真实性，在最需要帮助时应提供适当的支架，随着学习的发展变化，学习支架也应随之调整，在学生已有了解决问题的能力时就撤出。

2.2抛锚式教学

抛锚式教学主要解决惰性知识的问题。它包括创设情境、确定问题、自主学习、协作学习和效果评价五个方面。它的出发点是，将知识缺乏的使用质量与获得知识的方式联系起来。为了避免惰性知识，这种教学利用一个叙事的“锚”来进行，“它激起学习者的兴趣，允许学习者鉴定和定义问题，并将学习者的注意力引向对问题的感知和理解。”信息技术帮助了抛锚策略的实施。学生可以借助于计算机进行辅助运算及用excel作出了大量的直观图，使假想中的问题一目了然。学生既得到了所要的答案，又对计算机的操作更加熟练。和支架策略比较，抛锚策略的情境是选取典型材料（锚），让学生自行发现问题，而不是像支架策略那样通过知识点和概念框架进入情境。支架式教学中启发用得比较多，抛锚式探究用得比较多。

2.3认知学徒教学

认知学徒制教学模式的精髓就是使专家在解决问题和完成时进行的内部认知过程外化，使原来隐蔽的过程公开，以便学生在教师或其他同学的帮助下进行观察、复演和实践。如中医正骨学学生脱离真实的临床环境，仅通过教师的讲授学习临床知识，在见习、实习时学生才跟随带教教师学习临床技能。这样造成基础理论和临床技能学习的严重脱节，并因临床工作实际情况而使学习内容带有很大的随意性。教师将具体的临床技能镶嵌于生动的模拟医院临床环境中，通过建模不仅向学生演示临床技能而且通过讲解将自身的认知过程外化，使学生通过观察来构建完成任务所必需的相关过程的概念与模式。然后，通过教师演示、学生主动观察的方法给学生搭脚手架，在这个环节，教师最大限度地运用视、听、触和本体感觉主动地参与到学习过程中。再用训练法让学生反复动手、其他学生观察并评论，直到基本掌握手法。由于训练是在高度互动和高度情景化的环境下进行，学习可以达到真正理解和掌握的教学目标。由此可见在信息化教学条件下，认知学徒模式有助于学生对概念、事实知识等基础理论知识的掌握。这些概念、事实知识在变化多端的临床情境中通过运用而被学生理解、掌握，而这些变化的情境又有助于深化对概念或事实本身的理解。

3职业教育信息化管理平台建设

职业教育信息管理平台的建设是组织实施职业教育信息化的核心，管理平台的建设不仅有利于提高教学质量，而且有利于信息化教学管理。根据我国职业教育信息化的现状，应当选择集中式管理的应用软件服务模式（ASP），该模式下通过web以“一对多”的方式向学生提供学习资源，学生通过浏览器即可查阅，不需要建立和维护庞大的计算机系统，极大地降低了教学成本。

4结束语

篇8

科学技术的不断进步，推动着整个人类社会的发展，计算机的出现，使人类社会由工业社会向后工业社会——信息社会过渡。我国著名的科学家钱学森说：“我们所设计的信息体系简直可以包括全部人类千百年来创造的、而且还在不断创造的精神财富。而这全部精神财富可以由我们每个人随手调用和享受。这不但是从旧的脑力劳动中解放出来，而且是获得一个伟大的世界，从来未有的高度文化的世界。……人将变得更为聪明，人类的前进步伐更将加快。”这位大科学家以前所未有的高度论述了由计算机引起的这场技术革命。随着计算机技术的发展，一种崭新的学科——仿真学诞生了，从新药品的仿真测试到行星和星系的创生模型，以及计算机化培养皿中生长的数字生命形式，这是一种新的方法，不是基于直接的观察和实验，而是基于从真实空间向虚拟空间的映射。虽然这项工作仍处于起歩阶段，但已足以让每一颗好奇的心欣喜若狂。在这样一个伟大的时代，古老的中医学面临着前所未有的机遇和挑战。怎样将计算机科学与技术融入中医学领域，是一个值得深思和大胆尝试的问题。值得庆幸的是，计算机仿真是建立在复杂系统理论基础上的，而中医学理论所描述的正是这样一个复杂系统。

当伽俐略第一次拿起望远镜仰望太空时，他为人类创造了科学方法，即用实验来检验关于世界如何成其为世界的种种假说。于是有了拥有试管、曲颈瓶和本生灯的化学实验室，用来探测物质内核的价值连城的粒子加速器，以及在任何生物实验室都能看到的解剖青蛙和用显微镜观察植物细胞。然而，这些都是仅适用于简单系统中物质结构研究的实验室。现论物理学家薛定谔（ErwinSchrodinger）在《生命是什么？》一书中写道：“只要我们涉及活物质的结构，我们就必须面对这样一个事实：它是以不能还原成通常的物理学定律的方式起作用的。原因不在于某种‘新的力’或某种类似的东西支配着活的机体中的一个个原子，而是其结构不同于任何我们已从试验室研究中认识的东西。”[1]也正因如此，尤其是对于与西医学思维方式大相径庭的中医学理论，实验室研究一直是一筹莫展，经络实质的研究无功而返，各种“证”的实验模型设计令人啼笑皆非，中药的研究几乎与中医理论毫不相干……中医学所构建的庞大而复杂的系统难以在简单系统的实验室中得到验证，这是不难理解的。计算机仿真学的出现真值得每一位中医界的同仁为此干上一杯，因为这一方法的出现能使中医学多年的“科学梦”成为现实！虽然计算机仿真学正在起步，而这对中医学来说却是难得的机遇，不仅可以揭开其古老而神秘的面纱，而且有望为中医学打开一扇新的大门，开拓更为广阔的发展空间。

而将计算机仿真技术运用于中医学，面向对象程序设计是一个关键环节，下面将面向对象程序设计作一简要介绍。

2面向对象程序设计（OOP）概述

面向对象程序设计简称OOP，是Object-OrientedProgramming的缩写。面向对象是与面向过程相对而言的，传统的程序设计语言,如C语言，是面向过程的结构化程序设计语言，这种语言在20世纪80年代非常流行。随着软件业的发展，软件的规模越来越大，导致软件的生产、调试、维护越来越困难，因而发生了软件危机。人们期待着一种效率更高，更加容易理解，更加符合人类思维习惯的程序设计语言，OOP就是在这种情况下应运而生的。在20世纪90年代，OOP异军突起，成为最有希望，最有活力的程序设计方法。

①面向对象与面向过程的区别

计算机没有思想，人必须明确地告诉它如何运算，每一步做什么。站在这种计算机的角度进行程序设计，就是面向过程的方法。如：用计算机模拟一只猫捉老鼠的过程，程序员必须告诉计算机每一步猫的具体的动作。如果用面向对象的程序设计方法来做，就可以把猫作为一个独立的对象，猫会奔跑，猫会捉老鼠，这些是它的固有属性，被封装在猫这个对象之中，所以，只需给出老鼠出现的信息，猫就会自动去捉。与面向过程相比，面向对象的方法更符合人的思维习惯。

②对象与类的概念

对象与类是面向对象方法中的两个基本概念。客观世界中实体的抽象构成对象，任何事物都可以作为一个对象，如一个人、一辆汽车、一个窗口、一个按钮、一座建筑、一项贷款等等。对象的划分和定义是灵活的，视需要而定。具有相同属性和行为的一个或多个对象的集合成为一类。类有层次之别，类下可以有子类，类上可以有父类。如：人可分为男人和女人，男人又可以分为儿童、青年、成年、老年等等。类是对象的抽象，对象是类的实例。类的划分也是灵活的，依需要而定。子类可以作为父类的对象看待。

③对象的特性

对象有以下基本特性：

封装性：对象是相对独立的单元，与之相关的数据和操作被封装在内部，对外是不可见的。对象和对象之间通过信息交换进行联系。如一只花猫，它是一个相对独立的个体，它的机体内包含复杂的结构，而这些结构是不可见的。

继承性：每个对象都从它所属的类中继承共性。如一只花猫，它从猫这一类中继承了猫的共性。

多态性：每个对象都有其特有的属性，使之区别于其它对象。如一只具体的猫，它与其它猫是不同的，有不同色泽、脾气、体重等。

④面向对象方法可以用下列方程式来概括：

OO=Objects+Classes+Inheritance+CommunicationWithMessages

即：面向对象＝对象＋类＋继承＋信息交换

在这里值得注意的是，上面的方程式也可以用作系统的描述，而且容易从中看出简单系统与复杂系统的区别：简单系统通常是少量的个体对象，它们之间的相互作用较弱，甚至可以忽略不计，故而可以作为独立的个体进行研究；而复杂系统中涉及中等数目的对象，不仅如此，对象通常具有智能性与自适应性，它们可以按照各种规则作出决策，随时准备根据接收到的新信息修改自身的行为规则，故而每一个对象不能独立的看待，这正符合了中医学的整体观。

3运用面向对象程序设计进行中医学的计算机仿真

①面向对象方法与中医学具有相似的思维方式

假使我们想用传统的面向过程的方法来完成中医学理论的计算机仿真，不仅是一件难以想象的事，而且是不可能的事，对计算机发出人体生理、病理等过程的每一步指令，既使是在分析还原思维方式指导下对人体结构分解得极细，对人体生化过程了解得极为透彻的西医学也无能为力，更何况中医学本身就只重整体，不重结构。而面向对象方法，因其与中医学在思维方式上有惊人的相似之处，使之运用于中医学成为可能，成为对中医学进行计算机仿真的基础。其相似性体现在中医学的整体观与黑箱方法和OOP中的对象的特性及其信息交换上。可以将上文中面向对象方法学的方程式用下图表示：而这正是黑箱方法的图形表达。黑箱方法典型地表现在中医学的藏象学说中。藏象学说是关于人体脏腑功能的学说。古人虽然知道“八尺之士，可以剖而视之。”（《灵枢·胀论》）但又认为“藏府之在胸胁腹里之内，若匣匮之藏禁器也。”（同上）更重要的是，基于不同于西方的思维方式，中国古代对于整体性和运动性的强调，使得中医学未从解剖入手，分析人体的结构、成分，而是以极简单的解剖为基础，构造出了以象为内容的有机的学术体系。由“藏象”之名可知，中医是以现之于外的象来把握藏之于内的脏的，即“执其见功处见其形”，即黑箱方法。对此《灵枢·顺气一是分为四时》中论述道：“内外相袭，若鼓之应桴，响之应声，影之似形。”例如《素问·六节藏象论》对心的描述是这样的：“心者，生之本，神之变也；其华在面，其充在血脉，为阳中之太阳，通于夏气。”其它四脏与此相仿。由此可以看出，这里的心己不是解剖学中的有一定形态结构之心，而是一系列相关的生命活动的表现在人脑中形成的综合的象。它不具有实体性，却正好可以作为面向对象方法学中的一个对象来看待。推而广之，中医学中的其它概念，如气、血、津液、精、神、经络等，都可以作为一个个对象，对象之间通过信息的交换，相互密切联系，从而形成一个复杂系统，中医学的计算机仿真便可由此开始。

②中医学的计算机仿真应用前景

用计算机仿真学对中医学中的概念、现象、原理、机制等进行模拟，可以建立各种模型，服务于教学、科研、临床。主要可以用于建设生理模型、病证模型、实验模型。

生理模型：在中医学中五脏、六腑、气、血、津、液、经络、筋、脉、骨、髓等，都可以构成相对独立的对象，赋予每个对象适当的属性，对象具有智能性与自适应性，它们可以按照各自的属性作出决策，并随时准备根据接收到的新信息修改自身的行为规则，它们之间通过信息交换互相联系，构成一个复杂系统，这一复杂系统即人体。在此基础上很容易就可以建立人体的病理模型。下图是生理模型的简单图示，实际中的生理模型还要复杂的多。

病证模型：中医学中的证是非常复杂的，也是独具特色的。辨证论治非常灵活，以哮喘为例，说明中医病证模型的组建。哮喘发病，总因本虚标实，其病位虽在肺，但与脾、肾密切相关，先天不足后天失养造成肺、脾、肾不足是哮喘发病的内在原因。正气不足就易感外邪，感邪而产生风、寒、热、痰、湿、瘀、气等诸多病理因素，一些病理因素作用于肺，是发生哮喘的外在原因。如下图所示，运用OOP将各种因素的特性封装起来，作为对象，它们之间相互联系，就可以建造哮喘的病证模型，输入相应的信息，就可以得出诸如肺脾两虚，寒痰蕴肺；肺肾不足，肾不纳气；风寒外束，痰热内阻等证型，有力地指导临床实践。

实验模型：正如在汽车研制中需要的碰撞实验可以用计算机模拟代替，中医学中的实验也可以用计算机模拟来代替。这样就可以提高效率，降低消耗。比如可以建立中药模型库、方剂模型库、病因模型库、生理模型库、病证模型库，如下图所示，中药模型库和方剂模型库作用于病证模型库，就可以模拟出对于某种病证的最佳治疗方案，选择最佳药物及最佳方剂。病因模型库作用于生理模型库，生理就可以模拟出在某些致病因素下，人体生理的变化，疾病的发生、发展、及转归。这些都可以为中医学研究工作提供有力的参考。

4小结

运用面向对象程序设计进行中医学的计算机仿真，不仅可以提高教学、科研、临床的生产力，节省大量的人力、物力、财力，而且可以屏弃简单系统实验室的不足，为中医学提供实验的空间。十六世纪，伽利略通过引入可重复的受控实验室的思想，开创了近代科学的实践，目前这一思想成为判定延续几千年的中医学是否科学的依据，而这一思想的中心在于能够实施一些实验，以检验关于待研究现象的假说。运用面向对象程序设计进行中医学的计算机仿真不仅可以对中医学概念、理论、方法的客观性、有效性、实用性进行证实，而且有前瞻性和预测性。

引入计算机仿真技术是中医学科研的大势所趋，也是目前将当代最前沿的信息技术与最古老的中医学相结合的最佳契机,这里有大量的工作尚待有志者去完成。

篇9

VR技术发展及应用现状

VR技术是当前各国技术领域研究的重点，未来发展前景广阔，是公认的高端科技。VR技术实现了计算机图形技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术的融合，通过构建虚拟信息环境，实现人机互动，能够让用户借助VR环境空间获得感知层面的虚拟体验。美国知名VR技术专家托马斯等人提出VR技术的应用将改变未来数百年人类生存、生活的状态。目前，VR技术已经成为很多国家未来高科技发展的重要着力点，西方国家在这一技术的研发与应用中投资巨大，并取得了一些积极的研究成果。英国创建的“VR数字图书体验馆”、德国正在?L试构建的“VR太空虚拟训练营”、日本开展VR技术与现代网络游戏的捆绑应用研究等，都是VR技术开发与应用的典型代表。当然，由于VR技术本身还存在很多技术瓶颈问题，因而应用并不广泛。总体上看，该技术目前主要应用于军事和高校科研领域，在民用领域的应用还处于萌芽期。但是，随着VR技术开发力度的不断提升，这一技术在工业、教育等民用领域的应用将成为未来发展的重要方向。

VR技术应用于现代大学英语听说课教学中的优势

1.构建听说一体的VR学习环境

目前，大学生在英语听说课学习中，主要借助于多媒体、手机自媒体等进行，与以往相比，听说课学习模式已经有了很大的改变，但目前存在听说分离的现象。因此，构建大学英语听说课VR教学可以在很大程度上实现听说一体化，VR虚拟平台能够为大学生听说课学习提供可以随时转换的虚拟体验环境。在VR教学环境下，大学生可以与他人直接在虚拟环境下进行交流与互动，这在很大程度上改变了以往听说固化教学的限制。听说一体化VR教学环境，能够帮助大学生快速进行各种口语听说训练，改变以往听说联系不紧密，甚至相分离的教学现状。未来各种各样的VR虚拟环境，可以让大学生更好地进行不同领域、不同行业英语知识在线互动交流与学习等。因此，VR虚拟环境的大学英语听说课教学，可以实现虚拟与现实有效衔接，方便大学生进行虚拟互动听说练习。

2.实现跨时空听说课教学与评价

传统大学英语听说课教学以课堂为主，实行教师主导的终结性听说教学评价模式，在一定程度上限制了大学英语听说课教学。VR技术在大学英语听说课中的应用，可以明显改变传统大学英语听说课教学与评价的时空限制，在很大程度上实现了跨时空听说课教学与评价。从VR教学来看，大学英语教师可以把教学内容融入VR教学虚拟空间中，为学生创建虚拟在线听说交互学习环境，在一定程度上可以摆脱传统课堂教学的空间限制。从VR评价来看，可以建立真正的过程性与终结性结合的立体交互式评价体系。大学生进入英语VR听说虚拟空间平台，就会留下访问信息，平台就会实时进行记录。教师进行大学生听说训练和评估时，可以借助VR虚拟空间平台进行，学生可以借助VR账号及时查询自己听说课学习的状况，分析自身听说课学习存在的问题，并在VR虚拟平台的指导下，制订科学有效的听说课学习改进措施。

3.提高听说课教学效率

VR技术应用于大学英语听说课教学中，可以明显提高大学英语听说课教学效率，降低听说课教学成本。从教学效率看，VR技术可以方便大学英语听说课教学。如开展VR环境下的听说教学设计、活动安排等。同时，也能激发大学生参与听说课学习的兴趣，提高学习效率。德国慕尼黑某所高校2011年开始构建英语VR虚拟教学体验馆，尽管这一技术还不完善，在具体应用中还存在很多不足之处。但是，经过几年的实践，深受该校师生欢迎。数据统计显示，该校英语教师教学效率提升了38%，学生学习效率更是大幅度提升了170%以上。从教学成本看，目前构建VR大学英语听说模式，受技术设备不完善等客观因素影响，建设成本相对较高。但是，随着未来该技术不断完善，大学英语VR听说环境的总体建设成本将会呈现逐渐下降的态势。同时，VR环境下的大学英语听说课教学实效明显提高，也在间接地降低教学成本。总之，从VR技术在大学英语听说课的应用前景来看，提高大学英语听说课教学效率、降低教学成本的技术优势将会越来越明显。

综上所述，把VR技术引入现代大学英语听说课教学中，构建全新立体交互式教学环境，可以极大提升大学英语听说课教学实效。未来，随着VR技术的不断完善，构建VR教学模式将成为大学英语听说课发展的重要方向。

构建现代大学英语听说课VR新型教学模式的建议

1.加强大学英语听说课VR技术软件、硬件开发与应用研究

大学英语听说课有自身的特点，未来必须加强大学英语听说课专项VR技术软件开发与应用研究。我国VR技术研究人员要结合大学英语听说课特点，进行相关VR技术研究创新。在嫁接其他领域的VR技术中，也要充分立足大学英语听说课教学实际。大学英语听说课在构建VR新型教学模式中，也需要开展相关VR应用硬件设备的研发。总之，只有不断开发适合大学英语听说课教学实际的VR技术软件与硬件，才能真正为大学英语听说课VR教学模式的构建提供技术支持。

2.开展大学英语教师VR技术培训，掌握VR环境下的听说课教学技巧

VR技术作为高端的新型科技，在大学英语听说课应用中要求相关教师拥有一定的技术储备。因此，在构建大学英语听说课VR新型教学模式中，必须加强大学英语教师VR技术培训，让他们掌握相关教学技巧，能够胜任未来大规模VR教学环境的需要。教师作为教学的主要组织者，只有自身拥有较强技术储备，才能更好地开展VR教学环境下的备课、教学设计、活动设计等工作。总之，未来我国高校必须重视大学英语VR教学团队培训，为开展大学英语听说课VR教学提供人力资源保障。

3.建立大学英语听说课VR试点，由点及面扎实推进新型VR教学模式

构建大学英语听说课VR新型教学模式，不是短期内就能够完成的事情。目前，我国VR技术自身还存在不完善的问题，在教育领域的VR技术应用更是做得不到位。因此，未来我国高校在开展大学英语听说课VR教学模式的构建中，应当稳步进行，制订切实可行的推进方案。建立大学英语听说课VR试点，积累VR教学经验，是构建这一新型教学模式的第一步。在积累大量大学英语听说课VR教学经验的基础上，才能由点及面扎实开展其他VR教学研究与创新。

除此之外，构建大学英语听说课VR新型教学模式，还需要我国高等教育主管部门大力支持。因为，开展大学英语听说课VR教学，需要投入大量的人力、物力和财力，单靠高校自身办学力量很难完成这一艰巨任务。

篇10

【关键词】机能学;虚拟实验技术;Flash;豚鼠;心肌细胞动作电位

Abstract：Aiming at single，insufficient facilities and funds，and less students-participation teaching methods in traditional experimental teaching of functional science course，the authors explored experimental platform based on virtual system. Through comparisons of various virtual simulation technology methods，we select Flash as the development platform because that it is simple，flexible，more visually attractive and high interactivity，so that wo can simulate complicated and incomprehensible experimentation. Taking action potentials in guinea pig ventricular myocytes to demonstrate the development of virtual experiment based on Flash technology.

Key words：functional science;virtual experiment;Flash;guinea pig;action potential in ventricular myocytes

一、引言

机能实验学是将生理学、病理生理学、药理学三门课程的实验内容有机融合在一起，体现学科间的交叉融合和新技术的应用以及培养学生创新能力的课程。因为传统机能学实验的对象多为活体动物或离体器官组织，从而教学中存在一些困难进而影响教学质量。

1.实验成本高且一些大型仪器设备陈旧和数量有限，学生人数很多，同时只能有部分学生操作而其余学生围观，因而不能熟练操作仪器设备。

2.实验操作精细且困难大，由于实验教学场地和课时限制，学生大多没有很好的预习和复习，未能掌握实验操作技术，从而厌恶实验[1]-[3]。

虚拟实验技术凭借软件模拟的优势可以解决这些问题，目前虚拟实验技术包括Java技术、QuickTime VR技术、VRML技术Flash等，其中Flash作为一种矢量多媒体技术是为创作网络交互式动画所开发。Flash具有很强的交互性、图形矢量性的同时保证了很小的动画体积;采用Actionscript这种面向对象的脚本语言使得当特定事件发生动作时可以控制对象，非常适合交互式虚拟实验平台的建立;开发周期短适合演示性虚拟实验。虽然Flash的交互性不如VRML，数据处理能力不如Java但其开发的简单灵活以及以上三种特性使得Flash成为开发教学虚拟实验的最佳平台[3]-[6]。

二、以机能学中豚鼠心机细胞动作电位实验为例介绍基于Flash的虚拟实验技术的开发

1、实验步骤

（1）取出心脏分离肌;（2）拉制玻璃微电极;（3）调试仪器记录动作电位。

2、虚拟实验

（1）制作素材并将素材导入Flash库

首先，用photoshop或者coreldraw，AI等绘图软件制作好实验所需器械及动物模型等各种素材绘如豚鼠、HF-100抗干扰台、BL-420、手术剪等;然后打开flash cs4，新建一个ActionScript 2.0的文件，在菜单栏打开文件-导入-导入到库-把做动画需要用到的素材导入到flash的库中。

（2）构建虚拟实验室

1）布置舞台设置原件

ctrl+F3调出属性面板对新建的文件进行设置，设置好舞台需要的背景的颜色，大小和帧频等。为了方便管理和维护，我们选择把动画做到mc影片剪辑里面，先把鼠笼等拖入到舞台上，调整好位置和大小过后，F8转换为原件，选择下面的影片剪辑属性，再点击右键调出标尺或者按快捷键Ctrl+Shift+Alt+R拉好辅助线，这是为了确定精准的位置，特别是有变化的地方，一定要调整好位置和大小，否则画面会有错位的跳跃感（见图1）。

2）动画实现

以取豚鼠离体心脏为例：首先从抓豚鼠开始，我们需要在mc里面新建一个图层，命名为手套，把戴手套的各个动作素材拖放到舞台上，按照帧顺序依次排列好，动画连贯性以一拍三8帧画面为主，接着需要给鼠笼做一个遮罩用以产生穿插感的，把鼠笼、笼盖子放到两个图层中，再新建一层，点击右键勾选上“遮罩层”选项，再把鼠笼拖入到遮罩层下方，会发现遮罩层和被遮罩层都发生了图标变化。设置好后在遮罩层中插入关键帧选择相关绘制工具绘制出遮罩图案部分（有图案的地方才会被显示），绘制好后同时锁定遮罩层和被遮罩层移动笼盖测试效果，看是否遮好，然后在手套戴好需要打开鼠笼的位置编辑笼盖，鼠笼是固定不动的，需要给盖子添加动作，配合上手打开笼盖的动作把盖子移动到相应的位置，提起后插入关键帧，再延迟几帧后插入关键帧或者快捷键F6插入关键帧，移动笼盖和手到移动的终点位置，再在此移动帧中间选任意一阵单击右键选择插入传统补间，这时候插入补间的地方会有一条箭头，接下来是手要伸入笼子里抓豚鼠，由于要产生交错感，需要给手也添加一个遮罩，把抓豚鼠的手的图层拖入到“遮罩层”的下面，再插入帧编辑这只手的位置，于是就产生了手伸入到了笼子里面的感觉。

3）代码实现

在以上交互中需要用到的代码用的是actionscript 2.0，我们可以将代码写到按钮上，帧上。

新建一层，把做好的按钮放到这个层上面，在相应需要交互的按钮上写下代码。

（1）比如点击下一帧上一帧的代码可以写作：

on（release）{

nextFrame（）;

}，

on（release）{

PrevFrame（）;

}

（2）当点击按钮需要跟随鼠标的代码如下：

Mouse.hide（）;

mc1.onMouseMove=function（）{

this._x = _xmouse;

this._y = _ymouse;

UpdateAfterEvent（）;

}

Mc1是指定要跟随鼠标的影片剪辑，里面的内容可以是一张图片，动画，影片。

（3）当需要拖动一个工具去响应另一个动作时就需要用一下代码：

OnClipevent （mouseDown）{

If （hit Test （_root._xmouse，_root._ymouse.false））{

startDrag（“”，true）;

x = this._x;

y = this._y;

}

}

onClipEvent（mouse up）{

if （！hitTest（_parent.regionl））{

this _x = x;

this _y = y;

}else{

_parent.nextFrame（）;

}

StopDrag（）;

}

注释：其中regionl 是感应区，也就是一个隐藏的透明按钮。

（4）调用和控制库里面的影片剪辑以及键控，比如：

On（release，Keypress”<ENter>”）{

gotoAndPlay（）;

}

（5）在页面上的小按钮也可以添加相应的代码，比如主页就可以写：

On（release）{

Get URL（http：//，“blank”）;

}

或者：

on（release）{

gotoAndStop（）;

}，

三、结束语

本文将Flash技术应用于机能学中豚鼠心肌细胞动作电位的测定，细化了各个步骤并附有视觉冲击感;减轻了经费不足、大型仪器少、场地不够等困难;学生多可以使学生在实验前后随时观看并与实验互动，熟练实验步骤、深刻理解实验原理和结果以及熟练操作实验仪器，从而提高教学质量。

参考文献

[1]李涛，谭安雄.医学技能学虚拟实验室的构建与应用[J].中国数字医学，2012，07（6）：23-25.

[2]王璁，屠幼萍.基于Flash的高电压虚拟实验室探索[J].电气电子教学学报，2013，35（2）：98-100.

[3]刘惠萍，张国民，喻嵘，等.虚拟实验平台在医学机能学实验教学中的作用[J].中医教育，2014，33（3）：12-13.

[4]高振国.基于Flash建立的虚拟液压回路系统的研制[J].现代教育技术，2008，25（8）：83-88.