高校医学教学与计算机仿真的结合探讨

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摘要：计算机仿真是最近新兴的一项先进技术，其在工业、农业、教育等多个领域中均以得到广泛运用，而对于高校医学教学来说，积极采用该项技术也能获得事半功倍的成效。本文首先简要阐述了计算机仿真技术的含义和发展方向，然后结合实际，探讨了高校医学教学和计算机仿真的结合途径，希望能以此为相关教育工作者提供参考。

关键词：

高校；医学教学；计算机仿真通过对计算机仿真及模拟技术的灵活应用，能够打造出一个与现实非常相似的三维感觉空间，学生置身于其中可以开展有效的实践操作，在节约成本的同时还可获得理想教学效果。

一、计算机仿真技术的含义和发展方向

（一）计算机仿真技术的含义与实现。该项技术主要是把多种学科及理论当作根本，采用计算机与相关软件展开虚拟试验，从而达到分析问题与解决问题的目标，属于综合性的技术。在具体的仿真过程中，所运用的计算机类型有所差异，据此可将其分为模拟机仿真、模拟—数字混合机仿真以及数字机仿真这三大阶段，这也是计算机仿真发展至如今所经历的三个时期。现阶段，该技术已在交通运输、经济管理、工程建设、机械制造、军事模拟、航空航天、医疗卫生、船舶工程等多个领域中获得了极为普遍的运用。针对所研究的目标，计算机通常无法进行直接认知与处理，此时就需要构建合理的数学模型，既要体现出被研究目标的实质，同时又要确保计算机容易处理。数学模型可以对需要研究的目标实质进行抽象处理，之后计算机便能更高效地对其展开分析，并把这部分模型的有关数据信息输送出来，呈现出研究目标的主要特质。这样的呈现方式可以是三维立体的，具有清晰、直观的特点，在目前已经被不少研究者所运用。凭借计算机对输出量的分析，能够对研究目标建立起更清楚准确的认知。与此同时，透过这一层关系还能看出，数学建模的精确程度会对计算机的仿真水平起到极大影响。总体而言，计算机仿真可以分成三大环节，即建模、模型转换与模型仿真试验。（二）发展方向。现阶段的计算机仿真技术仍处于快速发展的阶段中，比如可以采用网络技术进行异地仿真，或运用虚拟现实技术来实现虚拟制造等。（1）网络化仿真。目前现有的很多仿真系统都无法实现彼此之间的兼容，共享不方便且可移植性较弱，而开发成本却相对较高，耗费时间长，难以做到物尽其用。对此，首先就应当充分利用兼容性强的计算机语言编写仿真系统，其次再运用网络技术达到共享的目的。如此一来就能有效规避重复开发的问题，起到节约资源的作用，并且还能通过适当收费的方式补偿一部分开发成本。（2）虚拟制造技术。该项技术是计算机仿真发展的主要方向之一，其采用了虚拟现实技术和计算机仿真技术，在两者结合的基础上实现了产品制造和有效管理。通过于此，制造技术不再需要完全依赖于经验，而且能够完成对制造的全面科学预测，呈现出良好的发展前景。

二、高校医学教学和计算机仿真的结合途径

（一）计算机仿真在人体解剖学中的应用。对高校医学教学来说，人体解剖学是一门最基础、最关键的课程。为了确保学生能切实把握好人体解剖结构，就需要使用尸体标本来开展实践活动。但随着近年来高校扩招，医学院的学生数量也逐步增多，有限的标本资源已很难充分满足高校医学教学所需。而利用计算机仿真技术，可以通过虚拟现实系统对人体进行三维重构，打造虚拟数字化人体，让学生获得十分真实的实验感受。当学生处于虚拟的解剖环境下时，其能够在数字化人体标本上开展全过程的解剖，还能将“脏器”取下，这样就很好地解决了标本资源不足的问题。另外，传统的人体骨骼结构教学大多是以展示静态图片或骨骼标本的方式为主，而采用了虚拟现实技术之后，能打造出相应的仿真系统，让学生全方位、多角度地观看到人体骨骼在运动和静止状态下的不同情况，显得更为直观且方便记忆和学习。（二）计算机仿真在内科临床教学中的应用。利用计算机系统，能够模拟出人体在不同病态下的生命体征，并展示出实际化验结果。学生可以通过虚拟人体来进行心电图记录、体温与血压测量、心音听诊、X光拍片等一系列活动，然后详细分析其症状与指标，同时还能够向虚拟病人提出有关病情的问题，综合考虑多方面因素来得出诊断结果，制定针对性的治疗方案。之后用计算机来分析判断其诊疗方案是否合理，并告诉学生该类病症的诊断要点，让学生掌握关键的注意事项与最优治疗办法。通过于此，教学时间能够得到大幅度地缩减，从而达到提升教学效率的目的。（三）计算机仿真在药物合成教学中的应用。进行药物合成教学时，也可以采用虚拟及仿真的方法，从试剂库内把需要用到的试剂取出来，让学生对其实施虚拟称量等一系列操作。之后引导学生按照适当的比例将其和别的试剂融合并发生反应，仔细观察其化学变化情况，最终得到所需的产物。接着再对该产物实施模拟动物或人体实验，证明其具备较强的实用性，且检验其毒性、安全性与可靠性。（四）在生理学、病理学和药理学中的应用。不论是生理学、病理学还是药理学，均属于机能实验教学的范畴，而采用计算机仿真技术对动物实验进行模拟，能够节约一笔可观的实验成本，并可让学生高效完成实验操作练习，对所学理论知识进行检验。妥善运用现代化计算机系统，能够真实地模拟并重现实验现场的种种状态，比如动物血压、血容量、呼吸频率和强度等。尤其是针对一部分抽象的、很难以常规实验来说明或验证的医学概念，就可利用仿真模拟手段，对其进行清楚的描述，将其生动地呈现出来。例如细胞变形运动状态、生物电传递过程、肾脏的过滤与再吸收、氧气在体内的变化情况等。这样便显得直观而形象，便于学生理解和掌握。

三、结束语

将高校医学教学同计算机仿真充分结合起来，具有十分显著的作用。对此就需要从实际出发，加强计算机仿真技术在人体解剖学、内科临床教学、药物合成学以及其他各医学课程中的运用，为学生打造理想的实践环境，从根本上改善教学效果。

参考文献

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[2]廖伟雄,李庆奇,胡昊,邹锦慧,张少华.构建医学影像数字仿真实训教学平台的探索与实践[J].中国基层医药,2017,24(1):150-153.

[3]王岩.计算机仿真技术及其应用探析[J].信息化建设,2015(12):333.

作者:孙龙云 邱雪峰 单位:张家口学院