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      虛擬實驗室在醫學院的應用

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      虛擬實驗室在醫學院的應用

      1醫學院校實驗教學中存在的主要問題

      (1)醫學院校實驗成本過高。實驗教學的物質基礎是實驗設備,實驗設備價格較昂貴,而且日復一日,年復一年,儀器設備或多或少都會受損,儀器設備完好率降低,更新就需要耗大量經費,同時實驗材料也較貴(尤其購買尸體、動物)。(2)實驗涉及面窄,缺乏創新性實驗。高等教育比以往任何時候都更加重視學生能力和素質的提高,而大多數醫學院校以驗證性實驗為主,實驗室所有的學生實驗內容和方式都一樣,缺乏創造性的激勵,不能使學生分析和解決實際問題的能力得到提高,不利于培養學生的創新能力。(3)實驗指導得不到保障。在傳統的實驗教學中,學生個體存在差異,總會遇到不同的問題,而一個實驗室一名指導教師面對二三十名的實驗學生,學生在實驗過程中遇到的問題不可能同時得到及時的指導,實驗過后,學生和教師又都離開了實驗室,有些問題又不能解決,在很大程度上影響了醫學實驗教學的質量。第四,實驗教學中的環境意識不強,這一點集中表現在對實驗“三廢”(廢渣,廢水,廢液)的處理方面欠規范化操作。

      2在醫學院校實施虛擬實驗技術,將提高實驗教學水平

      2.1應用虛擬實驗室可以提高實驗效率和學生的創新能力

      應用虛擬實驗室,可以從根本上解決現階段醫學院校實驗教學中存在的主要問題。它不僅提供了型號齊全、用之不竭、永遠不會損壞的實驗設備,而且可以不斷地擴充和發展。傳統實驗室隨著時間的推移,將會面臨老化和淘汰的局面,而虛擬實驗室的功能卻是隨著軟件的維護和升級不斷進步的。傳統實驗室學生實驗死板、呆滯的現象可以在虛擬實驗室中得到解決,學生不僅可以見到緊隨潮流、不斷變化的最新式設備,還可以使用這些設備自行設計實驗,甚至設計新的虛擬儀器。這樣就克服了傳統實驗內容固定的局限性,從而使實驗的靈活性和創造性得到了大大提高,擴展了學生的思路,同時也緩解學生多而指導教師少的局面。

      2.2避免真實實驗或操作所帶來的各種危險

      利用虛擬技術進行實驗,可以避免危險的或對于人體健康有危害的實驗,學生在虛擬實驗環境中可以放心的去做各種危險的或危害人體的實驗。例如,在傳統的有機化學實驗中,學生做醇酚醛酮性質實驗時,若長時間接觸有機溶劑之蒸汽將會引起身體不適的現象,且短時間暴露高濃度有機溶劑蒸汽之下,也會有急性中毒現象,若換在虛擬的實驗環境中,這些驗證性實驗現象不但清晰的被看到,而且也可避免實驗過程中要接觸的刺激性或有毒的溶劑。還有模擬燃燒爆炸、毒性實驗和外科手術過程等,都可以避免由于爆炸、毒性帶來的危險及實驗者操作失誤,而造成“病人”死亡的醫療事故。

      2.3可以減少環境污染

      采用虛擬實驗室,可降低傳統實驗教學中伴隨的“三廢”排放造成的環境污染。如化學實驗結束后用過的廢藥品和試劑、動物尸體處理。

      2.4激發學生實驗興趣

      在虛擬的實驗教學過程中,對于相同的內容,可選擇多種不同的途徑,使實驗內容彈性化,不只是單純驗證,更多是綜合創新,以利于學生從多角度去體會不同實驗結果或現象引發的思考。另外,利用虛擬現實技術本身的多感知性、存在感、交互性、自主性等特征,如可以突破時空的限制,瞬間觀察到一些需要幾十年甚至上百年才能觀察到的變化過程,還可以進入大到宇宙宏觀物體,小到原子分子層面內部觀察現象,這是電視錄像和多媒體無法達到的。因此,使用虛擬現實技術,可多方面刺激學生實驗,提高學生對實驗的熟練程度和實驗的成功率,激發學生產生更大的實驗興趣。

      總之,虛擬實驗技術作為一個新型的教學媒體,以其自身強大的功能,在醫學院校的實驗教學和訓練中起著廣泛應用,對未來教學領域發揮其重要作用,而且隨著技術的逐漸成熟還能使虛擬技術進一步應用于醫學其它領域,如遠程手術、合作治療、戰場救護等緊急醫務處理,以及身體、精神恢復和健康等。該項技術具有廣闊的發展和應用前景,并將為提高我國醫學手術規模和醫療水平做出重大貢獻。

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