虛擬實驗室與組織胚胎學實驗教學方案研究

崔琴琴

【摘要】隨著科學技術的發(fā)展，傳統(tǒng)組織胚胎學的實驗教學方式，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化組織胚胎學的實驗教學要求。由于科技的發(fā)展與進步，出現(xiàn)了虛擬實驗室，在組織胚胎學實驗教學中使用虛擬實驗室，可以最大程度上的擴大組織胚胎學教學的時間與空間，豐富實驗教學的內(nèi)容，承接組織胚胎學的相關知識，對不同環(huán)境下的知識進行情景模擬，本文主要介紹了虛擬實驗室在組織胚胎學中的應用的必要性，以及使用虛擬實驗室對組織胚胎學教學的方式。

【關鍵詞】虛擬實驗室;VR技術;組織胚胎學;教學方案

虛擬實驗概念的提出是在20世紀九十年代由美國的Wi11iamWu1f提出的。虛擬實驗室主要使用的技術是虛擬現(xiàn)實技術，即VR技術，融合了電子計算機技術與相關的互聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)了實驗環(huán)境的仿真延伸。虛擬實驗是主要的原理是通過計算機技術，模擬出真實的情景，相關設備的操作人員，對相關設備進行操作，完成對虛擬環(huán)境中的實驗目標進行操控。使用人員可以從不同的環(huán)境中得到真實的實驗體驗。在組織胚胎學的教學實驗教學的過程中，使用虛擬實驗室進行實驗教學，可以使學生得到充分的課堂體驗，擴大了學生實驗的空間。

醫(yī)學課程重要的組成內(nèi)容就是組織胚胎學，組織胚胎學的內(nèi)容包括了組織學與細胞學，知識較為復雜并且有著較高的抽象性，即使在組織胚胎學的實驗課程中使用多媒體，并配有動畫，但學生沒有經(jīng)過實際的動手操作，仍然對相應的理論知識一知半解，對學生學習組織胚胎學課程十分不利。但是，組織胚胎學的實驗課程，有些實驗內(nèi)容，如果學生在實驗的過程中出現(xiàn)失誤，將會造成嚴重的損失，因此使用虛擬實驗室進行組織胚胎學的實驗課程教學，提高組織胚胎學的教學效率。

1虛擬實驗室在組織胚胎學實驗教學上應用的必要性

傳統(tǒng)組織胚胎學的實驗教學的方式主要使用顯微鏡，進行組織結構的觀察?；蛘哌M行標本的觀察。使用這種方式進行組織胚胎學的教學，對學生來說需要極強的專業(yè)性與思維轉換能力，因為學生的思維需要從立體結構到光學顯微鏡下的平面結構轉換，這種轉換過程沒有相應的工作經(jīng)驗很難進行完成。針對低年級的組織胚胎實驗教學，大部分的學生對組織胚胎學的學習過程是對實驗步驟與實驗內(nèi)容以及相關知識進行機械性的記憶與背誦，更加缺少相關的實驗操作經(jīng)驗，在學生通過顯微鏡對組織結構進行觀察的過程中，對胚胎組織結構的了解片面，沒有達到實驗教學的目的，加深對理論知識的理解。

通過建立虛擬實驗室，完成學生在現(xiàn)實的實驗教學中不可能親手操作的試驗場景，能夠有效的降低實驗教學過程中對現(xiàn)實條件的依賴?？梢詫⒖菰锏牧死碚撝R轉化為虛擬的實驗步驟與實驗過程，提高學生的動手能力，增加了學生對試驗教學的學習興趣，有利于學生全面的掌握各方面的醫(yī)學知識，提高學生對組織胚胎學的學習興趣。

2虛擬實驗室與組織胚胎學教學方案

2.1虛擬實驗室承接解剖學和組織胚胎學

組織胚胎學與解剖學之間有著密切的關系，二者而相互促進，在實驗的過程中將二者進行有效的融合，可以提高學生對學科知識的連帶能力，提高組織胚胎學的教學質(zhì)量。因為解剖學與組織胚胎學在許多的實驗內(nèi)容中，都有著一定的承接，使用解剖學的相關知識，可以對組織胚胎進行完成快速的剝離與選取，保持組織與胚胎的完整性，有助于學生能夠從細小的細胞結構開始認知，形成完整的組織結構認知。但是，目前的教學中，低年級學生開設的課程中，學生的能力有限，并沒有對解剖學的實驗學習，在實驗中發(fā)生意外，會造成嚴重的資源浪費現(xiàn)象。

使用VR技術，形成虛擬試驗室，在實驗室中進行相應的解剖學實驗工作，通過對解剖學相關知識的學習，引入到組織胚胎學的理論學習中。在虛擬實驗室中，使用VR技術可以仿真模擬出人體內(nèi)部的循環(huán)系統(tǒng)，人體的每個器官都是三維立體的，學生使用VR技術，可以完成從胚胎組織的解剖與胚胎組織的切片，有效的節(jié)省了教學資源，提高了教學效率。學生通過VR技術，對胚胎組織學的理論知識以及實驗教學的過程有了更加深刻的認識，學生解剖的手法熟練后，進行真實的胚胎解剖時，更加的準確，保障了實驗教學的質(zhì)量。

2.2虛擬實驗室進行不同知識場景的模擬

在虛擬試驗室中，通過VR技術可以模擬出不同疾病種類，與疾病出現(xiàn)時的人體組織出現(xiàn)的病癥。因為組織胚胎學包括了人體組織學與胚胎學，所以使用虛擬試驗是進行仿真模擬教學的過程中，可以使學生更加直觀的感受到組織與洗牌的功能結構。例如，在進行肥大細胞的結構與功能時，使用虛擬試驗室中的VR技術，根據(jù)實際發(fā)生的過敏反應病例，設計出一個真實的試驗環(huán)境，再現(xiàn)過敏反應時細胞的功能與結構。學生可以在一種真實的環(huán)境中，身臨其境的進行組織學與胚胎學的學習過程，加深了學生對所學理論知識的印象。

在傳統(tǒng)的胚胎學的教學實驗中，使用觀察標本與模型的方式進行相關知識的學習，雖然可以使用相應的動畫幫助學生理解胚胎的發(fā)育過程，但是這種方式卻無法實現(xiàn)胚胎在發(fā)育的過程中，每個組織結構發(fā)生的變化，無法進行深入的實驗教學。利用虛擬實驗室中的VR技術，使用現(xiàn)代化的信息技術，模擬出胚胎在發(fā)育過程中的全部變化，每個器官組織的位置變化，設計出虛擬的情景，加深學生對組織胚胎學的理解。

在虛擬實驗室進行組織胚胎實驗教學的方式，可以為學生構建出不同的知識場景，在不同的知識場景下使用VR技術，幫助學生參與進實驗的過程中，學生在可以通過實際實驗體會，真實的感受組織胚胎學發(fā)展過程中的試驗技術，提高學生對組織胚胎學理論知識學習的興趣。

3總結

虛擬實驗室在組織胚胎學的教學過程中，不僅可以幫助學生加深組織胚胎學的理論認知，還可以打破傳統(tǒng)試驗教學中對現(xiàn)實條件的依賴，承接多學科的教學內(nèi)容，實現(xiàn)多情景的試驗教學，有效的提高了組織胚胎學的教學效率與教學質(zhì)量，幫助學生更好的理解教學內(nèi)容，彌補傳統(tǒng)實驗教學的不足。