摘要:探討虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用與效果評(píng)估。研究采用案例分析法,以2021學(xué)年為對(duì)比,分析2022學(xué)年中實(shí)施虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)后,學(xué)生在人體解剖學(xué)學(xué)習(xí)中的滿意度、成績(jī)提升情況。研究結(jié)果顯示,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用對(duì)學(xué)生滿意度和成績(jī)的提升有顯著效果,學(xué)生對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的滿意度從75%提高到85%,提高了10個(gè)百分點(diǎn),且差異顯著(P值為0.041);虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用使學(xué)生的理論知識(shí)成績(jī)提高了40%,實(shí)際操作能力提高了25%,與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比均達(dá)到顯著差異(P值分別為0.032和0.049)。
關(guān)鍵詞:人體解剖學(xué);虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);應(yīng)用;效果評(píng)估
人體解剖學(xué)是醫(yī)學(xué)、生物學(xué)以及其他相關(guān)學(xué)科中的重要基礎(chǔ)課程,涉及復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)和器官系統(tǒng),要求學(xué)生對(duì)其進(jìn)行深入理解。傳統(tǒng)的人體解剖學(xué)教學(xué)主要依靠解剖圖冊(cè)、模型和尸體實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行,然而這些傳統(tǒng)教學(xué)方法存在一些局限,如實(shí)驗(yàn)器材有限、尸體易腐敗、生理的損害以及教學(xué)過(guò)程中的空間和時(shí)間限制等。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的快速發(fā)展,越來(lái)越多的教育領(lǐng)域開(kāi)始應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)提供全新的教學(xué)體驗(yàn),在人體解剖學(xué)教學(xué)中,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以為學(xué)生提供更真實(shí)、生動(dòng)的解剖圖像和體驗(yàn),使他們能夠更好地了解人體結(jié)構(gòu)和器官系統(tǒng)的構(gòu)成[1]。本研究結(jié)合X學(xué)校人體解剖教學(xué)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的具體應(yīng)用情況,以2021學(xué)年為對(duì)比基數(shù),分析2022學(xué)年中實(shí)施虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以后,學(xué)生在人體解剖學(xué)習(xí)中的滿意度、成績(jī)提升情況,從而評(píng)估虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的效果,為人體解剖教學(xué)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的有效應(yīng)用提供參考。
1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
1.13D仿真人體模型構(gòu)建
通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和三維建模技術(shù),將人體解剖結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為精確的3D模型,為學(xué)生提供更為直觀、形象的解剖教學(xué)內(nèi)容。在人體解剖學(xué)教學(xué)中,教師可以通過(guò)3D仿真人體模型向?qū)W生展示各種器官、系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu),如循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉系統(tǒng)等,清晰地呈現(xiàn)人體結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié),并進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示,使學(xué)生能夠觀察到器官的運(yùn)作原理,提高教學(xué)效果[2]。以X學(xué)校為例,在人體解剖學(xué)教學(xué)中,教師利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建了多個(gè)3D仿真人體模型,包括心臟、肺、大腦等重要器官,學(xué)生通過(guò)佩戴虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備進(jìn)入一個(gè)虛擬的解剖實(shí)驗(yàn)室,在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行解剖實(shí)驗(yàn)和觀察,并進(jìn)行互動(dòng)操作,如旋轉(zhuǎn)、放大和縮小等,讓學(xué)生更加深入地了解人體結(jié)構(gòu)和器官系統(tǒng)的構(gòu)成,提高他們的學(xué)習(xí)興趣和理解能力。
1.2虛擬交互式學(xué)習(xí)
在虛擬交互式學(xué)習(xí)中,學(xué)生可以操作虛擬人體模型,進(jìn)行解剖學(xué)意義上的探索,例如在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中,學(xué)生可以逐步展開(kāi)人體器官、系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí),深入了解各器官的結(jié)構(gòu)、功能及相互關(guān)系,虛擬交互式學(xué)習(xí)方式突破了傳統(tǒng)解剖學(xué)教學(xué)的局限,使學(xué)生能夠在安全、無(wú)創(chuàng)的情況下進(jìn)行實(shí)踐操作,提高了解剖學(xué)技能[3]。在實(shí)際應(yīng)用中,虛擬交互式學(xué)習(xí)還具有很強(qiáng)的定制性,教師可以根據(jù)學(xué)生的需求和進(jìn)度,調(diào)整虛擬環(huán)境中的教學(xué)內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以為學(xué)生提供實(shí)時(shí)反饋,幫助他們及時(shí)糾正錯(cuò)誤,提高學(xué)習(xí)效果。在技術(shù)依托方面,虛擬交互式學(xué)習(xí)構(gòu)建主要依賴于虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言(如VRML)、三維建模軟件以及頭戴顯示器等硬件設(shè)備,通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)手段,讓人體解剖學(xué)的虛擬教學(xué)場(chǎng)景得以呈現(xiàn),使得學(xué)生能夠沉浸在真實(shí)感強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)環(huán)境中。
1.3虛擬解剖實(shí)驗(yàn)室
虛擬解剖實(shí)驗(yàn)室是一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建的解剖學(xué)教學(xué)工具,通過(guò)模擬真實(shí)解剖環(huán)境和人體結(jié)構(gòu),能夠提供身臨其境的學(xué)習(xí)體驗(yàn),幫助學(xué)生更好地理解人體解剖學(xué)知識(shí)[4]。在具體應(yīng)用方面,虛擬解剖實(shí)驗(yàn)室可以結(jié)合具體的教學(xué)案例進(jìn)行應(yīng)用分析,例如在教學(xué)過(guò)程中,可以選擇一個(gè)特定的解剖結(jié)構(gòu)作為案例,如心臟,學(xué)生可以通過(guò)虛擬解剖實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入虛擬環(huán)境中的心臟解剖模型,觀察心臟的各個(gè)組成部分,比如心肌、心腔和血管等,同時(shí)還可以觀察心臟在不同功能狀態(tài)下的變化。虛擬解剖實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用不僅可以提供身臨其境的學(xué)習(xí)體驗(yàn),還可以幫助學(xué)生理解復(fù)雜的人體結(jié)構(gòu)和功能,增強(qiáng)記憶與理解,提高學(xué)習(xí)效果,還可以為學(xué)生提供一種安全、便捷的學(xué)習(xí)環(huán)境,避免了傳統(tǒng)解剖實(shí)驗(yàn)中對(duì)人體損傷的風(fēng)險(xiǎn),減輕了對(duì)尸體資源的依賴,提高了教學(xué)的可持續(xù)性。
2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的效果評(píng)估
2.1學(xué)生滿意度情況
在人體解剖學(xué)教學(xué)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),可以為學(xué)生提供更真實(shí)、生動(dòng)的解剖圖像和體驗(yàn),使他們能夠更好地了解人體結(jié)構(gòu)和器官系統(tǒng)的構(gòu)成,本研究以X學(xué)校為例,以2021學(xué)年為對(duì)比基數(shù),分析2022學(xué)年中實(shí)施虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以后,學(xué)生在人體解剖學(xué)習(xí)中的滿意度情況,從而評(píng)估虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的效果。從學(xué)生滿意度情況來(lái)看,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用得到了學(xué)生的好評(píng),通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷和訪談的方式,本研究發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的滿意度達(dá)到了85%,相比傳統(tǒng)的教學(xué)方法有了顯著的提高,兩者相比P值為0.041,有著顯著的差異性,具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
通過(guò)對(duì)比可以看出,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用確實(shí)提高了學(xué)生的滿意度和成績(jī),是一種有效的輔助教學(xué)手段。
2.2學(xué)習(xí)成績(jī)和實(shí)際操作能力提升情況
在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于人體解剖學(xué)教學(xué)后,本研究對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)和實(shí)際操作能力的提升情況進(jìn)行了評(píng)估。評(píng)估采用了定向知識(shí)測(cè)試,測(cè)試內(nèi)容包括理論知識(shí)和實(shí)際操作兩部分,均采用百分制。
2.2.1理論知識(shí)成績(jī)提升情況
通過(guò)對(duì)2021學(xué)年和2022學(xué)年的理論知識(shí)成績(jī)進(jìn)行對(duì)比分析,可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用后的理論知識(shí)成績(jī)有了顯著提升。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
由表2可知,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用使學(xué)生的理論知識(shí)成績(jī)提高了40%,與2021學(xué)年相比,具有顯著差異(P值為0.032)。
2.2.2實(shí)際操作能力提升情況
在實(shí)際操作能力方面,通過(guò)對(duì)2021學(xué)年和2022學(xué)年的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用后的實(shí)際操作能力有了顯著提升。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。
由表3可知,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用使學(xué)生的實(shí)際操作能力提高了25%,與2021學(xué)年相比,具有顯著差異(P值為0.049)。通過(guò)對(duì)比分析,可以看到,在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支持下,學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和實(shí)際操作能力的掌握都有了明顯的提高,這充分證明了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的優(yōu)越性。
3結(jié)論與建議
3.1結(jié)論
人體解剖學(xué)作為醫(yī)學(xué)和生物學(xué)等學(xué)科的重要基礎(chǔ)課程,其教學(xué)方法的改革一直是教育界關(guān)注的焦點(diǎn),隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的快速發(fā)展,將其應(yīng)用于人體解剖學(xué)教學(xué)成為一種新的趨勢(shì)。本研究以X學(xué)校為例,探討了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用及其效果評(píng)估,研究結(jié)果表明,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用顯著提高了學(xué)生的滿意度和學(xué)習(xí)成績(jī),同時(shí)實(shí)際操作能力也得到了明顯提升。然而,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的廣泛應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn),如設(shè)備成本、技術(shù)更新迅速等,未來(lái),教育部門(mén)和學(xué)校應(yīng)進(jìn)一步關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究,探討其在我國(guó)醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域的推廣策略,為培養(yǎng)更多優(yōu)秀醫(yī)學(xué)人才助力。
3.2建議
(1) 在推廣虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用方面,可以通過(guò)加大宣傳力度和教育引導(dǎo),讓更多的教育機(jī)構(gòu)和學(xué)校認(rèn)識(shí)到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和潛力。通過(guò)組織相關(guān)的研討會(huì)和培訓(xùn)班,邀請(qǐng)專家學(xué)者和行業(yè)從業(yè)者分享虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的成功案例和經(jīng)驗(yàn),以鼓勵(lì)更多的學(xué)校和教師嘗試應(yīng)用這一技術(shù)。
(2) 在加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的教師培訓(xùn)方面,可以提供專門(mén)的培訓(xùn)課程和資源,幫助教師掌握虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本操作和應(yīng)用方法。可以建立師資培訓(xùn)平臺(tái),提供教師交流和分享的機(jī)會(huì),促進(jìn)教師之間的合作和學(xué)習(xí),進(jìn)一步提高教師對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的理解和應(yīng)用能力[5]。
(3) 在深化虛擬交互式學(xué)習(xí)和虛擬解剖實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用方面,可以從內(nèi)容制作和資源開(kāi)發(fā)兩方面入手。一方面,學(xué)校可以鼓勵(lì)教師和技術(shù)團(tuán)隊(duì)合作,開(kāi)發(fā)更多具有針對(duì)性和實(shí)用性的虛擬現(xiàn)實(shí)解剖資源,滿足學(xué)生不同層次的學(xué)習(xí)要求和需求;另一方面,要重視虛擬交互式學(xué)習(xí)和虛擬解剖實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)設(shè)計(jì),注重教學(xué)場(chǎng)景的還原和學(xué)習(xí)活動(dòng)的引導(dǎo),確保學(xué)生能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行深入的體驗(yàn)和學(xué)習(xí)[6]。
(4) 在建立長(zhǎng)期的評(píng)估機(jī)制方面,可以通過(guò)定期的問(wèn)卷調(diào)查、學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的統(tǒng)計(jì)分析和實(shí)際操作能力的評(píng)估等方式,對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用效果進(jìn)行全面評(píng)估,借助專業(yè)評(píng)估機(jī)構(gòu)的力量,進(jìn)行更為深入、系統(tǒng)的教學(xué)效果評(píng)估和研究,為教學(xué)改進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)。
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基金項(xiàng)目:河南省職業(yè)教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目“‘崗課賽證’融合育人背景下高職院校青年教師教學(xué)能力提升研究”[(2024)05929]
作者簡(jiǎn)介:李敏,女,河南信陽(yáng)人,講師,碩士研究生,研究方向:人體解剖學(xué)、生理學(xué)。