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中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)25-0260-02
醫學實驗在培養醫學生的專業教學過程中占有重要的地位,醫學作為一門實踐性很強的專業,實驗教學方法對醫學生掌握實驗操作至關重要。隨著日新月異的科技發展,新的醫學理論和技術層出不窮。實驗技術和方法對學科的輻射越來越大,在臨床預防、診斷、治療以及科研工作中得以廣泛應用,對基礎醫學和臨床醫學各學科的發展起到了極大的推動作用。虛擬仿真實驗依托虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通信等技術,構建高度仿真的虛擬實驗環境和實驗對象,突破傳統實驗教學模式限制,提高學生學習的積極性和主動性,將抽象的內容具體化、形象化,給學生留下深刻的記憶,也給教員提供了方便,大大提高了教學質量[1]。
一、虛擬仿真實驗的應用優勢
虛擬仿真實驗系統是以計算機虛擬現實和數碼仿真技術為核心,生物仿真引擎、處理因素數據庫、虛擬環境界面等多種技術為支撐的虛擬現實系統。在計算機環境中建立的虛擬實驗環境使實驗者可以像在真實的環境中一樣運用各種虛擬實驗器械和設備,對實驗對象進行虛擬操作,完成各種預定的實驗項目,起到學習訓練的作用。該系統由于不受試驗動物、試劑的制約,學生在預習、復習或拓展訓練時采用虛擬實驗比實時實驗有更大的優越性。虛擬仿真實驗教學是教師綜合應用虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫以及網絡通訊等多種技術,通過構建一個逼真可視化的實驗操作環境和實驗對象,使學生在開放、自主、交互的虛擬環境中開展高效、安全且經濟的實驗,達到真實實驗不具備或難以實現的教學效果。虛擬仿真實驗教學具有明顯優勢,并對傳統實驗教學思想、體系、模式、內容、方法以及手段等都產生了顛覆性影響。學生通過對仿真實驗系統的反復多次模擬操作,可以加深對實驗原理及操作步驟的理解,還可節省大量時間進行綜合性、設計性、探究性的實驗,為學生綜合能力、創新精神和創新能力的培養提供保障。
二、虛擬仿真實驗應用于醫學實驗教學的必要性
關鍵詞:基礎醫學實驗課教學;虛擬實驗室;模擬實驗
北京中醫藥大學基礎醫學實驗教學中心屬于國家級實驗教學示范中心也是北京市實驗示范中心和北京高等學校示范性校內創新實踐基地。在該實驗教學示范中心的基礎上正在有計劃地進行虛擬實驗室的建設,構建了虛實結合的實驗教學模式,對開展虛擬仿真實驗教學進行了初步探索。
構建醫學實驗教學虛擬實驗室是科技發展的必然。醫學實驗教學是培養醫學及相關專業學生實踐能力、創新意識、科學思維方法及嚴謹科學態度的重要途徑。中醫專業的學生要成為一個合格的醫生,不僅要掌握中醫基本理論、中醫經典及中醫臨床知識,也要掌握現代醫學知識。教育部關于"十二五"期間實施"高等學校本科教學質量與教學改革工程"的意見中提出"卓越醫生教育培養計劃",對醫學院校的人才培養也提出了更高的要求[1]。
1虛擬實驗技術的引入可提高形態學實驗課程的課時效率
1.1在傳統人體解剖學教學中,教師使用實物標本、教學模具、多媒體課件等幫助學生理解人體的形態結構。虛擬實驗室可通過建立數字虛擬人體平臺,在計算機上建立三維人體模型,能更好地展現人體空間的準確結構和層次關系[3]。學生只需將鼠標移到某一解剖結構上,該結構的詳細說明便會顯示出來。這使學生能夠反復多次觀察人體復雜多樣的組織器官,便于理解和記憶其形態、位置和毗鄰關系。也可進行虛擬解剖操作,通過點擊、選擇即可完成逐層解剖、構建組織與器官等,極大地增加了學生的操作機會,鍛煉了動手能力,同時啟發臨床思維。數字虛擬人體平臺作為尸體解剖的輔助訓練和前期練習,可以提高解剖學實驗教學的時效。
1.2傳統的醫學組織胚胎學與病理??驗教學中,教師借助光學顯微鏡和組織切片,向學生闡述各種正常及病理狀態下的細胞、組織、器官的結構和特點。教學模式存在玻片制作成本高,且易破損或褪色,后期投入資金加大、學生學習局限于專業實驗室內進行,受時間和空間的限制的問題。這些問題必然會影響形態實驗教學的質量。虛擬實驗技術將普通玻璃切片掃描、重構形成數字化切片,以圖像的方式呈現給學生,以模擬顯微鏡觀察切片的全過程[4]。數字化切片具有圖像分辨率及色彩還原度高、不受顯微鏡、場地和時間的限制、操作簡單等特點,可完美解決上述問題。大大提高教師有限實驗課程的課時教學效率。
2虛擬實驗技術的引進可延伸人體機能學實驗課程的時間和空間;提高學生實驗的安全系數;提高實驗教學效果。是實操實驗課程的有益補充
人體機能學實驗課程包括生化、生物、生理、病原微生物實驗課程,在虛擬實驗室中構建虛擬仿真技能學實驗平臺。依托網絡通信技術、數據庫技術、人機交互技術、多媒體技術等,構建一個虛擬的實驗環境和實驗對象,學生可通過鼠標在虛擬的實驗環境對實驗對象進行操作,掌握一些因實驗條件不具備、實驗操作危險性較高、實驗成本過高、實驗消耗過大等原因無法真實進行的實驗[5]。以生理實驗室為例,包含了神經肌肉電生理實驗、心血管系統實驗、呼吸系統實驗、泌尿系統實驗、消化道系統實驗等5個實驗模塊,每個實驗模塊又下設若干個具體的實驗項目。每個實驗項目包括了實驗簡介、實驗原理、實驗模擬、實驗錄像、實驗波形和結果等內容。學生可根據自己的興趣選擇實驗項目進行操作或者預習,實驗操作過程通過鼠標移動來實現,如果出現操作不當或者操作失誤,系統會進行自動提示。學生也可以通過實驗錄像對實驗內容進行提前預習或者在實驗操作后進行回顧。通過這種教學方式,一方面可以節約教學成本,另一方面也可以提高高校對創新型人才的培養能力。
3虛擬實驗技術引入中醫診斷實訓課程和中藥學實訓課程不僅提高了教學效果并延展課堂范圍
中醫診斷實訓課程和中藥學實訓課程是中醫院校的特色,對培養中醫學生成為一名真正優秀的中醫人才起著橋梁的作用。虛擬實驗技術通過計算機生成的一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機系統。它通過視、聽、觸覺等作用于使用者,使之產生身臨其境的交互視景的仿真。通過網絡大數據可以將臨床病例收集整理并通過計算機圖形、圖像處理與模式識別,智能技術、傳感技術、語言處理與音響技術、網絡技術等多門科學,是現代仿真技術的進一步發展和應用。使作者借助必要的設備自然地與虛擬環境中的對象進行交互作用、相互影響,產生身臨其境的感覺和體驗,使人機交互更加自然和諧。以多媒體編程技術和虛擬現實技術為基礎,應用語義識別、TTS發音、動態圖形識別和多種音視頻素材,構建一個仿真的臨床技能培訓和診斷思維環境,采取人機交互方式進行實驗。虛擬診斷技術具有創新性、交互性、智能性、仿真性、開放性和可擴展性等優點,用于訓練和培養醫學生、研究生和青年醫師,有助于增強診斷學實驗教學效果、提高學生的積極性和自主性、培養與學生臨床技能和思維能力。
4虛擬實驗室的局限性
虛擬實驗室雖具有諸多優點,但是也存在某些局限性,所以在實際教學過程中不可以完全取代真實實驗室。虛擬實驗室的局限性體現在以下3方面。
4.1設備參數測試與實物測試有差別,虛擬實驗不能完全代替實物實驗。
4.2虛擬現實技術屬于新興計算機技術的一種,要求教師具有較專業的計算機技能,而醫學專業教師主要側重于教學能力的培養和教學方法的探索,兩者有時不能得到統一。如何實現兩種能力的有機組合,又發揮專業技能優勢,是當前亟需解決的問題。
4.3傳統的實驗教學是在教師的指導下,學生分組進行實驗,在實際操作中發現問題并通過合作解決問題。對于較復雜的自主設計實驗,要求學生能對課本知識融會貫通,提高動手能力和創新能力;要求多位學生團結協作,明確分工。而虛擬實驗室是對現有實驗的三維重現,只包含已經建模并輸出的實驗教學課程,難以模擬具有創新性的自主實驗設計。
5結論
目前基礎醫學實驗教學模式大多仍然遵從傳統的醫學實驗教學模式,在進行實驗教學和管理的同時也暴露出許多問題。一是現有的教學模式都是教師先講解實驗步驟,學生再一步一步做,與其說做實驗不如說體會實驗過程,學生在其中很少能夠得到思考,只是機械地完成課程任務,這樣的教學模式無法培養學生學習的主觀能動性與創造性,也不會激起學生的濃厚興趣,更不會深刻理解教學內容從而學以致用;二是課堂實驗開展的僅僅只是一部分有代表性、易操作、經濟、常用的簡單實驗,對于那些需要昂貴儀器、比較耗時的實驗大多并不開展;三是實驗課的資源(如實驗動物、儀器設備等)緊張,經常多人共做一次實驗,而開展的實驗大都較為簡單,可以自己獨立完成,某些復雜實驗因為資源緊張只做教學示教,沒有鍛煉機會,這些都不利于學生動手能力的提高及對實驗的理解;四是隨著科技的不斷發展,一些高端精密儀器設備也逐步應用于基礎醫學實驗教學當中,但是生均實驗設備擁有量低,而且該類儀器由專人操作,采用示范教學的方法,不利于學生培養;五是部分基礎醫學實驗標本和耗材難于購置(如局部解剖學、斷層解剖學等課程需用的大量尸體,部分稀缺微生物寄生蟲大體標本,蟾蜍、狗等特殊實驗動物等),導致資源的極度緊張;六是某些實驗存在危險性,如分子生物學實驗和免疫學實驗所必須使用的一些試劑有劇毒或神經毒性,醫學微生物學實驗中必須用到許多致病菌(如大腸桿菌、痢疾桿菌、結核分歧桿菌等),一旦學生操作不慎或失誤都會對學生的健康造成威脅。
2基礎醫學虛擬仿真實驗教學中心建設的目標
基礎醫學虛擬仿真實驗教學中心是針對本校的管理需求,采用先進的設計理念和教育技術,整合國內外成熟的虛擬實驗研究成果,與機能學實驗、形態學實驗、人體解剖學實驗、斷層解剖學實驗、局部解剖學實驗、分子生物學實驗及病原生物學實驗相結合,研究開發和部署開放式虛擬仿真實驗教學的管理和共享平臺,提供數字化網上實驗教學環境,在全校范圍內開展應用。在現有的校園網和省級醫學基礎實驗教學示范中心平臺的基礎上,以各個學科的特點建設不同的虛擬仿真實驗模塊,實現以學生為主體、全天候開放的基礎醫學虛擬仿真實驗教學平臺。搭建“真實與虛擬相結合,教學與科研相結合”的現代化實驗教學平臺,創建了“理論授課-虛擬實驗-實驗室教學”融合的醫學基礎類學科實驗教學體系,為醫學教育科研服務。基礎醫學虛擬仿真實驗教學平臺包含機能學虛擬仿真實驗平臺、形態學虛擬仿真實驗平臺、人體解剖學虛擬仿真實驗平臺、分子生物與免疫學虛擬仿真實驗平臺4個虛擬模塊。主要目的在于實現虛實統一、網絡學習與課堂模擬相結合,使現代計算機圖形技術、多媒體技術、傳感器技術、人機交互技術、網絡技術、仿真技術等多種技術融合于基礎醫學實驗當中,為學生提供一個新的學習環境,激發學生的學習興趣與熱情,提高學生實體操作的動手能力,激發學生對科學實驗的興趣,真正實現綠色、安全、經濟的實驗教學。基礎醫學虛擬仿真平臺的建設將為學校大大節約實驗動物、實驗用尸體標本、顯微鏡、切片購置和維護成本,解決珍稀標本如胚胎等和尸體標本的來源。同時使基礎醫學各學科實驗教學內容優化重組,增加觀念創新、實驗技術創新的設計性、綜合性實驗,培養學生的創新意識,增強學生分析問題、解決問題的能力及跨學科綜合運用知識和動手的能力。
3基礎醫學虛擬仿真實驗教學中心建設模式的探索與實踐
3.1優化實驗模式
在基礎醫學實驗教學設計中積極探索各種類型實驗的優勢互補,將動畫模擬、虛擬仿真、錄像和實體實驗優化組合。對于生理、病理及機能學等實驗可使模擬醫學實驗教學系統和原有的多道生理信號處理系統實驗軟件配合,使高仿模擬實驗、實驗指導實現隨意切換。每一個教學實驗包括實驗指導、模擬實驗、動手實驗3大部分。可完成多達幾十個實驗項目,介紹生理科學實驗的儀器常識、常用儀器設備,常用實驗動物種類、品系、實驗操作技術等知識,擁有多部生理學、病理生理學和藥理學操作視頻。高仿實驗有真實實驗場景,實驗儀器、裝置、實驗對象與真實實驗現場情況一致,實驗儀器界面和操作與真實的道生理信號采集處理系統相仿;實驗步驟按實際實驗設計;實驗操作與實驗對象的活動應用實景動畫;實驗數據進行生理指標的定量分析測量,并可導出。可滿足不同學生的需求,增強學生對機能學實驗的興趣,提高學生在真實實驗中的動手能力,能節約部分實驗動物,并且能解決以往在實體實驗時由于操作失誤導致實驗動物的浪費現象。針對系統解剖學、局部解剖學、斷層解剖學、麻醉解剖學課程將虛擬解剖系統與傳統的尸體解剖實驗相結合,可開設幾十個虛擬仿真實驗項目,可查看彩色塑化切片圖像,可根據教學需要鎖定顯示畫面,3D解剖模型與2D切片截面圖像完美結合,帶來無與倫比的視覺感受,可完全滿足臨床醫學、影像學、中醫骨傷科學等特殊專業對解剖學課程的不同要求。使現代醫學解剖教學擺脫了日常教學中對尸體解剖的完全依賴,滿足教學需要,并可緩解教學尸體緊缺的難題。運用3D技術并有機合理地組合文字、圖片、聲音、動畫、視頻等多種媒體,把枯燥乏味的課堂知識形象、生動、活潑地展現出來,讓學生在生物化學與分子生物學實驗中擺脫以往的抽象枯燥且具有一定危險性的實驗環境,讓學生在快樂中輕松地掌握更多分子生物與免疫學實驗的知識,能夠在虛擬仿真的過程中掌握聚合酶鏈反應(PCR)技術,克隆核酸電泳,瓊脂糖凝膠電泳,測序DNA、RNA提取,逆轉錄cDNA,以及蛋白免疫印跡(Westernblotting)等實驗技術相關的實驗項目,可減少分子生物和免疫學實驗過程中有毒、有害物質對學生的傷害;減少分子生物與免疫學實驗過程中對耗材、試劑、抗體等昂貴實驗材料的需求以減少實驗經費,使學生通過虛擬仿真實驗掌握基本技術、操作步驟以及特殊儀器設備使用后能順利完成實體實驗,同時,分子生物學與免疫學虛擬仿真實驗也可作為對本科生、研究生及教師科研基本功的培訓。
3.2流程化的實驗管理
注重操作細節,規范實驗管理,通過虛擬仿真實驗平臺可完成實驗教學的全流程業務功能。通過實驗課程管理、實驗教學設計、實驗教學安排、實驗前預習、實驗過程指導、實驗結果批改、實驗成績分析等,實現對實驗教學過程的全流程跟蹤。各類教學資源建設也進行流程管理。基于網絡的流程化管理有效促進各種類型實驗的統一安排、優化組合,提高實驗教學工作的效率和規范,為開放共享虛擬仿真實驗資源奠定良好基礎。
3.3智能化的教學服務
為了減輕實驗指導教師的工作量,提高實驗教學的質量和效果,在課前預習階段,采用智能組卷技術對學生進行應知應會測試。在實驗過程中,采用人工智能技術,實現虛擬仿真實驗的網上實時智能指導,根據實驗過程中的問題,階段性地對學生進行個性化的有效指導。實驗結束后,對學生的實驗結果和實驗報告進行自動化的輔助批改。整個教學過程中,學生隨時可以通過智能答疑系統答疑,學生可搜索常見問題,與教師實時互動或者向教師發送郵件。實驗管理者和教師可以對實驗過程的數據進行詳實的統計與分析,通過大數據挖掘,發現教學過程中的問題,改進實驗教學。
3.4規范化的資源建設
中醫醫家師承授受,師者言傳身教,因材施教,學者體悟心會,成為古代中醫藥人才培養的主要模式,使中醫中藥在漫漫歷史長河中得以延續、發展。然而,千年傳承,百年困惑,當古文化與新文明發生了對接,當元陰元陽碰撞了0和1代碼,中醫藥學的教育傳承如何從原始的手工作坊體系走向機器化批量生產道路,古代自然哲學式、思辨式的中醫論述如何換裝為強大的現代科學體系,變成用現代科學語言表達的唯象理論,便成為一直以來的核心論題。
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1 現代中醫教育體系及思維模式
目前,中醫教育以學院教育為主,采用基礎教育、專業教育、臨床實習三段式教學模式,以及理性思維為主導的思維導向,以系統性、完整性的學科分科教育為基礎,突出了課堂、教師、教材的中心地位。現代中醫已經實現了從師承教育到學院教育的轉變,重視教育目標和培養模式的共性,注重學生扎實的理論基礎和自主學習的能力,以及辨證論治理論思想的培養,使得現代中醫師的培養走向規模化。
然而,審視規模化教育體制下的教育模式,并不能讓我們高枕無憂,因為,我們所期待的“秀才學醫,如籠抓雞”并沒有出現,取而代之的則是枯燥、抽象,甚至晦澀難懂的尷尬處境,很多想往中醫的初學者,才觸皮毛,便生退卻之心,因為“不協調”,玄妙晦澀的理論論述與人工智能化的機器識別,浩如煙海的古籍與海量數據便捷檢索的自動化體系,古代自然哲學式的思辨方式與現代嚴謹縝密的邏輯推理,加之系統化微觀化高精密儀器化的西醫學導向的醫療體制體系與整體性宏觀性四診合參式的中醫輔助醫療地位,讓很多學子望而卻步,而即使高學歷中醫學子,無論在臨床治療水平與中醫學術造詣上也很少有人能望老中醫項背。2 全腦思維契合中醫教育傳承模式探索2.1 全腦開發的理論基石
1981年美國加州理工學院羅杰·史培利博士提出了左右腦理論,并因此獲得諾貝爾醫學獎。這項理論將大腦分為左半球和右半球,認為左右腦有著不同的智能。左腦操縱語言,偏重概念思維,具有邏輯思維功能;右腦知覺空間關系,欣賞音樂繪畫,偏重直覺思維,具有形象思維功能。哈佛大學心理學博士詹姆斯·懷特研究發現,一般人只用了大腦潛能的10%,甚至更低;而95%的人荒廢了右腦,即僅僅使用一半的大腦,另一半的大腦被閑置起來。如果我們能夠充分地運用左右腦,則會產生意想不到的效果。
全腦學習就是充分調動左右腦多元智能參與學習活動,雙管齊下,平衡發展,最大限度發揮大腦潛能。全腦學習由知識、方法技能的學習和情感態度的學習3個方面構成,讓學習者左右腦互動,音樂、圖像等于大腦互動,學習者與知識互動。
2.2 當前的教育大環境需要全腦教育
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我們國家所實行的應試教育所開發的是左腦,實際上大腦左半腦是輔助的,右半腦是主要的,深層次的思考,深層次的創意,深層次永久性的記憶靠右腦,而我們恰恰忽視了右腦的開發,目前國家所倡導的素質教育,就是要我們開發右腦,多用右腦,多訓練右腦可以事半功倍,甚至可以提高幾百倍。英國哈莫爾曾說過:“右腦的圖像思維能力是驚人的,調動右腦思維的積極性是科學思維的關鍵所在。”就大部分天才來說,他們能夠很有效地使用大腦,取得杰出的成就,原因是他們大多能夠充分協調、合理地使用大腦。愛因斯坦就曾說過:“我思考問題時,不是用語言進行思考,而是用活動的跳躍的形象進行思考。”此外,瓦特看到火爐上的水燒開后壺蓋不停地動,發明了蒸汽機;魯班被草劃破了手,發明了鋸;世界著名畫家達·芬奇從畫雞蛋開始,成為一代巨匠等,均是左右腦協調發展的典范。
2.3 古代中醫教育傳承體系中的全腦式教育
就全腦式教育而言,我國有先天的優勢,因為漢字是象形文字,而運用象形文字本身就是用的右腦。此外,在傳統中醫教育中,我們意外發現全腦式教育竟然無處不在。首先,在古代特定的社會同構體中,傳統的中醫藥學以其特定的思維方式,即形象思維為主導,采用形象思維下的形象比較、倒果求因、類比推理等思維方法,成為當時社會的主導;其次,傳統中醫藥的望、聞、問、切四診合參以及經絡銅人等多感官、多知覺體驗式的醫療、傳承手段,不僅強化了感性認識,而且不自覺地早已運用、挖掘了右腦潛能;第三,古代中醫是古代自然科學與中國傳統文化相結合的產物,具有多學科的特點,因此,歷代名醫多博覽群書、吸納百家,通曉佛、道、儒等學說,這種文理兼通的多元思維模式使得中醫理論在形成之初就成為形象思維與邏輯思維完美結合的經典之作;第四,古代中醫師承教育的最大特點是強調教學的實踐性,重視臨床能力的培養。而將課堂與臨床合二為一,理論學習與臨證實踐融為一體,恰恰又是抽象思維與形象思維、左腦與右腦的有效契合。
2.4 現代互聯網高速經濟時代下的全腦思維新模式
1989年,美國率先推出了全國性的腦科學計劃,把1990-2000年命名為“腦的十年”,并制定了以開發右腦為目的的“零點工程”。之后,國際腦研究組織(IBRO)和許多國家的相應學術組織紛紛響應。歐洲出臺了“歐洲腦的十年”計劃,日本啟動了為期20年的“腦科學時代”計劃和“腦科學與教育”研究項目,全腦教育已經呈現出“全民普及”的態勢。
在現代互聯網高速經濟時代,中醫教育更應抓住這次革命性、全球性腦風暴的機遇,綜合應用數據挖掘、人工智能、虛擬仿真等現代多媒體、數字信息技術,增加內在知覺體驗,平衡開發大腦潛能,將整體思維嵌入機器代碼,將臨床搬進課堂。
2.4.1 音樂冥想
音樂誘導具有集中注意力、提高記憶力、增強想象力、開發智力等多種效應。接受這種有節奏的聲波振蕩,可以使人體各部分本能地、協調一致地按照規定的節奏、旋律、情感進行細微振蕩,促使細胞正常分裂,加強新陳代謝,使人的心跳、血流、肌肉收縮、腸胃蠕動得到最好的、最統一的節奏調整。右腦被稱為“音樂腦”,經常進行音樂誘導,能改變右腦的劣勢地位,轉換腦的能量平衡,從而使腦電波發生變化,達到使右腦活化的目的[1]。因此,基于中醫五行理論開發五行音樂,將成為身體平衡與右腦活化的高效粘合劑。
2.4.2 多感官、多知覺體驗
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迄今為止,許多人沒有意識到自己還有其他5種知覺可以用來想象。時常練習用多種知覺來想象,可以增加圖像的清晰度和鮮明度,從而刺激右腦思維活性。不管你的目的是什么,能運用越多的感官來引起強烈的圖像,成功的機會就越大。能夠運用越多知覺創造一個鮮麗的內在經驗,你的想象就會變得越有意義,收獲也就越多。
2.4.3 虛擬化、智能化體驗式傳承體系
國際著名傳播學家、教育新秩序的倡導者余也魯教授指出:“文字發明前,人類多用右腦;文字普遍使用后,我們多用左腦……現在電視出現,重心又移到右腦,這會引發一些什么變革呢?”這里實際上提出了一個平衡用腦,運用全腦學習的問題。天津普教系統就曾進行過一個頗具影響的教學科研課題,即運用多媒體教學,提供形象教材,引導學生交替使用左右腦,從而使形象思維與抽象思維的交織上升為靈感思維與創造思維,達到平衡用腦目的[2]。
中醫理論的形成并不是從實驗中來的,而是象控制論的黑箱論那樣,通過無數的信息反饋得出的[3],而這種反饋信息就是各種知覺信息構成的形象素材,并結合邏輯思維判斷所形成的階段式螺旋上升式的思維創造。因此,應運用虛擬化、智能化的輔助手段實現多感官、多知覺的信息體驗,建立虛擬課堂、虛擬實驗、虛擬臨床,甚至虛擬“藥物園”、虛擬針灸銅人等仿真交互環境,加強感性認識,增加辨證施治方法、藥物性味歸經以及方劑組成等理論的理解、記憶和運用,以虛擬醫院為實驗室,以虛擬患者或病歷作為實驗課的素材,進行完全虛擬化的臨床科研設計、臨床診療、臨床觀察及臨床總結。
此外,可以利用情感暗示教學調動大腦無意識領域潛能,以培養學生的直覺思維、發散思維,以及對知識接受的自覺性;利用情景聯想、腦力激蕩、靈感捕捉來培養創造思維等等。
這種全新的多感官、多知覺體驗式教學模式,一方面寓教于樂,化抽象為形象,化復雜為簡潔,融知、情、意、趣與一體,以有效調動學生主體性學習熱情,充分體現“教師主導,學生主體”的雙邊作用;另一方面,形象思維與抽象思維反復交替印證的過程,也即思維啟發、靈感創造的過程,虛擬化整體教學實現了課堂教學與臨床教學的實時交互,溫故而知新,繼承后創新,更使因材施教、差異教學成為主體選擇下的水到之渠。在此,主體性、交互性、啟發性、創造性、差異性的教育教學新模式得到綜合體現。
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3 結語
全腦思維,新模式古用,既是新時代傳統教育的活性劑,也可以說是傳統中醫思維的復古。互聯網時代經濟、現代思維節奏決定了中醫教育現代化步伐,抽象思維與形象思維,情景教學與實戰演練,多感官刺激與全腦學習,師承教育與規模化、現代化學院教育的全方位結合,將為中醫的教育傳承事業搭建起一座傳統與現代、現代與未來的教育橋梁。
【參考文獻】
[1] 王世群.全腦學習勢在必行[J].山東教育,2001,14(2):7-8.
關鍵詞:翻轉課堂;高職醫學;實踐教學
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:1672-8882(2015)05-142-01
醫學是維護與促進人類健康的全球性事業,醫學教育與醫學發展緊密相關,醫學教育源于醫學的發展,亦促進了醫學的發展。古人云:“事必有法,然而可成”,教學方法不等同于教師的教授方法,教學方法是教師組織學生進行學習活動的動作體系,是教法和學法兩者的有機結合體,即教師以自己教的動作來指導學生的學習動作。研究當代高職醫學實踐教學方法,不僅是醫學教育發展的需要,而且是培養新型技能型醫學人才的要求,具有一定的現實意義。
翻轉課堂在2007年前后在美國開始出現已經把自身影響力擴展至全美乃至全球。與傳統的高職醫學教學模式不同,在“翻轉課堂式教學模式”下,學生利用課余時間在網上學習實踐課教學視頻,而課堂變成了老師學生之間和學生與學生之間互動的場所,包括答疑解惑、技能知識的運用、操作的指正等,從而達到更好的教學效果。傳統的高職醫學實踐教學模式和翻轉教學模式各要素的對比的主要情況見表:
通過上表可以看出,“翻轉課堂” 翻轉的是什么? 它翻轉的是一種手段, 增加學生和教師之間的互動和個性化的接觸時間; 是讓學生對自己學習負責, 教師是學生身邊的 “教練”, 不是講臺上的 “圣人”; 是混合了直接講解與建構主義學習; 是一種學習理念的翻轉, 以學生為中心, 因材施教, 學生是主動的自主學習, 教師是有針對性的個別指導[1]。 由此看來 “翻轉課堂” 并不是胡亂、 隨意翻轉的, 它符合高職教育理念,高職教育改革的理念就是以培養學生技能主體, 改變教師角色,引導學生掌握實踐技能。那么如何以翻轉課堂教學模式構建高職醫學實踐教學體系?構建高職醫學實踐教學翻轉課堂模式的構建有兩個步驟:
一、學生課前在醫學實踐教學虛擬仿真平臺學習。首先,建立與翻轉課堂教學模式相適應的醫學教學資源,滿足高職醫學技能型人才的培養要求,建立醫學實踐教學虛擬仿真平臺最終需要表現的內容。其次,收集和創建視頻,應考慮不同教師和班級的差異。再次,在制作過程中應考慮學生的想法,以適應不同學生的學習方法和習慣。創建醫學實踐教學虛擬仿真平臺基本思路是:在信息技術、傳播技術和網絡發展綜合影響國際教育的大背景下,以開放性在線課程為平臺;以校企合作為基礎;以醫學疾病為導向;以人體的系統為中心,對醫學實踐課程進行全面的綜合改革。高職醫學實踐教學虛擬仿真平臺學習流程:學習實訓目的--實訓原理--實訓視頻--虛擬實踐操作--視頻回顧。總之,醫學實踐教學虛擬仿真平臺的建立,可以提高實踐教學效果,實現在“翻轉課堂式教學模式”下,以模擬訓練的方式讓學生在課前學習,是提高學生實訓教學質量的有效手段,完全符合高職醫學教育培養高素質技能型人才的需求[2]。
二、實踐教師組織實踐教學活動。實踐教學內容在課外通過視頻傳遞給學生后,課堂內更需要高質量的學習活動,讓學生有機會在職業情景環境中應用所學內容。這包括教師指導學生明確學習目標,創建職業情景內容,獨立解決問題,開展探究式活動,實施基于項目的學習等。
(一)明確學習內容和目標。在實踐教師組織實踐活動前一定要幫助學生明確學習的內容和目標,要告訴學生這次實踐課要達到什么樣的目標,滿足什么樣的要求,有什么樣的學習內容;不能像傳統實踐課那樣,直接演示然后學生模仿,要告訴學生我們要學什么、學到什么結果。
(二)創建職業情景內容。實踐教師要在教學中創建職業情景內容,把具體的實踐操作引入活生生的職業情景中去,激發學生的學習興趣和積極性。如內科實訓中的測量血壓,可以模擬醫院中醫師給病人測量血壓的情景,在這個過程中學生不僅可以學習如何測量血壓,還要求學生如何正確和病人溝通;以及病人不配合怎么辦?有操作失誤怎么辦?這首實踐教師可以加以正確引導,很容易讓學生有深刻記憶。如學生在測完血壓后直接告訴病人,你收縮壓和舒張壓是多少,這時就可以引導學生用通俗的高壓及低壓與病人交流,用專業術語容易造成溝通障礙。
(三)開展探究式小組協作實踐活動。在課堂教學中,可通過學生的探究式小組協作和教師的幫助完成知識到技能的轉化,以形成對傳統課堂教學方式的翻轉。可采取的措施為: 通過創建職業情景內容,導入新課; 讓學生進行探究式小組協作實踐活動,對實踐活動中出現的問題小組成員間進行探討解決;然后讓學生進行再練習,熟練操作,這時實踐教師對各組錯誤實踐動作進行糾正;最后進行課堂小結,查漏補缺。翻轉課堂教學模式的應用,可引起高職醫學實踐教學方式、教學理念和教學設計的變革,從不同方面提升教學質量和教學水平,有效促進學生職業技能水平的提升[3]。
雖然,目前高職醫學實踐教學“翻轉課堂”模式, 由于數字技術 (移動終端、 平臺服務), 實踐教師教師觀念和數字技術應用水平,實踐教師和學生的思想意識還不到位等現實因素,還不能全面鋪開;但是,《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)》指出,教育信息化的發展要以教育理念創新為先導,以優質教育資源和信息化學習環境建設為基礎,以學習方式和教育模式創新為核心。在國家教育信息化發展過程中,高職醫學實踐教學翻轉課堂教學模式必將對我國的教學改革產生一定的影響。
參考文獻:
[1] 張金磊等.翻轉課堂教學模式研究[J]. 遠程教育雜志,2012(04).