趙彬　劉國芳　周闖　劉慶新

[摘? ? ? ? ? ?要]? 結(jié)合學(xué)科特點，闡述寵物外科手術(shù)實訓(xùn)課程教學(xué)中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)的意義，同時論述虛擬仿真教學(xué)的現(xiàn)狀，進而分析寵物外科手術(shù)虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)平臺建設(shè)的必要性，又詳細介紹了虛擬仿真在寵物外科手術(shù)實訓(xùn)課程中的應(yīng)用，最后對這一技術(shù)在寵物外科手術(shù)實訓(xùn)課程中的應(yīng)用進行總結(jié)，希望為同類課程虛擬教學(xué)資源的建設(shè)和運用提供一些參考。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 虛擬仿真;寵物外科手術(shù);實訓(xùn)教學(xué)

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）36-0070-02

虛擬仿真技術(shù)包括多媒體、網(wǎng)絡(luò)通信、虛擬現(xiàn)實、數(shù)據(jù)庫和人機交互等技術(shù)，虛擬仿真教學(xué)是指在教育領(lǐng)域中運用虛擬仿真技術(shù)，在仿真虛擬中進行實訓(xùn)，完成虛擬實訓(xùn)對象、實訓(xùn)環(huán)境仿真的構(gòu)建。傳統(tǒng)教學(xué)受到設(shè)備、場地等因素的限制，降低了實訓(xùn)教學(xué)效果，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使現(xiàn)階段學(xué)生創(chuàng)新能力及創(chuàng)新意識的培養(yǎng)受到一定的制約。為貫徹落實《關(guān)于開展國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》（教高司函〔2013〕94號），2013年8月開始分批開始建設(shè)虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)中心，用于補充傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，并輔助完成人才培養(yǎng)方案和實踐教學(xué)要求，承擔(dān)起培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重任。

一、寵物外科手術(shù)課程中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)的意義

寵物外科手術(shù)課程的設(shè)置更多的是致力于培養(yǎng)寵物臨床技能型人才，就業(yè)方向主要有寵物醫(yī)院、寵物診所等。這類人才的工作崗位為寵物外科醫(yī)生?？梢?，這一專業(yè)的學(xué)生就業(yè)要求較高，學(xué)生專業(yè)技能的掌握程度要很高。

高職寵物相關(guān)專業(yè)將寵物外科手術(shù)設(shè)置為一門核心專業(yè)課程，同時，也是具有高度實訓(xùn)性、專業(yè)技術(shù)性的課程。實訓(xùn)教學(xué)在本課程的應(yīng)用主要培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力和專業(yè)興趣，使學(xué)生能夠掌握寵物外科手術(shù)的基本操作技術(shù);具備獨立開展崗位工作、解決實際問題的能力，為進行科學(xué)研究打好必要的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的實訓(xùn)教學(xué)受環(huán)境、條件及動物福利等因素的影響，仍是教師課堂講授結(jié)合常規(guī)教學(xué)手段（PPT、視頻等）。教學(xué)方法改變不大、比較單一的課堂教學(xué)設(shè)計，課上主要為學(xué)生被動聽課，課堂缺少主動性及互動性，使寵物外科實訓(xùn)課堂教學(xué)難以改變，導(dǎo)致本課程隨著實訓(xùn)的進行，學(xué)生課堂參與度和主動學(xué)習(xí)興趣都出現(xiàn)了一定程度降低，學(xué)生的創(chuàng)造創(chuàng)新性、課堂參與度、個人主動性都受到抑制，影響了學(xué)生在本課程的技能學(xué)習(xí)及掌握、課上課下的融會貫通，使事件中動手操作得不到有效提升。

寵物外科手術(shù)課程當中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)教學(xué)手段，把學(xué)生帶入實踐的具體情境當中，可以真實地體會到操作的感覺。虛擬仿真教學(xué)與其他教學(xué)方式的結(jié)合不僅提升了教學(xué)效果，同時也降低了成本，讓學(xué)生更好地理解寵物外科手術(shù)實訓(xùn)課程及其具體應(yīng)用，使學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的探索精神和興趣得到有效培養(yǎng)。

二、虛擬仿真教學(xué)現(xiàn)狀

目前，我國在人醫(yī)外科課程中已經(jīng)較為廣泛地運用了虛擬仿真教學(xué)，寵物外科相關(guān)虛擬仿真軟件的開發(fā)也開始取得了一定進展，但是相比于發(fā)達國家還存在一定的差距。國內(nèi)外的虛擬仿真技術(shù)研究成果都十分顯著，一些教學(xué)儀器、軟件的開發(fā)和利用程度都很高。在教學(xué)課程與軟件開發(fā)的進程中，教師應(yīng)充分引進、學(xué)習(xí)、借鑒國外的先進技術(shù)，積極地將虛擬仿真教學(xué)與課程開發(fā)相結(jié)合，優(yōu)化課程內(nèi)容和教學(xué)方法。虛擬仿真教學(xué)模式是未來教學(xué)發(fā)展的重要模式，所有高職高專教師都應(yīng)該加強對虛擬仿真技術(shù)的開發(fā)、探索和實踐，使虛擬仿真技術(shù)能夠推動教學(xué)的發(fā)展。

三、虛擬仿真實訓(xùn)在寵物外科手術(shù)實訓(xùn)課程建設(shè)中的必要性

目前從事寵物臨床工作人員都應(yīng)具備基本寵物外科基本操作技能。近年來，隨著學(xué)習(xí)寵物相關(guān)專業(yè)的學(xué)生增多，實驗動物或動物尸體、臟器等資源比較稀缺，可替代的寵物手術(shù)模型并沒有，在寵物外科手術(shù)實訓(xùn)課堂教學(xué)中，學(xué)生缺少能夠用于實訓(xùn)的外科教學(xué)用品，同時，能夠用于實訓(xùn)教學(xué)用品，如動物內(nèi)臟器官等，國內(nèi)沒有相對應(yīng)的教具。另外，服務(wù)于寵物外科手術(shù)的實訓(xùn)實驗動物或動物臟器、尸體等難于保存（受到環(huán)境、環(huán)保、疫病防控和場地等因素限制），且重復(fù)使用性差，不能保證學(xué)生的課堂實訓(xùn)需求。為了解決寵物外科手術(shù)實訓(xùn)課程建設(shè)，我們需要加快虛擬仿真實訓(xùn)建設(shè)。

為了解決傳統(tǒng)寵物外科手術(shù)實訓(xùn)課堂中長期使用實驗動物或動物臟器、尸體等，我們開始運用虛擬仿真實訓(xùn)平臺來代替?zhèn)鹘y(tǒng)實訓(xùn)課堂的教學(xué)方式，動物外科手術(shù)虛擬仿真實訓(xùn)平臺通過空間視覺及三維搭建的寵物犬、貓機體的解剖結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)全面立體、瞬時互動操作實訓(xùn);通過寵物外科虛擬仿真實訓(xùn)平臺的運用，大大減少了實訓(xùn)課堂上動物的使用，而其可以重復(fù)使用，使實訓(xùn)課堂教學(xué)成本降低;也開發(fā)了相應(yīng)的手機、電腦版本，這為學(xué)生的課下學(xué)習(xí)提供了便利。現(xiàn)階段，學(xué)生對軟件、虛擬的興趣更加濃厚，而虛擬仿真平臺充分利用虛擬場景和互動操作更具趣味和新穎性，增加了學(xué)生寵物外科實訓(xùn)課堂學(xué)習(xí)的參與度;虛擬仿真可以變成設(shè)計，完成對手術(shù)過程、手術(shù)操作等技能實訓(xùn)的任意組合，最大限度地滿足教學(xué)需要。

四、寵物外科手術(shù)實訓(xùn)課程中虛擬仿真的應(yīng)用

（一）設(shè)計實訓(xùn)課堂

寵物外科手術(shù)教師基于手機APP、網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺、虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)等載體開發(fā)運用了VR交互系統(tǒng)、3D仿真動畫、微課、寵物教學(xué)資源庫等信息化資源，實現(xiàn)了線上線下相結(jié)合，把案例作為引導(dǎo)，把任務(wù)作為驅(qū)動，崗位角色扮演，學(xué)生全程參與寵物外科手術(shù)實訓(xùn)教學(xué)。我院對寵物外科手術(shù)實訓(xùn)項目進行了詳細設(shè)計。

“動物外科手術(shù)虛擬實訓(xùn)平臺”是我院于2016年與南京萊伊特電子科技公司聯(lián)合開發(fā)并引進的寵物外科手術(shù)實訓(xùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過寵物手術(shù)虛擬仿真實景的搭建和互動操作解決了外科課程中的實訓(xùn)練習(xí);同時該系統(tǒng)具備對虛擬模型的任意顯示、分離、剪切、縫合等，也可以多角度、多方位拖動和旋轉(zhuǎn)，能夠達到實現(xiàn)實時互動等操作效果，各操作步驟都有說明解釋和提示功能，并提供評價系統(tǒng)，可供寵物外科手術(shù)實訓(xùn)教學(xué)使用。

（二）實訓(xùn)課堂教學(xué)過程

利用課程平臺完成課前預(yù)習(xí);課上先播放相關(guān)病例視頻，并通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與寵物臨床專家進行連線，提出問題，引出實訓(xùn)內(nèi)容;運用相關(guān)動畫，解決上述問題。實訓(xùn)通過單人分組進行，利用動物外科手術(shù)虛擬實訓(xùn)平臺，完成實訓(xùn)操作。

寵物外科手術(shù)虛擬仿真操作包括動物術(shù)部消毒和主手術(shù)兩個項目。在術(shù)部消毒項目中要讓學(xué)生正確完成動物術(shù)部術(shù)前準備工作，學(xué)生通過此仿真項目的訓(xùn)練，將掌握動物術(shù)部消毒過程，將動物首位除毛、術(shù)部消毒等完整的實訓(xùn)內(nèi)容作為操作和考核要點。該項目的訓(xùn)練簡單，易于完成，為后續(xù)項目訓(xùn)練奠定了基礎(chǔ)。主手術(shù)仿真實訓(xùn)項目安排在術(shù)部消毒仿真實訓(xùn)項目之后進行，該項目由不同手術(shù)構(gòu)成，目前開發(fā)設(shè)計完成的主要有虛擬仿真胃切開、雄性動物去勢術(shù)、雌性動物絕育術(shù)、腸管端端吻合術(shù)和拔牙術(shù)5項寵物臨床常見手術(shù)，不同手術(shù)的主手術(shù)過程不一致，實訓(xùn)教學(xué)安排在不同課時中進行。在該項目中，學(xué)生需完成虛擬仿真手術(shù)操作過程，涵蓋組織分離、止血和閉合等操作。

通過上述兩個實訓(xùn)項目所體現(xiàn)的不同手術(shù)方法及實訓(xùn)操作知識點、技能點的不同側(cè)重方向，實現(xiàn)了寵物外科手術(shù)由難到易的過程。同時，選取課程當中符合寵物臨床工作需要的實訓(xùn)內(nèi)容，滿足于實踐對接需要。為了減少學(xué)生對寵物外科手術(shù)實訓(xùn)操作學(xué)習(xí)的忽略，更多依賴于虛擬仿真實訓(xùn)操作，應(yīng)堅持在實訓(xùn)結(jié)束后進行實驗動物或動物尸體、臟器等考試，以考促學(xué)。

（三）實訓(xùn)效果、條件

為完成寵物外科手術(shù)虛擬仿真實訓(xùn)平臺的搭建，從而順利進行寵物外科手術(shù)虛擬實訓(xùn)課程，首先需要建立相應(yīng)動物虛擬仿真實訓(xùn)中心，保證每個參與實訓(xùn)的學(xué)生都能有一個獨立完整的工位，并配備相對應(yīng)的VR設(shè)備。通過3年的寵物外科虛擬仿真實訓(xùn)平臺的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的實訓(xùn)教學(xué)方案，在我校寵保專業(yè)的寵物外科實訓(xùn)教學(xué)中收到了很好的效果，并且顯著提升了教師的教學(xué)水平，增加了學(xué)生實訓(xùn)課堂的參與度，改善了寵物外科實訓(xùn)教學(xué)的條件和環(huán)境。

實踐表明，運用VR技術(shù)，學(xué)生可以置身于虛擬仿真手術(shù)場景中，體驗手術(shù)流程，掌握手術(shù)方法;通過模擬實操環(huán)節(jié)，掌握手術(shù)關(guān)鍵技術(shù)，具備一定寵物外科手術(shù)的實踐動手能力。而且能夠解決學(xué)生的操作錯誤，結(jié)果直接明了，也可以利用平臺對寵物外科手術(shù)中某一關(guān)鍵過程進行反復(fù)操作，提高了學(xué)習(xí)效率、降低寵物外科實訓(xùn)教學(xué)成本，改善了教學(xué)環(huán)境，解決了寵物外科實訓(xùn)教學(xué)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的問題。

五、結(jié)語

近年來，我國為支持高校虛擬仿真實訓(xùn)平臺的搭建，完善實訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，投入了大量的資金和科技研發(fā)人員，也鼓勵相關(guān)專業(yè)教師參與虛擬仿真實訓(xùn)建設(shè)，在全國已建立了約200個虛擬仿真實訓(xùn)中心，順應(yīng)國家對虛擬仿真實訓(xùn)平臺云的趨勢，利用寵物外科手術(shù)虛擬仿真實訓(xùn)平臺作為高職寵保相關(guān)專業(yè)核心課程寵物外科手術(shù)實訓(xùn)課堂的輔助教學(xué)手段，積極打造符合現(xiàn)代寵物臨床需求的寵物外科人才，平臺的實踐和建設(shè)原則本著“共享資源、實而不虛、虛實相結(jié)”的理念。為了滿足寵物外科手術(shù)虛擬仿真實訓(xùn)平臺的搭建，需進一步進行資源整合，提高資源使用效率;減少虛擬仿真教學(xué)實訓(xùn)中心的建設(shè)，盡可能實現(xiàn)不同專業(yè)、不同平臺在同一中心的搭建。同時，為維護和更新虛擬仿真實訓(xùn)中心，需引進更多專職技術(shù)人才。

最終使寵物外科手術(shù)實訓(xùn)課堂教學(xué)成為一種特殊的寵物臨床實戰(zhàn)和寵物臨床實訓(xùn)，著力打造出“多資源、多方式、多途徑的實訓(xùn)教學(xué)資源”，展示寵物外科實訓(xùn)教學(xué)的新面貌，讓學(xué)生在互動、實作、游戲的學(xué)習(xí)方式中獲取知識，用于服務(wù)寵物外科教師實訓(xùn)課堂教學(xué)，增強創(chuàng)新能力、實踐動手能力，教育觀念的不斷更新使教師的藝術(shù)涵養(yǎng)和教學(xué)水平得到更大提升。通過虛擬仿真實訓(xùn)平臺在寵物外科實訓(xùn)課程中的應(yīng)用，構(gòu)建能夠呈現(xiàn)多方位、多資源、多共享、多形式的現(xiàn)代信息化教學(xué)新模式。

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◎編輯 趙瑞峰