医学机能学教学虚拟实验的设计

医学机能学教学虚拟实验的设计医学机能学教学虚拟实验的设计 —168—第41卷第2期温州医学院学报医学机能学教学虚拟实验的设计谢忠好陈醒言范小芳龚永生胡良冈温州医学院浙江温州信息与工程学院基础医学院关键词医学虚拟实验机能学实验教学中图分类号文献标识码文章编号机能学的实验教学是医学教育的重要组成部分。传统的实验教学占用并消耗大量的实验动物、器材、教学场地和师资力量。随着学校设置专业的增加及招生人数的增多机能实验学教学改革成为医学教育改革的热点问题。由于传统的医学实验所需物品比较复杂有的实验最多要准备三十多种物品缺少哪一种都...

医学机能学教学虚拟实验的设计 —168—第41卷第2期温州医学院学报医学机能学教学虚拟实验的设计谢忠好陈醒言范小芳龚永生胡良冈温州医学院浙江温州信息与工程学院基础医学院关键词医学虚拟实验机能学实验教学中图分类号文献标识码文章编号机能学的实验教学是医学教育的重要组成部分。传统的实验教学占用并消耗大量的实验动物、器材、教学场地和师资力量。随着学校设置专业的增加及招生人数的增多机能实验学教学改革成为医学教育改革的热点问题。由于传统的医学实验所需物品比较复杂有的实验最多要准备三十多种物品缺少哪一种都会直接影响实验效果部分实验要求操作者具备较高的技术操作水平稍有不慎容易导致实验的失败。由此我们提出了用虚拟实验的方式让学生通过简单的操作设置去验证书本上的理论免去了传统实验一些不必要的环节让学生有充分的时间独立思考与分析激发学生的学习主动性与积极性。虚拟实验设计以蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本的制备和电刺激对骨骼肌收缩的影响实验为例虚拟实验主要采用了和技术将实验内容与虚拟技术结合到一起并且可以很容易扩展为网络实验平台。整个平台力求重点突出层次分明并着重培养学生运用知识的能力。虚拟实验的组成部分与传统的实验指导书一样虚拟实验平台也设置相关的栏目便于学生及时的查阅。相比较传统的指导书虚拟平台可以提供更为丰富的材料来帮助学生去加深对整个实验原理的理解。虚拟实验的具体组成参见图。软件的设计虚拟实验以为开发平台采用技术来实现页面的动态效果并引收稿日期基金项目温州医学院教学改革基金资助项目。作者简介谢忠好男浙江温州人助理实验师。通讯作者胡良冈高级实验师。??技术与方法??入了微软的组件中的角色为实验的不同章节做语音讲解。软件界面如图所示。实验准备和实验目的部分主要以文本和图表的形式对机能实验知识和实验原理作较为详实的阐述。实验方法和注意事项主要以彩图的形式对实验动物和实验器材逐条进行解释对容易出现错误的步骤进行详细说明并辅以实验室老师的实验演示视频。每个栏目的内容基本上与实验指导书保持一致同时加入许多多媒体元素帮助学生更好地理解整个实验的原理掌握实验的方法。模拟实验是该平台的重点部分它采用的开发环境通过脚本模拟肌肉在不同电刺激下肌肉张力的变化曲线。第41卷第2期2011年3月温州医学院学报Journal of Wenzhou Medical CollegeVol.41 No.2Mar.2011—169—第41卷第2期虚拟实验的开发在电刺激对骨骼肌的影响实验当中主要模拟的是在不同电流强度的刺激下肌肉收缩效果。虚拟实验使用了电刺激骨骼肌产生收缩肌力的数学模型模拟了不同电刺激下对肌肉收缩的影响。强大的动画与向量画效果弥补了一般动画与指令的不足再辅以便可以实现一流的人机交互功能。由此我们选择了作为开发环境再运用高级技术对上述模型进行应用。整个软件的实现效果见图。肌肉的张力曲线绘制代码如下显示张力曲线结束定时器设置刺激电压设置当前模式根据刺激的数学模型生成张力的数据定时器动态显示点击单刺激按钮启动仿真肌肉会出现一个电击的抖动效果虚拟实验平台根据当前设置好的肌肉长度和电压值在示波器上面模拟出力学曲线并将相关的数据显示出来。在单刺激下刺激间隔时间大于肌肉收缩时程示波器上将出现肌肉的单收缩张力曲线。在多刺激下肌肉力量将会出现一个连续周期性的波形效果而根据频率的不同将出现肌肉不完全强直收缩和完全强直收缩的张力曲线。在整个实验过程当中学生通过阅读前面的相关资料在具备了一定的实验背景知识后即可开始实验摆脱了对实验室设备和相关材料的依赖。结语通过虚拟实验平台上的练习学生能够掌握机能学实验的方法、原理和结果达到取得实际实验操作容易失败而难以实现的效果培养动手能力学习实验技能深化基础知识的目的同时增强了学生对机能实验的兴趣。与传统的医学实验相比虚拟实验可以节省实验设备检查维护和准备时间减少对实验室设备的依赖提高实验效率让学生有更多的时间花在实验的验证与探索上面。虚拟实验不受环境温度、动物状态和人为等因素的影响给教学带来了新的生机与活力。但由于仿真和实践或多或少存在偏离目前这种的模拟形式从交互上只能实现实验参数上的调整在对模拟动手操作能力显得不足所以今后还可以考虑使用等开发包制作更为逼真的模型。学生可以在上面虚拟的组装试验台制作标本做相关实验操作通过高度仿真实际操作来提高对实验的熟练程度和实验的成功率。参考文献1李燕平对当前医学实验教学的几点思考临床和实验医学杂志-2龚永生陈醒言医学机能学实验教程北京人民卫生出版社 -3尚禹白净电刺激骨骼肌产生收缩肌力的数学模型国际生物医学工程杂志-4黎良利用动作脚本制作函数演示课件中国教育技术装备-5严颂庄虚拟仪器和仿真实验现代实验教学的新成员湘潭师范学院学王莎莉田庆宜生理学教学实验模拟课件的开发实验室研究与探报自然科学版 -6 索-本文编辑吴健敏谢忠好等医学机能学教学虚拟实验的设计

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