醫學仿真技術范文10篇

[摘要]虛擬仿真技術正在成為現代教育的重要組成部分。虛擬仿真因其直觀、可操作、不受時空限制、安全性等優勢,被視為口腔醫學教育的一種先進輔助手段。該技術可在臨床前教育中提高口腔醫學生的精細運動技能、手眼協調能力,使他們能夠在安全的環境中完善理論知識與技能操作。目前已有大量研究探索了虛擬仿真技術在口腔醫學教育中的應用,進行了有效性分析。本文主要綜述虛擬仿真技術目前在口腔醫學各個學科教育中應用的研究進展,分析目前研究存在的不足,給口腔醫學教育改革提供有益參考。

[關鍵詞]虛擬仿真;口腔醫學;教育

虛擬仿真(virtualreality,VR),也稱虛擬現實,是指利用計算機將虛擬組件融入現實生活,或通過創建令使用者沉浸其中的虛擬場景,進而提供視、聽、觸等感官刺激,并以此實現仿真的人機交互[1]。在教育領域,虛擬仿真技術的影響力日益擴大,在醫療培訓、航空飛行模擬培訓、駕駛模擬培訓以及醫療緊急情況培訓等領域卓有成效[2]。在醫療衛生領域,虛擬仿真技術越來越多用于臨床前培訓、技能評估與手術輔助。但目前,國內口腔醫學教育仍以傳統模型與頭模系統為主,這種傳統模式對于學生理論知識與技能操作掌握的幫助有很多不足。虛擬仿真技術能夠克服傳統教學模式的各種局限,提供模擬現實的學習體驗,目前,越來越多的教育工作者開始探索將虛擬仿真技術應用于口腔醫學教育,國內高校開始建立虛擬仿真實驗教學中心,以便更好地提升教學質量與效率[3]。

1虛擬仿真應用于口腔醫學教育的優勢

目前國內外高校在口腔教育領域廣泛使用頭模系統,這種傳統的教學方法因其抽象性和時空局限性,不利于學生理解理論知識、培養臨床實踐技能和臨床思維。虛擬仿真技術因其技術特性,一定程度上克服了這些不足。首先,虛擬仿真系統通過計算機創建的虛擬實境,可以再現傳統教學模式中難以向學生展現的復雜抽象解剖結構與疾病發展過程。其次,虛擬仿真技術可操作性較強,一個完整的虛擬仿真系統除具備模型、手機和馬達等硬件設施,還在軟件層面實現了對系統中各種儀器的統籌協作,能夠進行準確的實時跟蹤反饋。目前,虛擬仿真可以提供多種操作課程供學生學習,包括齲損去除、牙體預備、阻滯麻醉等[1,4,5]。第三,虛擬仿真系統避免了學生操作技能不熟練時臨床實習的不安全性。Ziv等[6]證明在傳統口腔醫學教育項目中適當使用虛擬仿真可以更好地提升學生的臨床操作技能,同時避免傷害患者,減少了臨床實習不必要的醫患矛盾,有利于學生自信心的建立[7]。第四,虛擬仿真技術擺脫了傳統教學模式對于教師的依賴性,打破了時空局限,對于培養學生的學習積極性、自主性有著重要意義。Iwanaga等[8]分享在三維虛擬空間中遠程在線講授外科手術及相關解剖學的經驗,并將其與傳統的教學方法(即面對面課堂和在線課堂)進行比較,在新冠疫情可能長期存在的背景下,為遠程教學提供了創新性的解決方案。

2虛擬仿真在口腔醫學教育中的應用

虛擬仿真技術就是采用以計算機技術為核心的現代高科技（包括計算機圖形學、多媒體技術、人工智能、人機接口技術、傳感器技術以及高度并行的實時計算機技術，同時它還包括人的行為學研究等多項關鍵技術）生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環境，通過對視覺，聽覺的模擬再現來使人產生處于實景當中的感覺。計算機日益強大的處理能力使得在線醫學教育、病人數據庫、手術仿真、遠程會診、醫療專家系統等成為現實。隨著虛擬仿真技術的快速發展，其在醫學方面被越來越廣泛地應用，如虛擬內窺鏡、虛擬手術、虛擬靜脈注射、虛擬康復訓練以及各種用于醫學實踐教學的模擬虛仿真訓練系統，利用這些計算機虛擬仿真技術進行醫學臨床教學、新生培訓、技能測試、技術學習、手術計劃等諸多方面的醫學輔助教學，可以使學生全身心投入到虛擬環境中，與環境中各種對象相互融合，更加深入地學習所學課程。學生還可以通過使用具有交互性的模擬醫療設備實現虛擬仿真環境的操作，從而進行實踐練習。目前，應用虛擬仿真技術的醫學教育領域有很多，下面這要從基礎醫學、臨床醫學和遠程醫學教育幾個方面闡述。

1虛擬仿真技術在基礎醫學教育中的應用

基礎醫學教育中的教學方式一般分為理論授課和實驗操作兩部分。其中理論教學的方式是課堂講授加傳統醫學插圖，學生大多感覺學習過程枯燥、不好理解、不好記憶。而利用虛擬仿真技術可以在虛擬的環境下，將人體各器官的解剖、生理學、病理學的數學模型存在數據庫中，利用計算機顯示屏上有意識地顯示某些細節，學生可以將病人的各種病變部位分開或合在一起觀察病變情況，同時可以利用此技術培養學生的人體解剖理論的認知能力。舉例來說，目前解剖教學上應用的虛擬仿真人體解剖圖的數字化的解剖圖譜，利用這一圖譜，學習者在虛擬的環境中可以自由地選擇、觀察、移動虛擬對象，并且虛擬的組織器官還能及時給予學習者感官上的反饋，這樣就更容易理解和掌握解剖結構。比較典型的應用實例就是利用“虛擬人”數字化數據集進行三維重建，即“人體數字化解剖學”研究，創立虛擬仿真解剖學，同時提供CT、MRI及PET等方面的斷層圖像，進行一系列醫學臨床、教學及研究的虛擬模擬。具體步驟就是利用一臺人體虛擬解剖電腦，教師可以講授人體各部分結構的解剖知識，學生也可以在虛擬的組織和器官間的模擬操作感受觸覺反饋，使學生更快地掌握手術要領和技術。學生在課堂上能以三維的形式看到人體數千個解剖結構的形狀、位置及器官間的相互空間關系等，學習興趣和效果顯著提高。

2虛擬仿真技術在臨床醫學教育中的應用

在臨床醫學教育中，臨床實踐是重要的教學方式，臨床實踐是對醫學學生動手能力培養的重要環節，加強實踐技能訓練已成為醫學教育改革的重點。虛擬仿真技術引入醫學臨床實踐教學是非常行之有效的教學方式。虛擬仿真技術在臨床醫學教育中最顯著的應用是虛擬手術教學，即通過虛擬臨床手術技術讓學生在手術之前學習新的手術方法和流程，練習所制定的手術計劃，在虛擬仿真手術之后，也能讓學生溫習或重復全部手術過程，并且能夠對學生的臨床技能進行一個客觀的評定。現今醫學院校的學生和教師都不能只是局限于書本的知識，必須不斷地學習和提高自己的臨床技能，而在實踐中常會遇到教育資源有限的問題，解決這一問題行之有效的手段就是利用虛擬仿真技術模擬復制手術場景，讓學生不斷在虛擬現實場景中進行實踐訓練。這種應用虛擬仿真技術的臨床實踐教育方式不僅可以讓教師在教學中演示不同策略的手術流程，教授學生應對各種突發情況、避免手術失誤、降低手術風險、減少病人損傷、提高手術成功率，而且同時還節約了教育資源，具有零風險、可反復操作等優勢，學生可利用它完成手術的各個操作步驟，并對操作的過程和結果進行分析和總結，達到更多地積累臨床實踐技巧和經驗的目的。虛擬仿真技術應用于醫學臨床實踐教學能使學生有更多接觸臨床的經驗，可以提高學生臨床技能操作的能力、臨床綜合診斷思維能力，還可以激發學生的學習熱情和潛力，使他們能夠運用課堂上所學的臨床理論知識較快地掌握臨床診療實踐規律，還有利于學生職業道德和行為規范的養成。

3虛擬仿真技術在遠程醫學教育中的應用

摘要：計算機仿真是最近新興的一項先進技術，其在工業、農業、教育等多個領域中均以得到廣泛運用，而對于高校醫學教學來說，積極采用該項技術也能獲得事半功倍的成效。本文首先簡要闡述了計算機仿真技術的含義和發展方向，然后結合實際，探討了高校醫學教學和計算機仿真的結合途徑，希望能以此為相關教育工作者提供參考。

關鍵詞：

高校；醫學教學；計算機仿真通過對計算機仿真及模擬技術的靈活應用，能夠打造出一個與現實非常相似的三維感覺空間，學生置身于其中可以開展有效的實踐操作，在節約成本的同時還可獲得理想教學效果。

一、計算機仿真技術的含義和發展方向

（一）計算機仿真技術的含義與實現。該項技術主要是把多種學科及理論當作根本，采用計算機與相關軟件展開虛擬試驗，從而達到分析問題與解決問題的目標，屬于綜合性的技術。在具體的仿真過程中，所運用的計算機類型有所差異，據此可將其分為模擬機仿真、模擬—數字混合機仿真以及數字機仿真這三大階段，這也是計算機仿真發展至如今所經歷的三個時期。現階段，該技術已在交通運輸、經濟管理、工程建設、機械制造、軍事模擬、航空航天、醫療衛生、船舶工程等多個領域中獲得了極為普遍的運用。針對所研究的目標，計算機通常無法進行直接認知與處理，此時就需要構建合理的數學模型，既要體現出被研究目標的實質，同時又要確保計算機容易處理。數學模型可以對需要研究的目標實質進行抽象處理，之后計算機便能更高效地對其展開分析，并把這部分模型的有關數據信息輸送出來，呈現出研究目標的主要特質。這樣的呈現方式可以是三維立體的，具有清晰、直觀的特點，在目前已經被不少研究者所運用。憑借計算機對輸出量的分析，能夠對研究目標建立起更清楚準確的認知。與此同時，透過這一層關系還能看出，數學建模的精確程度會對計算機的仿真水平起到極大影響。總體而言，計算機仿真可以分成三大環節，即建模、模型轉換與模型仿真試驗。（二）發展方向。現階段的計算機仿真技術仍處于快速發展的階段中，比如可以采用網絡技術進行異地仿真，或運用虛擬現實技術來實現虛擬制造等。（1）網絡化仿真。目前現有的很多仿真系統都無法實現彼此之間的兼容，共享不方便且可移植性較弱，而開發成本卻相對較高，耗費時間長，難以做到物盡其用。對此，首先就應當充分利用兼容性強的計算機語言編寫仿真系統，其次再運用網絡技術達到共享的目的。如此一來就能有效規避重復開發的問題，起到節約資源的作用，并且還能通過適當收費的方式補償一部分開發成本。（2）虛擬制造技術。該項技術是計算機仿真發展的主要方向之一，其采用了虛擬現實技術和計算機仿真技術，在兩者結合的基礎上實現了產品制造和有效管理。通過于此，制造技術不再需要完全依賴于經驗，而且能夠完成對制造的全面科學預測，呈現出良好的發展前景。

二、高校醫學教學和計算機仿真的結合途徑

摘要：為進一步提升學生綜合分析四診信息進行辨證論治的能力，解決當前中醫實訓規范化不足、中醫思維能力訓練欠缺的問題，研究團隊圍繞中醫思維特點，以證素辨證原理為指導，采用虛擬仿真技術模擬真實世界中醫臨床辨證論治的全過程，開展中醫思維訓練虛擬仿真系統研究，通過設置四診歸類、證素辨證、綜合案例三個模塊，為學生搭建起一個涵蓋中醫基礎理論知識學習、中醫辨證思維培養和臨床實踐技能訓練的現代化中醫實訓平臺。

關鍵詞：虛擬仿真技術；中醫思維；證素辨證

當代醫學發展迅猛，醫療水平不斷提升，這些離不開理論創新與科技成果的深度融合。虛擬仿真技術作為現代信息技術的代表，具有良好的交互性與可替代性，被認為是三大發展前景最好的計算機技術之一。隨著虛擬仿真技術不斷成熟和使用成本不斷降低，該技術已經被成功應用到社會生活的諸多領域。2018年教育部為適應信息化條件下知識獲取方式和傳授方式、教和學關系等發生革命性變化的要求，決定開展國家虛擬仿真實驗教學項目建設工作，全國高校隨即紛紛響應，掀起了研究虛擬仿真技術與教育教學深度融合的熱潮。福建中醫藥大學中醫診斷學科作為國家級教學團隊，立足于學科優勢、人才優勢，深入開展探索國家虛擬仿真實驗教學項目的研究工作，致力于中醫診斷學課程體系和實驗教學方式的創新。研究團隊圍繞中醫思維特點，以中醫思維訓練為核心，以證素辨證原理為指導，以虛擬仿真技術為支撐，通過與夢宇三維技術有限公司合作，開展了中醫思維訓練虛擬仿真系統研究，現將研究情況介紹如下。

1系統的研究意義

1.1緊抓中醫思維訓練的核心

中醫學專業的培養內容主要包括中醫理論的學習、中醫思維的培養和臨床實踐與技能訓練等。其中，中醫思維是中醫藥人才培養的關鍵，中醫人才培養的重點就是養成中醫思維［1］。中醫思維貫穿于整個臨床實踐的全過程，是中醫學的靈魂，其核心內涵包括整體觀念和辨證論治，李燦東等［2］學者也強調準確把握中醫思維是理解、傳承和發展中醫的關鍵。根據臨床實踐過程，中醫思維可分為診斷思維與治療思維［3］，其中中醫診斷思維體現在四診和辨證兩個過程，辨證論治是其最基本、最重要的思維方式，辨證所依據的原則有整體合參、動靜統一等［4］；中醫治療思維則體現在理、法、藥、方、技的實踐運用。因此，研究團隊緊抓中醫思維的特點和訓練的核心，圍繞診斷和治療兩大訓練重點，開展研究既有中醫思維特點又能訓練中醫思維能力的訓練系統。

摘要：醫學影像設備是醫學領域內影像技術學的專業核心，操作性與實踐性非常強，實踐教學在醫學影像設備里面一直是相關專業技術課程開展的瓶頸。當前，運用虛擬仿真教學平臺可以完善醫學影像設備教學，增加學生實踐操作訓練的機會，充分發揮虛擬仿真技術在教學領域內的優勢，從而助力培養高素質的人才。文章分析醫學影像設備與虛擬仿真教學平臺，平臺功能、設備使用評價等。

關鍵詞：虛擬仿真教學；醫學影像技術；醫學影像設備；實踐教學

醫學影像學是一門涉及范圍非常廣、發展速度非常快的學科，在課程教學當中不僅僅需要具備足夠的專業知識，掌握一定的理論基礎、臨床技術等，還要求能夠熟練操作臨床影像設備，保證領域內人才培養符合行業發展要求。當前國家對虛擬仿真實踐教學管理、共享平臺的建設非常重視。在以往的教學當中，醫學影像專業教師培養學生實踐能力的時候主要依賴醫院有限的設備，傳統的實驗方式導致學生接觸的大多為陳舊設備，這種授課方式與人才培養目標相違背。

一、醫學影像技術

醫學影像技術專業具備很強的操作性與實踐性，理論課程涉及多個要點，參數復雜、知識點記憶難，學生普遍感覺學習難度大，學習興趣不高。實驗課程可以實現學生從理論知識到實踐能力的轉變，在這個過程中培養學生的動手能力、創新能力非常重要。當前該專業實驗課程的授課形式諸如學生在放射科室檢查過程中的“圍觀教學”“臨床見習教學”，大都是教師帶領學生在臨床上一邊操作完成臨床檢查，一邊給學生講解。放射科室內一般設置有大型醫療影像設備，成本昂貴、資源稀缺。DR與CT類檢查過程中存在潛在輻射損傷，進行臨床實驗教學就存在一個醫學倫理上非常重要的問題，學生無法參與到其中。這種情況造成傳統醫學影像設備的實踐教學，學生僅僅是旁觀者。實際上只有動手操作才可以鍛煉動手能力，才可以在未來的學習與就業當中運用自己的能力。實驗課程要求學生手腦并用自己動手實驗，并且在實驗過程中進行創新。基于傳統理念和教學條件的局限，實驗教學一直以來都是醫學影像學課程的短板。為解決這些問題，保證學生在實驗課程上能夠激發綜合素質意識，探索新知識的同時提升自身的實際操作技能，文章以虛擬仿真技術作為出發點，闡述虛擬仿真教學平臺在醫學影像設備學授課當中發揮的作用與價值［1］。

二、醫學影像設備學實踐教學現狀

摘要：儀器分析是一門專業基礎課程，能夠培養學生對大型儀器認知和應用的能力。在新時期人才培養背景下，傳統的儀器分析實驗教學模式不能滿足社會人才需要。本文結合實驗教學現狀，就儀器分析實驗教學存在的問題、虛擬仿真技術應用現狀、實驗教學模式、改革的意義等四個方面進行分析和探討，初步探索了虛擬仿真對于儀器分析實驗教學改革的重要性，為其推廣應用提供理論支持。

關鍵詞：虛擬仿真技術；儀器分析；實驗教學改革

儀器分析是一門理論性和實踐性很強的學科。它是很多專業課程的基礎，因此，是高校人才培養的重要課程之一[1]。儀器分析實驗教學是本門課程重要的組成部分，能培養學生大型儀器的操作能力，為檢測分析和科學研究奠定基礎[2]。其實驗課與課堂上學習到的理論知識緊密相連，能夠更加透徹地將知識點展現給學生，有利于學生對知識的理解和鞏固，增進學生的學習興趣，激發創新能力[3]。隨著教學觀念的不斷更新、科技水平的不斷進步，社會對人才質量的要求日益提高。這需要教育工作者不斷思考，尋找新的方法，以培養符合社會需要的應用型人才為目標。因此，引進新的實驗教學手段、教學方法具有重要意義。

一、虛擬仿真技術應用現狀

隨著網絡技術的迅速發展，虛擬仿真技術不斷推陳出新。多媒體技術、微電子技術、立體顯示技術、傳感與測量技術、軟件工程、語音識別與合成技術、人工智能技術網絡通訊、數據庫及人機交互等高新技術具有逼真性、交互性、沉浸性等特點，為虛擬仿真技術提供了有力的支撐。目前，國內很多高校為了滿足人才培養的需要，將虛擬仿真技術引入教學，包括實驗教學，使實驗更豐富、更逼真，激發了學生的學習興趣，有益于培養學生綜合能力，獲得了很好的教學效果。天津中醫藥大學國大亮等[4]對3D打印制藥虛擬仿真實驗教學平臺建設進行了探索，采用開放式教學模式，促進學生創新創業能力的培養。河北科技大學馬世博等[5]結合實驗特點和存在的問題，建設材料成型及控制工程專業虛擬仿真實驗教學系統，基于Web網絡技術形成了一套完整的材料成型及控制工程課程虛擬實驗教學體系，有效地增強了實驗教學的靈活性和教學資源的共享性。西南大學龔成斌等[6]借助虛擬教學平臺對材料分析技術課程進行改革，更新了教學內容，強化了實驗教學，改革成效良面顯微鏡虛擬仿真實驗進行探討，通過討論，得出虛擬仿真技術是醫學教育重要的輔助手段之一的結論。華中師范大學朱家華等[8]對面向師范生核心素養培育的虛擬仿真實驗平臺的應用進行研究，認為虛擬仿真實驗平臺在提高師范生探究能力和高級思維能力、提升信息素養水平等方面具有積極作用。湖南農業大學曾朝喜等[9]將慕課環境下的食品工藝學實驗與虛擬仿真技術相結合，總結新形勢下虛擬仿真技術應用于實驗教學中的優勢和問題，為實驗課的開展提供了依據。目前，很多高校將虛擬仿真技術應用于教學，包括醫療、生物、食品、化學、電子技術等方向，從教學方法角度考慮，是探索，也是進步。這是一種新的教育手段，在不斷地更新完善中，本文就當代人才需求和儀器分析實驗課的特點，探索基于虛擬仿真技術對儀器分析實驗課進行改革，希望對提高教學效果，培養優秀學生起到積極作用。虛擬仿真實驗教學方法能及時反映學生的學習效果，快速獲取學生對實驗教學的反饋，有助于教師總結經驗，不斷改進教學方法。由此可見，虛擬仿真實驗教學是一種經濟、高效、安全的教學方式，可提高學生專業能力和創新能力，為培養高素質應用型藥學人才提供保障，保證人才培養的質量。

二、虛擬仿真技術應用于儀器分析實驗教學的探索

摘要：通信工程專業應用型人才培養的重點在于學生的工程實踐能力、實踐技能和創新能力的培養，而這些能力的培養需要借助先進的實驗實踐教學方法和教學手段，該文討論虛擬仿真技術在通信專業應用型人才培養的可行性和推廣價值，探索基于虛擬仿真技術的通信工程專業應用型人才模式。

關鍵詞：虛擬仿真；通信工程；應用型人才

隨著“新工科”專業的不斷探索和發展，眾多傳統專業的人才培養理念和培養模式在不斷進行改革。通信工程專業作為眾多高校的傳統優勢專業，近年來在招生及就業方面受到新興“新工科”專業的影響較大，因此在培養方案和課程設置方面進行了改革，尤其在教學方法和教學手段方面進行了大膽嘗試和革新，以滿足社會和通信行業對具備工程實踐能力和創新能力的應用型人才的需求[1,2]。通信工程專業應用型人才培養目的在于培養掌握通信理論知識，具備通信工程實踐能力和實踐技能的應用型、技術性人才，服務區域經濟和產業發展。而受到學校實踐場地和實訓設備等因素的影響，僅僅依靠學校現有條件學生的工程實踐能力和生產技能培養無法滿足培養目標的要求。目前的主要解決辦法是通過校企合作建立校外實踐基地，或者通過修訂培養方案讓學生提前進入企業實習。但是以上解決方案存在校外實踐基地不穩定、學生受益面窄、學生培養成本增加等問題。如何找到更加合理、有效的解決方案成為目前通信工程專業應用型人才培養亟待解決的主要問題。該文以現有人才培養方法為基礎，結合虛擬仿真技術在理論課和實踐課中的融合應用，探索行之有效、便于實施的通信專業應用型人才培養有效途徑。

1通信工程專業應用型人才培養現狀

通信工程專業應用型人才培養重點在于學生工程實踐能力、實踐技能和創新能力的培養。其人才培養方面的改革主要基于“卓越工程師培養計劃”和“工程教育認證”的具體要求，結合“新工科”建設指導建議進行。通信工程專業學生培養方案中包括的實踐課程普遍包含信號處理實驗、通信原理實驗、交換原理實驗、綜合實踐等具體實驗實踐內容。其中，實驗內容以驗證型實驗為主，重復理論課講述的基本原理和參數分析等；綜合實踐主要是在通信相關課程實驗的基礎上設計一種通信系統或進行通信相關的系統設計。因為大部分高校的校內實驗場地和實驗條件受限，因此實驗主要采用各類實驗箱或試驗臺進行；而綜合實踐也是在校內現有的條件下進行簡單系統設計與實現。綜合來說，校內實驗和實踐的內容與通信領域的實際工程項目明顯脫節，學生的收獲十分有限。彌補校內實驗條件受限這一缺陷的主要辦法是通過生產實習等方式到校外的相關企業進行現場實習。表面上看，企業現場實習可以使學生親身接觸工作現場，了解工作流程和工作方法，積累工程實踐經驗。然而，生產實習的時間較短，學生很難在短時間內掌握一門工程技術；此外，因為企業有生產任務，工作現場有嚴格的安全要求和規定，因此生產實多以參觀為主，學生的動手實踐機會很少。

2虛擬仿真技術在通信工程專業人才培養中的應用

本文主要研究醫療器械計算機模擬仿真技術現狀及發展趨勢，首先分析醫療器械計算機模擬仿真技術應用實現的價值、驗證模型的建立和使用的特點、醫療器械的市場供應份額情況，然后探討醫療器械計算機模擬仿真技術發展趨勢，實現醫療器械生產的智能化一體化；開展農村醫療器械的生產；需要醫療器械企業提高自身創新能力；與藥品的聯系日益緊密，希望能為關注此話題的研究學者提供參考意見。

引言

在現代工業生產中，醫療器械的加工是重要的構成。如今信息技術在快速的發展，并且得到了廣泛的應用。因此增加醫療器械的信息技術含量已經成為發展的重要方向。仔細研究目前醫療器械生產加工的情況，可以發現國內的生產技術和國外的生產技術相比仍有較大的差距，所以國內的醫療器械生產企業十分的需要引入先進的技術，讓企業生產產品的轉型能夠有所突破。

一、醫療器械計算機模擬仿真技術現狀

（一）醫療器械計算機模擬仿真技術應用實現的價值

醫療器械CAE技術的出現反應了傳統醫療器械生產和計算機技術的融合。應用該技術在整個器械生產的過程中都會有計算機技術的輔助。應用計算機技術能夠準確的分析醫療器械的強度、剛度以及醫療器械的彈塑性。應用醫療器械CAE技術實現對器械結構的優化，提高器械的性能。在醫療器械領域應用的計算機模擬技術包括計算機圖形技術、數字交換技術、管理工程數據信息技術。其中的計算機圖形處理技術是模擬仿真技術應用的基礎，只有實現圖形信息的完善，才能實現技術應用的良好效果。信息管理機制的建立是技術應用取得較好成效的關鍵因素。CAE系統的高效利用能夠促進計算機模擬仿真技術的成熟。CAE系統的作用是提高計算的精度，進而實現醫療器械設備的較高精度，也能保證醫療器械設備使用性能的科學合理。當醫療器械的設計制作趨于完善，那么器械制作的返工率和廢品率就會大大降低，因此能夠減少生產成本的投入。

[摘要]課前預習是有機化學實驗教學的第一個環節，此環節直接關系到教學質量。傳統的預習就是簡單地瀏覽一下實驗內容，流于形式，單調枯燥，很難吸引學生興趣。本文探索將仿真技術用于有機化學實驗預習環節，學生模擬實驗操作，加上有聲的畫面更加吸引學生的興趣，極大提高有機化學實驗課程教學質量。

[關鍵詞]仿真技術；虛擬實驗；有機化學實驗；實驗預習

為了提高本科教育質量，教育部采取系列措施，狠抓本科教育工作。其中，實驗教學方面強調實驗教學信息化，要求將虛擬仿真技術應用到實驗教學中去。教高函[2017]4號文件規劃2017~2020年在普通本科高等學校認定1000項左右示范性虛擬仿真實驗教學項目。2019年教育部在[2019]8號文件《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》中規劃2019~2021年完成1500門左右國家虛擬仿真實驗教學一流課程，打造虛擬仿真實驗教學“金課”，確保實驗課的教學質量。教高函[2018]5號指出：虛擬仿真實驗教學項目是推進現代信息技術融入實驗教學項目、拓展實驗教學內容廣度和深度、延伸實驗教學時間和空間、提升實驗教學質量和水平的重要舉措。為此本文探索仿真技術在有機化學實驗教學中的意義及其實踐，提高有機化學實驗教學質量。

1課前預習是有機化學實驗教學不可缺少的環節

有機化學實驗是高等學校化學化工、制藥、材料、食品、生物、醫學等相關專業的必修課程，通過有機化學實驗這一課程的學習，學生不僅學習實驗基本知識、獲得感性認識，而且訓練學生進行有機化學實驗基本操作和基本技能、培養學生正確選擇有機化合物的合成與鑒別的方法、增強學生創新能力，為將來進一步的學習和創新打下基礎[1-2]。有機化學實驗教學包括課前預習、教師講解、實驗操作、數據分析處理和實驗報告撰寫等5個環節，每個環節對提高有機化學實驗教學質量都很重要，實驗預習這一首要環節顯得尤為重要[3]。為了提高有機化學實驗課授課質量，首先從預習環節抓起，學生進入實驗室之前必須清楚了解本次實驗的目的、實驗原理，需要哪些實驗儀器，如何進行實驗操作，實驗中會出現哪些實驗現象、注意哪些實驗安全問題，總之，實驗之前每個學生應該做到心中有數，這樣才能達到每一次的實驗目的。學生進入實驗室最主要的目的之一就是訓練操作技能，如何才能使學生訓練有素？本文探索將仿真技術應用于有機化學實驗預習環節，學生預習環節通過計算機多次模擬實驗操作，熟練實驗步驟與操作流程，到達提升教學質量的目的。

2仿真技術在有機化學實驗預習中的應用優勢

［摘要］醫學生對臨床危機情景的識別和處理以及臨床技能的提升是目前醫學教育亟待解決的問題，臨床虛擬仿真教學是解決這個問題的最佳途徑，能夠實現教學質量和學習效率提高。

［關鍵詞］臨床危機管理;虛擬仿真;教學

臨床危機管理的特點就是在最短的時間內采取有效的措施，處理急、危、重癥，達到搶救生命、穩定病情、減輕痛苦和減少各種因素對機體的損傷，而這個特點就需要醫師按疾病的自身規律來規范操作及搶救流程。臨床上很多急危重癥，比如急性心梗、肺動脈栓塞、酮癥酸中毒、腦梗死、中毒、多發創傷等，都需要臨床醫師進行快速識別和反應。這也是醫學生所需要學習的重要素質和技能之一。但是隨著患者維權意識的提高，醫患矛盾日益劇烈，同時臨床醫學生招生規模逐漸擴大，導致臨床教學資源相對不足，而臨床危機資源管理方面尤為短缺。醫學生對臨床危機情景的識別和處理以及臨床技能的提升是目前醫學教育亟待解決的問題，臨床危機資源虛擬仿真教學為臨床教學工作的展開開辟了一種行之有效途徑。虛擬仿真創設了一個視覺感知、觸覺感知以及信息交互的虛擬世界，讓使用者更加直觀地認知和理解復雜的理論和技術。隨著現代技術的飛速發展，虛擬仿真已經廣泛應用于臨床教學，能讓醫學生在虛擬仿真環境中反復模擬診治流程，對危機情景迅速反應和操作處理，從而全面提高學生對危機情景的管理能力，為培養高質量醫學人才提供一種有效的方法。

一、傳統臨床教學模式面臨的挑戰

1．臨床危機資源短缺。醫學教育注重理論與實踐，醫學生需要更多機會去面對臨床危機情景來提升自身醫學經驗。但隨著患者自我保護意識的增強以及醫生保護觀念的提升，很少有機會在患者身上進行操作，更何況在危急情景下，因此相關的臨床資源相對缺乏。2．危機情景相對較少且不全面。由于地域及季節的限制，疾病譜分布不均勻，且臨床危機情景可遇不可求，無法反復演練。臨床危機資源仿真教學可解決這方面的問題，可反復模擬，便于醫學生反復學習和操作。3．繁重的臨床工作與教學任務沖突。面對危機情景，臨床工作者疲于應急處理，無瑕分身應付教學任務。目前大部分醫院晉升仍以和臨床工作量為衡量指標，而臨床教學成果難以衡量，往往未納入晉升標準中。

二、臨床危機管理虛擬仿真教學的優勢