虛擬仿真平臺(tái)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的應(yīng)用
時(shí)間:2022-04-20 16:04:25
導(dǎo)語(yǔ):虛擬仿真平臺(tái)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。
自2013年國(guó)家教育部高教司發(fā)文在全國(guó)構(gòu)建國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心以來(lái),虛擬仿真教學(xué)在醫(yī)學(xué)高等院校的應(yīng)用研究已逐漸成為一個(gè)熱點(diǎn)[1]。新型冠狀病毒肺炎疫情的暴發(fā)促使全國(guó)開展了全民在線教學(xué),也為虛擬仿真平臺(tái)在高校線上教學(xué)中的應(yīng)用提供了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。組織學(xué)與胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)作為醫(yī)學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)中的重要組成部分[2],可以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與運(yùn)用,鍛煉學(xué)生的空間想象能力,增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神。本研究將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、直播平臺(tái)、慕課學(xué)習(xí)平臺(tái)等應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)課程,實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)學(xué)習(xí),使實(shí)驗(yàn)教學(xué)不再受到時(shí)間和空間的限制,對(duì)在疫情及后疫情期間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)、改革教學(xué)模式、提升教學(xué)質(zhì)量有著重要作用[3]。
1虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)
模擬仿真,立體直觀?;谔摂M仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開展實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生可以充分獲取虛擬環(huán)境所蘊(yùn)涵的各種空間信息[4]。同時(shí),一些因危險(xiǎn)度高、耗時(shí)較長(zhǎng)、材料獲取困難、高成本等因素導(dǎo)致的日常難以開展的實(shí)驗(yàn)也可以通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)完成,對(duì)提高專業(yè)知識(shí)、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)具有重要意義[5]。個(gè)性學(xué)習(xí),自主靈活?;谔摂M仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開展實(shí)驗(yàn)教學(xué),可以打破時(shí)間和空間的限制,實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的個(gè)性化、碎片化、自主化學(xué)習(xí),充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下數(shù)字化資源的優(yōu)勢(shì),更好地促進(jìn)教育公平和教育均衡發(fā)展。擴(kuò)充內(nèi)容,改變教學(xué)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以為學(xué)生提供更豐富的實(shí)驗(yàn)資源與環(huán)境,緊密貼合科學(xué)前沿,拓展學(xué)生的視野及知識(shí)面。同時(shí),虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用也可以改革傳統(tǒng)教學(xué)模式,加入設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力。除上述優(yōu)勢(shì)外,虛擬仿真平臺(tái)還可具有在線共享、在線評(píng)價(jià)、加強(qiáng)師生交互、操作安全、節(jié)約資源等特點(diǎn),學(xué)生可反復(fù)多次的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。
2醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)用現(xiàn)狀
2019年教育部在教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)中表示:要加快推進(jìn)示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè),推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)在教育教學(xué)中的深入應(yīng)用。目前,國(guó)內(nèi)百余所高校入選國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心,逐步建立健全相應(yīng)的虛擬仿真平臺(tái)。隨著高校及社會(huì)上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)日益完善,“互聯(lián)網(wǎng)+教育”時(shí)代的到來(lái),近幾年相關(guān)研究熱點(diǎn)也有從平臺(tái)的開發(fā)建設(shè)向基于虛擬平臺(tái)開展的“智慧教育”,實(shí)現(xiàn)虛擬仿真教學(xué)與教育信息化技術(shù)的深度融合轉(zhuǎn)變的趨勢(shì),虛擬現(xiàn)實(shí)的研究逐漸趨向于創(chuàng)新融合發(fā)展[6]。
3虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在組織學(xué)與胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)線上教學(xué)的應(yīng)用
3.1教學(xué)設(shè)計(jì)
從知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和價(jià)值引領(lǐng)3個(gè)方面設(shè)定教學(xué)目標(biāo)。使學(xué)生不但能按照科學(xué)的步驟觀察識(shí)別微觀結(jié)構(gòu),也能科學(xué)利用信息化資源有效獲取知識(shí),提高自學(xué)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神,以德育人、以文化人,培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的高綜合素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才。以混合式學(xué)習(xí)為教學(xué)理念,以自主學(xué)習(xí)為手段,以虛擬仿真平臺(tái)為工具,“以學(xué)生為中心”,進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),開展線上教學(xué),實(shí)施“以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)”的線上教學(xué)(圖1)。
3.2教學(xué)效果
課程運(yùn)行期間,結(jié)合課堂表現(xiàn)與調(diào)查問(wèn)卷結(jié)果,從專業(yè)知識(shí)、綜合能力、課程滿意度調(diào)查幾個(gè)方面分析教學(xué)效果。選取2019級(jí)本科護(hù)理學(xué)專業(yè)41~48班共264名學(xué)生作為研究對(duì)象。以隨機(jī)抽選的一次教學(xué)內(nèi)容為例,對(duì)隨堂測(cè)試及課后作業(yè)統(tǒng)計(jì)可見:83.3%的學(xué)生隨堂測(cè)試成績(jī)?cè)?0分以上,61.2%的學(xué)生隨堂測(cè)試成績(jī)?cè)?0分以上;86.2%的學(xué)生課后作業(yè)成績(jī)?cè)?分以上(圖2)。調(diào)查問(wèn)卷結(jié)果顯示,線上教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相比具有更好的師生交互、課堂氣氛、學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)效果(圖3A);學(xué)生的自學(xué)能力、思考能力、提問(wèn)能力、表達(dá)能力都獲得了提高(圖3B)。82.35%的學(xué)生認(rèn)為使用虛擬平臺(tái)更有利于理解切片整體結(jié)構(gòu);半數(shù)以上的學(xué)生愿意返校后繼續(xù)使用線上模式學(xué)習(xí)本課程,也贊成將本模式應(yīng)用到其他實(shí)驗(yàn)課程(圖4)。
3.3教學(xué)反思
基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開展的組織學(xué)與胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)線上教學(xué),貼合形態(tài)學(xué)科的“教”“學(xué)”需求,克服了傳統(tǒng)教學(xué)中典型的組織切片獲取困難、長(zhǎng)時(shí)間使用顯微鏡體驗(yàn)感差等問(wèn)題,適合組織學(xué)與胚胎學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)[7]。以解決問(wèn)題的方式指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí),結(jié)合環(huán)境逼真、資源日益精細(xì)的虛擬平臺(tái),充分的調(diào)動(dòng)了學(xué)生的活躍度和積極性,也提高了學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)效果[8],鍛煉培養(yǎng)了學(xué)生的思維辨析能力、自學(xué)能力、表達(dá)能力及溝通能力,“同質(zhì)高效”地完成了線上教學(xué)。自古有言,“授人以魚不如授人以漁”。教師不應(yīng)僅僅教會(huì)學(xué)生有限的專業(yè)知識(shí),更應(yīng)該傳授學(xué)生學(xué)習(xí)的能力。通過(guò)對(duì)教學(xué)效果分析顯示,學(xué)生能夠完成預(yù)設(shè)目標(biāo),也掌握了自主學(xué)習(xí)的方法,綜合素質(zhì)得到提高,師生雙方都在教學(xué)過(guò)程中不斷反思、進(jìn)步。
4存在問(wèn)題
4.1學(xué)生動(dòng)手能力有待提高
基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開展組織學(xué)與胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn),學(xué)生不必使用顯微鏡就能觀察切片,雖然學(xué)習(xí)體驗(yàn)有所改善,但學(xué)生使用顯微鏡的技能也隨之下降,不利于提高學(xué)生的實(shí)際操作能力。
4.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果過(guò)于理想
虛擬平臺(tái)中所顯示都是精選出的結(jié)構(gòu)典型、染色均勻的切片,而現(xiàn)實(shí)的組織學(xué)與胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,由于切片來(lái)源及制片技術(shù)的不統(tǒng)一,觀察的切片結(jié)構(gòu)會(huì)呈現(xiàn)很多不同之處,學(xué)生在進(jìn)入臨床工作后看到的切片也是如此。因此,虛擬平臺(tái)的使用不利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)不典型的切片結(jié)構(gòu)分析、應(yīng)對(duì)的能力。
4.3其他線上教學(xué)存在的問(wèn)題
調(diào)查問(wèn)卷顯示:雖然98.4%的學(xué)生可以完成課前預(yù)習(xí),但其中67.7%的學(xué)生需要教師發(fā)布課前任務(wù)進(jìn)行督促;也只有17.65%的學(xué)生每周自主使用虛擬平臺(tái)學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)能達(dá)到1小時(shí)以上。網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性、遠(yuǎn)程溝通的距離感、長(zhǎng)時(shí)間看手機(jī)的不適感,這些也都是線上教學(xué)需要克服的問(wèn)題。
5應(yīng)對(duì)措施
5.1虛實(shí)結(jié)合、以虛促實(shí)
虛擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)體實(shí)驗(yàn)都是教學(xué)信息化背景下培養(yǎng)創(chuàng)新人才不可分割、相互補(bǔ)充的兩個(gè)方面,必須堅(jiān)持虛實(shí)結(jié)合[9]的原則進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。學(xué)生通過(guò)虛擬平臺(tái)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,理解典型切片具備的結(jié)構(gòu)特征;在實(shí)驗(yàn)課中動(dòng)手操作練習(xí)顯微鏡的使用,通過(guò)真實(shí)切片的觀察發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提高動(dòng)手能力、思考分析能力及自主識(shí)片的能力。以虛擬仿真平臺(tái)作為一種重要的輔助手段,達(dá)到以虛促實(shí)的目的。這在解剖學(xué)、組織學(xué)課程教學(xué)中尤其有其優(yōu)勢(shì)[10-12]。
5.2建立健全評(píng)價(jià)體系
“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下,教師更需要做的不是填鴨式的灌輸知識(shí),而是通過(guò)信息化教學(xué)手段,督促學(xué)生學(xué)習(xí),進(jìn)而提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。結(jié)合形成性評(píng)價(jià)及終結(jié)性評(píng)價(jià),全方面、多角度的評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)過(guò)程及學(xué)習(xí)效果。加強(qiáng)過(guò)程管控,將教學(xué)監(jiān)控從“掛在口頭”轉(zhuǎn)為“落到實(shí)處”,教師要及時(shí)將課前任務(wù)完成情況、課堂出勤、隨堂測(cè)試及課后作業(yè)成績(jī)反饋給學(xué)生,激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)[13]。同時(shí)也需要社會(huì)、學(xué)校、學(xué)習(xí)小組及個(gè)人等多方面、多角度的督促。
5.3加強(qiáng)虛擬資源共建共享
虛擬資源的建設(shè)需要大量人力、物力、財(cái)力的投入,加強(qiáng)校企及校際間的共建共享機(jī)制,不但能促進(jìn)教育公平、提高教學(xué)質(zhì)量,也能避免資源浪費(fèi)。虛擬平臺(tái)的構(gòu)建,也能進(jìn)一步促進(jìn)相關(guān)課程間的整合。在教學(xué)過(guò)程中將相關(guān)課程如人體解剖學(xué)、組織胚胎學(xué)與病理學(xué)進(jìn)行整合,有助于學(xué)生理解相關(guān)內(nèi)容、形成更加科學(xué)的知識(shí)體系。但如何建設(shè)可以滿足不同高校人才培養(yǎng)目標(biāo)和現(xiàn)實(shí)情況的虛擬平臺(tái),如何進(jìn)行設(shè)計(jì)、建設(shè)、評(píng)估、使用,需要進(jìn)一步思考??偠灾?,基于虛擬平臺(tái)開展的組織學(xué)與胚胎學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)較傳統(tǒng)教學(xué)模式有利有弊,但是,我們必須要意識(shí)到基于移動(dòng)終端的智慧教學(xué)在以后的教學(xué)模式中必將占有一席之地。未來(lái)的教育,必然是基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、更加開放、更加人本、更加可持續(xù)的教育,這就要求我們要更新教育理念、把握發(fā)展重點(diǎn)、提高能力素養(yǎng)。機(jī)遇與挑戰(zhàn)共存,高校教師要敢于接受時(shí)代的挑戰(zhàn),順應(yīng)發(fā)展的潮流,通過(guò)合理的教學(xué)設(shè)計(jì)開展教學(xué)改革,使醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式更加多樣。
作者:魏慧平 周薇 李勇莉 單位:新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院三全學(xué)院組織學(xué)與胚胎學(xué)教研室
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