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虚拟现实技术在医学生物化学实验教学中的应用策略研究 摘 要 新兴的虚拟现实技术应用于生物化学与分子生物学试验教学，将发挥其优势，解决试验教学过程中存在的不足，完善生化试验教学模式，为更好地教与学供应便利。 关键词 虚拟现实；生物化学与分子生物学；试验教学 中图分类号：G642.423 文献标识码：B 文章编号：1673-489X06-0126-02 虚拟现实，简称VR技术，也称灵境技术或人工环境，是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，供应运用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，使其犹如身临其境，无限制地视察并感受三度空间内的事物。该技术集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术1的最新发展成果，是一种由计算机技术协助生成的高技术模拟系统。虚拟现实技术具有的沉醉、交互、构想三大特征2，使得虚拟现实技术在教化领域应用有其独特而明显的优势。 虚拟现实作为一种先进的电子信息技术已经深化各行各业中，如在医学领域，虚拟现实方面的探讨正在逐步形成，目前相关的探讨主要有医学可视化、医学增加现实、医用机器人、手术模拟、图象引导手术、计算机协助手术等。虽然国内探讨者在虚拟现实应用于医学领域中取得大量的成果，但是现有医学虚拟现实方面的探讨重点主要在临床诊断、手术等临床应用方面，而在医学教化方面的应用探讨尚属少见，已有的探讨也多是基于理论方面的探讨或者是只限于针对视觉教学方面的应用。 近年来，生命科学的发展突飞猛进，而生物化学与分子生物学是生命科学的重要基础学科，是医学教化的主干课程，其理论和技术已渗透至基础医学和临床医学的各个领域，是现代生命科学的共同语言3。为了使医学生更好地驾驭生化内容，本探讨主要针对生物化学与分子生物学试验教学理论与实践，在不断摸索过程中探讨利用虚拟技术解决传统试验教学过程中无法解决的难题，进而完善生化分子试验教学模式，为更好的教与学供应参考。 1 虚拟现实技术应用于生化试验教学的缘由 1.1 试验教学场地受限的要求 试验教学须要用到的培育室、无菌工作台等因成本问题无法满意教学需求而影响教学质量，这种高成本的试验场地往往少数的学生才能够进入，比如探讨生等；本科生的运用几乎少有，除非是特别状况。如此使我国的本科生试验教学内容限制在只有一般试验可操作的几项内容，而大大影响了本科教化的发展水平。 1.2 试验教学试剂材料的要求 由于某些试验用品，比如氯仿、异丙醇等易挥发且具有毒性，一般的本科教学试验室设备简陋，通风设施不完善，且运用量巨大，假如每一位学生在做试验的时候都用到这些试剂，将会使试验室形成一个有毒气体存在的半封闭环境。这样的环境不利于身体健康，假如教学人员长期接触这种环境，更是对身体有极大损害。或者是有些试验用品有辐射致癌等，也不利于试验教学运用等。若开发出虚拟现实教学软件，将能够解决这一问题。 1.3 试验教学仪器受限的要求 部分试验内容需运用的仪器特别昂贵，少数的仪器无法满意多数试验学生都会操作的需求，传统的试验教学也因教学经费的限制而对涉及昂贵试验仪器的内容感到无奈，许多教研室的做法是选择忽视不授，严峻影响生化教学的质量。这就使学生的学问面得不到扩大，对新技术新学问无法实践和驾驭而只停留在了解的层面，从而严峻制约我国学生对生化新学问的驾驭。 2 虚拟现实技术应用于生化试验教学的优势 沉醉和实时交互要比文字、模型或效果图更形象、完整和生动，它营造了特别的自主学习环境，由传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过与信息环境的交互以获得学问、技能的学习方式，学习学问的过程改变多端，亲身的体验使学生印象深刻，主动地交互增加了学生的爱好，使学生能动性提高，简单投入到学习环境中去，并且培育了学生自主探究问题的实力和创新实力。 基于虚拟现实技术的生化试验教学不仅解决了传统试验教学无法满意的场地、试验试剂材料以及仪器等对条件要求高而在现实中做不了的，或是危急性高的难题，发展了课堂教学，弥补了教学中的不足；也为学习主体带来了心理上的愉悦和自我满意，增加了学生学习的信念和动力，与虚拟环境零距离的接触使得学习者能以第一人称方式参加学问的建构。 此外，虚拟现实试验教学拥有传统教学难以比拟的优势节约成本4。 3 虚拟现实技术在生化教学中存在的问题 3.1 专业合作以及技术上的问题 生化试验教学和虚拟现实技术软件开发是两个几乎完全不同的探讨方向，如何促进两个不同学科探讨与教学人员之间的合作和沟通是目前亟需解决的问题。此外，虚拟现实试验教学软件的开发环境和语言没有统一的标准，三维建模软件运用非常困难，并且它们对运行的计算机性能要求很高等问题也是要解决的。 3.2 生化试验教学虚拟现实系统设计和应用问题 软件设计必需考虑到如何让运用者用起来不迷失方向，让运用者知道如何到达一个特定的位置或角度。同时还要考虑到运用者应用教化软件的实力问题。一方面，从老师的角度看，老师角色已发生转变，老师已不再是传统课堂上的传授学问者，他还必需能够会运用并指导学生去运用试验教学虚拟现实软件；另一方面，从学生的角度看，处在虚拟环境中，他们必需变更学习方式，变更思索问题方式，但是许多学生没找到适合这种环境的学习方式和思维方式，造成学生跟不上老师讲解等问题。 3.3 学生对教学软件的认知问题 当学习主体沉醉在一个高辨别率，全景式的虚拟空间中时，其与虚拟环境的距离感觉就会消逝，没有了距离，在虚拟“存在”范围内，人的认知机制受到影响，并导致不行低估的认知问题的出现。因为当一个人长期沉醉在一个虚拟的环境中时，再回到现实中，必定会导致他有种“落差”感觉。 4 虚拟现实生化试验教学应用的对策 4.1 加强学科合作和技术探讨 创建多渠道多方式，促进生化与软件开发两个学科之间的合作沟通；加强更快更高质量的三维建模语言的探讨，同时应当加强价格较低、用户界面良好、对编程依靠少的三维建模软件的研发。综合考虑两个学科的内在联系，建立起一套完整的理论，支持虚拟现实技术教化应用达到志向的效果。 4.2 设计和应用要体现以人为本并加强实力培训 运用者在运用虚拟现实技术开发的生化试验教学软件时要做到适用为先，乐用为上，同时要充分考虑到老师和学生的爱好。此外，应当加强对运用者的实力培训，以便他们能正确地操作这些软件。 4.3 对学习者进行必要的心理辅导 应当主动引导学生把握虚拟和现实的界限，让他们明白运用这些软件的目的是为了习得学问和建构对学问的理解。 5 结语 生物化学是一门以分子水平和化学改变的深度探讨生命的科学，内容比较深邃抽象，是一门比较难学的医学基础课。生物化学这门学科的特点是系统性、抽象性、联系性比较强，难度比较大，发展比较快。基于虚拟现实技术在生化教学领域中的应用必将为学习者供应许多独特的机会，使学习者和授业者都享受到其带来的便利。虚拟现实技术作为新型的教化教学媒体和手段，必将以其强大的优势和潜力受到青睐而发挥其更加重要的作用。 参考文献 1李科峰.虚拟现实技术及其在教学中的应用J.网络平安技术与应用，2022：73-74. 2张璇.虚拟现实技术在试验教学中应用的探讨J.邢台职业技术学院学报，2022，26：6-8. 3韩晓琳，吴福国，郭子林.生物化学在医学教化中的重要性及教改探讨J.中国医疗前沿，2022，4：4，44. 4徐辉，马秀峰.虚拟现实教化应用探析J.山西师范高校学报：自然科学版，2022，24：95-101. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页