摘要:从本质上来说胚胎学讲究的是受精卵发育成为整个新生个体的过程,这也是每个学医的人必修的基础性课程。通常情况下,胚胎在发育的过程中往往涉及到空间的机构和时间的频率,这其中蕴含的内容十分的复杂多变,这就导致了胚胎这门学科就成为了医学界公认比较难学的课程。因此,学生在学习的过程中,如何将困难化为简单,使得学生能够真正的懂得胚胎学科的基础知识,正是所有医学老师目前面对的主要难题。近年来,许多高等院校都在研究胚胎教学,并且在研究的过程中进行了一系列的大胆尝试和探索,通过实践的教学也积累了一些经验,这也为相关理论体系的形成奠定了基础。本文主要分析了现代虚拟现实技术在胚胎教学过程中的应用。
关键词:虚拟3D现实技术;胚胎教学;胚胎模型;应用;材料;
1.虚拟现实技术的概况
从本质上来说,虚拟现实技术是20世纪90年代以来衍生出来的一种信息技术,这往往是借助计算机的形式来对数据信息进行系统的分析,同时对于一些比较复杂的数据可以进行一些可视化的操作,加强各个部门之间信息的交流方式,这也是由此而产生的一种全新的方式。合理的运用虚拟现实技术,可以有效的构筑虚拟的现实环境,这样能够为学生营造一个良好的学习氛围,重要的是能为学生提供一个生动、逼真的学习情境,提供这样的一个学习环境就如同让学生身临其境,可以通过各种的感觉来刺激学生的真实情感,如果让学生沉浸在这样的环境里,同样也能够让学生真实的感受到虚拟三维的交互技术,实现人机关系的联系。目前阶段虚拟现实技术在医学的教育研究领域仍然处于试验的阶段,对于知识理论的研究也处于摸索阶段,现如今如何能够将这虚拟现实技术运用于课堂的教学过程中,目前将现代虚拟现实技术和医学的基础性知识结合在一起,在教学的过程中充分的发挥虚拟现实技术的巨大优势,这都是所有医学教育者应当考虑的问题,也是在教育事业当中必须要解决的主要问题。目前最为先进的技术是教学研究出来的虚拟现实建模语言,自主性的制作了虚拟的3D胚胎模型,如果将这些先进的胚胎模型应用于实际的教学过程中,利用多媒体的设备课件,通过营造出一个虚拟的三维空间,能够通过多个角度来分析胚胎的性质和结构,因为这样同时也可以全方位的向学生呈现。对于这种教学方式好坏的评判,目前教学研究领域没有正式的定论,我们可以通过问卷调查和试卷测试的方式,对虚拟3D胚胎模型在医学教学过程中应用的效果进行客观的分析和定性的评价。自古以来,创造出来的技术,对于在实践过程中应用的好坏往往是需要经过大量的试验才演变出来的,这样以来才能确保技术的沿用性。
2.虚拟3D模型的建立和试验方法
2.1试验方法
从本质上来说,胚胎学是一门形态的学科,在学习的同时要密切的联系医学的基础性知识,要深度的了解深化知识,从静态性的结构来了解动态的实际变化、结构和功能,最为重要的是需要了解三维模型的方式掌握平面和立体之间的联系。目前在高等院校当中,对于胚胎学科的改革也有很多次,通过不断的使用和完善,建立出一种比较完整系统的理论体系,可供高等院校甚至医院大量沿用。在医学的高等院校当中,老师采用多媒体的设备向学生进行介绍有关胚胎的教学内容,在课堂的教学过程中,运用橡皮泥等材料亲手制作了相应的模型,然后通过亲手制作的模型在课堂上向学生详细的接受胚胎的整个发育过程,同时学生可以轮流的到讲台上进行讲述和实际演练胚胎的发育过程,其他的学生可以对其进行总结,最后由老师根据学生讲述的内容进行点评和归纳总结。例如三胚层形成和分化以及胚胎的形成过程中,他会随着时间的变化而变化,同时也是教学上的难点和重点。对于这个问题,学生可以利用不同颜色的橡皮泥分别代表着不同阶段的胚胎发育过程,根据橡皮泥的可塑性这个特点,从不同的角度和不同的层面,能够显示出在不同的时间里胚胎所形成的结构变化,同时也可以将不同的胚层结合在一起共同提供给学生参考,这样对于学生的学习能够达到事半功倍的效果,这样以来在一定程度上可以提升学生的学习兴趣,通过学生自己亲手制作的方式和对于模型的制作讲解过程,有助于学生对于知识点的理解,加深印象和掌握教学内容。
2.2虚拟3D胚胎模型的建立方法
目前阶段,三维建模技术主要是包含了几何模型和一些相关的建模技术。对于几何模型的建模技术往往是依靠先进的计算机技术,以此作为凭借,利用多边形来构造虚拟的对象,然后通过纹理进行相应的映射,最终在计算机的画面上能够显示出模型的具体参数的设定等等。对于一些图像的建模技术则是利用相机进行采集一些数据信息,这其中包含了好一些静态的图像和摄像机采集的短视频的数据作为基础,对于这些采集的一些数据利用计算机的软件制作成为3D的模型软件。一般在采集数据的时候往往需要比较高性能的相机和摄影设备,这在一定程度上能够有效的还原当时的真实情景。目前在计算机对于数据信息的合成软件有许多,例如Auto CAD和3DSMax等等,这些都是一些渲染和一些制作软件,也是各个公司使用比较广泛的一些三维的建模工具,运用这些工具使得建模过程相对比较单一,同时对于一些虚拟的场景能够渲染的十分成功,效果也很好。由于胚胎模型制作的外观不是特别的复杂,并且利用计算机的软件进行数据的合成成本也不是很高,采用VR和3DSMax这两个工具是最为经济的,形成语言文件占据的内存也是很小的,仅仅只有10几kb而已。
3.关于虚拟3D胚胎模型的讨论
虚拟现实技术是继多媒体设备和计算机之后,在教育背景下最为先进的技术,在一定程度上虚拟技术可以把复杂的事物和问题形象化,同时对于一些抽象的内容,改变他的表现形式,更加容易得到学生们所接受,完全符合目前构建主义理论学习所创设的教学情境,这样有利于学生理解这些抽象的教学内容。除此之外,还有助于学生对于知识点的把握,重点培养学习者的实践技能,丰富学者的想象力和创造力。对于VR技术而言,这是一种跨越平台和面向对象的一种网络用语,同时也目前网络平台当中常用的虚拟现实的构造工具。因为虚拟现实技术能够有效地模拟出一个十分逼真的真实情景,利用三维图形的技术,可以在电脑中的数据显示频当中显现出来,甚至一些抽象的概念和一些现实中无法触摸的一些物体,同样能够显现出来,至于那些抽象的概念同样也不例外。
医学作为学术界的一门特殊的学科,教师在教学的过程中有许多抽象的教学内容在课堂中难以向学生表达,更有许多的实践性相对比较强的教学内容和情感体验在教学过程中难以实现。传统的胚胎学的教学方法往往是以课堂的教学为主的,然后在结合一些插图和模型等辅助工具进行一些教学,在一定程度上不但能够提升学生的学习效率,掌握基础的理论知识,然而复杂细微的胚胎结构形态的描述是不能通过简单的文字和静态的图片表达清楚的,但是对于一些时期的胚胎的各种三维立体形态,但是对于不同时期来说,随着不同形态的演变,往往是通过传统的媒体从多角度、全方位的向学生展示给学习者。目前由于高等院校当中胚胎的模型数量相对稀少,如果长期反复的使用,模型中的一些零部件总会有一些磨损,这样长时间以来模型的数量将会越来越少,这样就严重的影响了学生学习的积极性和主动性,从而大大的降低了教学效果。在课堂的教学过程中,将虚拟3D胚胎模型融入到课件当中展示给学生们,通过课件这样的教学方法,具有真实性、互动性和信息丰富性的重点特点,同时在说服力方面具有显著的优势。因为虚拟3D模型可以从任意角度进行旋转,并且任意的放大缩小,这样以来对于学者就可以通过全方位进行了解模型的主要特点,更加直观的了解模型的主要信息,除此之外还可以利用网络中的3D模型进行相应的学习。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过相关的研究表明,对于胚胎学的多媒体教学过程中,融入虚拟3D胚胎模型的教学模式,教学效果比较好,对于实验组的学生在测试阶段,只有一些测试成绩比较高的才能比传统的教学模式高明一些。通过问卷调查和测试的方法,应用于实际胚胎教学过程中能够显示出有效的教学方法,同时也会受到大多数学生的广泛关注,同时也希望今后的大学都能够一直沿用这套技术。由于目前现存的胚胎模型数量少之又少,所以需要制作的3D胚胎模式数量也是比较少的,但是对于整个胚胎的教学内容而言,要加大对于3D胚胎模型的制作数量。
近年来,在胚胎教学过程中引入计算机、多媒体设备以及网络信息的现代教育技术,这样可以把抽象医学概念进行系统的简化,枯燥乏味的理论生动形象化,静态图像和复杂的演示简单化,这样以来便于去理解。如今将虚拟现实技术应用于实际的教学过程中,有助于丰富目前学校拥有的教学资源,弥补之前教学资源的严重匮乏。在一定程度上不仅能够激发学生的学习兴趣,打破校园当中的时间和空间的控制,因为3D胚胎模型能够更加直观的向学生展示胚胎发育过程中整个形态变化,对基础性的知识点进行更加直观的体现,这样以来常常会达到事半功倍的效果。因此现代教育技术在医学中有着广阔的应用前景,必将会发挥出越来越大的作用。
4.虚拟3D胚胎学模型化的优点
4.1激发学生的学习兴趣,增强教学的内容记忆
目前阶段,如何才能让学生的学习情况变得更加高效性,这就需要激发学生的学习兴趣。因为自古以来培养学生良好的学习兴趣,是熟练掌握基础知识点的关键所在,这样不仅可以促进学校教学活动的有效开展,同时也能够在一定程度上提升学生自主学习的能力和积极性,这在一方面还能够决定学生对于知识点的掌握程度和教学质量。因为采用模型化的教学方式,在学习的过程中,能够获得许多实质性的东西,对于知识点的理解和把我将会更加的准确和深刻,然而在实际的教学过程中,也能改变传统的教学模式,不断的提升教学效果。胚胎学中所讲述的内容,从基础的角度来介绍人体的基本构造,这样很容易吸引初学者的注意力,同时对此学术产生一定的兴趣,但是由于胚胎学所讲述的内容比较抽象,并且信息量很大,不容易记忆,再加上传统的教学都是灌输式的教育模式,慢慢的使学习兴趣逐渐的减少,大幅度的出现了“死背书,背死书”的情况。然而在模型化的教学过程中,教师在教学方法上并没有做出什么大的改变,对学生也并没有什么具体的要求,但是学生都希望通过利用新的方法来掌握这些难以理解的内容。首先,老师在课堂上讲解教学内容,然后在通过自身的加工、想象和融合才能够将胚胎的模型中的各个形态全面的展示出来,这样的方法极大地激发了学生的学习热情,不仅加强了对于知识点的理解,加深记忆,并且解决在学习的过程中所遇到的问题,至于知识点理解错误的地方并且及时的改正,因为只有这种既动手又动脑子的模式对知识点的掌握有着一定的积极作用。
4.2制作模型的过程就是美学的实践过程
从本质上来说,人体本就是一件艺术品,人体中的每个器官、每个组织的发生都会有精确和充分的理由,如果把胚胎学的学习过程作为一种美的享受,这样在一定的程度上能够激发学生的学习兴趣。近年来,越来越多的社会各界人士高度重视医学院中的审美教育,然而关于高等医学院当中审美教育的主要目标是培养学生的审美能力,提高学生的审美感受,并且具有高层次的鉴赏美的能力,并且能够运用美的能力来创造新的作品。在基础的知识理论储备下,由同学自己设计相关的作品的大小,这样学生在学习的过程中能够仔细的了解作品的结构特性,并且根据胚胎中不同的颜色类型来表达出不同的结构。目前我们就需要对有限的材料进行合理的分配,这不仅要使各个形态制作准确、形态鲜明并且一目了然,同时还需要这其中的各个结构相互联系,有利于学生更加有效地掌握和熟悉胚胎的基本结构,然后在班级中分成若干个小组,每个小组之间展示自己的作品,同学们在重视胚胎结构模型的同时,要充分的体现作品的真实美感,将人的胚胎的各种形态过程、形态结构和有机美体现出来,这样不仅提高了学生的审美能力以及对美学研究原则的实际应用能力。
4.3培养学生的创新思维能力和实际的动手能力
目前阶段,现代医学的教育目标是有目的性、有计划性的培养学生的自主创新的能力、合作能力、竞争能力、动手能力以及创造能力。对于当今社会背景下的一些大学生子女,都有着独特的心理和性格特点,注重的是理论知识的学习和掌握,动手能力相对较低。大学是步入社会的基础,在大学生的实践课程中,培养学生的动手能力也是重要的课程内容之一。在胚胎学模型化的教学过程中,注重的是多种形式能力的培养,将一些形状标准的橡皮泥捏成自己设计的各种形态结构,然后根据相关的规定进行合理的修改和完善,最后将各个零部件连接在一起,形成各种状态的胚胎结构,至于其中的特殊结构如何镶嵌于胚胎结构当中就成为了当下的首要任务。这样以来,能够充分的展现出学生的构思和实际的动手能力,因此在模型的制作过程中,能够充分的展现学生的动手能力,训练他们在对待一些精细工作的时候能够保持一定的耐心,切忌存有烦躁之心,要相信这种能力能够为未来的工作做出一定的贡献。
5.结束语
总而言之,经过将教学模型制作融入胚胎学的课堂中去,同学们在制作模型的过程中,能够很快的发现理论知识方面存在的问题,能尽快的解决在实际情况中所遇到的问题。这样在一定程度上,不仅能够提升课堂的教学效果,而且还能提高学生的学习热情和动手能力。不仅如此,这培养了学生的团队观念和沟通合作能力,近年来我国对于胚胎教学的改革仍然处于尝试和摸索的阶段,希望在后期的积雪改革中能够拿出更好的方案来,制作成为一系列的模型,将其提供给高等医学院校,提升胚胎教学的质量。
参考文献:
[1]程祖春,赵海山,冯启荣,孙婷伟,谭文.基于斑马鱼胚胎模型的抗肿瘤药物毒性评价方法[J].广东药科大学学报,2019,35(02):256-262.
[2]张梦然.用干细胞制作人类胚胎模型为时不远?[A]..《科学与现代化》2019年第1期(总第078期)[C].:中国科学院中国现代化研究中心,2019:2.
[3]张婧.胚胎二细胞显微注射技术制备可传代的携带致死性基因的动物模型研究[A].中华口腔医学会口腔生物医学专业委员会.2018全国口腔生物医学学术年会论文汇编[C].中华口腔医学会口腔生物医学专业委员会:中华口腔医学会,2018:2.
[4]邱佳慧,谭季春.胚胎干细胞与遗传病模型的构建[J].中国组织工程研究,2018,22(17):2769-2774.
[5]曹欢欢,戴思雨,包美玲,李婧雅,张遵义,黄华荣.纯合敲除Cyp26s基因胚胎干细胞模型的建立[J].杭州师范大学学报(自然科学版),2018,17(01):65-71.
[6]方海琴.应用人胚胎干细胞模型评价DEHP胚胎发育毒性及PPARγ/PTEN/AKT在其毒性发生中的作用[A].中国环境科学学会环境医学与健康分会、中国毒理学会生化与分子毒理专业委员会.2017环境与公共健康学术会议暨中国环境科学学会环境医学与健康分会、中国毒理学会生化与分子毒理专业委员会2017年年会论文集[C].中国环境科学学会环境医学与健康分会、中国毒理学会生化与分子毒理专业委员会:中国毒理学会,2017:2.
论文作者:王秀丽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/6
标签:胚胎论文; 模型论文; 过程中论文; 学生论文; 虚拟现实论文; 技术论文; 胚胎学论文; 《基层建设》2019年第22期论文;