章亚东

（解放军总医院第一附属医院骨科，北京，100048）

基于计算机仿真技术骨科教学研究

章亚东

（解放军总医院第一附属医院骨科，北京，100048）

将计算机仿真技术充分应用在骨科教学中，可为骨科教学提供更多创造性和可能性。教学实践经验表明，计算机仿真技术能够为教学活动提供技术性指导，可收到良好教学效果。

计算机仿真技术；骨科教学；教学设计

现阶段，计算机技术已经渗透到人类社会生活的每个角落，各行各业发展皆离不开计算机技术的支持。其中，计算机仿真技术是一种仿真系统模型，能够在一定条件下对教学模型开展动态实验。将此种技术应用在骨科教学中，同时结合传统教育教学方法，能够快速拓展学生知识领域，提高学生学习技能，进而提高教学工作实效性。

1 计算机仿真技术应用优势

1.1 参数灵活数据加工效率较高

计算机仿真技术的相关参数具有非常高的灵活性，能够对骨科教学课程相关数据进行加工、分析，并对相关实验项目转变提供具有针对性的服务。节约数据加工时间，提高工作效率。

1.2 技术运行稳定仿真技术接近实物

计算机仿真技术运行过程中得到的数据具有较高的准确性，能够保证运行过程的稳定性及可靠性。与实物模型相比，计算机仿真技术更具应用价值，不仅在于仿真技术更加接近实物，更在于其制作费用较低，能够重复使用，且仿真技术能够发挥与实物展示相同的教学效果。

2 计算机仿真技术在骨科教学中的应用

将计算机仿真技术应用在骨科教学中，要与传统教学方法充分结合，才能收到更加良好的教学效果。为此，主张坚持将探究式学习作为前提，同时兼具科学性思维，为解决理论、实践问题奠定基础。为进一步探讨计算机仿真技术与传统教学方法相结合的教学效果，选择某学院2014年度100名骨科学生作为观察对象，将其中50名学生作为1组，开展计算机仿真技术教学+传统教学方法，其余50名学生作为2组，单纯采用传统教学方法，观察并比较两组学生学习效果，进而总结计算机仿真技术在骨科教学中应用体会，1组学生教学方法如下：

2.1 开展教学活动

2.1.1 设置教学情境：按照骨科教学大纲，临床骨科教学重点为主要骨折类型、各种骨折类型发病机理等。如果仅仅遵照传统教学方法，这些教学内容只能依靠具有代表性的X线片来进行讲解，或根据课本模式开展课程教授。那么学生只能简单了解一些概念性的知识，无法深入掌握骨折发病机理，且缺乏立体形象的支撑，学生创造性思维将得到很大程度上的抑制。为此，要求教师负责设置计算机仿真教学情境，并根据学生实际学习情况开展教学。

2.1.2 仿真课件制作：为突破X线片讲解的局限性，教师在开展教学时，要将计算机仿真技术应用到教学活动中。具体实施方法为：搜集正常人体不同位置骨骼CT断层影像图，采用有限元基本常识和逆向工程，运用骨科医学教学专用建模软件对CT断层影像图（DICOM格式）进行读取。同时，采用阈值分割方法对股骨图像进行详细分割，并使用面绘制算法对股骨、股骨内部髓腔进行三维仿真模拟。随后，根据几何解剖状态，采用CAD制图软件对股骨假体进行设计。

2.1.3 优化教学设计：在开展教学工作时，还要对教学设计进行优化。例如，“骨折”教学设计为例，在仿真课件制作上，不仅综合有限元基本常识及分析模块，还通过模拟不同应力状态下人体骨骼的主要受力情况，进而进行正确计算。同时，采用后不同颜色对其进行定义和分布，进而清晰、直观的展示出各个位置骨骼受力分布情况，帮助学生理解骨折好发位置及其力学机制，进一步掌握骨折疾病外科诊疗规律，为未来临床实践工作夯实基础。另外，教师要适时对阶段性学习成果进行详细归纳，并要求学生将计算机仿真技术所学知识及成果在小组中展示。指导教师可组织答辩活动，通过讨论、交流等方式使学生进一步深化抽象的骨科教学知识。

2.1.4 教学效果评价：开展实验操作，进一步加深学生对计算机仿真技术下骨科知识的理解。对教学过程、教学效果进行归纳和总结，帮助学生完善专业技能，并牢固掌握仿真骨科教学模式及教学方法。设计两份问卷，分别对1组和2组学生学习成果进行调查。要在课程开始前发放自我评定表，主要填写内容为思维习惯、创造性思维、创新意识等。课程结束后调查两种教学方法对学生学习的主要影响及学习体会。

2.2 学习效果评价

相关课程完成后，对1组和2组学生进行问卷调查。其中1组50名学生均参与调查，有效问卷为50份。2组有1份调查问卷不符合规定，予以作废，有效问卷为49份，结果见表1。

从表1中数据可以看出，1组学生学习兴趣、协调能力、思维习惯、沟通能力、合作能力等方面均有显著提升，且优于2组学生。

3 计算机仿真技术在骨科教学中的应用效果

从以上数据可以看出，将计算机仿真技术应用在骨科教学中，能够显著提高学生各方面能力。

3.1 充分调动学生积极性

兴趣是学生开展主动学习的内在驱动力，采用计算机仿真技术立足于骨科教学实际，结合学生兴趣、爱好及性格特点，合理设置教学情境。仿真技术图文、声像并茂，在骨科教学中，能够使充分调动起学生的各种感官，同时组织学生在小组学习中进行合作学习，改变以往单调枯燥的教学模式，提高学生的学习兴趣，因此能够提高学习积极性，加深学生对骨科知识的理解与运用。

3.2 完善教学形式

在计算机仿真技术教学下，学生可根据自身学习实际情况，来选择适合自己的学习内容。通过合理分组确定学习目标，能够不断完善学习方法。教师适当加强指导，明确教学目标，并控制课堂讨论时间，能够进一步完善教学形式，进而提高学习效率。同时，教师根据学生对仿真教学的理解程度，正确掌握时机，引发新一轮讨论。而后，对课堂学习效果做出总结，指导学生良性互动，使骨科教学更具针对性。

3.3 教学更具针对性

计算机仿真手段具有快节奏、信息重复性，将其应用在骨科教学中，有利于节省教学时间，提高教学效率。同时，能够增加师生间交流沟通，教师可及时得到学生学习过程中的信息反馈，从而了解学生学习效果。在此基础上，教师可根据不同层次学生，采取具有针对性教学策略，并对教学方法进行灵活调整，提高教学实效性。

4 计算机仿真技术应用注意事项

4.1 突出教学难点与传统教学方法相结合

传统教学方法更加强调教师的讲授，学生是被动地接受过程，很难真正融入教学中。要充分利用计算机仿真教学的形象性、直观性，通过巩固练习，加深记忆，进而将抽象知识具体化、形象化，淡化知识难点，突出教学重点，从而达到化难为简效果，为学生掌握知识提供方便。计算机仿真技术虽然能够改变传统教学枯燥无味的弊端，进一步吸引学生的注意力。但是，若形成依赖，这种“照本宣科”的教学方法就会逐渐成为另外一种固化教学模式。因此，教师所准备仿真教学案例、问题要具备典型性和代表性，利用其在教学中的优势与传统教学方法相结合。

4.2 开发新型教学方法

学生在学习过程中，不仅仅要牢固掌握骨科知识，还要结合其他医学课程所学内容，做到融会贯通。开发新教学方法能够锻炼学生交流水平，并不断提升语言表达能力，且学生逻辑思维、创造性思维也会潜移默化的得到增强。

5 结束语

表1 1组和2组学生学习效果比较

骨科是医学临床重要学科，为社会培养更多专业程度高、实践能力强的复合型骨科人才具有现实意义，因此要不断加强对骨科专业学生的培养。基于计算机仿真技术在骨科教学中的突出作用，教师应充分重视其在实际教学中的应用程度。同时合理规划教学方案，确定完善的教育教学目标，并逐渐突破原有教学模式的桎梏，提高骨科学生学习效率及教学质量，实现骨科教学的专业化，培养出更多全能型骨科临床医学人才。

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[2] 王簕，张志，张亮，等.Mimics数字化软件在临床骨科教学工作中的应用和体会[J].中国医学教育技术，2014，20（14）.

[3] 谢肇，李伟，傅景曙，等.虚拟现实技术在循证骨科教学中的应用[J].局解手术学杂志，2014，24（12）.

[4] 邹俊.计算机仿真技术在骨科教学中的应用[J].现代医学，2013，31（13）.

章亚东（1965年-），男（汉族），湖北武汉人，博士学位，解放军总医院第一附属医院骨科主任医师，硕士生导师，研究方向：骨科教学。

Teaching research based on computer simulation technology

Zhang Yadong
(The First Affiliated Hospital of General Hospital of PLA, Beijing，100048)

The full use of computer simulation technology in orthopedics teaching,providing more possibilities for creativity and orthopedic teaching.Teaching experience that computer simulation technology to provide technical guidance for the teaching and learning activities,to receive good teaching.

computer simulation technology;orthopedic teaching;teaching design