黄秀英 耿乔磊

（广东江门中医药职业学院，广东 江门 529000）

《国家职业教育改革实施方案》提出，运用现代信息技术改进教学方式方法，推进虚拟工厂等网络学习空间建设和普遍应用［1］，将虚拟仿真技术运用于实训教学已成为职业教育领域发展的热点［2］。虚拟仿真实验平台可解决实训场地安排困难、实训设备不足、实训过程危险、实训周期过长等问题。在高职百万扩招和新冠疫情期间大规模线上教学的背景下，虚拟仿真实验对于培养技术合格的实用型人才具有重要意义。“教、学、做”理实一体化是一种理论和实践、直观和抽象交替进行的职业院校新型教学模式，可将“教师的‘教’”“学生的‘学’与‘做’”融为一体［3］，提高学生的认知能力和职业素养。本研究以“医学影像设备学”课程为例，使用虚拟仿真实验平台进行理实一体化教学模式的课程改革研究。通过将课程知识点重新梳理整合为多个项目，并结合虚拟仿真实验平台实施“教、学、做”理实一体化教学，解决理论教学与实践脱节的问题，帮助学生更好地理解理论知识、掌握影像设备的工作原理，使学生能够动手实践、独立思考，达到培养实用型人才的目标［4］。

1 “医学影像设备学”课程教学存在的问题

“医学影像设备学”是医学影像技术专业具有医工结合性质的重要基础课程。学习影像设备对于加强学科的交叉性、实用性与综合性，培养医工融合的跨时代复合型人才，落实健康中国战略具有重要意义。现阶段，“医学影像设备学”课程教学以传统的课件教学为主，与真实影像设备紧密结合的实践环节较少，且实践环节主要采用“围观教学”“视频观看”等方式，大多是教师一边带领学生操作一边为学生讲解，而学生作为旁观者无法参与实践。因此，学生常反映该门课具有难入门、概念抽象、理论复杂的特点。另外，影像实训设备通常较为昂贵，资源稀少，必须放在放射屏蔽作用合格的机房中才能使用，因此，学校很难给学生提供真实设备进行实验操作［4］。学生在学习过程中动手机会的缺失导致其学习兴趣低下、学习积极性不高、跟进学科前沿较慢，难以满足医学影像技术人才的培养要求。通过理实一体化教学，改变实验环境和实验教学模式，突出以学生为中心、以成果为导向、持续改进的理念，有望激发学生主动学习的动力，促进学生实践能力的提高。

2 医学影像设备虚拟仿真实验平台

广东江门中医药职业学院的医学影像设备虚拟仿真实验平台是基于放射科真实工作环境设计的，可用于医学影像技术专业多门课程的实践教学。教学在一体化教室中进行，教学设备满足人数要求及相关的教学目标要求。任课教师可自由管理实验平台的教学内容，在实际教学中能够监测到每一位学生的学习情况，并针对学生学习情况与特点改进教学方案与教学策略，实现课程教学改革的完善性、高效性与科学性。

2.1 平台内容设计

医学影像设备虚拟仿真实验平台包括放射科漫游、计算机体层摄影（CT）系统结构教学实训、磁共振成像（MRI）系统结构教学实训、数字X线成像（DR）系统结构教学实训、医学影像设备应用维护与原理、DR/CT/MRI模拟操作等模块，每个模块可以细分为多个项目，基本涵盖了课程所需的典型实训内容。

2.2 平台功能

平台具备教师管理、教师操作演示、学生练习和学生考核的功能。教师备课时，可对仿真软件的知识点、情景对话、案例和试题等内容进行添加、删除或修改，灵活变更实验设置和实验内容。上课前，平台的漫游模式、自动练习模式和语音提示功能能够为学生提供初步认知的途径。上课过程中，一体化教室可实现教师操作演示和学生观看。学生在有了练习的基础后，可使用考核功能进行操作和题目练习，检验学习成果。同时，教师可查看每个仿真项目的考核情况和学生操作日志。

2.3 平台系统特点

实验平台界面美观、简洁，人机交互便捷，按照1∶1的比例3D建模还原了真实设备，支持对整体或部件的任意放大、缩小和旋转，观察视角可以360°调整。教师在后台可为每个部件配置知识点，当学生学习该部件时，会弹出相应的知识点，包括图片、文档、视频等。整个虚拟仿真的操作只需使用鼠标操作即可完成软件的所有交互过程，不需要键盘操作，并支持使用触摸屏等现代教学设备。

3 虚拟仿真实验平台在“医学影像设备学”理实一体化教学中运用的优势

在“医学影像设备学”课程中引入虚拟仿真实验平台，可增加课堂的趣味性，提升学生的课堂参与度，在很大程度上解决“医学影像设备学”教学过程中的一系列问题。

3.1 解决课程学习中实训难的问题

“医学影像设备学”是一门实践性非常强的课程，要求学生掌握各类X线设备、CT设备、MRI设备、超声设备以及核医学成像设备的工作原理、基本结构及应用。在以往的教学过程中，由于实训所用的设备价格昂贵、数量少，学生很少有机会去拆卸设备，从而真正掌握设备的结构。使用虚拟仿真实验平台进行理实一体化教学，可以让每一位学生在学习理论知识的同时动手实践。

3.2 解决课程偏理论、学生被动学习的问题

“医学影像设备学”的理论知识具有抽象、难以理解记忆的特点，且不同影像设备的特征、应用和异同难以把握。使用虚拟仿真实验平台进行理实一体化教学，可将教材中抽象的理论知识转变为直观的三维图像。借助平台的练习和考核模式，学生可以体验影像设备实际的拆装、维护过程，更加积极主动地参与课堂学习。虚拟仿真实验平台仿真程度极高，学生可以通过其不断探索和互动学习，极大地提高自身的学习兴趣。通过将一体化实训室的服务器联网，学生在课下能自由访问实验平台，预习课程内容，使其在参加课堂理论教学时更容易理解相关知识。在课后，学生可以在自己的电脑上重复使用仿真软件，反复做实验，从而加深知识点的理解和记忆，变“填鸭式”学习为主动式学习，达到更好的学习效果。

3.3 解决新形势下培养应用型、创新型人才的问题

随着计算机技术的发展，智能化成像设备逐渐代替旧设备，为影像技术提供了新的发展方向［5］，医学影像技术人员需具备较高的综合能力才能适应现代医学影像技术的革新。这要求影像技术人员不仅要会操作设备，还需要掌握成像原理以及设备结构知识，具备排除简单故障的基本技能和维护、管理各种医学影像设备的能力，以充分发挥设备的潜能。目前，教师主导的实践教学模式是最常见的，这种方式不利于培养学生自主思考、分析和解决问题的能力。为落实人才培养目标，使用虚拟仿真实验平台实现“课余时间做实验”“网上做实验”“虚拟做实验”，可弥补实践教学中的短板，提高学生的动手实践能力，增强学生的创新精神。

4 基于虚拟仿真实验平台的“医学影像设备学”课程内容体系

在理实一体化教学模式建设时，教师应充分发挥课程项目的引导作用，从实际工作入手，选择课程中有代表性的实践项目，并将其与基础知识、重难点知识及拓展知识进行结合。本课程以充分发挥学生的学习潜能与实践探究能力为目标，以真实的工作任务为载体设计教学过程，将“医学影像设备学”课程内容整理为具有4个模块和17个项目的体系，如表1所示。

表1 基于虚拟仿真实验平台的“医学影像设备学”理实一体化课程内容体系

5 基于虚拟仿真实验平台的理实一体化教学实施

5.1 教学过程

本研究以X线管的结构认知与拆装项目为例，将虚拟仿真实验平台应用到课前自主学习、课中内化实践和课后拓展运用3个阶段，进行“教、学、做”理实一体化教学过程的设计，过程如图1所示。

图1 基于虚拟仿真实验平台的“教、学、做”理实一体化教学流程示意

课前自主学习阶段。教师进入管理后台进行学生账号设置和实验内容设置，将本节课设计的实验任务书通过平台下达给学生，督促学生提前进入虚拟仿真实验平台以练习模式观看实践操作并对每个部件弹出的图片、文档、视频等资源进行学习，通过平台记录并分析学生的预习情况，制定教学策略。通过虚拟仿真平台拓展学习时间与空间，实现个性化、差异化的学习。

课中内化实践阶段。教师针对学生的预习情况做出及时的反馈评价。利用虚拟仿真一体化实训室进行X线管的知识点讲解、重难点突破和疑问解答，使用虚拟仿真软件对X线管的靶盘、阴极、放射窗口、高压插座等17个结构的拆装进行操作演示和讲解。学生观看后进行练习并以考核模式进行操作考核和知识点考核，在考核中明确不足，并针对该阶段的学习情况交流心得。同时，教师对学生的学习情况做出评价。

课后拓展运用阶段。教师解决学生的疑问，督促学生利用虚拟仿真实验平台对X线管拆装过程进行练习。教师可以进入教师管理端查看每个学生的成绩、仿真项目的练习情况、操作过程名称、操作情况、得分、操作时间等信息并进行分析。

5.2 评价体系

课程教学评价打破了以往理论成绩占较大比重的情况，将课程平时成绩占比提高至60%，采用课前—课中—课后全过程和平台—教师—学生多方位的评价体系。平时成绩包括考勤、平台测试成绩、课前预习情况、课中任务完成情况和课后练习成绩。采用知识、技能、情感态度等多维度的评分标准和自评、互评、教师评相结合的评价方式，主要考查学生在实践任务中的参与度和任务完成情况，旨在使学生找到盲点误区，调整学习方法。

6 虚拟仿真实验平台在“医学影像设备学”理实一体化教学中的运用效果分析

6.1 学生课堂学习成效

未使用虚拟仿真软件时，学生普遍反映理论内容枯燥且抽象，学习难度大。引入虚拟仿真软件的理实一体化教学把抽象的学习内容变得形象化，使学生更易接受理论知识。虚拟仿真软件真实的动态演示激发了学生的学习兴趣和积极性，使教学质量明显提高。学生的独立操作能力、学习的主动性和创造力都得到了充分发挥。

6.2 学生考核情况

以往的“医学影像设备学”课程教学一般是先理论后实践，单独讲授理论知识，学生难以理解，容易对课程产生抵触情绪，等到实验课时或已将理论知识遗忘，难以达到良好的教学效果，课程考核卷面成绩不理想。而理实一体化教学将“教师的‘教’”“学生的‘学’和‘做’”融为一体，比例一致。教师先使用虚拟仿真软件使学生对影像设备的结构有了直观印象，再对难点进行攻克，教学过程由简单到复杂、由形象到抽象，更符合学生的认知规律。学生对不明白的理论知识可以立刻通过虚拟仿真软件进行实操加强理解。最后通过软件的学习效果考核和课余时间加强练习，大部分学生学习效果良好，对“医学影像设备学”这门课程的学习兴趣更浓厚。

7 结语

由于传统理念和教学条件的局限，实践教学一直以来都是“医学影像设备学”课程的短板。在实践课程中，学生只有发挥主观能动性，手脑并用，并且在实验过程中进行创新，才可以在未来的学习与就业当中充分运用自己的能力。通过使用虚拟仿真实验平台进行“医学影像设备学”理实一体化教学改革，证明教学方式的改变与学生的学习效果提升有很大关系。对于“医学影像设备学”这类理论知识较抽象、实践难的课程来说，传统的实践教学过程是不适用的，而使用虚拟仿真软件进行一体化教学提升了教学效果，营造了良好的教学氛围。下一步，教师应加强软件后台管理，添加更多的视频、习题资源，凝练知识点，优化学生体验，进一步提高学生学习“医学影像设备学”课程的整体效果。