計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)骨科教學(xué)研究

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現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)滲透到人類社會(huì)生活的每個(gè)角落，各行各業(yè)發(fā)展皆離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持。其中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是一種仿真系統(tǒng)模型，能夠在一定條件下對(duì)教學(xué)模型開(kāi)展動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)。將此種技術(shù)應(yīng)用在骨科教學(xué)中，同時(shí)結(jié)合傳統(tǒng)教育教學(xué)方法，能夠快速拓展學(xué)生知識(shí)領(lǐng)域，提高學(xué)生學(xué)習(xí)技能，進(jìn)而提高教學(xué)工作實(shí)效性。

1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1參數(shù)靈活數(shù)據(jù)加工效率較高

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的相關(guān)參數(shù)具有非常高的靈活性，能夠?qū)强平虒W(xué)課程相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、分析，并對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目轉(zhuǎn)變提供具有針對(duì)性的服務(wù)。節(jié)約數(shù)據(jù)加工時(shí)間，提高工作效率。

1.2技術(shù)運(yùn)行穩(wěn)定仿真技術(shù)接近實(shí)物

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)運(yùn)行過(guò)程中得到的數(shù)據(jù)具有較高的準(zhǔn)確性，能夠保證運(yùn)行過(guò)程的穩(wěn)定性及可靠性。與實(shí)物模型相比，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)更具應(yīng)用價(jià)值，不僅在于仿真技術(shù)更加接近實(shí)物，更在于其制作費(fèi)用較低，能夠重復(fù)使用，且仿真技術(shù)能夠發(fā)揮與實(shí)物展示相同的教學(xué)效果。

2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在骨科教學(xué)中的應(yīng)用

將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用在骨科教學(xué)中，要與傳統(tǒng)教學(xué)方法充分結(jié)合，才能收到更加良好的教學(xué)效果。為此，主張堅(jiān)持將探究式學(xué)習(xí)作為前提，同時(shí)兼具科學(xué)性思維，為解決理論、實(shí)踐問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。為進(jìn)一步探討計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合的教學(xué)效果，選擇某學(xué)院2014年度100名骨科學(xué)生作為觀察對(duì)象，將其中50名學(xué)生作為1組，開(kāi)展計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)教學(xué)+傳統(tǒng)教學(xué)方法，其余50名學(xué)生作為2組，單純采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，觀察并比較兩組學(xué)生學(xué)習(xí)效果，進(jìn)而總結(jié)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在骨科教學(xué)中應(yīng)用體會(huì)，1組學(xué)生教學(xué)方法如下：

2.1開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)

2.1.1設(shè)置教學(xué)情境：按照骨科教學(xué)大綱，臨床骨科教學(xué)重點(diǎn)為主要骨折類型、各種骨折類型發(fā)病機(jī)理等。如果僅僅遵照傳統(tǒng)教學(xué)方法，這些教學(xué)內(nèi)容只能依靠具有代表性的X線片來(lái)進(jìn)行講解，或根據(jù)課本模式開(kāi)展課程教授。那么學(xué)生只能簡(jiǎn)單了解一些概念性的知識(shí)，無(wú)法深入掌握骨折發(fā)病機(jī)理，且缺乏立體形象的支撐，學(xué)生創(chuàng)造性思維將得到很大程度上的抑制。為此，要求教師負(fù)責(zé)設(shè)置計(jì)算機(jī)仿真教學(xué)情境，并根據(jù)學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)情況開(kāi)展教學(xué)。2.1.2仿真課件制作：為突破X線片講解的局限性，教師在開(kāi)展教學(xué)時(shí)，要將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)活動(dòng)中。具體實(shí)施方法為：搜集正常人體不同位置骨骼CT斷層影像圖，采用有限元基本常識(shí)和逆向工程，運(yùn)用骨科醫(yī)學(xué)教學(xué)專用建模軟件對(duì)CT斷層影像圖（DICOM格式）進(jìn)行讀取。同時(shí)，采用閾值分割方法對(duì)股骨圖像進(jìn)行詳細(xì)分割，并使用面繪制算法對(duì)股骨、股骨內(nèi)部髓腔進(jìn)行三維仿真模擬。隨后，根據(jù)幾何解剖狀態(tài)，采用CAD制圖軟件對(duì)股骨假體進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.1.3優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)：在開(kāi)展教學(xué)工作時(shí)，還要對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。例如，“骨折”教學(xué)設(shè)計(jì)為例，在仿真課件制作上，不僅綜合有限元基本常識(shí)及分析模塊，還通過(guò)模擬不同應(yīng)力狀態(tài)下人體骨骼的主要受力情況，進(jìn)而進(jìn)行正確計(jì)算。同時(shí)，采用后不同顏色對(duì)其進(jìn)行定義和分布，進(jìn)而清晰、直觀的展示出各個(gè)位置骨骼受力分布情況，幫助學(xué)生理解骨折好發(fā)位置及其力學(xué)機(jī)制，進(jìn)一步掌握骨折疾病外科診療規(guī)律，為未來(lái)臨床實(shí)踐工作夯實(shí)基礎(chǔ)。另外，教師要適時(shí)對(duì)階段性學(xué)習(xí)成果進(jìn)行詳細(xì)歸納，并要求學(xué)生將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)所學(xué)知識(shí)及成果在小組中展示。指導(dǎo)教師可組織答辯活動(dòng)，通過(guò)討論、交流等方式使學(xué)生進(jìn)一步深化抽象的骨科教學(xué)知識(shí)。

2.1.4教學(xué)效果評(píng)價(jià)：開(kāi)展實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)下骨科知識(shí)的理解。對(duì)教學(xué)過(guò)程、教學(xué)效果進(jìn)行歸納和總結(jié)，幫助學(xué)生完善專業(yè)技能，并牢固掌握仿真骨科教學(xué)模式及教學(xué)方法。設(shè)計(jì)兩份問(wèn)卷，分別對(duì)1組和2組學(xué)生學(xué)習(xí)成果進(jìn)行調(diào)查。要在課程開(kāi)始前發(fā)放自我評(píng)定表，主要填寫(xiě)內(nèi)容為思維習(xí)慣、創(chuàng)造性思維、創(chuàng)新意識(shí)等。課程結(jié)束后調(diào)查兩種教學(xué)方法對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的主要影響及學(xué)習(xí)體會(huì)。

2.2學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)

相關(guān)課程完成后，對(duì)1組和2組學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查。其中1組50名學(xué)生均參與調(diào)查，有效問(wèn)卷為50份。2組有1份調(diào)查問(wèn)卷不符合規(guī)定，予以作廢，有效問(wèn)卷為49份。從表1中數(shù)據(jù)可以看出，1組學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、協(xié)調(diào)能力、思維習(xí)慣、溝通能力、合作能力等方面均有顯著提升，且優(yōu)于2組學(xué)生。

3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在骨科教學(xué)中的應(yīng)用效果

從以上數(shù)據(jù)可以看出，將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用在骨科教學(xué)中，能夠顯著提高學(xué)生各方面能力。

3.1充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性

興趣是學(xué)生開(kāi)展主動(dòng)學(xué)習(xí)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)立足于骨科教學(xué)實(shí)際，結(jié)合學(xué)生興趣、愛(ài)好及性格特點(diǎn)，合理設(shè)置教學(xué)情境。仿真技術(shù)圖文、聲像并茂，在骨科教學(xué)中，能夠使充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的各種感官，同時(shí)組織學(xué)生在小組學(xué)習(xí)中進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，改變以往單調(diào)枯燥的教學(xué)模式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因此能夠提高學(xué)習(xí)積極性，加深學(xué)生對(duì)骨科知識(shí)的理解與運(yùn)用。

3.2完善教學(xué)形式

在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)教學(xué)下，學(xué)生可根據(jù)自身學(xué)習(xí)實(shí)際情況，來(lái)選擇適合自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容。通過(guò)合理分組確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，能夠不斷完善學(xué)習(xí)方法。教師適當(dāng)加強(qiáng)指導(dǎo)，明確教學(xué)目標(biāo)，并控制課堂討論時(shí)間，能夠進(jìn)一步完善教學(xué)形式，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率。同時(shí)，教師根據(jù)學(xué)生對(duì)仿真教學(xué)的理解程度，正確掌握時(shí)機(jī)，引發(fā)新一輪討論。而后，對(duì)課堂學(xué)習(xí)效果做出總結(jié)，指導(dǎo)學(xué)生良性互動(dòng)，使骨科教學(xué)更具針對(duì)性。

3.3教學(xué)更具針對(duì)性

計(jì)算機(jī)仿真手段具有快節(jié)奏、信息重復(fù)性，將其應(yīng)用在骨科教學(xué)中，有利于節(jié)省教學(xué)時(shí)間，提高教學(xué)效率。同時(shí)，能夠增加師生間交流溝通，教師可及時(shí)得到學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的信息反饋，從而了解學(xué)生學(xué)習(xí)效果。在此基礎(chǔ)上，教師可根據(jù)不同層次學(xué)生，采取具有針對(duì)性教學(xué)策略，并對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行靈活調(diào)整，提高教學(xué)實(shí)效性。

4計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

4.1突出教學(xué)難點(diǎn)與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合

傳統(tǒng)教學(xué)方法更加強(qiáng)調(diào)教師的講授，學(xué)生是被動(dòng)地接受過(guò)程，很難真正融入教學(xué)中。要充分利用計(jì)算機(jī)仿真教學(xué)的形象性、直觀性，通過(guò)鞏固練習(xí)，加深記憶，進(jìn)而將抽象知識(shí)具體化、形象化，淡化知識(shí)難點(diǎn)，突出教學(xué)重點(diǎn)，從而達(dá)到化難為簡(jiǎn)效果，為學(xué)生掌握知識(shí)提供方便。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)雖然能夠改變傳統(tǒng)教學(xué)枯燥無(wú)味的弊端，進(jìn)一步吸引學(xué)生的注意力。但是，若形成依賴，這種“照本宣科”的教學(xué)方法就會(huì)逐漸成為另外一種固化教學(xué)模式。因此，教師所準(zhǔn)備仿真教學(xué)案例、問(wèn)題要具備典型性和代表性，利用其在教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合。

4.2開(kāi)發(fā)新型教學(xué)方法

學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，不僅僅要牢固掌握骨科知識(shí)，還要結(jié)合其他醫(yī)學(xué)課程所學(xué)內(nèi)容，做到融會(huì)貫通。開(kāi)發(fā)新教學(xué)方法能夠鍛煉學(xué)生交流水平，并不斷提升語(yǔ)言表達(dá)能力，且學(xué)生邏輯思維、創(chuàng)造性思維也會(huì)潛移默化的得到增強(qiáng)。

5結(jié)束語(yǔ)

骨科是醫(yī)學(xué)臨床重要學(xué)科，為社會(huì)培養(yǎng)更多專業(yè)程度高、實(shí)踐能力強(qiáng)的復(fù)合型骨科人才具有現(xiàn)實(shí)意義，因此要不斷加強(qiáng)對(duì)骨科專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)。基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在骨科教學(xué)中的突出作用，教師應(yīng)充分重視其在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用程度。同時(shí)合理規(guī)劃教學(xué)方案，確定完善的教育教學(xué)目標(biāo)，并逐漸突破原有教學(xué)模式的桎梏，提高骨科學(xué)生學(xué)習(xí)效率及教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)骨科教學(xué)的專業(yè)化，培養(yǎng)出更多全能型骨科臨床醫(yī)學(xué)人才。

作者：章亞?wèn)| 單位：解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院骨科