仿真模拟教学范文10篇

时间:2023-12-04 17:50:38

仿真模拟教学

仿真模拟教学范文篇1

关键词:高仿真情景模拟教学;教学方法;反思小结

情景模拟教学法是通过对事件或事物发生与发展的模拟或虚拟再现,让学习者在接近真实的临床情境中获取知识、提高能力、增进情感体验的一种教学方法[1-2],近年来在国内外护理教育领域得到了较为广泛的应用,借助高仿真模拟人进行的情景模拟教学对护生的认知能力、理论与操作技能、评判性思维能力及团队协作能力与沟通技巧等方面均有较大的提升[1-2]。反馈教学法是根据系统论、控制论、信息论三原理,在教学改革实践中总结出来的一种教学方法,它以“学生的反馈”作为教学活动的主线,使教学信息变“单向传递”为“多向传递”。反思日记是学生进行学习反馈的一种方式,是指学生在学习中以记录日记的方式对所学知识和所获得的经验进行反思的一种教学手段,能够反映学生在学习过程中的真实感受[3-4]。因此,为了解外科护理学高仿真情景模拟教学后学生反思小结的情况,探讨高仿真情景模拟教学中问题,本研究将对162名接受过高仿真情景模拟教学后的护生撰写的反思小结进行分析,以期为提高教学效果提供参考。

1对象与方法

1.1研究对象

选取北京中医药大学护理学院护理学本科三年级学生162名,所有学生均接受外科护理学高仿真情景模拟教学,且同意将其反思小结供给本研究进行分析。

1.2研究方法

(1)资料来源。外科护理学采用高仿真情景模拟教学,共计4学时。由教师提供病例,该病例为脾破裂伴低血容量性休克患者的抢救,将该病例资料于情景模拟前1日下发给学生。每班抽取部分同学进行情景模拟演示,每组由6名学生组成,角色分别为1名医生、3名护士、1名患者及1名患者家属。各组于演示区演示,演示区为由高仿真模拟人为主体的病房,具备病房治疗带、护理治疗车、抢救车、除颤仪等用物、仪器与设备;教师于控制室操作后台设备,控制高仿真模拟人的体征与症状等动态变化,患者演示者于控制室配音;各组学生演示时,其他学生于观摩区观看。观摩区、控制室与演示区间由单面透视玻璃隔开,演示区无法看到其他区域的场景。演示结束后由外科护理学教师及临床老师进行点评。研究对象需在情景模拟教学结束后48小时内完成反思小结1篇,最终共收集到162名研究对象的反思小结。本研究将收集到的162篇反思小结作为研究材料进行分析。(2)资料整理与分析。将研究对象的反思小结转换为文本资料,如遇字迹模糊、表述不清的地方,及时与研究对象沟通确认。对文本资料的分析采用质性研究中Colaizzi现象学研究资料分析7步骤:①熟悉:反复、仔细阅读反思小结的文本资料,充分熟悉了解资料内容;②识别有意义的陈述:对资料逐句分析,识别摘录有重要意义的陈述;③编码意义:对反复出现的有重要意义的观点进行编码;④聚类主题:将编码后的观点汇集,形成主题雏形;⑤进行详细描述:对每个主题进行详细的描述,并摘取文本资料中的原始陈述;⑥产生基本的结构:将类似的主题放在一起反复比较,提炼简短而具密集意义的主题;⑦验证基本结构:将提炼的主题反馈给研究对象进行求证,如有偏悖,返回第一步重新分析。由2名研究者独立完成前6步后,通过对比讨论,汇集有意义的主题,并反馈给研究对象求证,以确保结果的准确性。由1名研究者对主题进行整合,结合研究者理解充分解读,最终完善成文。

2结果

2.1高仿真情景模拟过程中的直观感受

学生陈述了其参与情景模拟过程中的直观感受,观摩者多为真实、沉浸、刺激感,演示者多为紧张、手足无措感;在演示过程中,学生发现自身知识与技能的欠缺,同时也意识到理论与实际间存在差距。(1)真实感。本次情景模拟借助高仿真模拟人、依靠来源于临床的病例以及真实的用物、仪器与设备等,一定程度上真实还原了在学习、见习中难以见到的临床抢救场景。“以前虽然下过临床,参加各种见习,但毕竟没见过如此真实的抢救行动,我很好奇,特别感兴趣。”“平时我们练习操作都是对着假人练习,它的身体不会有任何的突发情况,当对着一个可以显示生命体征的智能假人(高仿真模拟人)时,隔着屏幕都能感受到那种无助感。”“巨大的未知和严肃气氛营造出的紧张,竟然真的让我生出一丝‘要上战场’的使命感和‘救人’的激动与感动……一点也不像我们之前普通的护基操作练习哪怕是见习。”(2)紧迫感。在高仿真情景模拟教学的演示过程中,学生无论是在演示区还是在观摩区,都能较好地沉浸在场景中,更好地代入角色,并表示模拟过程中有紧迫、紧张感。“这么昂贵的‘病人’配合我们的同学,让我大开眼界,即使透过玻璃看也有一种沉浸其中的紧张感,为‘病人’的安慰也捏了一把汗。”“面对患者家属的时候我慌张、交流不畅,面对情况越来越糟糕的患者时我手足无措。”“当一些检测机器发出那种独有的带紧迫感的声音,病人及病人家属、医护人员的声音开始变的急迫,我就感觉完全进入了场景之内。”(3)对个人能力的认知。在演示过程中,随着高仿真模拟人体征与症状的动态变化,需要进行一系列的救治措施与护理措施,对学生的个人知识储备与操作技能是一项考验;此外,复杂多变的病情变化使学生对个人能力产生了自我怀疑与反思。“当抢救室内传来的心电监护声滴答不停,当小组成员慌乱却不知如何下手时,我对自己过去3年的学习产生了怀疑,我对自己的表现产生了巨大不满。”“我这时在想:这么危急的情况,我能做些什么?我应该从何开始?除了遵医嘱给药,我怎么能更好地判断病情以辅助医生,去控制住病情发展,为病人得到有效的治疗争取时间。”“如果这是真的病人,自己的操作真的正规吗?这样抢救是高效的吗?”(4)理论与实际的差距。在演示过程中,演示区学生还发现书本知识与实际操作间存在差距。“在观看第一组时,我心里暗暗牢记一定不要慌乱……等到我去模拟时,我发现我想的和实际出入很大,手忙脚乱,分工不明确……病人呕吐也没有及时处理,病人喊冷也是半天才给盖被子……”“课上模拟的抢救场景给我最明显的感受就是‘我觉得我会做’和‘实际上我会做’之间的差别巨大……在观摩室,病人呕吐时,老师提问我还能说出来要清理呼吸道,把病人头偏向一侧,等到自己进了操作室,遇到了同样的情况就大脑一片空白,第一反应竟然是去拿了氧气瓶。”“在模拟开始前,我本来做了很好的计划……结果实际操作起来,我把氧气瓶挂上后,在把吸氧面罩给病人戴上的时候,它这个有点松……吸氧管老是往下掉,我就有点懵了,就往上固定了好几次。”

2.2高仿真情景模拟教学结束后的思考

高仿真情景模拟结束后,外科护理学教师与临床老师的点评引发了更多学生对个人能力的思考、对团队协作能力的认识、对人文关怀与爱伤观念的感触和对自身责任感的感悟。(1)个人知识水平、操作能力与心理素质。模拟结束后,学生认识到临床抢救场景需要的是扎实的知识、熟练的操作与强大的心理素质,而自身水平尚待提高。“学过的知识在脑子里飞速闪过却一个也抓不住……我需要更加努力地学习理论知识,更加深刻地苦练操作技术。”“在急救中,需要的不只是一个单独的知识点或者操作,而是要根据患者的真实情况,做出各种诊断操作,这需要扎实的基础知识,还要保持镇定,且分工明确十分重要。”“越到紧急的时刻,越要稳住,所有的操作,都要做到标准,否则影响医生对病情的判断,更甚者会对患者造成第二次伤害……”(2)团队协作能力。模拟结束后,经过教师点评,学生意识到团队协作能力在抢救中的重要性。“团队的协调配合在急救过程中是至关重要的一步,每个人干该干的,不争不抢,协调好,才能不紧不乱,进行的有条不紊。”“我们几个人显然没有之前的沟通合作,演示的时候就医生下达指令一堆人一起做,整个过程慌乱且效率还比较低,完全忘了学习操作上的准则和评估。”(3)护患沟通、人文关怀与爱伤观念。在教师点评后,学生对护患沟通、人文关怀与爱伤观念有了更深的感触。“这次我个人最遗憾的就是注意力过于集中在护理操作上了,忽略了和患者的沟通,在患者难受、呕吐时未能及时给予安慰。”“家属们更容易产生急躁和忧虑的心理,他们对医护人员的每一个细节都特别敏感,医护人员的言行举止会对他们产生很大的影响,而沟通环节最容易被忽视。”“最重要的是,我们(组)没有爱伤和同理心,没有把仿真人当成真正的病人,过程中甚至笑了起来,这是最不应该的。”(4)责任感与职业认同感。在学生反思小结中,部分学生陈述了自己对护理职业、护士责任感的认识。“说实话,当看到心电图成为直线的时候,我们的心跳仿佛静止了一般,虽然课本上也看到也知道,但也远远不如真实经历一番,在那一刻,我知道了什么是责任。当你选择了护理这个行业,就不能有任何马虎,在这个职位,站在病人床边,你所掌握的就是一条生命,你在与生命赛跑。”“当我看到数据逐渐恢复正常时,也松了一口气……我们的职业承担的是一个人的生命,还可能是一个家庭的希望。”“不能根据病情做出相应判断是整个问题中较为关键的一点,这是作为一名护士的失职,是绝对不能将此带到临床上的,是对自己的不负责更是对患者的不负责。”“在抢救室里跑出一身汗的我,看到病人回归正常时,我像自己真的救活了一条鲜活生命一样,那种荣誉感和自豪感根本抑制不住,我也对自己所在的未来岗位更加期待,虽然会很累,会有辛酸委屈,但也有感动和自豪。”

2.3对本次高仿真情景模拟教学的反馈

在反思小结中,学生也陈述了本次高仿真情景模拟教学存在的优势与不足。观摩者指出,观看其他同学的表现能够暴露自己的不足,但是部分演示者的角色代入感欠佳。(1)高仿真模拟教学能够暴露自身不足。学生在反思小结中提到,高仿真情景模拟教学不同于以往的教学方式。即使学生在观摩区观看,也能发现自己的不足。“回到观摩区,在第二组操作时,我看到了他们的优点也看到了自己的不足,这样的教学方式十分新颖也能够充分暴露问题。”“很喜欢这样的教学方式,当我们充分暴露在这样的情况下,对知识也有了新的感悟。”“生命很轻,又太重了。想到这里,我心中不禁涌出一股压力,对未来工作的压力,但随即又释然了,组织实验课不正是想让我们意识到这一点吗?想种树,什么时候都不会晚,学习也是。”“这样的自己完全无法进入临床,简直就是一张白纸。心里很沉重,同时也会有一点庆幸,那就是我还有时间、还有机会。”(2)部分学生角色的代入感不强。由于高仿真模拟人不等同于真实患者,模拟情景也与真实情景有出入,学生缺乏所演示角色的经历等,导致观摩区学生代入感欠佳。“同学们代入感不强,我认为如果我去表演可能也会如此,这与经验不足和知识欠缺也是相关的。即使经历过短暂的临床见习,也还是有走马观花的感觉,角色意识还很薄弱。”“我们模拟的情景相对现实来说也有些过于理想化,比如实际在抢救中的病人家属并不像我们表现得那么好安抚,(病人家属)并没有那种病人生命危机的代入感。”然而,一名患者家属的演示者也陈述了当时的心态,“我作为病人家属,本来想表现得更焦虑一些,但一看到扮演护士的同学们一直在进行操作,所以就觉得也不好打扰他们就一直没有敲门。”

3讨论

3.1帮助护生认识自身不足,促进学生主动学习

由反思小结提炼的主题可以看出,高仿真情景模拟教学既能为护生带来不同于传统教学方式的教学内容,也能考验护生的知识学习与技能操作,帮助护生反思自身不足,同时,还有助于护生更客观地认识由学校学习到临床工作的过渡。这符合人本主义教育理论中以学生为中心的教育观。高仿真情景模拟教学中教育、学习的过程是护生自我发展与实现的过程,能够引起护生的自我重视,使护生化被动学习为主动学习,充分挖掘自身潜能。因此,护理教育者们应当为护生提供更多的学习资源,积极开展高仿真情景模拟教学,潜移默化地促进护生反思自我、不断进步。

3.2提高护生对临床护理综合能力的认识

传统教学方式在培养学生批判性思维、沟通能力、人文关怀、爱伤观念等能力与意识方面往往存在局限,而高仿真情景模拟教学借助来源于临床的真实病例能为护生提供完整且多变的病情变化。护生在演示过程中不是按照剧本机械地演示,而是根据仿真人的病情变化,做出相应治疗与护理措施;仿真人也不是按照剧本的设定呈现出固定的症状和体征,而是应在控制室教师的操作下针对演示者的治疗与护理措施做出应有的反应。因此,本次高仿真情景模拟教学并不是所有组都“抢救成功”,部分组因操作不流畅、病情判断错误、团队配合欠佳、给药不及时等问题,最终致使“患者抢救无效而死亡”。反思小结提炼的主体表明,护生在情景模拟结束后能够主动思考,对于自己存在不足的地方,也有改正意识,其中既包括知识、操作水平,也包括心理素质、人文关怀、团队协作等。因此,高仿真情景模拟能够提高护生对临床护理综合能力的认识。

3.3培养护生的责任感与职业认同感

研究表明[5],职业认同感低是造成护士离职的重要因素,提高护生的职业认同感有利于提高护生的临床操作技能、缓解其工作压力、改善护患关系。护生在高仿真模拟教学后反思小结中的陈述显示,通过真实的病例、逼真的场景、紧张的氛围,护生能够感受到近似临床的压力,并意识到护理这份工作将对患者的生命健康产生影响,这种教学方式能够培养、激发学生的责任感;而“抢救成功”给护生带来的“感动与自豪”也能使其意识到护理职业的价值所在,提高其对护理职业的认可。因此,高仿真情景模拟教学在对护生责任感与职业认同感的培养上,有着较传统模拟教学更好的优势。

3.4需改进与完善,提高学生沉浸感

虽然情景模拟教学中使用的高仿真模拟人较平时实验课的假人更逼真,且能通过后台设置高仿真模拟人的症状、体征的动态变化,但高仿真人只能在一定程度上达到真人的效果。此外,结合研究对象反思小结的主题分析,演示者不熟悉抢救流程、操作不够熟练、情绪表达不够真实等,都影响观摩区学生观看时的沉浸感。因此,在开始情景模拟前,应带领学生提前熟悉演示区环境,督促演示者熟悉病例,了解病情的发生发展。此外,Karin[6]进行文献回顾后认为,在实施情景模拟前,学生通过观看高仿真模拟教学的录像或指导性教学手册能够帮助学生熟悉流程、提高课堂教学效率。因此,教育者应充分利用教学资源以提高学生的沉浸感,充分发挥高仿真情景模拟教学的作用。

参考文献:

[1]朱莲莲,许虹波,尹志勤,等.高仿真模拟人应用于国内护理教学的文献分析[J].护理学杂志,2015,30(11):91-94

[2]冀小飞.高仿真模拟教学在护理教育中的应用现状研究[J].当代护士(下旬刊),2019,26(2):15-17

[3]吴臣,沙凯辉,王辉.基于反思日记的护理专升本学生组织授课体验的质性研究[J].卫生职业教育,2017,35(15):84-86

[4]梁莉莉,张艳,史岩,等.反思学习法在护理教育中的研究进展[J].中华护理教育,2015,12(11):873-875

[5]储静.护生实习期职业认同感研究及促进策略的构建[D].上海:第二军医大学,2014

仿真模拟教学范文篇2

【关键词】CBL教学法;模拟教学;仿真情景;医学教学;临床教学;计算机模拟教学

1996年,加拿大专科医师培训指南(CanMEDS)正式建立了医学教育的胜任力模型,逐渐在全球医学教学中传播。该模型要求优秀的临床医生应当具备6方面能力,分别是专业素养、交流者、合作者、领导者、学者、健康倡导者。高仿真情景计算机模拟教学以模拟临床真实工作为前提,以实践教学、情景教学和个体化教学为特征,教学过程能够培养学生完整的疾病思考过程[1],教学过程更重视交流协作,培养学生的领导力,并锻炼了学生自我学习、文献检索等能力,必将在胜任力导向的现代医学教学方法中占据重要地位[2]。我国已有学者进行了高仿真情景计算机模拟教学的尝试,并积累了一定的经验[3-4]。但是,到目前为止,国内外尚未有对此教学方式的统一模式及一致评价,缺乏指导和依据。本文尝试设计儿科开展高仿真情景模拟教学的思路及教案,通过SWOT分析的思维模式设计调查问卷,并进行问卷调查分析,尝试探讨在我国当前医学教育形势下,儿科开展高仿真情景计算机模拟教学的可能性及注意事项,为该教学方式正式进入儿科临床教学积累经验。

1概念

1.1计算机模拟人的概念。计算机模拟人是人工智能发展的产物。人工智能旨在研究和探讨用计算机模拟人的一系列问题,是用于模拟、延伸人的智能的一门新技术、新科学。随着人工智能的不断发展,计算机模拟人在医学临床教学中的应用也逐渐普遍[5-6]。1.2情景模拟教学的概念。情景教学是在特别设置的模拟临床环境中,以团队形式进行的一种教学方式。相对于传统教学方式,情景模拟教学具有不受患儿家属依从性、患儿状态、时间等因素限制,具体教学干扰因素少,可反复训练等优点[7]。1.3SWOT分析的概念。SWOT分析即基于内外部竞争环境和竞争条件下的态势分析。S(strengths)是优势、W(weaknesses)是劣势,O(opportunities)是机会、T(threats)是威胁。就是将与研究对象密切相关的各种内部优势、劣势和外部的机会和威胁通过调查列举出来,并依照矩阵形式排列,运用系统分析的思想,把各种因素相互匹配起来加以分析,从中得出相应的结论。

2教学准备及方法

2.1师资准备及教学对象。选择经过CBL教学培训的教师3人,具有仿真模拟人及多媒体操作经验的临床技能中心教师1人,共4人,组成教学组,采用集体备课、实地考察的形式,设计剧本,讨论带教具体流程及合作分工。本次教学对象为在儿科参加见习的2015级临床、麻醉及影像专业学生。2.2教学准备。在本院临床技能中心申请教学场地,准备用物,建立“教学门诊”和“教学住院部”,还原儿科临床医疗工作。计算机模拟教学系统的准备主要包括图片、音频、视频三方面材料的收集及网络教学平台的设计。教学中心已经在既往的教学活动中进行了此方面的设计和尝试,具有一定的经验[8]。模拟教学前和临床技能中心教师进行沟通,准备可以进行体格检查、临床技能操作的仿真模拟患儿,并做好仿真模拟患儿和电脑的对接。2.3教案设计。教学组教师集体备课、实地参观考察,相互沟通配合,探讨此次教学设计的整个流程。讨论模拟教学场景布局设计,如“教学门诊”、“教学住院部”的物品摆放,学生角色扮演分工,临床带教老师引导责任等。讨论CBL剧本内容及学生应做的准备。尤其应当注意和临床技能中心教师沟通,探讨多媒体、计算机、模拟人的使用及配合,比如何时提供怎样的检验结果,模拟人做出如何反应等。CBL剧本设计举例,见(表1)。

3教学可行性分析

3.1调查问卷的设计。采用SWOT分析的思维和评估视角,从优势、劣势、机遇和挑战4个维度设计调查问卷。了解高仿真情景下计算机模拟教学这种教学方式在儿科开展的可能性及注意事项,为应用于临床教学提供指导。调查问卷共包括18个封闭性问题和2个开放性问题。封闭型问题部分,每个条目设计同意、不同意不反对和反对3个层次。开放性问题部分请学生写出自己的意见和要求;向在我科参加临床见习、实习的50名同学发放调查问卷,所有问题均由学生独立、匿名完成。收集调查结果,并对调查结果进行整理分析。3.2调查问卷结果。3.2.1调查问卷中S(优势)相关条目的结果及分析。通过对调查表中1~6题的问卷统计发现:1)85%的同学认为高仿真情景下计算机模拟教学能够提高学习的兴趣,11%的同学不同意不反对,4%同学表示反对。2)66%的同学愿意为此次教学做更多的准备以便更好胜任角色,29%同学不同意也不反对,5%的同学表示反对。3)同学普遍认为高仿真情景下计算机模拟教学能使自己更有安全感从而敢于尝试,够能提供疾病学习的完整思维过程,并能更好的锻炼临床思维。3.2.2调查问卷中W(劣势)相关条目的结果及分析。通过对调查表中7~11题的问卷统计发现:1)72%的同学担心此教学方法会加重自己的学习负担,28%的同学表示不确定或没有这方面的顾虑。2)61%的同学担心此次教学与疾病的真实过程差异过大,影响对疾病的认识。3)52%的同学担心此教学方法不利于自己人文关怀能力的建立。4)58%的同学担心此教学方法会使自己忽视决策及操作后果。5)34%担心此教学作为考核不能反映自己的真实水平。3.2.3调查问卷中O(机遇)相关条目的结果及分析。通过对调查表中12~15题的问卷统计发现:1)92%的同学希望教学改革,愿意尝试此教学方式。2)89%认为此教学方式会提高未来职业的信心。3)27%的学生职业规划考虑过出国深造学习。4)86%的学生认为医学教育与国际接轨有必要。3.2.4调查问卷中T(挑战)相关条目的结果及分析。通过对调查表中16~18题的问卷统计发现:1)仅12%的学生接触过类似的教学方式。2)43%的学生担心案例设置不成熟从而影响学习效果。3)38%的学生认为当前教学方式丰富多样,此教学方式可有可无。

4讨论及结论

仿真模拟教学范文篇3

关键词:油层物理;实验教学;仿真

实验教学是培养学生创新能力、解决实际问题能力、理论联系实际能力的重要环节。实践和实验环节的缺失或薄弱,势必造成理论与实践的脱节,培养出来的学生高分低能,缺乏创新能力。这样的学生很难适应社会的需求[1-3]。实验教学需要投入大量资金购买仪器设备,需要场地建设实验室。近几年学校招生规模迅速扩大,实验室出现资金及实验面积不足、设备台套数不足、指导教师缺乏等问题。严重影响实验教学质量。随着计算机多媒体技术的迅猛发展,仿真技术在各领域应用越来越广泛。作为新的实验教学手段,仿真实验教学得到了广泛应用。它具有开发、维护费用低,不受场地限制,功能强大等优势。不仅可以节省很多的人力、物力和财力,而且还可以提高学生的兴趣。

1仿真模拟教学的优越性

与传统的实验教学相比,仿真模拟教学具有以下优势[4-5]。(1)节省成本。由于专业实验仪器通用性差,一般价格比较昂贵,维修困难。仿真软件可以大大降低成本,不受台套数限制。仿真实验软件的运行只需要一台电脑,而目前电脑的普及程度非常高,已成为人们学习和生活的基本工具。电脑成本也越来越低。(2)节省空间。专业实验仪器利用率低,购买大量仪器不仅需要大量资金,而且占用实验室面积。大部分时间闲置,势必会造成极大的浪费。仿真软件的应用不受实验地点限制,不需购置专门的实验仪器。这样就节省了空间。(3)使用方便。由于网络的应用,学生无论在机房、在宿舍都可以开展实验,不受地点限制。无论节假日、周末学生可以在任何时间开展实验,不受时间限制。(4)便于维护。仿真软件不像实验仪器容易损坏,学生可以多次反复操作,而不用担心出现仪器故障。(5)可以实现实验中无法完成的功能。仿真实验不仅可以完全模拟实际的实验过程,它还可以实现实际实验难以实现的功能。比如井下工具的结构及工作原理,利用实物很难让学生看清楚,利用动画则可以一目了然。气锚的工作原理,老师在课堂上讲解非常费时、费力,但利用动画展示,气锚分离气液的过程看得清清楚楚。(6)提高学生兴趣及创新激情。仿真动画软件色彩丰富,动画效果好,学生有身临其境的感觉。学生就会对实验产生兴趣。同时会刺激学生自己动手设计实验、编写实验软件的冲动。提高学生的学习兴趣和创作激情。(7)拓展实验内容。受学时、资金和场地的限制,一般必做的实验项目内容相对简单、时间短。因此,实际实验使培养学生的实验技能和创新能力受到一定限制。仿真实验则可以很好地解决这一问题。学校只要少量投入,就可以编写出拓展性实验内容,供有兴趣的学生学习使用。例如,相对渗透率曲线测定实验,这是油田开发的一个基础实验,但实验过程非常耗时,完成一个实验需要数天时间。学生很难在实验室开展这类实验。利用仿真软件就可以很轻松地掌握实验的操作。

2油层物理仿真软件介绍

油层物理仿真软件是采用Flash7.0编写的。在Windows2000及更高版本的操作系统下均可运行。实验内容包括两部分:基本参数测定实验和拓展实验。基本参数测定包括岩石孔隙度测定、岩石渗透率测定、比表面积测定和碳酸盐含量测定四个实验。拓展实验包括毛管压力曲线测定、相对渗透率曲线测定和岩石润湿性测定三个实验。每个实验是一个独立的执行程序,包括四个模块:实验原理、实验仪器、实验操作步骤和数据处理。实验操作模块有实验操作方法的配音解说、有字幕、有实验操作。具有很好的人机交互功能。学生可以根据提示一步一步进行操作。图1为仿真软件的截图。

3软件的应用及效果评价

目前软件主要用于两个方面:(1)必修实验的课前预习。实验课之前,学生配合实验指导书在计算机上进行模拟实验,等完全掌握了实验过程再进入实验室。(2)拓展实验的自选学习。实验室对学生开放,学生可以根据自己的兴趣,利用仿真软件自行学习自己感兴趣的选修实验内容。仿真软件在本科油层物理实验教学中已应用了四届,深受学生的欢迎。教学效果良好,通过仿真软件的应用,提高了学生预习效率和预习效果,降低了实验过程中的出错率。通过拓展实验,学生学到了更多的实验内容。

4仿真软件编写中注意的问题

(1)注重细节。实验的成败和实验精度很大程度上决定于实验人员的细心程度,因此,仿真模拟要想收到好的效果,必须注重实验细节的交代和动画实现。(2)提高仿真程度。逼真的场景可以让学生很快进入角色,提高教学效果。达到真实实验所要达到的目标。(3)必要的警示。实际实验操作过程中,不当的操作可能会损坏仪器,或者使整个实验报废,甚至对人体带来危险。而仿真软件可以多次重复。难以体会错误操作带来的严重后果。因此,仿真模拟过程中的错误操作,必须给予必要的警示或相应的惩戒,以引起学生的足够重视。

5结语

仿真模拟打破了传统的实验教学模式,为传统实验教学模式注入了新的活力。为消除传统实验教学中存在的种种局限开辟了一条新路。仿真模拟不仅可以节约成本、节约空间,而且可以实现一些实际实验无法实现的功能。仿真模拟对培养学生创新能力和实验技能具有不可替代的作用。但是由于仿真模拟毕竟是对实际实验的模拟,与实际实验还是存在差异。因此,在实际教学过程中不能完全代替实际实验。只能作为实际实验教学的补充和扩展。因此,处理好仿真模拟与实际实验之间的关系尤为重要。

作者:李春兰 单位:中国石油大学(北京)石油工程学院

参考文献:

[1]赵经成.运用现代技术开展仿真模拟实验教学[J].中国高等教育,2003(10):30-31.

[2]周艳.虚拟现实与教育[J].开放教育研究,2000,25(3):16-19.

[3]王晓蒲,霍煎青,杨旭,等.大学物理仿真实验和教学实践[J].物理实验,2001,21(1):28-29.

仿真模拟教学范文篇4

关键词:城乡规划;国家机构改革;计算机仿真与模拟;教学改革

2019年5月23日,中共中央、国务院印发了《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》,标志着国土空间规划体系的正式确立,意见中还要求“教育部门要研究加强国土空间规划相关学科建设”。在此次机构改革中,住房和城乡建设部的城乡规划管理职责被整合至新组建的自然资源部的国土空间用途管制和生态保护修复职责之中[1]。在此背景下,高校城乡规划专业人才培养面临新的挑战:其一,城乡规划专业是一门综合型的应用学科,是国土空间规划的重要组成部分,其专业教育需始终与行业发展趋势紧密结合;其二,国土空间规划体系的确立,对城乡规划的政策性、实施性、科学性提出新的要求;其三,大数据时代的到来,提高了城乡规划专业对信息技术技能的掌握要求。因此,计算机仿真与模拟课程作为城乡规划专业的信息类专业基础课程,如何适应新形势进行教学改革,已成为亟待解决的问题。

1机构改革背景下城乡规划专业人才培养市场需求的转变

国家机构改革后,国土空间规划市场对城乡规划专业学生的人才能力需求发生了变化[2],主要体现在:①注重人才的创新能力。机构改革让整个规划市场进行了重组,带来了新的机遇和挑战,并且这种变化还将持续下去,将面对各色各样新的问题。因此,对于过去那种快速上手项目的人才需求,在新形势下转变为必须具备自主创新能力、以及发现并能迅速解决问题能力的人才需求。②具有多元化的能力储备。由于行业发展战略的转变,要求由之前的单一学科背景转变为多学科背景,所以对人才的需求也更加多元化,要求能适应更新的改革机制,能适应更多元化的工作分配。③掌握扎实的专业技能。机构改革和大数据时代的到来,让传统规划走向智慧规划,对城乡规划人才的专业知识和信息化技能有了更高的要求,既需要掌握传统的CAD、SketchUp、Photo⁃shop、3DMax等软件,还需学习GIS、SPSS、Python等软件,必须充分利用信息技术,辅助规划的实施落地。④保持继续学习的能力。改革带来了学科体系的调整,新技术、新方法日新月异,因此只有保持继续学习的能力,才能跟上发展的步伐,这也是市场对城乡规划专业人才的迫切需要。

2计算机仿真与模拟课程教学存在的问题

城乡规划的设计编制、决策支持和实施管理都离不开信息技术的支持,而计算机仿真与模拟作为城乡规划专业的一门信息类专业基础课程,其目的就是让学生学会高效、准确地进行城乡环境的仿真与模拟,最终为城乡的建设与发展提供辅助和智能决策支撑。目前,各高校计算机仿真与模拟课程的教学主要采取原理讲授和上机实验相结合的方式,但总体来说教学效果不是很理想,主要存在以下问题:①教学内容多,课时偏少。现有专业培养方案课程覆盖广、数量大,而行业对教学的又在不断提升,只能在有限的学时内讲授越来越多的信息,教学效果不理想。②课程对教师素质要求较高。授课教师需具备丰富的城乡规划的知识和实践经验,并有较好的信息技术知识储备。同时,更要有能不断适应信息技术变革的能力,否则就难以胜任该门课程的教学。③课程内容与专业课联系不紧密。该课程是一门实践操作性强的课程,而现有的教学大多只关注课程本身内容的讲授与操作,未能很好地与主干专业课程进行结合。④课程教学案例库有待进一步丰富。由于城乡规划专业涉及的层次多、范围广,对于计算机仿真与模拟案例库的需要量较大,而当前能满足不同层次、不同实践场景的案例库较少,能满足多元要求的案例资源更为稀缺,因此该课程的案例库建设亟待加强。

3计算机仿真与模拟课程教学改革体系构建

3.1课程教学目标

在国家机构改革的背景下,计算机仿真与模拟课程的教学目的就是要让学生学会结合大数据技术,综合多学科的基础理论,模拟、分析并预测城乡在人口、经济、交通、环境等各方面的发展状态,通过可视化技术将融合后的成果直观展现,实现科学预测和城乡可持续发展。

3.2课程教学改革体系的构建

根据课程教学目标的要求,该课程教学体系必须进行改革,其构建的路径如下。3.2.1对接核心主干课程,将课程融入到人才培养的全过程在城乡规划“核心课程+”的总体培养体系下,要夯实专业基础,并加强计算机仿真与模拟课程与其他设计类课程的衔接,将该课程穿插到整个设计类课程中,让学生在实践中充分学习,同时也能使该课程的教学得以有效延伸,提升学生的综合素养,实现“一专多能”的培养目标。3.2.2培养学生的研究性学习能力,促进课程教学观念创新在学生掌握扎实专业基础的前提下,需建立起“发现问题—分析问题—解决问题”的底层思维,培养学生综合、系统地开展计算机仿真与模拟的能力。因此,教师要转变教学观念,从以教师为中心的传统授课模式转变为以学生为中心的授课模式,通过增加师生之间的互动,提升学生主动学习的积极性,激发其创造思维,强化其研究性学习能力的培养,实现从理论型到理论与应用兼容型人才培养目标的转变,从而适应社会对城乡规划人才职业素质发展的要求。3.2.3优化教学知识内容,创新课堂教学模式在计算机仿真与模拟课程教学内容的设计上,首先要按照知识的内在联系,理顺知识链条,组织课堂教学;然后,以理论学习与实证分析相结合的方式,激发学生的学习热情,让学生在实践中掌握理论基础;最后,通过重点学习与系统学习相结合的方式,使学生更牢固、系统地掌握专业知识的重点和内在联系。同时,以创新的“案例教学+专项应用+课外延伸”的教学模式替代传统的“理论讲授+章节练习”的教学方式,提升学生的学习效率和实践能力。3.2.4构建科学的实践教学体系,促进课内课外协同育人除了该课程的教学和实践等环节以及核心设计课程的衔接配合以外,还应重视课外实践和国内外各类竞赛。在教学中,去引导学生通过参加生产实习、实际项目、专业竞赛和创新课题等方式,把专业知识与实际问题紧密联系起来,让学生通过观察、甄别和思考,学会运用信息工具去分析和解决问题。

3.3教学保障措施

教学体系构建与教学模式创新,必须有良好的教学平台建设作为前提保障,具体要求如下。3.3.1城乡规划综合实验中心建设我校城乡规划综合实验中心从2017年开始建设,经过4年多的发展,已经建成城乡规划及风景园林专业3S实验室、城市生态环境监测模拟与规划实验室、计算流体动力学实验室、城市交通模拟实验室等4个实验室,其中心目标是打造一个共享、综合的实验技术平台,并以此为基础延伸出多个应用性的研究方向。通过该实验中心,目前能够有效地支撑计算机仿真与模拟课程的实验教学,这为教学改革提供了一个良好的平台。3.3.2教学团队打造课程负责人的确定和课程团队的建设,是专业和学科建设的一个非常重要的环节,也是提高教学质量的一个关键点。根据城乡规划专业的师资现状和教育背景,建立计算机仿真与模拟课程老中青搭配合理的教学团队,并建立以老带新的导师培养制度,帮助青年教师快速成长。同时,通过教学团队建设,不断提升教师的教学和科研水平。3.3.3教学案例库建设和混合式教学平台打造一方面,依托城乡规划综合实验中心,搭建开放式的城乡规划计算机仿真与模拟实验教学平台,在结合专任教师实际项目的基础上,仿真与模拟城乡规划的各个层次和应用场景,进一步完善教学案例库。另一方面,充分借助“超星学习通”互联网课程平台,开展交互式混合教学,搭建交互式学习社区,线上线下相结合,加强学生自主学习的能力,提升学生的参与性和积极性。3.3.4实践平台与科研项目支撑我校城乡规划专业具有林业院校背景较为独特的学科融合优势,并与校外各级规划管理部门、设计单位、研究机构、施工单位等建立了广泛的联系,从而提供了丰富的实践教育平台与基地。同时,我院专业教师都具有丰富的工程背景,承担了多项纵向、横向项目,能有力地支撑学生进行社会实践活动。因此,可以鼓励学生在这个“准社会”舞台上参加不同年级、不同团队形式组织的行业调研、企业服务、岗位实习等实践活动,锻炼与拓展学生专业综合能力。

4结语

国家机构改革以及国土空间规划体系变革带来了人才培养需求的变化,通过计算机仿真与模拟课程教学方法的改革和教学体系的重构,不仅能提升了该课程的市场导向、实践支撑和创新思维,更能促进了城乡规划专业学生的研究性思维培养,掌握信息技术在城乡规划专业领域的应用能力,进而储备多元化的综合能力,以应对机构改革带来的挑战。

参考文献

[1]王唯山.机构改革背景下城乡规划行业之“变”与“化”[J].规划师,2019,35(01):5-10.

仿真模拟教学范文篇5

模拟技术与虚拟仿真技术在本质上是一样的,所以模拟技术可以用虚拟仿真技术的概念来解释,可以将虚拟仿真技术理解为采取虚拟的办法去模拟现实生活中存在的场景。虚拟仿真技术在科学技术的发展之下越来越现代化,应用范围越来越广。在中职电子技术中运用虚拟仿真技术满足了电子教学的需要、创新了电子教学的手段、优化了电子教学的模式,还可以对旧的教学模式进行改革和优化。

二、虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的运用现状

虚拟仿真技术是指用虚拟的系统来模拟现实生活中真实存在的场景,来帮助教师进行课程讲解,还可以帮助学生锻炼操作能力。其定义包括狭义和广义两种,在广义上,虚拟仿真技术是人类认识和掌握客观现实规律经常使用的手段,从狭义上来讲,虚拟仿真技术是在计算机技术推动下发展起来的一种用于实验研究的技术。(一)教师教学的得力助手。虚拟仿真技术对减轻教师的教学负担、提高教学质量有着重要的作用,在电子技术教学的过程中,虚拟仿真技术将固定的、静态的教学知识通过场景展现出来,进行虚拟的操作,在这种状况下,学生能够更加直观、清晰地了解所学习的知识,有利于他们记忆和学习。就这样它逐渐成了教师教学中最得力的助手。(二)学生喜爱的教学手段。通过场景模拟的方式将复杂的知识更加清晰、明了地摆在学生的眼前,让学生主动进行操作学习,提高了学生的学习兴趣,将静态的知识变为了动态的知识,也便于学生去理解和记忆,在这种氛围下,学生进行学习就更加轻松,学习氛围就更加浓烈,它就成了最受学生欢迎的教学手段之一。通过虚拟仿真的技术打破了过去死板的以教师为主导的学习模式,更加符合现代化教育发展的需要。(三)教师虚拟仿真技术的操作能力有待加强。随着虚拟仿真技术应用范围的拓宽,其操作方法也变得多样,但是很多教师并没有接受专门的虚拟仿真技术培训,因此,在进行虚拟仿真技术的操作过程中缺乏相应的知识支撑,操作动作不熟练,导致虚拟仿真技术的作用不能完全发挥出来。

三、虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的实际应用

在电子技术教学中引进虚拟仿真技术是时展的趋势,它符合电子技术教学的发展需要,能够提高电子教学的水平和质量。应该对其进行研究、分析,使虚拟仿真技术的优势得到充分的发挥,从而提高电子技术教学的质量和学生进行电子技术实践的水平。(一)利用虚拟技术模拟教学情境,提高学习效率。在需要进行教学情境模拟的情况下,使用虚拟仿真技术对教学场景进行模拟,提高模拟的逼真性,减少模拟场景与实际场景之间的差别,让学生在模拟场景之下进行操作训练可以减少问题发生的次数,能够提高学生的动手能力和学习效率。(二)加强教师对虚拟仿真技术的运用能力。教师应该进行虚拟仿真技术的相关培训,主动学习虚拟仿真技术的相关知识,提高操作虚拟仿真技术的能力,熟悉操作动作。学校也应该邀请虚拟仿真技术的专家到学校对教师的操作进行指导,从而提高教师对虚拟仿真技术运用的能力。(三)模拟操作与实际操作相结合。虚拟仿真技术模拟出来的场景与实际的场景之间还是存在一定的误差的,我们应该将实际的操作与模拟操作相结合,不能因为过度依赖虚拟仿真技术而造成实际操作中出现问题。既要为学生提供模拟操作的平台,又要鼓励学生进行实际操作,将这两种操作方式相结合,更有利于提高学生的动手操作能力。

综上所述,在中职电子教学中运用虚拟仿真技术是时展的需要,是提高课堂效率的需要,它符合电子技术教学的要求、创新了教学方法、减少了操作意外的发生。现阶段我国的虚拟仿真技术是教师进行教学的得力助手,是学生最喜爱的教学手段,但其在发展的过程中同样存在一些问题,为此在中职电子技术教学中运用虚拟仿真技术时,应该考虑到多方面的因素,只有这样,才能促进我国的电子技术教学取得更好的发展,使其效率更高、质量更好。

参考文献:

[1]丁廷祥.关于中职《电子技术》课程教学中虚拟仿真技术的应用分析[J].电子世界,2017(5):14-17.

[2]董艳雯.仿真法在中职《模拟电子技术》教学中的应用研究[D].华中师范大学,2016.

仿真模拟教学范文篇6

[关键词]仿真实验实验教学

一、计算机仿真

计算机仿真就是将一个描述实际系统的数学模型通过第二次模型化,变成一个能够采用计算机运算求解的仿真模型,并在计算机内进行运转的过程,以此获得有关实际系统的定量信息、数据或资料,深化对实际系统的认识和研究。

计算机仿真的全过程:①建立描述实际系统的数学模型。②经二次模型化建立仿真模型。③仿真模型在计算机内运行,有必要再根据技术要求修改仿真模型并校验。④分析仿真运行结果,为研究、分析,设计和调整所研究的实际系统提供可靠的信息、数据。

根据仿真中所采用的计算机类型的不同,计算机仿真可分为模拟仿真和数字仿真。

1.模拟仿真

模拟仿真是采用模拟计算机作为仿真工具进行仿真,模拟计算机是一种连续变量的解算装置。它将被研究系统的各种物理量用机器电压来表示,通过由模拟电子器件构成的各种运算部件,进行模拟量的连续解算。

模拟仿真时,首先根据所研究系统的数学模型,用连续积分、降阶求解的方法变成仿真模型——模拟结构图,再选择合适的变量幅值比例尺,使实际系统变量与机器电压之间建立数量上的折算关系,然后将计算机中有关的运算部件按比例尺化后的模拟结构图进行连接。通过上机调试、运行,获得仿真结果。

模拟仿真的突出特点是仿真结果非常接近于实际系统的真实情况。这是因为模拟计算机采用机器电压代表实际系统的变量参加运算和输出结果,它是一个有正、负极性和连续变化的量,用它来描述连续系统的动态过程就显得逼真,和真实系统在测试设备上观察到的波形几乎完全相同。此外,模拟计算机运算部件采用的电路及所用的信号很简单,人们可以通过系数电位器的设置、调节和运算部件连接关系的改变,方便而迅速地改变系统的参数和修改系统的仿真模型,人机联系很方便。

2.数字仿真

数字仿真是使用数字计算机作为仿真工具进行仿真。数字计算机是一种离散量的计算装置,它将实际系统数学模型中连续变化的物理量离散成一组组二进制码表示的数字量,经过机器码的运算求得数学模型的解答,输出一组组时间离散节点上的数值解答。

数字仿真的大致过程:①建立被仿真系统的数学模型。②将数学模型经数值计算方法改造成仿真模型。③编写仿真程序。④键入并运行仿真程序,获得仿真结果。

二、仿真实验在教学中的应用

仿真实验是开放式实验教学的重要资源组成。所谓“仿真实验”,是相对于实物实验而言的,两者的主要差别在于:实验过程中所触及的对象与事物是否真实。在实物实验中所采用的实验工具、实验对象都是以实物形态出现的;而在仿真实验中,不存在实物形态的实验工具与实验对象,实验过程主要是对虚拟的实验仪器及设备进行操作。仿真实验虽然难以达到与实物实验完全一样的程度,但其良好的教学效果仍显而易见,其表现如下。

1.营造多样化教学环境,提高学习兴趣

对大多数学生来说,在预习实验的时候,会感到书上一些概念性的介绍很抽象。虽然有些仪器附有图片,但是仍然显得很单调。学生预习起来容易缺乏兴趣,对实验原理并不能真正理解。如果学生以前没有接触过该实验的仪器,实验中就有可能因使用方法不当而进行误操作,造成实验中断、仪器损坏。仿真实验可以提供形象直观、内容丰富的学习环境,图文并茂、动静结合、节奏有序的实验内容,并以声音、图像等丰富的表现力帮助学生进行多感官的学习,这样无疑会增加学生的兴趣,调动他们学习的积极性,促进学生对实验仪器的熟悉和对实验原理的理解。特别是一些对学生来说陌生而复杂的仪器,经过仿真实验的练习,操作起来既轻松又胸有成竹,从而提高教学效率。同时,降低了大大了损坏率。

2.打破时间和空间的局限,确保开放式实验教学的实施

将仿真实验与网络相结合,以网络为平台开展仿真实验教学。学生可以利用校园网或Internet对实验教学内容进行课前预习和课后复习,使教学内容在时间和空间上得到延伸,学生能够充分的学习和掌握实验教学内容。作为一个“开放的实验室”,学生可以根据自己的时间,在任何地点自主学习,利于学生根据兴趣选择,并能满足不同层次学生的学习需求。同时,给学生提供了自学实验的环境,培养了学生对实验的自学能力。公务员之家

3.节省实验经费,提供无惧环境,保证实验的项目和数量

自然科学前沿领域的高新技术设备价格昂贵,目前伴随着高校办学规模的不断扩大,受教育资金的限制,高校仪器设备的数量和种类相对匮乏,传统单一的实验教学模式已远远不能满足实验教学的需求。多媒体仿真实验以较少的投入,更大灵活性的缓解了上述的矛盾。同时学生可以按自己的设想在多种实验环境中搭建自己的实验。另一方面,部分实验还具有一定的危险性,因此许多学校在开设实验项目时常有所保留,学生也不敢大胆尝试实验。这在很大程度上扼杀了学生创造能力的发展。仿真实验系统认错性很强,在模拟的过程中学生操作一旦出错,系统立即指出调节错误,如果前一步调整不好就不允许进行下一步,迫使学生反复演练直至成功,学生的创造性思维会得到良好的发展。从而保证了实验的项目和数量。

4.真正实现理论教学与实验教学的结合

仿真实验可以经过设置或再开发,作为理论教学的辅助工具。一些在学科发展中做出了历史性贡献的典型实验都可以利用仿真实验展现于课堂教学中,通过实验的方法引入新的概念和规律,把理论教学与实验教学有机的融为一体,按照科学探索和研究的过程进行教学,这样可以开阔学生的视野,提高学生实验的学习兴趣。仿真实验以仿真的仪器为主要器材,它所仿真的元器件、仪器仪表和系统功能与真实的硬件存在着必然的差异。仿真实验虽然新颖有趣,但与真实实验仍有距离感。并且,将仿真实验应用于教学,它的整个教学过程都是在计算机上操作完成的,在教学应用中不可避免地具有一定的局限性。

参考文献:

[1]戴君化.电子仿真实验网络化管理的实现[J].科技经济市场,2006,11.

[2]彭斌,崔益和.工科院校跨学科实验教学示范中心的建设与实践[J].实验室研究与探索,2008,10.

仿真模拟教学范文篇7

关键词:情境仿真;团队合作;营销策划

营销策划是一门理论性和实践性、创新性和可操作性强的综合性应用学科,是市场营销专业学生的专业课。目前国内高校基本大部分学校市场营销专业都开设了此课程,基本采取的课程形式大多以课程教授加案例讨论相结合的方式。案例讨论的方法有助于课程理论知识的吸收,但相对于营销策划这门实践性很强的课程,对学生的实际运用的能力要求非常高,仅依靠案例讨论的教学方法教学效果有限,需要有一种方法来带动学生更深层次地参与,把理论知识真正转化为实践操作能力。结合多年来的营销策划课程的教学与摸索,情景模拟仿真教学对营销策划课程知识的掌握有积极的效果。

1情境仿真教学法

模拟仿真教学法,是指在教师指导下,针对某一社会现象,学生模拟扮演某一角色进行技能训练的一种教学方法。模拟教学能在很大程度上弥补客观条件的不足,尤其是实训软硬件条件的限制,为学生提供接近真实的实操训练环境与课程训练内容,能极大地提高学生实践能力。情境仿真教学也称情景模拟教学,此教学方法要求教师根据课程的内容或者教学目标,有针对性地设置情境,模拟现实条件下的场景,并以小组团队为单位,学生通过扮演相关角色,运用所学知识开展相关实践操作。该教学法最大的特点是学生“身临其境”,在接近真实的环境中,主动性、创造性的实际操作模拟以达到教学目的。在营销策划课程教学中,情境仿真教学就是指教师根据营销策划课程的教学目标,把课程内容设置成不同的模块,并根据具体课程模块教学的子目标,结合相关企业策划实际设置情景,并要求学生以项目团队的方式进行实际操作,以期达到理论运用于实践的教学目标。它是实践教学的一种创新形式,在营销策划人才培养过程中发挥着举足轻重的作用。

2营销策划中实施情境仿真教学的必要性

2.1营销策划课程的实践性特点决定有必要实施情境仿真教学。营销策划的课程特点决定了以往常用的理论教学以及案例教学不足以达到课程教学的目标。营销策划课程是一门实操性非常强的课程,不仅需要学生会掌握理论,分析实际案例,更要求能够运用到实际中解决策划存在的问题。这需要有一种教学方法高度切合企业营销实际,通过模拟解决企业实际策划问题,达到教学目标。情境仿真教学有效地解决了这一问题。2.2情境仿真教学的优点弥补目前营销策划教学的不足。根据课程模块内容,创设情境激发学生学习的兴趣,并吸引学生主动参与,实际动手策划。情境仿真教学中教学活动的主体是学生,以团队为单位,让学生积极主动参与到教学过程中。情境仿真教学,将营销策划课程分成几大模块,学生以组建虚拟创业团队的形式全程参与策划,让学生真正成为课堂的主体,将国家规划、企业要求和课程目的三者有效地结合起来。其创设学生感兴趣的情境,让学生身临其境的实际策划,极大地激发学生的积极性,促进学生求知解决问题的需要。情境仿真教学法可以最大程度地增加课堂互动,根据教学模块目标与内容,通过项目布置、团队的任务分工与合作、实际情景模拟、比稿、结果点评等一系列教学环节,完成对营销策划课程知识的学习。

3情境仿真教学法设计

3.1教学对象。本科高校营销策划专业学生。3.2教学目标。教学方法为教学目的服务,为了更好地展示教学内容,让学生学到知识。创新教学方法首先需要明确教学目标。本教学法主要为了实现两大目标:知识目标———通过情境模拟实践活动,进一步巩固应用营销策划知识。能力目标———了解、应用策划实践。具体到每一个模块,要求学生根据每一章模块知识会应用操作。3.3情境仿真模拟课程设计思路。3.4情境仿真教学主题设计。情境仿真教学课程的设计,首先需要根据教学目标和课程内容设置明确的教学主题。本课程根据课程内容安排,重点挑出策划六大主要模块做出主题设计。并根据教学计划安排三分之一的课时用来实践模拟。共计安排了六个情境主题策划项目,包括创意策划、形象策划、新产品上市开发策划、广告策划、公关策划、促销策划。内容涵盖了营销策划各个主要方面,全面并有针对性。其中创意属于营销策划的核心和灵魂,属于思维训练;形象策划、新产品上市开发策划、广告策划、公关策划、促销策划属于具体策划实操模块内容,做到了主题设计基础与技术内容相结合。3.5情境仿真教学准备。主题设计之后,需要做好准备工作。开课之初,教师根据仿真模拟安排。3.6情境仿真教学实施3.6.1教师任务布置指导。在具体每一模块开课之前,提前向学生公布情境仿真模拟任务,要求学生以小组为单位,首先学生要有目的性地学习理论知识,其次结合情境模拟内容进行具体策划,指导老师针对具体的问题给出可行的建议与指导。3.6.2学生情境模拟。情境模拟的内容依托实际的企业资料或者学生创新创业的资料,并给出具体的任务要求,团队小组成员明确分工,各司其职,相互配合,模拟策划。模拟内容的完成都分为小组研讨、资料收集、分工合作、整合方案、作品展示等步骤,每个步骤占课程考核的一定比例。3.6.3任务比稿。模拟策划成果包括实际书面报告以及成品展示。其中成品展示包括利用PPT进行项目陈述,学生现场演练等内容。首先,报告组必须提前一周将Word电子档案(附小组工作分配)发给授课教师与其他组别。其次,PPT上台报告及展演20至30分钟,其他组别进行交流讨论10至20分钟。3.6.4教学成果考核。通过学生互评、团队互评和教师评价总结课程收获成果。在模拟课堂教学中,学生积极扮演多种角色,其他小组的同学既是受众,也是评委,分别为小组以及各个角色打分。各组的Word文档、PPT上台报告表现与交流提问表现,决定考核分数;报告组的工作分配必须如实填写所负责的部分,每人至少承担一项职责与内容。在情境模拟教学实施的过程中,要注意以下要点:模拟设计主题要结合理论与企业实际,逼真形象,科学合理;任务目标明确,前期给予学生准备的时间要充分;定位明确,学生为主,教师为辅;模拟手段丰富多样,切合实际;比稿评价及时准确,有针对性。

4情境模拟教学在“市场策划”中的应用

课程以模块为主要单元,根据模块教学目标来设计模拟任务。以企业形象设计这一模块为例,分成四个工作任务:课程内容及教学要求、情景模拟设计,学生实际模拟操作。课程内容及教学要求:企业CI设计包括哪些内容,如何进行MI、BI、VI设计。情景模拟设计:根据MI、编制VI策划书或设计方案。要求:由小组组织负责项目形象调研,收集市场信息,确定策划内容。根据调研,针对企业形象的VI现状提出改进方案。即为某公司编制一份VI策划。学生实际模拟操作:模拟创业策划方案展示、交流与评价。课堂上,每一小组根据设计成果和报告做成PPT展示,并利用各种辅助手段展示成果。例如对于本项目的VI,设计元素应包括基本要素设计和应用要素设计,设计理念依据。实际应用要素设计部分,可以设计成成品进行实体展示。展示完毕后,小组成员就同学们的提问作出解答。最后教师做出点评,组别之间做出互评。

5情景仿真教学法在营销策划实践运用中应具备的其他条件

5.1师资的要求。指导教师必须具备专业综合能力和实践指导能力。包括会计方面、市场方面、社交方面、执行方面等方面的能力。本团队2-3个老师可以同时进行指导,逼真设置情境。各个老师不同的专业背景、阅历给教学提供了必要的支持。同时课程邀请企业相关人士参与点评,使情景教学能无缝对接企业实际。5.2课程设置。本教学法在课程中的应用涉及到许多知识,要求学生掌握市场营销学、消费者行为学、市场调研、广告学、公共关系学等专业知识,还要具备计算机、财务管理、计算机相关应用等知识。需要学生学习相关先基础课程,因此在大三开设此课程为佳。5.3创意加工情境。提升学生的审美情趣与能力。在教学过程中,情境仿真教学法重在依据教学内容,对学生在现实生活或者今后工作中可能面对的问题进行创意性加工改造,从而在学生头脑中形成富有立体化且蕴涵着深厚感情色彩的“情境”,并引导学生进行相关“仿真”训练,促使学生由被动学习转向潜意识学习。由此可见,情境仿真教学法主要在于为学生创造积极的学习环境,寻找一个能引起学生学习兴趣的兴奋点,从而激发并调动其学习积极性,从而提高课题教学质量。应该说,特定的情境本身也会影响学生的活动意识,甚至会在学生头脑中形成根深蒂固的意识形态。情境仿真教学法在市场营销策划教学中具有广阔的应用前景,此方法将学生的被动式学习改为主动式学习,最大限度激发了学习兴趣。学生根据情境要求,结合理论,自主选择项目,进行实践策划,并付诸执行,展演,提升了学生的策划能力、沟通能力,执行能力,并能解决学校实验室资源不足的问题,节约实践成本。情境仿真模拟活动更节省时间、费用,以最小的成本获得了最大的教学效果。通过仿真模拟,学生从自身模拟实践中学习运用相关策划知识。

参考文献

[1]刘花.基于项目导向的市场营销策划课程教学改革探讨[J].西部素质教育,2018(8).

[2]欧丽华.应用型独立学院校企合作教学改革与实践———以《市场营销策划》课程为例[J].赤峰学院学报:自然科学版,2018(1).

[3]魏颖,张雪琴.职业导向下市场营销策划课程教学改革研究[J].佳木斯职业学院学报,2014(9).

仿真模拟教学范文篇8

关键词:高仿真模拟教学;新入职护士;规范化培训;质性研究

本课题在新入职规范化培训护士(简称规培护士)的临床实践过程中,运用高仿真模拟教学对规培护士进行培训,现采用质性研究方法,对参加过高仿真模拟教学的规培护士进行深度访谈,探索他们的学习体验,了解规培护士对高仿真模拟教学的看法、感受等,为规培护士设置相应的培训课程提供参考。

一、对象及方法

1.研究对象:选择2017年7月进入某三甲医院工作的规培护士,纳入标准:(1)应届毕业的新入职护士。(2)能充分表达自己内心的感受。(3)在新护士规范化培训过程中接受过高仿真模拟教学培训。(4)已经完成新护士规范化培训12个月以上轮转计划的规培护士。研究问题达到饱和状态时共获得12个研究对象,其中男2名,女10名,年龄22岁—25岁,平均年龄23.42岁。2.教学方法:高仿真情景模拟教学在形式上完全模仿临床病房情景,采用标准化病人、Simman3G模拟人。站点涉及患者护理评估、诊断、计划、操作和健康教育共计5个。每个案例情景由4—5名规培护士为一小组参与,一个规培护士为责任护士,其他人员如患者、医生、辅助护士、家属、观察者等由小组其他规培护士或教师来配合,患者的体征和病情变化由Sim-man3G模拟人显示,过程运用SBAR沟通模式,教师主要起到引导和反馈总结的作用。3.资料收集方法:以质性研究中现象学为研究方法,采用面对面、半结构式小组深度访谈法,选择在双方交谈方便、不受干扰的房间面谈。采取现场录音和笔录,以资料信息达到饱和,不再有新主题出现为止。研究者在访谈前一周将访谈提纲发给被访谈的规培护士。访谈提纲:(1)您从高仿真模拟教学培训模式中获得了哪些益处?(2)您在高仿真模拟教学过程中有哪些体会和感想?(3)您对高仿真模拟教学有什么意见和建议?(4)您认为开展模拟教学的最佳时间是什么时候?(5)高仿真模拟教学培训对您规范化培训临床实践有哪些影响?4.资料整理方法:根据Colaizzi的7步法,访谈结束后24小时内由课题组2名研究者将录音和记录资料转录为文字,并进行整理、归类,提炼出主题观点,保证资料的完整性。

二、结果

经过对资料的深入分析,发现规培护士在高仿真模拟教学中的感受可以总结为5点。1.仿真模拟临床情景,学习积极性高。护理学是一门实践性很强的独立学科,如何使新入职护士实现从学生到专业护士转变,胜任临床护理工作成为新入职护士规范化培训的主要内容。传统培训仅仅是单项技能培训或理论培训,以教师“讲”为主,学生被动接受,往往护士学习兴趣不高。本课题中高仿真模拟教学采用Simman3G模拟人,具有与真实人体一样外形,可以正常连接心电监护设备,根据案例设置模拟人体真实的生理、病理特征。如N3(N代表规培护士,后面数字代表12位规培护士随机编号):“有仿真模拟人动态演变病情,觉得课程有意思,愿意参与进来。”N2:“模拟教学让我们直接参与进来,思维会一直跟随案例运行,几乎不会开小差。”N11:“高仿真模拟教学实践性和灵活性很强。”N5:“我感觉身临其境,愿意思考病案中出现的问题,并反思真实临床中应该注意的问题。”2.提高了应急处置能力。通过模拟和教师的引导、启发和反馈分析,培养了护士面对紧急事件时的应急处置能力。如N10:“我个人的应急能力提高了。在培训之前,遇有病情紧急变化时,感觉不知所措,没有条理,处理措施也有不确定感;经过模拟演练培训,感觉处理起来有一定条理和自信心。”N1:“在遇到紧急情况时,团队配合默契,一定程度上消除了紧张与不知所措的心理。”3.提高了评判性思维和临床决策能力。传统护士培训往往将理论和技能分开,规培护士只是被动接受,并没有参与决策。本教学模拟运行临床案例,需要护士理论与实际结合,动脑与动手结合,进行判断和决策,有助于临床思维的形成。如N7:“为临床思维的建立提供很大帮助。”N2:“在决定护理措施的时候,我会考虑是什么原因要给患者做,还要决定实施措施时间点和先后顺序,操作时结合个案需要注意什么。”4.提高临床决策能力。每个情景里都会涉及护理操作,由于有Simman3G模拟人和标准化病人,运行时不同于在模具上单项练习,会涉及沟通、核对、操作评估和注意事项讲解等,是技能和护理知识的综合应用。如N1:“以往操作培训,是对单项操作的学习,主要关注操作流程,但是在高仿真模拟中综合演练,就不知道该先做哪个,流程也不那么清晰……这更加符合临床中的情景。训练过程中能让我们把操作结合到患者的病情处理上,不再只是操作流程的学习和记忆,加强了护理知识的应用。”5.提高了临床沟通技能和团队合作能力。本次研究中,大多数受访者表示提高了沟通和团队合作能力。如N12:“如案例中患者发生心肌梗死,患者和家属都比较焦虑时,怎么有效地沟通,并且能够取得患者或家属的理解,给予人文关怀。”N10:“出现紧急情况时怎么通知医生,怎么给医生汇报。演练时采用SBAR模式,学会了怎样清晰快速地将患者病情汇报给医生,并且整个团队高效合作。”

三、讨论

1.高仿真模拟教学有利于提高规培护士学习积极性和效果。规培护士不同于护生,已经有一定理论和实践能力,在培训中如果仅仅是传统的理论和操作讲解,和真实临床差异性比较大,严重影响其学习积极性[6]。采用高级模拟人进行教学,通过对情景案例的运行,模拟临床疾病和护理效果的演变过程,提高了教学直观性和实践性。在模拟案例运行过程中,调动了规培护士主动探索的热情,并且能感受到疾病好转,抢救“成功”的乐趣与成就感。高仿真模拟教学可提高规培护士学习积极性,促进对知识的理解和应用,与先前的研究一致[7]。此外,在访谈过程中,部分规培护士提到由于实景仿真与临床还是存在一定的差距,个别护士在培训中兴致不高。2.提高新入职护士的核心能力。护理是一份高压力职业,尤其对于新入职护士[8],从刚毕业的学生转变为一名新护士是压力最大的时候,而核心能力不足是新人职护士最主要的压力源,压力过大又是导致新人职护士离职率高的主要原因[9],对新护士进行规范化培训及管理,可提高其核心能力[10]。高仿真模拟教学不同于传统的“填鸭式”教学方法,是一种合作性教学,教师引导和开展的反思、自评及互评活动,注重了规培护士评判性思维、领导力、沟通技巧和团队合作能力的训练。在互相学习中发现护理过程中出现的操作缺陷、潜在危险或不良事件,及时纠正规培护士可能存在的错误观念,避免错误的护理或操作给患者带来隐患或安全问题。研究证明[11-12],高仿真模拟教学中所学知识及技能应用在真实临床环境,可促进安全的临床实践。通过高仿真模拟设置,可以重复呈现急危重症病情或突发事件,短时间内进行思考和判断,加强规培护士应急能力的训练。本研究中,受访者均表示高仿真模拟教学巩固了专业知识,训练了护理操作技能,提升了沟通合作等综合能力,有益于更快、更好地提高护士核心能力,这与其他学者[13-14]的量性研究结果是一致的。3.高仿真模拟教学提供了有效训练的机会。在临床环境中,护士操作出现不规范的情形,较少有机会被指出并及时讨论、反馈,同时,也较少有机会实施一些危机状况下的护理。高仿真模拟教学中,规培护士可以大胆地操作而不用担心风险,也提供了大量机会去练习一些在临床中可能根本遇不到的罕见、高风险操作,以弥补实践经验的不足,为处理危机状况做准备。良好的模拟仿真设计可以帮助规培护士整合评估资料,应对临床的实际状况,做出合理的临床决策,反思实践过程,评判性地分析护理。

四、小结

仿真模拟教学范文篇9

[关键词]虚拟仿真;口腔医学;教育

虚拟仿真(virtualreality,VR),也称虚拟现实,是指利用计算机将虚拟组件融入现实生活,或通过创建令使用者沉浸其中的虚拟场景,进而提供视、听、触等感官刺激,并以此实现仿真的人机交互[1]。在教育领域,虚拟仿真技术的影响力日益扩大,在医疗培训、航空飞行模拟培训、驾驶模拟培训以及医疗紧急情况培训等领域卓有成效[2]。在医疗卫生领域,虚拟仿真技术越来越多用于临床前培训、技能评估与手术辅助。但目前,国内口腔医学教育仍以传统模型与头模系统为主,这种传统模式对于学生理论知识与技能操作掌握的帮助有很多不足。虚拟仿真技术能够克服传统教学模式的各种局限,提供模拟现实的学习体验,目前,越来越多的教育工作者开始探索将虚拟仿真技术应用于口腔医学教育,国内高校开始建立虚拟仿真实验教学中心,以便更好地提升教学质量与效率[3]。

1虚拟仿真应用于口腔医学教育的优势

目前国内外高校在口腔教育领域广泛使用头模系统,这种传统的教学方法因其抽象性和时空局限性,不利于学生理解理论知识、培养临床实践技能和临床思维。虚拟仿真技术因其技术特性,一定程度上克服了这些不足。首先,虚拟仿真系统通过计算机创建的虚拟实境,可以再现传统教学模式中难以向学生展现的复杂抽象解剖结构与疾病发展过程。其次,虚拟仿真技术可操作性较强,一个完整的虚拟仿真系统除具备模型、手机和马达等硬件设施,还在软件层面实现了对系统中各种仪器的统筹协作,能够进行准确的实时跟踪反馈。目前,虚拟仿真可以提供多种操作课程供学生学习,包括龋损去除、牙体预备、阻滞麻醉等[1,4,5]。第三,虚拟仿真系统避免了学生操作技能不熟练时临床实习的不安全性。Ziv等[6]证明在传统口腔医学教育项目中适当使用虚拟仿真可以更好地提升学生的临床操作技能,同时避免伤害患者,减少了临床实习不必要的医患矛盾,有利于学生自信心的建立[7]。第四,虚拟仿真技术摆脱了传统教学模式对于教师的依赖性,打破了时空局限,对于培养学生的学习积极性、自主性有着重要意义。Iwanaga等[8]分享在三维虚拟空间中远程在线讲授外科手术及相关解剖学的经验,并将其与传统的教学方法(即面对面课堂和在线课堂)进行比较,在新冠疫情可能长期存在的背景下,为远程教学提供了创新性的解决方案。

2虚拟仿真在口腔医学教育中的应用

得益于虚拟仿真技术在口腔教育领域的种种优势,国内外已有许多团队开展了将虚拟仿真技术应用于口腔医学教育的项目[9,10],获得了认可与好评,客观上也证明了该方向的广阔前景。目前口腔医学各个科目教学中虚拟仿真技术都有了一定的应用,现分述之。

2.1口腔解剖生理学

对于牙齿解剖形态与口腔颌面部软硬组织解剖的理解是口腔医学的基础。目前,口腔解剖生理课程主要采用二维图像材料进行教学。天然牙体积小,解剖结构精细,仅用二维图像很难对不同轴面的解剖结构进行标识,虚拟仿真技术可以利用虚拟现实环境,呈现牙齿形态或解剖结构的三维空间图像,借助软件“放大与缩小”、“旋转与移动”等功能,方便对于牙齿细微的解剖标志进行查看[11]。三维空间的教学效果已被证实优于二维平面的教学[12]。Reymus等[13]研究了虚拟仿真技术在牙齿根管形态教学中的应用,其团队比较了3D打印模型与根尖周X线片、根管系统CBCT重建影像、虚拟仿真学习根管系统的教学效果。结果显示,学生们通过CBCT重建影像与虚拟现实学习的效果要优于通过3D打印模型和二维X线片学习的效果,虚拟现实场景下对牙齿解剖学特征的识别和根管结构的理解更深刻,此研究展示了虚拟仿真技术应用于口腔解剖学教学的积极效果。

2.2牙体牙髓病学

牙体牙髓病学是一门实践内容较多的专业,涉及备洞、开髓、根管预备等操作。口腔医学生只有掌握各种操作技巧,才能有效安全地对患者进行椅旁治疗。目前在牙体牙髓病学教学中,塑料牙的使用非常广泛,但其解剖结构的单一限制了学生对于复杂根管系统的认知,这种认知对于根管治疗的训练至关重要[14,15]。另外,离体牙由于卫生与伦理问题,其使用也受到限制。虚拟仿真技术可以利用牙齿的CT扫描数据生成虚拟牙齿模型,作为虚拟的训练牙提供了多样化的根管解剖结构,弥补了传统塑料牙根管大小、形状、位置单一的不足。根管治疗中,确定根管预备质量至关重要,传统教学过程中通过主观性强的目测进行根管预备的评估,Yin等[14]首次尝试开发了一种基于虚拟仿真技术的自动评分系统,该系统通过与5名牙髓专家的评分进行比较,结果显示系统的评估结果与专家评估结果高度一致,这提示基于虚拟仿真技术的技能评估在牙体牙髓病学培训中的应用充满前景。

2.3口腔修复学

牙体预备是口腔修复学重要的操作内容,关于牙齿硬度的触觉反馈在临床医生实际操作过程中至关重要,但目前广泛用于口腔修复学临床前培训的塑料牙在硬度上无法与真实牙齿相比拟。Dixon等[16]证明通过牙科模拟器来模拟牙体预备过程中的触觉反馈是有效的。已有众多研究将虚拟仿真技术应用于口腔修复学的牙体预备教学过程中[2,17],通过各类型虚拟仿真牙医培训系统模拟对虚拟患者进行诊断和诊疗规划,以及模拟牙体预备过程中口镜反射、车针更换、高速手机的控制、医师与患者的体位调节。得益于虚拟仿真技术提供的高分辨率的视像、逼真的触觉和音效体验,学生能够在虚拟实境中进行学习,改善其学习体验,激发学生自主学习能力。抽象概念如何形象理解是口腔修复教学过程的另一个难题,得益于数字化技术在口腔修复领域的应用,通过数字化印模技术及模型扫描技术,临床上的任何信息均可转移到虚拟仿真系统当中,各种修复体的制作流程可以得到具体形象的记录,这些具有专业水准的素材来源可以作为临床前教学的资料库[18]。

2.4口腔种植学

随着口腔种植技术的发展与临床口腔种植需求的增加,越来越多的医学院校将口腔种植课程纳入本科教育[19]。目前国内本科阶段口腔种植学课程主要依靠课堂理论讲解,学生缺少动手机会[20,21]。Kusumoto等[22]采用了一种新型的种植手术模拟系统,该系统包括触觉反馈系统和下颌骨三维CT图像,反馈系统模拟了种植手术过程中骨钻孔的震动与手机的声音,通过触觉反馈装置将一个圆柱形种植体模型植入到颌骨的三维图像中来对种植体植入的全过程进行模拟。Zhang等[21]将虚拟仿真系统与颌骨模型相结合用于下颌种植手术教学,结果显示使用虚拟仿真技术,尤其是结合下颌模型学习的学生表现出了更优秀的理论成绩与操作水平。虚拟仿真技术在操作过程中虽然可以提供画面构建和触觉反馈,但其在视觉、听觉、触觉方面的模拟程度仍有待加强,配合传统模型的虚拟仿真系统有可能弥补此不足。

2.5牙周病学

牙周病学诊疗过程中口腔医生会依靠触觉来进行诊断和外科手术,目前国内口腔院校主要通过教师的模型演示来进行牙周手术教学。相较于其他学科,用于牙周探诊及治疗操作的模拟器要兼顾软硬组织的状况,增加了模拟器开发的难度。伊利诺斯大学芝加哥分校开发了一款专门用于牙周病学操作训练与评估的牙科模拟器,通过触觉模拟器触摸牙齿、牙龈和结石表面,模拟真实的触感[23]。Steinberg等[24]研究证实,基于触觉的牙周模拟器能够提供足够的真实感,可以作为牙周病治疗的教学工具。Luciano等[23]将虚拟现实牙科模拟器用于牙周病学的教学,学生通过在牙齿表面移动VR仪器,在牙根表面感受牙龈边缘与牙周袋的触觉,通过触觉反馈区分不同区域的质感,并定位龈下结石的区域,从而加深对牙周疾病的认识和感知。

2.6口腔颌面外科学

在我国,口腔颌面外科专培的进展较其他专科或亚专科的培训略慢,经验上也相对欠缺,培训制度尚未健全,这促使我们加快专培工作的开展[25]。外科住院医师在做手术前除了要掌握外科操作、解剖学和外科器械的基本知识外,还应进行超额学习,预演手术过程。因此,有必要使用新的技术改革目前的口腔外科教育,虚拟仿真技术也许会是一个选择。Zaragoza-Siqueiros等[26]报道了一种面向正颌手术(OGS)规划的虚拟仿真集成系统,允许临床医生使用专有的虚拟治疗计划软件来进行手术规划,帮助学生了解正颌外科手术的诊断和治疗过程。Sakowitz等[27]在正颌外科教学中引入虚拟仿真患者模型,通过虚拟患者让学生探索正颌手术病例的诊断和治疗计划,同时将他们置于一个基于行动和互动的学习环境,允许其在三维空间平面对虚拟患者的上下颌进行操作,模拟多种颌骨手术,如双侧矢状劈裂截骨术(BSSO)、一段或两段LeFrtoⅠ截骨术。将基于触觉反馈的虚拟仿真系统应用于口腔颌面外科教学,还可进行传统教学模式难以形象展示的其他手术,如拔牙、阻滞麻醉、脓肿切开等[26,28]。

3虚拟仿真技术在口腔医学教育应用的不足

目前,虚拟仿真技术应用于口腔医学教育的研究仍存在局限性,如研究时间过短,无法完全预测各种教学方法的长期效果等。虚拟仿真技术的一个优势是能提供临床情景下的真实反馈,多数研究表明,同步反馈可以减少学生在学习中的记忆需求,使学员的注意力集中于技能操作,从而提高其运动技能的精度。然而,部分研究表明,在操作技能的学习过程中提供的不恰当反馈会使学生对此产生依赖[29],而虚拟仿真技术在教学过程中存在提供不恰当反馈的风险[5,30],这些可能的不当反馈是否会使学生产生依赖性,从而对于长期学习效果产生不良影响鲜有研究与讨论。其次,临床真实情况的复杂性使得虚拟仿真系统在教学情景中会与真实情况产生偏差,这种偏差来源于构建的虚拟情景精细程度不足和虚拟病例库的缺乏,同时因其技术特点导致的操作信号的输入与反馈信号传出的点对点靶标模式也不能很好模拟临床真实情景[31]。因此,对于虚拟仿真系统应用于口腔医学教育长期效果的论证、虚拟情景分辨率的提高、虚拟病例库的构建、与人工智能的结合是未来重要的研究方向。

4结语

仿真模拟教学范文篇10

[关键词]仿真实验实验教学

一、计算机仿真

计算机仿真就是将一个描述实际系统的数学模型通过第二次模型化,变成一个能够采用计算机运算求解的仿真模型,并在计算机内进行运转的过程,以此获得有关实际系统的定量信息、数据或资料,深化对实际系统的认识和研究。

计算机仿真的全过程:①建立描述实际系统的数学模型。②经二次模型化建立仿真模型。③仿真模型在计算机内运行,有必要再根据技术要求修改仿真模型并校验。④分析仿真运行结果,为研究、分析,设计和调整所研究的实际系统提供可靠的信息、数据。

根据仿真中所采用的计算机类型的不同,计算机仿真可分为模拟仿真和数字仿真。

1.模拟仿真

模拟仿真是采用模拟计算机作为仿真工具进行仿真,模拟计算机是一种连续变量的解算装置。它将被研究系统的各种物理量用机器电压来表示,通过由模拟电子器件构成的各种运算部件,进行模拟量的连续解算。

模拟仿真时,首先根据所研究系统的数学模型,用连续积分、降阶求解的方法变成仿真模型——模拟结构图,再选择合适的变量幅值比例尺,使实际系统变量与机器电压之间建立数量上的折算关系,然后将计算机中有关的运算部件按比例尺化后的模拟结构图进行连接。通过上机调试、运行,获得仿真结果。

模拟仿真的突出特点是仿真结果非常接近于实际系统的真实情况。这是因为模拟计算机采用机器电压代表实际系统的变量参加运算和输出结果,它是一个有正、负极性和连续变化的量,用它来描述连续系统的动态过程就显得逼真,和真实系统在测试设备上观察到的波形几乎完全相同。此外,模拟计算机运算部件采用的电路及所用的信号很简单,人们可以通过系数电位器的设置、调节和运算部件连接关系的改变,方便而迅速地改变系统的参数和修改系统的仿真模型,人机联系很方便。

2.数字仿真

数字仿真是使用数字计算机作为仿真工具进行仿真。数字计算机是一种离散量的计算装置,它将实际系统数学模型中连续变化的物理量离散成一组组二进制码表示的数字量,经过机器码的运算求得数学模型的解答,输出一组组时间离散节点上的数值解答。

数字仿真的大致过程:①建立被仿真系统的数学模型。②将数学模型经数值计算方法改造成仿真模型。③编写仿真程序。④键入并运行仿真程序,获得仿真结果。

二、仿真实验在教学中的应用

仿真实验是开放式实验教学的重要资源组成。所谓“仿真实验”,是相对于实物实验而言的,两者的主要差别在于:实验过程中所触及的对象与事物是否真实。在实物实验中所采用的实验工具、实验对象都是以实物形态出现的;而在仿真实验中,不存在实物形态的实验工具与实验对象,实验过程主要是对虚拟的实验仪器及设备进行操作。仿真实验虽然难以达到与实物实验完全一样的程度,但其良好的教学效果仍显而易见,其表现如下。

1.营造多样化教学环境,提高学习兴趣

对大多数学生来说,在预习实验的时候,会感到书上一些概念性的介绍很抽象。虽然有些仪器附有图片,但是仍然显得很单调。学生预习起来容易缺乏兴趣,对实验原理并不能真正理解。如果学生以前没有接触过该实验的仪器,实验中就有可能因使用方法不当而进行误操作,造成实验中断、仪器损坏。仿真实验可以提供形象直观、内容丰富的学习环境,图文并茂、动静结合、节奏有序的实验内容,并以声音、图像等丰富的表现力帮助学生进行多感官的学习,这样无疑会增加学生的兴趣,调动他们学习的积极性,促进学生对实验仪器的熟悉和对实验原理的理解。特别是一些对学生来说陌生而复杂的仪器,经过仿真实验的练习,操作起来既轻松又胸有成竹,从而提高教学效率。同时,降低了大大了损坏率。

2.打破时间和空间的局限,确保开放式实验教学的实施

将仿真实验与网络相结合,以网络为平台开展仿真实验教学。学生可以利用校园网或Internet对实验教学内容进行课前预习和课后复习,使教学内容在时间和空间上得到延伸,学生能够充分的学习和掌握实验教学内容。作为一个“开放的实验室”,学生可以根据自己的时间,在任何地点自主学习,利于学生根据兴趣选择,并能满足不同层次学生的学习需求。同时,给学生提供了自学实验的环境,培养了学生对实验的自学能力。

3.节省实验经费,提供无惧环境,保证实验的项目和数量

自然科学前沿领域的高新技术设备价格昂贵,目前伴随着高校办学规模的不断扩大,受教育资金的限制,高校仪器设备的数量和种类相对匮乏,传统单一的实验教学模式已远远不能满足实验教学的需求。多媒体仿真实验以较少的投入,更大灵活性的缓解了上述的矛盾。同时学生可以按自己的设想在多种实验环境中搭建自己的实验。另一方面,部分实验还具有一定的危险性,因此许多学校在开设实验项目时常有所保留,学生也不敢大胆尝试实验。这在很大程度上扼杀了学生创造能力的发展。仿真实验系统认错性很强,在模拟的过程中学生操作一旦出错,系统立即指出调节错误,如果前一步调整不好就不允许进行下一步,迫使学生反复演练直至成功,学生的创造性思维会得到良好的发展。从而保证了实验的项目和数量。

4.真正实现理论教学与实验教学的结合

仿真实验可以经过设置或再开发,作为理论教学的辅助工具。一些在学科发展中做出了历史性贡献的典型实验都可以利用仿真实验展现于课堂教学中,通过实验的方法引入新的概念和规律,把理论教学与实验教学有机的融为一体,按照科学探索和研究的过程进行教学,这样可以开阔学生的视野,提高学生实验的学习兴趣。仿真实验以仿真的仪器为主要器材,它所仿真的元器件、仪器仪表和系统功能与真实的硬件存在着必然的差异。仿真实验虽然新颖有趣,但与真实实验仍有距离感。并且,将仿真实验应用于教学,它的整个教学过程都是在计算机上操作完成的,在教学应用中不可避免地具有一定的局限性。

参考文献:

[1]戴君化.电子仿真实验网络化管理的实现[J].科技经济市场,2006,11.

[2]彭斌,崔益和.工科院校跨学科实验教学示范中心的建设与实践[J].实验室研究与探索,2008,10.