虚拟仿真技术在职业医学与职业卫生实验教学中

一 职业医学与职业卫生实验教学现状

职业卫生与职业医学（occupational health and occupational medicine）是以职业人群和作业环境为对象，研究职业环境与职业工人健康之间关系的学科，主要任务是识别、评价、预测和控制不良职业劳动条件，创造安全的作业环境，维护劳动者健康并提高职业生命质量。该课程涉及个人/群体与职业有关的健康问题，具有很强的专业性、社会性和法律性，这门课程不仅要求学生提高有关职业卫生与职业医学等方面的专业素养，还要求学生掌握一定的专业实践技能。因此，该课程的实验教学与理论教学应该是相辅相成、不可分割的。但目前该课程教学依然存在着“重理论、轻实践”，“教师为主导”等弊端，这不仅不利于培养学生的动手能力和主动思考能力，也难以满足学生毕业后在实际工作岗位的工作需要[1]。多数教师和学生认为实验教学是用于验证理论课知识，仅具有从属性的地位，因此，教学内容多为演示和验证性实验，学生只需要按老师提供的实验步骤复制实验并在课后完成实验报告就完成实验课程的内容，这十分不利于启发、引导学生对实验课程中遇到的问题进行深度思考，也不利于培养学生的创新力，当今社会不仅需要公卫人有很高的职业卫生与职业医学理论知识储备，同时也需要公卫人有很强的实践操作能力，目前来看，传统的职业卫生与职业医学教育不能很好的达到这些要求。同时，教学方法偏重采用单向传输式手段，也就是教师讲解实验原理、实验步骤、课堂示教和指导学生操作，学生在实验课程中只负责听老师讲解以及按照实验步骤做实验，无法对所做实验进行深入探索，在整个实验过程中均处于被动的接受者地位，这极大的阻碍了学生学习的积极性和主动性，使得学生不能沉浸在职业卫生与职业医学实验教学中，无法深刻掌握所需要学习的专业实践技能。总之，单一的实验教学内容和陈旧的实验教学手段会导致学生的思维、创新能力受到束缚，高分低能现象普遍[2]。因此，如何合理利用各种新型、高效的教学手段、教学方法以及教学模式来提高职业卫生与职业医学的实验教学效果，使得学生在学习理论知识的同时，积极主动地参与到相关实验的学习，掌握实际工作技能，将成为职业医学和职业卫生实验教学改革的重要内容。

二 虚拟仿真实验教学

虚拟仿真技术（Virtual reality，VR）也被称为计算机模拟仿真或沉浸式多媒体，是20世纪80年代发展出来的重要技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等。其原理是由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的三维信息的人工环境——交互式三维（three-dimension，3D）模拟环境，可以逼真地模拟仿真世界的事物和环境，使体验者在虚拟世界中的视觉，听觉，触觉和嗅觉等同真实环境的感受，并可亲自操作，自然地与虚拟环境进行交互。虚拟仿真技术目前具有以下三个特性：（1）沉浸性：虚拟仿真系统中，使用者可获得视觉、听觉、嗅觉、触觉、运动感觉等多种感知，从而获得身临其境的感受。（2）交互性：虚拟仿真系统中，不仅环境能够影响使用者的感官，用户也可以对环境进行控制，并且虚拟环境还能够对人的操作做出实时的反应。（3）拟真性：虚拟仿真系统的拟真性表现为用户体验虚拟环境的各种感觉与所模拟的客观世界相似，如同在真实世界[3]。虚拟仿真技术的这些特性，可以激发使用者的兴趣，使使用者通过仿真世界的事物和环境获得真实体验，提高使用者的创新能力，因此仿真技术已经成为继数学推理、科学实验之后人类认识自然界客观规律，改造和创造客观世界的一项重要技术。

职业卫生与职业医学实验教学作为一种医学实践教学，它具有高投入、高消耗、高危害等缺点，并且它受到时间、空间等多种条件的制约，在一些需要到高职业危害进行实地学习的地方，因为考虑到对学生的危害以及场所难以选择等困难，大部分高校选择视频观看的方式给学生进行职业卫生与职业医学实践教学，这样不但不能给学生直观的体验，而且学生也难以深入感受到有害的职业环境现状。同时，由于各个高校教学条件不同，可能在实践条件上会存在差距，形成教育不公现象。虚拟仿真实验在职业卫生与职业医学实验教学上可重复利用，完美解决了其耗材高的缺点，并且因为其投资成本低、易于维护等原因使得职业卫生与职业医学实验教学的成本降低，虚拟仿真技术在在各大高校广泛应用，可使得不同高校的学生接受相同的实践教学，这无疑也在一定程度上促进了教育公平，提高教学质量。

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