实验教学方法

（1）使用目的

我们结合山东农业大学动物科技学院兽医学、畜牧学等学科特色及人才培养方案，依托学科发展优势和科研平台，基于“以虚补实、以虚促实、虚实结合”的虚拟仿真实验教学理念和思路，开发了《犬猫白内障超声乳化手术虚拟仿真实验》项目，解决了实际实验中存在的问题和难题。本实验项目选取兽医临床上眼科白内障病例，使用3D模型重建和虚拟仿真技术还原了犬白内障病例接诊检查、患病动物和手术人员的术前准备、手术操作和术后护理等一系列诊疗流程，相比传统实体动物教学方式具有以下优势：

首先，结合模型、图片、视频等现代化教学手段，引导学生快速掌握仪器设备构造及操作方法。本软件中所有3D模型均由动物医院提供的实物对象1:1制作完成。开始界面提供了主要设备的展示介绍，学生点击进入后，可通过鼠标右键拖动实现360°全方位观察仪器细节，快速了解仪器设备的构造与操作要点，弥补了虚拟仿真手术“未见实物”的不足，为下一步仪器的正确使用奠定了基础。

 

图1 设备介绍界面

其次，本软件利用案例教学、启发式教学、人机交互等教学方法，结合模型、图片、视频等现代化教学手段，为学生打造了一个实用化、开放化、智能化的学习操作平台。软件通过情景带入和人机交互的方式培养学生浓厚的学习兴趣，克服了传统实物教学枯燥乏味的缺点。软件依附的虚拟仿真实验教学平台可实现理论讲解、疑难求助、在线讨论、远程教学、成绩考核等功能，推动了高校实验课教学方法和模式的发展。

最后，采用集中教学和分散训练相结合的灵活教学方式，强化手术操作技能训练。本虚拟仿真软件具有重复性强、安全性高、制约条件少、使用成本低的特点，既可以在学校虚拟仿真实验室集中教学，又可以在课后随时随地自由训练，很好的解决了在生源扩招背景下教学设施和经费不足的问题，为高校建设高质量的智能化实验实践教学平台奠定了良好的基础。

（2）实施过程

学校虚拟仿真实验教学平台与教务处系统信息同步，学生的修学课时和考核成绩列入学生个人培养计划。选修《犬猫白内障超声乳化手术虚拟仿真实验》的学生由授课教师组织在有局域网覆盖的计算机房中统一上课。学生需提前预习本实验的实验目的、实验原理和实验方法等实验内容，上机后使用学号和密码登录虚拟仿真实验教学平台，了解相关仪器设备和观看手术视频，并在规定时间内完成学习模式和考核模式中的操作并达到相关要求。项目在实验模块中设置了多个练习题，设置了专门的提示询问按钮，实现人机即时互动。考核成绩由系统考核评分和实验报告评分两部分组成，对于成绩不合格的学生提供补考的机会。此外，平台全天向学生开放，并提供疑难求助、在线讨论、远程教学等功能，便于学生学习和巩固。学生在完成实验项目过程中，虚拟实验操作和问题贯穿在整个实验过程中，激发学生对实验原理的思考，并掌握与实验相关的基础知识点，提高了学生的学习兴趣，增强了学生学习的主动性和创造性。

（3）实施效果

①本虚拟仿真实验软件将实验教学与临床病例诊疗紧密结合在一起，为学生提供了细致、完整的白内障超声乳化手术虚拟操作体验，极大的拓展了学生的专业知识，充分锻炼了学生综合利用知识和动手操作的能力。

②本虚拟仿真实验软件建立了新型实验实践教学模式，打破了常规教学的沉闷气氛，趣味性强，交互性好，操作规范，调动学生学习的积极性，培养学生的创新思维。

③本虚拟仿真实验软件的开发使用极大的缓解了学校教学所需场地、设施和实验经费的压力，提升了实验实践教学的智能化水平，创新了动物医学等专业的实验实践教学模式。