引言
随着科技的不断发展，教育行业也正在逐步转型。传统的教学方式已经无法满足大众的需求，如何提高教学效率并实现教育现代化一直是各个学校和老师关注的重点。3D虚拟仿真教学技术已经逐渐走进课堂，成为许多学校和教师实现信息化教育的首选。3D虚拟仿真教学系统能够模拟真实的场景，将学生融入场景，通过动态交互、模拟实验等方式，让学生直观地感受所学知识的应用，从而提高学习效果。这种教学方式不仅能激发学生的学习兴趣，提高学生的学习效率，而且也能大大降低学习过程中的风险，全方位地保障学生的安全。人体解剖学是研究正常人体形态结构的科学，是医学科学中一门重要的基础必修课，同时也是联系基础与临床的桥梁课程。根据《人体解剖学教学大纲》要求，学习人体解剖学的目的是让医学生掌握人体各器官系统的正常形态结构、位置与毗邻关系、生长发育规律及其功能意义，为其他医学课程的学习奠定基础。3D虚拟仿真教学系统的引入大大提高了人体解剖学的教学效果，也为学生学习其他课程起到了积极作用[1]。
1 3D虚拟仿真教学系统概述
虚拟仿真教学系统基于计算机图形学和现代图形学、计算机动画、人工智能等技术，结合虚拟现实技术，通过对计算机模型进行处理和优化，更好地体现场景的真实感，从而提高学习效果。虚拟仿真教学系统普遍应用于理工科、医学等专业教育领域，比如天文观测、微生物研究、虚拟手术等，也广泛应用于军事、交通等培训中心、模拟实验中心以及各大企事业单位。虚拟仿真教学系统通过计算机技术给予学生更加真实的学习和实践体验，使学习过程不再枯燥单调，大大提高学生的体验和兴趣。同时，虚拟仿真教学系统可以重现各种现实中的场景，将学生置身于模拟的环境，锻炼学生的实际操作能力，激发学生的创造力和想象力，对于提高学生的综合素质也有极大的帮助。
2 3D虚拟仿真教学系统使用前后效果对比
2.1研究对象
试点班级为春季高考生，之前均未接触过解剖学相关课程。20级护理7班为实验班（96人），其中文科生占70%，理科生占30%，采用3D虚拟仿真系统理论实践一体化教学；20护2班为对照班（96名），其中文科生占74%，理科生占26%，应用PPT为辅助资源，讲授法教学。从思维角度来看理科生相比文科生对解剖结构空间位置感较强，而文科生对解剖学记忆性知识背诵效率高。经问卷调查，90%的学生反映解剖课程内容多、难理解、难记忆；10%学生不能完全跟上老师进度，勉强能理解记忆[2]。
2.2研究方法
选取泌尿系统为试讲章节。具体实施过程：2.1每位学生下载3D虚拟仿真系统手机端APP，课前一周发布病例分析题并明确解决问题，要求学生以学习小组的形式完成任务2.2在课堂上，由学生负责运用虚拟仿真系统讲解及展示自己小组学习成果2.3学生互评、补充2.4教师结合病例分析题，利用仿真系统以文字的形式总结本节课重点知识点，并截屏发送至学生2.5提出本节课与临床有关的知识扩展题
2.3教学效果评价
实验班课堂参与度、测试正确率等远远高于对照班。学生学习解剖学的热情大大提高，快乐学习、兴趣学习的氛围蔚然成风。将3D虚拟仿真教学系统这项新技术应用于解剖课堂，提高学生学习积极性和提高解剖教学效率成为本学期最成功的教学改革。
表1：使用3D虚拟仿真教学系统前后学生课堂参与情况
表2：使用3D虚拟仿真教学系统前后参与度调查
3 3D虚拟仿真教学系统在教学应用中的优势
3.1激发学生学习热情
3D虚拟仿真教学系统操作简单，界面清晰，整个操作步骤类似普通的平板接受度高。打开系统点击目录即可看到整体人体结构图，此立体图360度可观，能清楚显示各器官的结构和位置，教师可根据教学目标单独显示所讲的某一局部结构，帮助学生理解人体结构的整体与局部组成。该系统中还配备文字和语音解释，使原本枯燥难懂的解剖学知识点变得十分生动和明晰，有效激发学生学习热情。3D虚拟仿真教学系统所模拟的场景可以完全还原实际环境，学生可以更好地体验学习内容，从而提高学习效果。3D虚拟仿真教学系统可以提供丰富的交互方式，可以让学生在学习中进行自主探索和互动，提高学习的趣味性。3D虚拟仿真教学系统可以随时随地重复学习内容，反复练习，巩固知识点，提高学习效率。3D虚拟仿真教学系统可以创造出各种不同的场景、教学方式，可以更好地满足学生的不同需求，实现多样化的教学。
3.2培养学生自学的能力
3D虚拟仿真教学系统的独特之处是学生可以在手机上下载系统APP，学生可以课下反复观看学习，当学生对某个知识点不理解或未跟上老师上课进度，可随时通过此系统自学，充分发挥学生主观能动性，提高学习效率，培养自我探索和独立解决问题的能力，提高学习自信心。通过3D虚拟仿真教学系统，学生可以自由探索学习内容，不必被老师的教学节奏和进度所限制，对知识点有了更深入的了解。3D虚拟仿真教学系统具有强烈的互动性，学生需要自我参与、操作，并对自己的学习结果和表现有一个直接的反馈，这样可以促使学生更好地感知自己的学习情况，从而调整学习策略和方法。3D虚拟仿真教学系统的场景通常很复杂，需要学生运用多种智力要素来解决问题，培养学生的思考、推理、分析和综合能力，使其成为具有独立思考和解决问题能力的学习者。通过3D虚拟仿真教学系统，学生可以自己评估和反思学习效果，及时发现漏洞和问题，进一步完善自己的知识结构和认知水平，培养了自我学习和自我评估的能力。3D虚拟仿真教学系统具有学生之间分享和交流的平台，学生可以互相帮助分享一些学习上的问题和心得体会，在交流中学习，在学习中交流。
3.3促进教学模式改革
3D虚拟仿真教学系统的出现，使人体解剖课堂成功实现了理论实践一体化的教育改革。结合1116教学模式，课前，教师分好学习小组，发布导学案，提出问题，让学生利用手机APP进行提前预习。课堂中，由各学习小组代表分享本组所学知识，调动了学生学习的积极性，增强了师生之间的互动，教师也能详细了解学生对本章知识点的实际掌握程度，从而便于总结时对讲解内容侧重点的改进和调整。最后，由教师讲解本章节重难点并归纳，帮助学生把握重难点，并在线测评、点拨，检测学生对课堂知识的掌握程度。3D虚拟仿真教学系统可以针对每个学生的学习特点和需求，实现个性化教学，不再采用传统的大班授课模式，让每一个学生都能够得到适合自己的学习资源和支持。通过3D虚拟仿真教学系统，可以实现探索式学习，引导学生通过自主探索和解决问题的方式来获得知识，这种学习方式不再拘泥于书本知识，帮助学生更好地应对未来知识经济的挑战。3D虚拟仿真教学系统打破了传统教学模式的僵化和机械性，转而以学生为中心，关注学生的学习兴趣和能力，注重培养学生的自主学习和探究精神。3D虚拟仿真教学系统可以根据不同的学科和教学内容，采用不同的教学模式和方法，促进教育教学的多元化和个性化，满足学生的不同需求和学习风格。3D虚拟仿真教学系统在教学方式和手段上的创新将会推动传统教学模式的改革，让学生在实践活动中体验知识的本质，提高学习的趣味性和创造力，推动教学由“传授知识”转变成“引导学生学习”的过程。
3.4促进青年教师专业素质的成长和进步
作为一名首次带解剖课青年教师，备课中不仅仅要认真研读教材、弄懂、吃透教学内容，制作精致且贴切PPT也是非常重要的任务。由于疫情缘故，上课时间的收紧，让解剖学教学任务的完成更为紧张。对于青年教师来说本来备课时间就非常紧张，再加上做PPT时找不到合适的解剖图片的问题，从而使教学效果大打折扣。3D虚拟仿真系统能高精度动态显示图像，可展示多个复杂部位，这为教师省下很多时间来研读教材，从而促进青年教师专业素质的成长和进步。3D虚拟仿真教学系统具有真实性和直观性，有助于激发学生的学习兴趣和主动性，提高教学效果。这对于刚刚开始从事教学工作的青年教师来说，可以从实践中感受到教学的成就感，提高其教学信心和能力。3D虚拟仿真教学系统开创了新的教学方式和手段，不仅可以帮助青年教师更深入地了解和掌握学科知识，还可以拓展他们的教学思路和方法，使其教学更富有创新性和实验性。3D虚拟仿真教学系统需要一定的技术水平和操作技能，青年教师学习和掌握这些技能的过程，可以激发其求知欲和自学能力，提高其教学技能水平。3D虚拟仿真教学系统需要针对不同的课程和学科进行设计和改进，来符合教学需求和特点，这让青年教师有机会接触到不同的专业知识和教学理论，加深对教育学和教学实践的认识和理解。3D虚拟仿真教学系统在国内外已广泛应用，青年教师可以从国内外的成功案例中学习到优秀的教学经验和实践，了解不同国家教育方法和教学模式，提高其教学管理和指导能力。
4 3D虚拟仿真教学系统在教学应用的思考
第一，教学资源的整合和开发：3D虚拟仿真教学系统需要对教育教学资源进行整合和开发，包括课程内容、教学方法和手段、3D模型等。这需要教师和学校建立良好的信息共享和协作机制，落实教学资源共享的原则，为3D虚拟仿真教学系统的开发和应用提供支持。第二，技术支持和培训：3D虚拟仿真教学系统需要借助于高科技技术进行开发和应用，这就需要专业技术支持和培训，包括教育信息化技术、编程开发、3D建模等。教育部门应该制定相关规划和政策，加强技术培训和人才培养，推动3D虚拟仿真教学系统在全国范围内的普及和应用。第三，学校教学管理的配套改革：3D虚拟仿真教学系统是教育教学改革的一部分，需要学校教育设计和教学管理的配套改革。学校应该建立灵活多样、个性化的教学模式，探索更多适合学生发展和教学管理的思路和做法，打破传统教育教学中的陈规旧习。第四，教育教学研究与创新：3D虚拟仿真教学系统的开发和应用需要一定的教育教学研究，推广应用也要伴随一定的教育教学实践。这需要开展对3D虚拟仿真教学系统的评估和改进，为推动其不断创新和优化提供参考依据。综上，3D虚拟仿真教学系统应该得到更多教育教学界和社会的关注和支持，助力于促进青年教师专业素质的提升、教育教学模式的改革和教学质量的提高。
参考文献：
[1]凡梨花.3D数字虚拟仿真系统在人体解剖学与组织胚胎学教学中的应用研究[J].科教导刊,2019,000(034):111-112.
[2]李姗珊.虚拟仿真系统在专科学校解剖学实验教学中的应用[J].课程教育研究:外语学法教法研究,2018,000(002):P.222-223.
[3]聂政,雍刘军,肖莉,等.基于虚拟解剖仿真的护理专业人体解剖学循环系统的教学[J].解剖学研究,2016,38(3):3.
作者简介：
陈彦芳（1989.12-）女，河南省濮阳市清丰县人，汉，本科，初级职称，研究方向：人体解剖学教学研究和生命科普研究。