医学实用技术范例

医学实用技术

医学实用技术范文1

关键词:混合式教学;艺术设计;应用

以往的课堂以教师为主导,充分发挥教师的主体地位,有效地控制了教学秩序,完成了知识的教授。信息技术的快速发展带来社会的变革,“互联网+”战略的提出,带动各领域向着信息化、便捷化、高速化、多样化的方向发展。课堂教学也引进了更多的现代化教学手段,如PPT(演示文稿)、电子书、慕课、云课堂等方式都广泛应用于大学教育中。这种将传统与现代相结合的混合式教学方式克服了以往课堂教学的诸多弊端,丰富了学生的学习形式。此外,中共中央办公厅、国务院办公厅在《加快推进教育现代化实施方案(2018-2022年)》中明确了全面构建现代化教育制度体系的目标和大力推进教育信息化的任务,其中明确指出构建“互联网+教育”支撑服务平台。可见,推进教学模式创新对于促进教学工作的开展,提高学生的学习效率、兴趣等,有着积极意义。

一、混合式教学模式述介

混合式教学(Blended-learning)最先在美国出现。它的出现是对传统教学功能的补充,作为学校教育的扩展形式,混合式教学和传统教学是相辅相成的关系,而不是相互替代。近些年,随着国内信息化程度的提高,线上教育模式蓬勃发展,衍生了如雨课堂、超星泛雅、网易云课堂、中国大学MOOC(慕课)、腾讯课堂等教学平台,这让人们意识到“互联网+”在促进教学发展方面的优势。而国内关于混合式教学理念的引入,是北京师范大学何克抗教授在全球华人计算机教育应用第七届大会上提出,而后,越来越多的学者开始关注该教育模式,并从理论与实践两个方向展开研究。混合式教学模式作为一种教学策略或教学形式,主要依托“线上+线下”的方式,信息化整合教学资源,将以往的课堂教学与互联网结合,为学生和教师带来全新的教学体验,以取得有效的教学效果。以上关于混合式教学模式概念的界定是相对的,从这一教学模式的发展和应用现状看,突出表现在以下几点:其一,教学形式双向并行。混合式教学模式的外在表现形式是线上与线下两种途径同时展开,且优势互补,既能够在以往的课堂中加入新兴的教学元素,使课堂教学趣味化、效率化,又能够通过线上形式,使教学内容循环化、多元化,从而开阔学生的眼界。其二,教学形式的交互性。与以往的“灌入式”教学方式相比,混合式教学模式则改变了这一单调的教学方法,课堂转变为教师主导、学生参与、师生互动的形式。在线上,师生围绕主题展开讨论,师生之间、学生之间在线互动,畅所欲言,思想碰撞,扩展了课堂教学的外延。在线下,教师借助现代化教学设备在课堂上引导学生展开话题讨论,不局限于教师对知识的输出,从而使课堂教学高效化。其三,教学形式系统化。混合式教学方式把以往的课堂教学从时间和空间两个方面进行了扩展,突破了人们对教与学需在同一维度下进行的看法,其灵活的教学方式和多元化的教学与考核方式,对完善教学系统、检测系统以及信息的数据化管理有着促进作用。从教学模式看,混合式教学模式的引入,使课前、课上以及课后成为一个整体,其数据化管理体系将师生互动、课堂管理、线上线下教学、答疑互动等纳入其中,教学过程更加明确化、系统化。从考评方式看,不局限于以往的以期末考试为主要依据的评价体系,学习过程的多样化评测方式使考核更看重学生的学习过程,其考评过程以数据化形式呈现,既能方便教师直观掌握学生成绩的发展轨迹,又能促进学生进行自我定位。

二、艺术设计教学中存在的问题

进入21世纪以来,部分高校的艺术设计教育体系和管理模式与社会发展不相协调,不可避免地暴露出一些问题,导致了部分艺术设计教学呈现出表面的繁荣。

1.课程体系缺乏科学性

艺术设计专业应紧跟时代的步伐,具备较强的前沿意识。一些开设艺术设计专业课程的高校的办学模式较为相似,个别院校在课程设置上多流于形式,忽视教学的实际内容,从某种程度上制约了学生创造性思维的发展。部分学生对电脑设计制图的原理与方法一知半解,当面对高强度、快节奏的工作模式时就显得力不从心。以设计素描基础课为例,当前,部分院校仍处于起步阶段,以绘画素描的方式进行教学,在一定程度上限制了学生创新思维、表现能力的发展。缺乏相对前沿且科学的课程教学体系是造成上述问题的主要原因。

2.对设计理念的认识偏差

包豪斯最早对艺术设计课程进行了层次构建,国内艺术设计课程的相关教学框架也是基于此构建起来的。然而,部分高校对艺术设计的认识流于表面,未能深入认识艺术设计的本质是与时俱进,培养学生的创新思维。从目前部分高校的艺术设计课程的结构看,其内容、形式的程式化导致人才的培养滞后于国际设计人才发展潮流。艺术设计专业是结构严谨的学科,是艺术实践、理论知识与科学创新的结合。当前,部分高校对艺术设计的认识存在偏差,致使课程教学收效甚微,难以培养出具有创新意识的高端人才。

3.教师素质的欠缺与人才培养的盲目性

学校的办学水平不同,引进的教师水平也不尽相同,这在客观上导致了艺术设计专业的教师整体素质参差不齐,影响了艺术设计教学活动的开展。教师素质的欠缺会直接影响学生创造能力的发展和相关技能的掌握。此外,部分教师对于人才培养存在一定的盲目性,一定程度上致使课程的设置、实践能力的培养和毕业考核质量平平。为此,艺术设计专业应积极根据实际情况进行切实、可行的调整,从多方面提升艺术设计专业学生的竞争力,培养出高端的艺术设计人才。

三、混合式教学模式实践于艺术设计教学的路径分析

艺术设计专业教学融入混合式教学模式,既要重视艺术设计专业的学科特点,又要吸纳混合式教学模式的思想、方法,从而帮助学生内化知识,并将理论知识应用于实践,创作出具有创新性的作品。

1.“线上+线下”混合式教学

线上教学主要以互联网为依托进行信息化的实时互动教学。云课堂作为线上教学的主要形式,集合了各类课程资源。艺术设计课程的教学需要教师将相关课程的教学资源上传,包括教学课件、学习任务等,方便学生随时随地查看与艺术设计课程相关的内容,借助此平台阅读专业的相关知识和最新动态,这有利于学生培养发散性思维、拓展眼界。其次,教师作为教学的组织者和引导者,通过搭建线上交流平台,在评论区进行互动讨论,既是学生反馈学习成果的手段,又是教师总结教学效果的方式。此外,以云课堂为代表的App(应用程序)可以为学生提供精美的艺术设计视频、PPT课件等,也在无形中提升了学生的视觉感知能力。线下教学同样离不开互联网的支持。一方面,学生通过线上学习加深线下对学习知识的应用,提升了展示、解读艺术设计方案和作品等方面的能力。另一方面,课外应用实践应着眼于将线上、线下学习的知识进行创新性应用,强化学生的艺术设计能力,在实践中帮助学生积累前沿的设计经验,提高学生的艺术设计水平。

2.构建综合化考评方式

混合式教学模式的出发点是以互联网为载体,对学生进行动态监测,教师能够及时掌握学生艺术设计能力的发展轨迹。这一过程需要评测艺术设计过程中的多个环节,在这一课程考评过程中,教师将平时多次线下作业成绩录入系统,结合线上学生自主学习成绩和艺术设计作品质量,对学生进行综合化考评,这客观上要求学生多方面提升自己的能力。此外,综合化考评也需要学生积极参与社会实践,学生在线提交作品或以各类学习平台为媒介参加设计比赛或展览,这些被纳入评测标准,有利于帮助学生积累实践经验。

3.整合教学资源,提升审美认知

艺术设计专业具有前沿性,学生需要及时关注与艺术设计领域相关的知识和动态,这有助于学生创作艺术设计作品,解读前沿的艺术作品。混合式教学模式的优势在于以互联网为依托,开发出的各类学习平台有效地整合了与艺术设计相关的各类课件、教学视频、公开课、电子书籍等,资源共享的方式打破了时间和空间的限制,可以让学生快速获取相关信息,实时视频直播的方式则扩展了学生艺术审美视域,让学生以多维视角审视艺术设计专业,补充了以往课堂教学中未能涉及的知识与内容,形成优势互补,让学生不再局限于书本知识和传统的设计理论,思维更具发散性。

四、结语

混合式教学模式为课堂教学注入了新的活力,它在整合教学资源、促进学习成果的展示、提升学生能力等方面展现的优势,为艺术设计教学的发展提供了新的思路。艺术设计专业与互联网结合日益紧密,吸纳混合式教学模式的优势,在让艺术设计专业扩展时间和空间维度的同时,对学生创新思维和创新能力的培养产生积极作用,这也有助于艺术设计教学工作的开展。

参考文献:

[1]赵君超.对艺术设计专业发展现状的反思.南京艺术学院学报(美术与设计版),2004(1).

[2]曹志明.面向艺术设计专业学生视觉素养培养的混合式教学实践模式研究.美与时代(上),2017(11).

[3]徐筱.面向移动终端的混合式教学模式探讨——以纸包装结构设计课程为例.教育教学论坛,2019(13).

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国外有学者著作出《民族主义与教育》,预示着实用主义和教育思想的有机融合,促进了美国传统教育向现代教育转型的速度。实用主义教育的本质是教育就是生活、教育就是成长、教育就是经验的改造,实用主义教育思维念、课堂论以及课堂教育观念等,都是建立在教育本质的基础上进行改进的。实用主义教育对信息技术教学具有很大影响,国内有学者提出要注重批判性思维能力的培养;还有学者认为要以学生为核心,情景式实用主义教学方法为基础,从而实现实用主义教育方法下的信息技术教学。

二、信息技术教学的优势

(一)信息技术教学具有更丰富的表现力

通过信息技术教学手段,能够更直观地把教学内容,以模拟仿真的形式展现给学生,通过图片、视频以及声音创造情景,使抽象的教学内容变得更加直观化,使学生由被动转变为主动。此外,多媒体教学方式还可以提升学生学习的积极性,激发学生的学习兴趣,对于学习的重点难点内容更容易理解。

(二)信息技术具有巨大的信息容量

信息技术具有巨大的信息容量的特点,能够大幅度增加教学资源,能够提升学生的知识面,还可以提升学生的教学质量和教学效率。例如,在采用信息技术教学素材在讲解“电脑小报制作”部分内容时,不但课时缩短了,而且学生能够在课堂上了解利用电脑基础技术制作相关的作品,不仅能够提高学生对电脑知识的掌握能力,更能使教学信息资源变得更加丰富和具体。

(三)信息技术教学有更好的交互性

信息技术教学具有直接沟通和交互性强的特点。在视觉、听觉的共同作用下,使学生对知识的记忆力更加深刻,教学成果更好。还可以增加学生之间的互相沟通,使教学互动效果更好,对于提升学生的学习兴趣和提升学生注意力有很好作用。

(四)信息技术教学能够为学生创造良好的学习环境

信息技术教学将图像、声音以及教学内容完美地结合起来,使教师的教学方法更加多样化,课堂氛围变得更加活跃,使教学内容更容易被学生所接受,为学生创造了更好的教学环境,使课堂更加和谐融洽,使学生在愉快的环境下进行学习。

(五)信息技术教学具有共享性

在计算机信息技术不断发展的今天,网络技术几乎成为人们日常生活的一部分,再加上网络上信息技术教学资料在不断增多,使教学资料的查找和下载更加方便。在教学过程中,采用“拿来主义”的教学理念,在进行教学资料应用过程中,对于提升教师学术水平也有很大作用。

三、初中信息技术教学应用

在初中教育中采用信息技术进行教学对于教育事业的发展具有很重要意义,但是由于信息技术教学在国内起步较晚,在教学过程还存在一定的不足之处,使用不当就会起到不好的效果,因此,必须在保证学生经验技术增长的情况下,科学合理地应用信息技术教学。

(一)以学生为中心

杜威的“以儿童为中心”的观点:学校生活应该以学生为中心,一切主要是为了儿童而不是教师。因此,在学校生活中,学生是起点,是中心,是目的。学校生活组织应该以学生为中心,一切必要的教育措施应该为了促进学生的成长。同时,杜威强调学校生活以学生为中心的同时,并不意味着教师指导地位的放弃,教师不应该采取对学生予以放任的态度,应该对学生加以指导。

(二)加强实践能力

杜威强调从做中学,从经验中学,在一定程度上,信息技术强调了实践对于学习的重要性。虽然信息技术教学能够提升学生的学习兴趣,但是,只是表现在表面而已,电脑技术学习需要学生能够真正地了解、掌握知识原理。因此,不能只通过对信息技术进行教学,需要教师引导和分析,使学生慢慢形成思维方式,自己动手实践,形成自己的学习经验,从而提升教学质量,使得学生学校里知识的获得与生活过程中的活动联系了起来。这就要求自主探究式、合作交流式等多元化的学习方式,这正是我国新课程改革所提倡的学习方式。

(三)信息技术教育源自生活需要

新课程标准全新理念中提出,要关注全体学生的发展,着力提高学生的技术素养;加强学生实践能力的培养,注重学生创造潜能的开发;现代信息技术要改变学生的学习方式,使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的学习活动中去。学校教育就是学生现在生活的过程,而不是将来生活的预备。学校教育应该给学生提供保证生长或充分生活的条件。既然教育是一种社会生活过程,那么学校就是社会生活的一种形式。学校必须呈现学生现在的社会生活,让学生在学校学习中完成一种社会技能的成长,使他们具备一种能力,具备适应社会生活的信息技术能力。

四、结束语

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关键词:移动信息技术;机械实训教学;云教学;虚拟现实

当前,移动通信技术迅速发展,在教学领域也获得了较为广泛的推广应用。特别是在机械专业的实训教学过程中,借助互联网技术、虚拟现实技术、多媒体技术等诸多移动通信技术,可以升级传统的机械专业实训教学,使其表现形式更加多样、丰富、形象、互动,为提高教学效果奠定坚实的技术基础。

1传统的实训教学方法老师

首先向学生说明机械加工的原理和顺序,然后进行演示,最后让学生自己动手操作和实验。这一教学过程从教学角度看是完整、科学的,符合学生的逻辑思维,有利于理解和掌握学生的实践能力。但是,这样的教育过程并不完整,也有一定的局限性。这是因为,几乎所有的专业课程和本科课程的教育都是“集体教育”,也就是说,在教室和训练场,一个教师多教育几个人甚至几十个学生。在传统的教育模式中,只有一些学生才能掌握教师教的技能,其他学生可能会有疑问。由于教学时间有限,教师可以有时间解决个别学生的问题,但很难解决所有学生的问题。例如,学生在学习数控机床操作时,由于数控机床操作按钮较多,加工参数的设置相对比较复杂,在传统教学中,许多学生不能及时掌握正确的操作程序、也没有学会正确使用机床,甚至会给后期机床操作留下安全隐患。

2移动通信技术对传统教学的影响分析

当前,5G时代已经来临,移动通信技术将以更加多元、宽带、智能的特点走向人民大众。如表1所示,为5G与4G关键技术指标的对比,可以看出,在5G时代,将可以承载更多用户、覆盖更广面积、数据传播速度更快。第一,在传统教育模式中注入信息技术,从而突破了传统单一的教学模式。基于信息技术的教学理念,从学生的认知心理角度分析问题,改变传统的教学模式和规律。在实践中,教师承担着学习活动指导者的作用,学生变成了能够独立进行知识点的探索和学习的学习主体。第二,信息技术促进教育方法的变革。通过信息技术,可以搭建生动逼真、自然形象的视听世界,原比例模拟各类事物,简化一些原本复杂的事物,使原本枯燥无味的教学变得更加充满活力。同时,基于网络的便利性,有效提高了师生之间的互动,实现了随时随地的资料上传、下载,切实提高了教学效果。第三,数字化、网络化的信息技术给现代教学带来了生机和活力。利用多种现代信息技术手段,促进学生自主学习的教育模式,不受任何时间、地点、空间的制约,可以24小时在线学习,为有效学习创造了良好的环境。从数控技术出发进行教学,通过计算机可以仿真模拟现实教学,提高实践性教育。

3探究信息技术在数控技术实训教学中的应用

3.1多媒体课件的开发利用

基于多媒体软件,教师将各种信息剪辑为一体,如:图像、声音、视频、文本等信息,并在学生面前以图像的形式显示出来,创造更生动的教育氛围,并为学生提供丰富和多样化的教育内容,如图1所示。在机械专业技术的实训课程中,教师可以向学生提供编程知识点、编程方法、产品样图、过程点、操作视频等。通过多媒体课件进行演示,提高实训教学指导的直觉性和活力。与此同时,结合多媒体将教学内容融为一体,明确教学内容的疑点、重点、难点,进而与学生形成更好的互动交流。如:知识点的讲解、程序操作、参数的设定、模拟试验验证等类别的实训教学中,通过对话性的问题回答内容,提高学生探索能力与知识的认知、理解。在这个教学过程中,教师可以根据学生自身学习水平提出不同层次的问题,进而促进个性化教育。实际上,教师将多媒体教材上传到网络教育平台上,可以指导学生强化学习前的准备和授课后的复习。此时,师生可以结合多媒体内容在网络平台上进行相互交流,有利于机械专业技术培训和教学过程的全方位优化,促进机械专业技术培训和教学效率的提高。

3.2整合优质教学资源

就目前状况而言,数字教育资源的应用已经成为常态,为教育发展提供了更多的支持。在培训和指导方面,我们可以利用教学资源,如项目实例、模拟、实践视频、动画和迷你课程等,将知识点抽象化为直观,便于学生操作、理解的同时变得更加生动。基于机械技术的实训教学过程中,模拟教学一贯是传统的教学方法,简而言之,在模拟软件的支撑下,学生借助计算机编程、程序验证、工具调整、模拟加工、工件测量等操作。这种操作方法可以有效地仿真模拟实践操作,在一定程度上大大降低了潜在危险。本文以虚拟现实技术为支撑,将其应用于机械实训教学中,可以更好的发挥其作用。将计算机模拟技术、传感器技术融合在教学中,激励学生在虚拟环境中完成实践操作。此外,可以借助信息技术,大力开发数字教材。例如,通过AR模型和二维码技术的组合,可以将教科书的平面图变换成三维形状。如图2所示。实际上,学生通过扫描二维码得到相应的立体的模型构建,使其更加直观。这种情况下,学生在训练中可以很好地进行建模和编程操作,可以促进学生空间想象力的提高。

3.3充分发挥手机智能化功能的优势

现阶段智能手机得到了广泛的应用,同时为机械专业技术的实训教学提供了更大的便利。我们可以将机器训练操作过程详细完整地上传到我们的教学云盘中。结合我们传统的教学模式,学生即使不了解学习过程中的几个方面,也可以通过网络教学,利用手机快速找到对应的知识点,我们称之为云教学。互联网的发展,智能手机的普及,改变了原本需要在计算机中操作的内容。尤其是5G通信技术的诞生,即时通讯方式、速度更快,进而普及了移动内容的学习。如雨课、墨蓝云课、学习通行证等移动课堂软件已被广大师生所接受和认可,应用信息技术进行数控技术培训和教学时,需要充分发挥手机智能功能的优势。例如,教师可以通过智能手机让学生登录,既可以回答学生的问题,还可以安排作业,增强学生间的交流、讨论。与此同时,教师还可以借助智能手机进行编程、操作等。通过预先记录数字控制技术并上传到教育平台和微信QQ群课堂,鼓励学生进行对话和回答问题,增强数字控制技术的实践能力。

3.4引入网络教学平台

搭建网络教育平台,将现代信息技术应用于机械实训教学中。此时,学生可以通过此平台突破传统时间、地点、时空的限制,吸收更多的知识。在实践中,教师要讲授仿真课程或迷你课程,网络开放网络教学计划,数控技术训练操作录像的学习资源,编程方法等的制作和形成,上传到在线教育平台,引导学生在上课前自主学习,强调课堂操作难度高、混乱,回答学生的共性和个别问题,实现“在线+线下”混合授课,具体表现为:课前以微课为基础展开课堂教学,课中以仿真软件为主落实操作,课后以完成实验报告或考试为主。

4移动通信技术在机械实训教学中的注意事项

4.1注意选题的有效性

凡事都要一分为二,有一定的优越性,也有相应的不足。在利用移动通信技术进行机械专业技术实训教学时,通过明确其局限性来获得良好的教育效果。在进行机械实训教学时,并不是所有的授课内容都适用移动通信技术,只有根据授课内容的实际需要选择课题,才能达到预期效果,提高学生的学习成绩。

4.2注意方式的多样化

移动通信技术的应用具有直观的优点,能够直观地深入理解所学的知识。但是,在实际的授课中,如果使用单一的移动通信技术进行授课的话,就会逐渐变成表面的形式,从长期来看,不利于学生的深入学习,降低授课的效果。因此,在实践性的授课中,根据授课内容和学生的实际学习状况采用有效的授课方法,实现移动通信技术的统合和利用,达到预期的授课目标,切实提高学生的专业性。

5结论

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随着科学技术的迅猛发展,数字艺术也随之取得了快速进步,进而推动了室内设计的改革与创新。数字艺术在室内设计教学中的应用,可以突破传统教学模式的束缚与局限,有效提升教学质量与教学成效,同时也为现代化室内设计教学提出了更高的标准与要求。

关键词:

室内设计教学;数字艺术;教学成效;数字化技术

21世纪是数字信息时代,使得各种技术的有机结合成为了可能。艺术设计作为一种现代化技术形式,其数字化发展也日益突出。数字艺术主要是指采用数字形式对艺术进行传递的过程。数字技术与设计艺术的结合,使得设计流程更为迅速与简捷,且为设计艺术提供了更多的创意与载体,数字艺术以其独有的优势与功能成为室内设计的重要构成部分。因此,敢于正视与面对传统室内教学存在的诸多问题,努力探索数字艺术在室内设计中的应用途径,提升室内设计的教学成效与质量成为当前的迫切任务。

一、室内设计教学中数字艺术应用的必要性

(一)强化室内设计视觉效果的需要

传统的室内设计图纸给人的视觉感受比较枯燥、范围窄且毫无创意,没有强烈的视觉冲击力。而数字技术中的Pho-toshop、Rhino、Illustrator等诸多软件设计出的图纸,不但具有明显的视觉效果,而且更加逼真与直观,能够十分明确地表达出室内设计的关键内容。所以,数字艺术在室内设计教学中的应用,能够明显的提升作品的视觉感受与效果[1]。

(二)提高室内设计效率的需要

数字艺术的核心载体就是电脑技术。电脑不但能够提供精准的数据化处理,同时还可以进行多样化的色彩搭配、形态构建与光影设置等,尤其是能够对复制、保存、转换与传输这一完整过程进行记录,进而为作品的修改与比较提供了记忆基础。这就使得作品的修改不但成为了可能,而且极为便利,大大提升了室内设计的整体效率。

(三)实现室内设计教学改革的需要

数字艺术在室内设计教学中的应用能够促进室内设计教学的改革,数字化技术与艺术设计的融合具有很强的优势性,非常有利于室内设计教学的多样化与多元化发展。数字艺术能够将复杂、抽象的理论知识与概念以可视化的方式表现出来,进而让教师的教变得更为形象与直观,也使学生的学变得更为准确与清晰。数字艺术的前瞻性特征推进室内设计教学更为适应时代的发展需求。

二、传统室内设计教学存在的主要问题

(一)教学观念陈旧

室内设计专业的教学与美术专业的教学有着本质的区别。但是,长时间以来,人们在室内设计方面的认识不够深入,对室内设计专业的概念也缺乏全面的理解,致使多数学校中的教师习惯于将室内设计与美术教育混为一谈,甚至总以美术教学的思维方式实施设计教学,将美术领域的知识当成室内设计专业的理论基础。这种陈旧、落后的教学理念至今依然影响着多数学校的室内设计教学,使得相当一部分学生在理解室内设计概念方面都存在着一定的模糊性。长此以往则会大大降低学生学习室内设计知识的热情以及参与室内设计实践的积极性,进而影响到学生的创新能力,特别是为应付教师安排的设计任务而进行抄袭,严重阻碍了我国室内设计行业的可持续发展[2]。

(二)教学模式机械

传统室内设计教学模式比较突出的问题就是机械化十分严重,课堂教学非常枯燥乏味与程式化。教师的教与学生的学在精力投入和质量效率方面成反比,即教师与学生在整个教学过程中都承担着繁重的任务,但收获却非常小。教师在教学过程中占据着绝对性的主导地位,在知识传授方面采用“填鸭式”的教学模式,学生就如同一个“容器”,没有任何主动权的接受着教师的知识灌输,在学习过程中处于极其被动的局面。这种机械的教学模式让多数学生养成了被动学习,而不愿主动发现问题、分析问题、解决问题或者是创新学习的习惯,产生了过分依赖教师的现象,缺乏对知识的探索精神与创新精神。传统机械化的教学模式抹杀了学生个性化的发展,降低了学生的实践能力与创新能力,而这些恰恰都是开展室内设计所必不可少的素质。

(三)创新能力缺乏

传统室内设计教学更加注重学生对图形的手工绘制技艺,其中包括效果图、设计图、施工图、实体模型等等,并以此表达其设计理念与方案。图形的手工绘制从根本上讲是对学生动手技能的锻炼,同时能够提升学生的制图能力与空间造型水平。但是,图形的手工绘制不仅耗时长、过程极其复杂、涉及的工具众多,而且占用的课堂时间过长,尤其是不容易修改。由于学生将大量的时间与精力投入到了图形的精心制作方面,致使其在技术与室内空间环境的构思方面注入的精力过少,进而导致其思考能力、观察能力与创新能力等严重不足。这种传统教学模式的最直接后果就是将学生的设计思维固定在了绘图与模型的狭小范围内,极大地降低了学生的发散性思维与创新水平[3]。

三、室内设计教学中的数字艺术运用路径

(一)树立现代化的室内设计理念

数字艺术是现代科学技术的发展成果。我们应认识到数字艺术在现代室内设计中应用的重要性,是由传统室内设计教学转化为现代室内设计教学的立足点。室内设计专业教师要积极引导学生关注、学习与掌握新的室内设计艺术方式,以持续发展的视角对待科学技术的不断变化与更新,用与时俱进的理念挖掘与发挥数字艺术在室内设计中的应用功能与价值,促进学生设计思维的发散、设计风格的标新立异等,实现学生创新能力的真正提升,而这才是室内设计教学的根本目的与最终目标[4]。

(二)加强室内设计基础教育

设计技能是室内设计专业素养的明显体现。因此,建立健全室内设计专业的基础教育课程是当前的重要任务之一,比如,艺术设计基础课(主要指素描内容与色彩内容)、三大构成(主要指平面、色彩与立体三方面的构成内容)、建筑构造与绘图以及装饰材料工艺等,将这一系列课程内容纳入到室内设计专业的基础课程体系之中,对于加强室内设计的基础教育具有至关重要的意义。同时,这一系列课程的教学目标就是培养学生在材料、色彩、造型、形式以及构图等方面的应用技能与创造能力,有助于培养学生在色彩、造型、协调与创新方面的认知力与能力。当然,设计基础能力的强化还有助于提高学生的审美能力,把理论知识升华为感性认知。只有学生亲身感悟到了色彩的微妙关系,才可以真正激发其创造力,所设计出的作品也才更有可能有内涵、有新意。

(三)强化数字技术的应用

数字技术的应用对于数字艺术在室内设计中的功能发挥具有重要的作用。其中,AutoCAD和3dsMax软件是数字艺术在室内设计中最常见的技术应用。AutoCAD是专用的制图软件,可以规范化、灵活化、多样化地实现制图效果,节约了大量的手工绘图精力与时间。施工图设计好之后,将设计理念与方案立体化地表现出来,再用3dsMax软件对室内空间环境进行一系列的美化。3dsMax具备制作立体模型的多种方法与途径,既能够根据设计方案的具体要求制作出精准的模型,又可以进行后期的修改。所以,加强数字技术在室内设计教学中的应用,不但能够大大提升室内设计的教学质量,而且可以提高室内设计的教学效率[5]。

(四)丰富教学实践活动

传统室内设计教学的一大弊端就是过于注重理论知识的教学,对于学生的实践操作技能的培养不够重视,使得很多学生都存在基础知识扎实,但却不能灵活地应用于实践之中的现象。所以,室内设计专业教师在教学过程中应该加强数字艺术在室内设计中的实践性教学,鼓励学生在课堂上积极参与讨论,让学生以小组的形式完成动手实践任务,促使学生真正体验设计的整个流程,并从中发现自己的不足。同时,教师还要积极拓展学生的实习平台,让学生在假期期间尽可能多地参加社会实践,还可以多举办一些室内设计比赛或者讲座等,丰富学生的实战经验以及知识储备等。这样一方面可以提升学生的室内设计水平,另一方面也可以最大限度地推动数字艺术在室内设计教学中的应用。

四、总结

总而言之,数字艺术已发展成为综合计算机技术与设计技术的全新艺术形式。当今市场对具备数字艺术基础的室内设计人才的需求量也在日益剧增,故而各高校在艺术设计教学过程中也越来越关注数字艺术的融入与应用。室内设计教学中数字艺术的广泛应用,使得传统教学模式面临着严重的冲击和挑战,进而促进新的教学模式的出现。与此同时,室内设计专业教师也要对教学目标进行重新设置,不断丰富教学内容,树立现代化教学思想,强化学生理论联系实际的能力以及处理问题的应变能力,大力培养适应时展需要的复合型室内设计人才。

作者:陈晨 单位:河南职业技术学院环境艺术工程系

参考文献:

[1]聂森,袁恩培,宋洋.数字化时代艺术设计教育及设计思维能力培养[J].广西民族大学学报,2007(12).

[2]李海华,周元春.美国麻省理工学院网络课件开放工程的启示[J].中国远程教育,2003(5).

[3]赵琳.关于环境艺术设计专业复合型设计人才培养的思考与实践[J].教学研究,2005(5).

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关键词:高校专业艺术教学;多媒体音视频技术应用;实践路径

引言

现代教育技术的传播学理论告诉我们,教育技术的应用应遵循以下路径:首先要充分了解各种媒体的功能特性,其次是要考虑到教师和学生的编码和解码的能力和方法,再次,分析学生的媒体技术掌握能力水平,最后要加强教师教育技术能力的培养。现代教育技术的运用,其宗旨在于通过各种媒体把信息从信息源有效传递到接受者,达到沟通、协调、教育和娱乐等功能。但纵观目前高校专业艺术教学多媒体音视频技术使用情况,存在着下列状况,一是与课程设计有机融合不够,二是专业教师多媒体技术应用能力薄弱,以致在教学中应用音视频技术或流于表象或传播方式单一,不注重情景创设、互动反馈、难以引起广大学生共鸣,收效甚微。高校专业艺术教学实践过程中多媒体音视频技术的应用能够给广大学生同时带来听觉和视觉的双重感受,在运用时,要注重通过向学生展现生动的图片、音频、视频等在线或非在线资源,充分调动学生在教学实践中的参与互动性,提高学生的学习兴趣,用最鲜活、生动的内容,让学生将外在视听感受内化为自主探究,凸显专业艺术教学的专业性、互动性、即时性、有效性。

一、多媒体音视频技术及其在高校专业艺术教学中应用的必要性分析

(一)多媒体音视频技术应用的理论基础

多媒体音视频技术是高新技术产物,它是指通过计算机对文字、数据、图形、图像、动画、声音等多种媒体信息进行综合处理和管理,使用户可以通过多种感官与计算机进行实时信息交互的技术。

(二)多媒体音视频技术的特征

多媒体音视频技术的特性主要表现在:第一,信息载体的多样性。其实质是文本、文字、视频、音频和图形图像、动画等多媒体信息的集成。第二,交互性。就是通过各种媒体信息,使参与的各方(不论是发送方还是接收方)都可以进行有效编辑、控制和传递。交互可做到自由地控制和干预信息的处理,增加对信息的注意力和理解,延长信息的保留时间。第三,协同性。每一种媒体都有其自身规律,各种媒体之间必须有机地配合才能协调一致。第四,实时性。在人体感受与多媒体交互中,声音与动画形式都是连续的,通过多媒体系统实现通信分布性、视频真实性、计算机交互性的相互统一协调,即时呈现。第五,集成性。是指以计算机为中心综合处理多种信息媒体,它包括信息媒体的集成和处理这些媒体的设备的集成。

(三)多媒体音视频技术应用背景

2018年9月10日在北京召开的全国教育大会,是在新时代中国特色社会主义思想指引下召开的第一次教育大会,谋划了我国教育改革发展的宏伟蓝图,开启了教育现代化建设的新征程,是我国教育发展史上新的里程碑。无论是“九个坚持”中的坚持深化教育改革创新,还是“六个下功夫”中的要在增强综合素质上下功夫,无不透射出高校艺术教育的特殊地位。因此,在高校专业艺术教学中,应践行“立德树人”指导方针,充分应用现代化教学手段,不断提升人才培养质量。根据《全国普通高等学校公共艺术课程指导方案》及《关于推进学校专业艺术教育发展的若干意见》相关要求,各级教育行政部门应联合该地区高校建立开放性的教育资源共享平台,结合国家“宽带中国”战略发展契机,全面建设专业艺术教学的网络资源建设体系,切实加强艺术教师应用多媒体设备创新教学方式,实现专业艺术教学实践的信息化管理,并逐渐将优质专业艺术教学资源传输到偏远地区院校建设中。

二、高校专业艺术教学中音视频多媒体技术应用现状分析

(一)教学实践不符合多媒体发展格局,教学理念陈旧,影响学生艺术素养的提升

高校开始逐渐认识到音视频多媒体技术走进课堂教育的重要性,但是在艺术教学创新改革过程中,现阶段的教学理念和教学改革还未切实与媒体技术发展进程同步。尤其是对于多媒体资源注入时间较短的高校师资力量上,艺术教学的创新改革工作还处于试水期,在构建艺术教学新课程体系上,仅仅是多媒体音视频技术的简单相加,例如:通过互联网技术下载图片、文字、视频或者音频在线资料,结合电子白板等硬件教学设备设施开展艺术教学工作。但是从情感交流的互动性、技术应用性、内容创新性、主体实践性等还未真正触及教学目标,学生也只是被动的接受高校艺术教学通过信息检索到的资源,没有给予学生充分发挥主观能动性的机会,课堂内容有所丰富,活跃度依然很低,学生对此艺术教学内容和方式的兴趣较低。因此,高校专业艺术教育工作者应当充分将艺术教学体系与多媒体音视频技术结合起来,发挥“1+1>2”的作用,并创新教学模式,提高课堂开放性和互动性,让学生参与到艺术教学实践中,激发学生的学习兴趣,培养他们的审美情感,促进知识技能的掌握。

(二)资金投入较低,艺术教学所要求的的多媒体设备设施不到位,制约艺术教学改革的深入

多媒体时代是社会发展的必然趋势,也是教育界重视的技术渠道,将多媒体音视频技术与现代化教学理念相结合促进艺术教学改革,对高校专业艺术教学实践有相当的积极作用。从现阶段专业艺术教学改革形势上看,大多数高校开始认识到多媒体教学的重要性,并利用多媒体技术进行教学改革,借此也投入了一定的资源保障,包括对艺术教学领域的人才和硬件投入。但是,对于一部分高校来说,却没有充分意识到专业艺术教学改革创新中多媒体硬件设备的重要性,认为部分常规资源的添置可以起到一定的效果,也未给予教学更多的培训资源和高品质的多媒体音视频设备设施保障,在多媒体艺术教学创新改革领域没有进行必要的智慧课堂设计及合理利用,将教学改革的主推力量集中转移到艺术教师责任中,也未意识到教师的多媒体课件需要辅助于现代化的多媒体硬件设备上,才能发挥良好优势。因此,高校专业艺术教学的多媒体设备设施及其音视频技术的引入存在制约性,资源与资金投入无法实现专业艺术教育新课程改革的要求,整体上表现出发展速度较慢,教学改革不彻底问题。由此不难看出,高校在多媒体音视频设备设施或技术等教学资源上投入不足,教师很难发挥出软教学的主观能动性,也更加难以推进艺术教学的改革创新,对教学效果与目标的实现具有很大局限性,最终导致现代化教学理念的实践探索流于形式。

(三)整体上缺乏优秀的艺术教师资源,多媒体应用意识和水平欠缺,影响教学质量的提升

大多数专业艺术院校教学课时安排较少、重技能训练轻理论研究,教学内容相对单一、教学评价重考核轻培养等,加上未能有机融合现代化教学体系,整体上反映出缺乏优秀的艺术教师资源。有些艺术教师专业技能过硬,但教学功底不扎实,教学方式死板生硬,对现代化教学手段更加生疏,学生对于课堂教学感到乏味厌烦,自然不会将艺术体验内化为自身需要,难免影响教学效果。另外,高校专业艺术教学中即使已经开始利用多媒体音视频技术,但普遍存在师生互动性不强、课件或视频设计仅仅是简单展示等现象,甚至存在使用大量教学视频取代师生之间的互动教学,教师、学生、课程之间缺少有机联系,这些都严重影响了教学实践过程中传播的有效性。

三、高校专业艺术教学多媒体音视频技术应用的实践路径

多媒体技术以数字化为媒介,利用多媒体信息收集、处理数据信息存储与传递,通过媒介(音频和视频等)建立信息桥梁,其具有集成性、控制性、交互性、非线性、实时性、信息传递和使用的便捷性、信息结构的动态性特点。高校专业艺术教学多媒体音视频技术应用的实践路径,可以从以下几个方面进行分析:

(一)创设多媒体终端教学方式

创设多媒体终端教学方式,其教学实践的基本环节与融合教学要求可以有:第一,选择符合课程内容、有助于难点突破和重点理解的音频与视频,利用多媒体技术进行效果处理,可以根据现在流行的视频风格进行剪辑,展现出动感强、视觉绚、节奏快的呈现效果,并将其单独播放或者是结合到PPT演示文稿中。第二,根据教学对象的学科专业不同,利用声音控制软件整合音源,再同步利用相关视频短片去掉音频部分,尤其是对广播影视类专业,进行声音模拟训练非常重要,这种方式可以根据艺术学生的不同喜好选取素材。第三,现场多媒体音视频技术教学展示。对于大学生普遍感兴趣的多媒体音视频技术直接展示,教学过程中将其视为教学的扩展内容,并鼓励学生进行教学成果的艺术展示。例如:专业类音乐艺术教学中大多采取“一对一”教学模式,借此可以充分利用多媒体音视频技术,以智慧课堂为依托,充分利用手机终端、IPAD等记录学生课堂表现情况,注重课堂反馈,通过教学内容的强化巩固,帮助学生更好的掌握艺术技能。另外,创设多媒体终端教学方式,也可以搭建交流互动平台,因课堂时间限制而无法逐一展现的课件,通过媒体终端的语音视频功能,让同一学科专业的学生在不同地点共享艺术基础知识与专业训练等,从而使多媒体音视频影响力走出课堂。

(二)创建多媒体音视频虚拟课堂

多媒体音视频虚拟课堂是指利用多媒体音视频技术构建的虚拟教学环境,实现的方式可以是,高校利用多媒体音视频技术与网络平台创建虚拟教室,教师有权设置权限,学生在获取听课权限后进入虚拟教学活动中,与多媒体终端教学方式相似,教师在虚拟教室中,利用网络平台的音视频技术,改变传统课堂教学中无法在黑板展现的内容,例如:选择虚拟场景进行现场钢琴、吉他、美术、演唱表演,借助于多媒体音视频技术加入音频特效或视频合成。丰富的艺术教学资源与教学手段,大大激发了学生的学习兴趣。与此同时,利用虚拟课堂展开艺术教学内容,学生既可以统一在多媒体教室进行,采取小班制或相同相似专业同时进行专业艺术教育,便于教师对学生的现场教学指导。也可以利用校园网络数据,将艺术教学课件(包括视频与音频课件)上传至虚拟课堂的专门板块中,共享到校园网络的模块界面,学生可以随时随地下载教学课件,并且可以反复观看、联系和理解,加强了课堂教学外的第二课堂延伸性。其教学空间也不再局限于班级内,方便学生在课下进行艺术课程内容的复习巩固。教师可以是系统资源的技术管理角色,对学生学习过程进行有效掌控和评价。

(三)建立高素质艺术教师团队

与绝大多数的大学专业不同,高校艺术专业学生感性思维、想象力思维、情感与观察力方面很强,善于用艺术审美角度和个性化视角看待学习、生活。在一定程度上,高校艺术教师自身的艺术造诣、个人魅力与教学效果和质量有很大的关联性。但不可否认,在当今信息化发展迅猛的新时代,一支既有学科学术水平,又具多媒体技术应用的复合型人才,在艺术教学中能大大激发学生学习兴趣,促进知识掌握,更能带动学科发展。所以,应用多媒体音视频技术强化多元化艺术教师团队建设,要建立现代化的、符合多媒体环境的艺术教师团队,教师在提升自身技能的同时,应结合学科特点,主动学习多媒体基础知识技能,开展多媒体技术应用研究。学校应定期开展相关培训,营造多媒体应用教学的良好氛围,整合多媒体技术部门专业力量和学科中坚人才,针对性研发特色课件,利用现代化教学理念完善艺术课程体系,将多媒体音视频技术与艺术教学进行完美的结合,将其合理、规范的应用到艺术教学实践中,通过交流互动,培养学生的学习兴趣,全面提高艺术教学效果。另外,高校还可通过聘请客座教授、知名艺术家定期进行开展艺术讲座、研修、教学,让师生了解到艺术领域的前沿知识,开阔眼界,拓宽思维,提高专业水平。

(四)创新艺术教学模式

为充分适应高校专业艺术教学的个性化、特殊化需求,加强学生审美能力、情感体验、兴趣激发、技能掌握,高校艺术教师可以从教学方式、内容和“互联网+”技术应用上,以专题及专题评价小组形式相结合,突出艺术教学的个性化特点。从课堂主体上讲,学生之间存在个体差异,相同艺术教学下,不同学生也会表现出不同的审美个性,故高校艺术教师应充分利用“以人为本”的个性化需求,选择合适的多媒体表现样式,尊重学生的个性化发展要求与创新创造能力的培养。其次,情感融通是艺术呈现的的灵魂,教师开展艺术教学实践中,可以寓情于教,让学生在技术创设的情境中,感受到情感的熏陶,将外在情感交融内化为艺术自觉。与此同时,由于多媒体音视频技术丰富了艺术教学内容,并且已逐渐获得广大学生的关注与追捧,教学实践中可构建相应的艺术交流平台,完善艺术教学机制,实现艺术思想、特色艺术活动内容的沟通推广,切实将艺术气息融入到艺术教学活动中,全面培养学生的艺术素养和艺术表现能力。

四、结束语

全面提高素质教育是我国现阶段高校人才培养与国家战略发展的重要要求,而高校重视专业艺术教育也是践行素质教育目标的关键举措。多媒体信息时代的快速发展,为高校专业艺术教学提供了很好的技术平台与发展先机,在给高校专业艺术教学带来教学体系的创新改革机遇的同时,高校专业艺术教学创新改革依然面临严峻的挑战。高校专业艺术教学应稳抓现代化教学机遇,深入贯彻“立德树人”的根本任务,通过对传统教学模式和理念的革新,将多媒体视听教学技术与专业艺术教学有机结合起来,构建开放性、互动性、生动性、丰富性、多元化的专业艺术教学环境,从而为社会和国家培养更多的艺术人才。

参考文献:

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[3]艾智斌.关于娱乐场所中多媒体音视频使用的探究[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2018(08):167-168.

[4]史宁宁.远程教育教学系统的设计与实现[D].河北科技大学,2016.

[5]杨颢.计算机辅助教学(CAI)和移动互联网终端在高职体育教学中的应用[J].天津科技,2019(02):12-14.

医学实用技术范文6

关键词:增强现实;医学教育;仿真

临床医学是一类实践性极强的学科。学生能力提升依赖于大量系统化、标准化的训练和实践。但与之相对,传统训练会增加医源性损伤的发生率。因此,临床医学教育与患者安全性之间的平衡成为热点。仿真学习借助于多媒体、仿真、传感、人机交互和人工智能多种技术,允许学生在可控的环境下培养临床思维、训练复杂临床技巧,允许犯错而避免对真实患者造成损伤。随着科学技术发展,增强现实(augmentedreality,AR)技术逐渐发展成熟并成为仿真学习中重要手段及临床医学教育领域的研究热点[1]。AR技术的核心是将计算机虚拟、生成的信息叠加到真实场景中,从而对现实信息进行增强,提高用户对现实场景的感知以及和虚拟场景的交互。本篇文章将简要介绍AR系统的关键技术、在临床医学教学中的应用形式、优势与局限性。

1增强现实系统的概念

AR系统强调虚拟-现实连续体。与虚拟现实相比,AR利用虚拟信息对真实场景进行增强,用户能够保有身处真实场景的客观感受,更加适合解决实际问题。AR系统具有3个特点:虚实结合;三维匹配:通过实时跟踪及计算影像获得位置与虚拟影像叠加于真实场景的注册位置,实现虚拟影像与真实场景的融合;实时交互:真实场景信息可以实时反馈给AR系统[2]。

2增强现实系统的关键技术

基于上文所述AR系统的3个特点,该系统的关键技术主要可分为跟踪注册技术、显示技术和智能交互技术。这些技术决定一个AR系统的精确度。

2.1跟踪注册技术

跟踪注册技术是实现三维匹配的基础。首先需检测客体的特征点及轮廓,并转化为二维或三维的坐标,最终在正确位置实时显示,完成三维注册、匹配。跟踪注册技术依据跟踪对象可分为两类[2]:跟踪对象为摄像设备:又可进一步分为基于硬件传感器、基于计算机视觉。后者的精确度相对较高,也应用于临床医学中。例如通过体层扫描相机对牙列外形视觉捕捉,并对此信息进行跟踪、注册[3]。跟踪对象为人:把用户及用户周边信息作为跟踪对象。而实际上,为保证系统的精确度和更广泛的使用范围,避免外界环境对系统的影响、干扰,一个AR系统中往往会用到多种跟踪注册技术。

2.2显示技术

AR系统所采用的显示技术,根据成像原理的不同可分为视频式、光学透视式和投影仪式。视频式的优点为叠加场景的图像质量高,但缺点为复杂的处理过程可导致最终呈现的叠加场景较真实场景延迟。光学透视式真实和虚拟场景在镜片上进行融合。投影式技术成本较低,但易受环境干扰[4]。显示设备则可分成:头戴式显示器,有文章报道AR眼镜在中心静脉穿刺的仿真教学中的应用[1]。投影显示器可将虚拟场景投射到大范围环境中,且投射焦点与用户视角无关。其他还包括手持式移动显示器、计算机屏幕显示器。

2.3智能交互技术

常见的人机交互方式包括:基于传统硬件设备的交互方式,鼠标、手柄等硬件,对应虚拟场景中某一坐标,真实场景中的硬件操作反映于虚拟场景中该点的行为,手势交互系统以及投影互动技术。

3增强现实技术在医学教育中的应用现状

AR技术能够将影像结果、器官3D模型等虚拟场景注册到真实环境中,提供更加可视化、三维、可互动的效果。因此在实践类、场景识别类的医学教学内容中应用更广泛。传统的教学方式为文字讲授、模型展示、现场观摩、动物实验甚至是直接操作于患者。

3.1解剖

研究发现,应用基于增强现实技术的Virtuali-TeeT恤衫的学生在学习心脏解剖后测试的结果中优秀率更高[5]。另有研究提示MagicBook可显著提升学生的解剖知识掌握水平[6]。

3.2有创操作、外科手术

AR技术在有创操作、外科手术的教学中已有较多探索。由于AR的核心技术为虚拟、真实场景的精准叠加,因此在不易移动、变形的器官操作中应用效果较好。目前AR技术的临床及教学应用多集中于神经外科、颌面外科和普外科等[4,13]。比如通过虚拟腹腔镜技术培训医学生阑尾切除术,可显著减少医学生不必要的腔内器械操作,提高手术的安全性[7];LungPoint系统是一种虚拟导航支气管镜,根据患者胸部CT予以三维重建仿真支气管,并智能规划操作路径,该系统可缩短呼吸内镜医师培训时间,提高培训成效[8];中心静脉穿刺术培训中引用AR眼镜,教学结果提示该方式灵活、有效[1]。

3.3超声影像学

有文章报道,心内科、超声科学生通过超声仿真仪器学习经胸廓超声心动图、经食道超声心动图,大部分被试者认为该系统仿真性较好。EchoCom是一个三维跟踪注册系统,通过超声信息,帮助医学生训练及早识别先天性心脏疾病。该系统的应用能够显著提高医学生的诊断率[9]。

4增强现实技术在医学教育中的优势

与传统教学方式相比,AR技术在医学教育方面拥有以下优势。

4.1安全性

基于仿真技术的医学教学方式目标是在避免患者医源性损伤的同时仍达到对医学生的培训要求。AR技术可以通过虚拟系统,代替直接作用于患者的训练和实践。医学生减少对患者直接实行有创操作,可明确减少患者出现操作并发症,也避免医学生职业暴露。AR技术能够保证医患双方的安全性。

4.2自主性、趣味性

AR技术能够提供丰富的虚拟图像、模型资源,将知识呈现变得更加真实、形象和有趣。它的应用让学习者的积极性和主动性得以发挥。有研究对比基于AR技术的教学方式与传统课本的效果,发现使用移动AR技术的学生知识获取程度远高于传统对照组,其益处主要在于激发了学习的参与度[10]。

4.3可重复性

经验丰富、技术精湛的临床医师需要多次重复的训练。但现实环境中难以保证同一临床场景反复出现。AR技术通过提取大量临床资料,并进行模拟、叠加,允许相同场景不断重复,供学生反复训练,至强化记忆、熟练掌握该场景。

4.4规划与反馈

AR技术在医学教学中的应用,通过建模图像与真实场景之间的直接叠加,可以减少学生主观想象,与操作视野之间建立直接、连续的空间关系。这种空间关系的建立是智能操作路径规划的基础。例如正颌外科的数字手术规划将虚拟的截骨线和真实的颌骨叠加融合[11]。以及在血管外科手术中,定位血管和规划手术入路[12]。除了操作前的规划,AR系统还能够对学生的操作过程通过人机交互系统进行评价,甚至于操作过程中实时反馈,并模拟操作导致的相应后果,便于学生总结经验、教训。

4.5多人协作

多人协作、配合的训练在医学教育中也极为关键。AR系统可通过多个计算机硬件设备相互关联,分享同一虚拟-现实叠加模型,允许多人在同一系统中学习、协作。且学习及演练过程中可随时暂停、重复,为师生提供讨论时间。

5增强现实技术在医学教育中的局限性

5.1场景相对单一

AR系统所提供的临床场景需要前期人为虚拟场景设计,因此,场景较临床现实相对单一、固定。单独使用无法取代真正的临床实践,学习如何应对不同患者的个体差异及因社会心理问题导致的临床变异。

5.2技术缺陷

临床教学中对跟踪、注册精准程度、对场景模拟的真实性要求较高,目前我国的AR技术处于发展初期,尚不能完全达到临床要求。更加先进、全面的技术需要引入AR临床医学教育系统。

5.3硬件与经济成本

AR系统对硬件要求较高、价格昂贵,因此无法在所有医学教学机构普及。虽然不断有低成本AR系统问世,但这些系统存在自身局限性:比如为降低成本,显示方式多选择投影式,导致场景叠加位置相对固定等;以及不包含实时反馈及校正系统等。目前,AR技术在临床医学中的应用仍为小范围、试验性。未来,性能与成本之间平衡的系统设计将成为研发重点。

6总结与展望

医学实用技术范文7

视觉艺术的每节课都具有可视的形象,离不开视觉印象和观察。教师在备课阶段,可以充分利用网络查找大量的教辅资料;在课堂上,通过电脑的复制功能,让学生欣赏到好的图片;在实地考察的时候,用摄像机和照相机实地搜集资料。再配上音乐、画面文字提示以及解说词等,在电脑里做成课件长期存放,随时方便提取。这样做会使教学质量得到提升,使教师讲课的内容得到丰富,具有很明显的教学效果。目前的科学技术中,多媒体技术集声音、光学、电为一体,对整个教学的发展和改革具有促进的作用,具有快速便捷、高效、传授知识,全面收集、保存资料等互相交流的优势。艺术设计教学是一种形象直观的教学,多媒体技术能够从多个角度,使艺术的形象性、可塑性以及直观性得到极大的体现。另外,多媒体技术的使用可以使学生的创作热情激发起来,在学生的思维方面发掘其创造性的潜能,在学生兴趣和成就感方面起到培养的作用,在教授传统绘画技法上,使教学转向全方位的开发,对潜意识的创造开发具有独特的作用。

2对教师和学生的主动性起到激发的积极作用

2.1增强了教师的自信心,降低教学的难度

当今社会中,倡导的是一种教与被教配合式对话式关系的生态式教育。在教学中顺理成章,尊重学生的自然发展,吸收生态学的原理,挖掘学生的潜能,促进教师和学生之间的交流沟通。在美术设计中,多媒体呈现的是视觉上的传达,在用户界面上,通过多媒体使作品达到信息的呈现和传达。在知识结构、年龄、心理、生理等方面上,师生之间会存在许多差异,传统的教师授课在人们的印象中就是板书+教学。教师在这种模式下,不能充分自由地发挥技巧,时间久了,会使学生产生厌倦的心理,教师的授课也变得枯燥乏味,心中会感觉到茫然失措。教师根据自己授课的风格,运用多媒体添加一些有利的视觉设计知识,抛弃传统的“填鸭式”的模式,增加学生的自信心。通过开放式多媒体教学模式,可以形成教师自己独特的教学方式,使教师从传统的授课模式变成现代化的授课模式,也能使学生从被动的学习变成自动的学习,进一步拓宽了学生的知识面,提升了学生学习的质量。

2.2增强了学生的参与性,充分认识到艺术设计教育的现状

今天,多媒体技术飞速发展,人们原有的生活和思维方式已经受到多媒体技术的影响和改变,尤其是给视觉传达设计带来了深刻的影响。为了培养现代技术应用型人才,突出培养视觉设计教学的目的,作为实践性比较强的高校视觉艺术设计教学改革,要注重加强基础课教学的适应性,增加实践教学的渐进性和连续性,以及强调专业课教学的实用性等。从社会实际需要出发,根据培养专业技能的需要,根据社会应用型人才培养的原则,突出培养学生的技术应用能力。多媒体教学要在变化中实现统一,在统一中寻求变化,信息的传递和接受要由审美来促进。

在一定程度上,教师自己的知识也存在老化的现象,学生的发展总是受到灌输式教育的很大影响。因此,要倡导多元的文化知识,改变以往的习俗,只有不同的思想碰撞,才能有所发展和创造,才会获得新的知识。生动形象的教学,激发了学生的兴趣每堂课上,作为一名视觉艺术设计的教师,通过运用多媒体技术向学生展示自己制作的课件,并且进行详细的讲解。如教学设计标志课程时,首先为了吸引学生的目光,教师运用掌握的课件制作技术,自己设计具有活泼感的Logo,以动画播放的形式,在讲解的内容中融合范例,加强学生的学习兴趣,使学生在看动画短片的轻松感觉中完成这节课的内容学习。

3多媒体教学培养了学生解决问题的能力和创新精神

视觉艺术设计中凝聚了很多学科的知识,对于某个固定搭配和秩序的关系,在具体的设计中是难以确认的。因此,教师要是拘泥于平常的课堂教学形式,就无法满足实际的要求。目前在社会实际设计中,视觉艺术设计已经无法逆转对外设计的服务,教师引领学生走向社会,完成视觉艺术设计专业的必修课。以前,在实践的时候,学生必须根据基础的造型进行视觉艺术设计。这样不能充分体现出学生好的创意。而在很大程度上,多媒体的运用使电脑绘画弥补了绘画表现技巧的不足。在教学中,通过多媒体技术的运用,学生将自己的创意正确地表现出来,并且可以进行多次有技巧的修改,直到视觉艺术设计作业有创意。因此,利用多媒体设计的方法,探讨设计的多种可能性,培养学生的设计理念,扩展学生的思维想象力,使学生在生活中积累知识,寻找广泛的创意元素,让视觉艺术设计更加具有独特的内涵,培养学生的创新能力。

4总结

医学实用技术范文8

数字医学研究现状

近年来,数字化技术的快速发展使得人类社会进入了数字化时代,同时也引起了许多学科领域的数字化变革,生命科学也不例外。通过与数字化技术的交叉融合,不仅大大加快了生命科学自身的发展,同时也产生了一些新兴的前沿交叉研究领域,数字医学就是其中的典型代表[13]。数字医学技术的发展首先是由数字化虚拟人体三维重建开始的[14-18]。数字化虚拟人体三维重建是指运用计算机图像处理技术和三维重建技术,对医学二维图像进行处理,建立人体组织结构的计算机三维虚拟模型。通过数字化虚拟人体建模技术,可将人体解剖组织结构数字化,可以在计算机上进行三维渲染、旋转、缩放等操作,也可以实现虚拟手术规划、假体设计、场景仿真等功能。进一步也可将人体功能性信息赋加到数字化三维模型上,结合运动捕捉系统及虚拟现实系统,可以仿真真实模拟人体的各种运动。通过力反馈装置,可以提供视、听、触等高沉浸感操作,这就形成了数字化虚拟现实增强的模拟人。目前国外已经出现了个性化虚拟器官模型[19],通过改变模型的参数可以得到不同的病理分析结果。此外,欧盟启动的IUPS/EMBS生理人体计划目标是建立一个能够在计算机上模拟人体各种生理过程的虚拟人体模型,目前该项目在人体的生理系统建模方面已经进行了许多颇有成效的研究[20]。近些年来,随着分子生物学、细胞生物学、医学影像技术的不断发展,超级计算机运算速度的飞速提高,以及一些新的医工交叉领域研究方法的出现,促进了数字化虚拟人体技术的快速发展。我国虽然在这方面起步较晚,但发展很快。自2002年以来,南方医科大学和第三军医大学分别完成了中国数字人的原始切片数据采集工作,2006年由上海交通大学牵头启动了中国力学虚拟人研究计划,目前该计划已经建立了中国力学虚拟人计算服务平台,该平台可通过互联网为全球的用户提供建模计算服务。同时与欧盟等国际同行进行了合作,将逐步建立国际力学虚拟人研究计划,目前已经开展了亚洲人种虚拟建模研究项目。与此同时,数字医学技术在临床实际中取得了广泛应用,获得了较好的应用效果,大幅提高了临床诊断和治疗水平。以影像诊断为例,由X线、CT、MRI的二维图像到三维、四维图像,使影像诊断的准确性和精细度大为提高。近年来,随着虚拟手术规划、手术导航、个性化CAD/CAM等技术的数字医学技术的出现,使得临床手术的准确性和个体匹配性大为提高。随着数字医学技术研究的深入和应用的推广,传统医学将会发生更大变化。

数字医学技术在战伤救治训练中的应用

1数字医学建模技术数字医学建模是数字医学及相关学科的研究基础,没有一个能够精确地反映真实医学过程的数字化模型,就无从进行任何数字医学方面的研究。数字医学建模主要分为3个部分,分别是数字医学图像处理与分析、人体组织器官的三维重建以及人体病理生理变化过程的数字建模。数字医学图像处理与分析是整个建模的基础,医学影像数据可以为医务工作者提供多角度、多层次的信息,辅助医生进行正确诊断、治疗计划、术间导航、术后跟踪监测等。同时,准确丰富的医学影像数据也是人工器官、医用内植物、人工关节等医学工程领域的重要参考依据。自从20世纪70年代MRI技术诞生以来,针对各种医学影像的分割算法研究迅速发展起来。目前应用较多的医学图像分割方法主要有2种,分别是基于图像区域的分割方法和基于边缘检测的分割方法。基于图像区域的分割方法是通过检测同一区域内的均匀性是否一致,来识别分割图像中的不同组织,如阈值分割法、区域生长和分裂合并法、分类器和聚类以及基于随机场的方法等。而基于边缘检测的分割方法则是通过边缘检测技术把不同区域组织提取出来进行图像分割,如并行微分算子法等。

2战伤救治场景的数字化三维重建技术战伤救治场景的数字化三维重建技术是战伤救治虚拟仿真训练系统的主要内容,随着计算机图形技术的飞速发展,近年来出现了许多新的建模技术和设备,如数字化三坐标仪、人体运动捕捉系统、三维跟踪器、数据手套、头盔显示器、Vega虚拟现实建模技术等,这些新技术和新设备的出现,使得沉浸式虚拟现实系统的应用更加广泛。在采集和统计战伤救治各种场景数据的基础上,利用高效快速的数字化三维建模技术,可对战伤救治场景进行数字化虚拟现实三维重建。目前常用的数字化三维重建方法主要有面绘制法和体绘制法两类。面绘制法是指从医学影像设备输出的切片数据集构造出三维数据,然后在三维数据中抽取出等值面进行三角剖分,再用图元绘制技术实现表面绘制。该方法可有效绘制三维数据中具有某个特定值的表面,但无法表达三维体数据的内部信息。而体绘制法则是将三维体数据中的“体素”作为基本的绘制单位,该方法充分利用了三维体数据中的每一个体素,能够根据需要显示三维对象的内部信息。其缺点是由于体素数据计算量大,从而导致重建速度变慢,可通过提高计算机计算渲染速度加以解决。

3战伤救治训练虚拟仿真技术由于各种技术条件的限制,传统的战伤救治训练是采用书本授课的方式进行的,受训人员缺乏实际操作经验,训练效果不够理想,很难在真正需要时及时提供有效的救护。近年来,随着先进制造技术和计算机技术的迅速发展,以美军为代表的西方发达国家军队开始使用计算机仿真技术来进行战伤救治训练研究,取得了较好的效果[21-22]。美军近年来在该领域投入了大量的经费,研发出了一系列用于战伤救治训练的数字化仿真模拟装备。自1999年至2007年大约资助了超过150个该领域的研究项目,累计投入超过6000万美元,使得该领域研究成为美国防部投入最多的科学研究领域之一。美军建有医疗模拟培训中心(medicalsimulationtrainingcenter),美国防部每年培训10万名部队医护人员。其研究内容涵盖战伤急救、护理及外科手术的模拟培训等方面。取得一系列研究成果与实物装备,如先进医疗训练技术(advancedmedictrainingtechnologies,AMTT)系统、高级创伤救护仿真技术(simulationechnologiesforadvancedtraumacare,STATCare)系统及一系列虚拟现实培训系统(如图1~3所示)。目前我军还没有针对战伤救治的模拟人。自2005年起,我所开展了虚拟现实、数字人体、操作感知等关键技术研究,研制成战伤止血、心肺复苏(CPR)、搬运等模拟训练系统,取得了很好的训练效果。#p#分页标题#e#