医学院校物联网工程专业虚拟仿真实验教学体系建设与实践
高等职业教育医学类虚拟仿真实训基地建设项目分析与建议
高等职业教育医学类虚拟仿真实训基地建设项目分析与建议一、项目背景与目的随着科技的进步，医学领域对技术应用的需求也在不断增长。
为了满足医学教育和实践的需求，提高医学类学生的技能和素质，本项目旨在建设一个高度仿真、具有互动性和创新性的医学类虚拟仿真实训基地。
此基地将通过模拟临床实际情况，提供逼真的实践操作环境，以增强学生的临床技能和应变能力。
二、调研方法与过程在项目立项阶段，我们采用了问卷调查、访谈和文献资料等多种方法进行调研。
首先，我们设计了一份详细的问卷，针对医学类虚拟仿真实训基地的需求和期望进行了调查。
同时，我们也进行了一系列的访谈，与医学教育专家、医务工作者以及学生进行了深入的交流，了解他们对实训基地的具体需求和建议。
此外，我们还查阅了大量关于医学类虚拟仿真技术应用的文献资料，以了解当前的研究现状和发展趋势。
三、医学行业现状及发展趋势医学行业是一个高度专业化和技术化的领域，对人才的需求非常高。
随着人民生活水平的提高和老龄化社会的到来，社会对医学人才的需求将进一步增加。
同时，随着科技的进步，医学行业也在不断发展和创新。
未来，医学领域将更加注重预防、保健、康复等多元化服务，更加注重个性化治疗和精准医疗。
因此，建设医学类虚拟仿真实训基地将有助于培养适应未来医学行业发展需求的高素质人才。
四、虚拟仿真技术在医学教育中的应用情况虚拟仿真技术在医学教育中的应用已经得到了广泛的认可。
通过模拟临床实际情况，可以让学生在高度仿真的环境中进行实践操作，提高技能和应变能力。
目前，国内外很多医学院校都已经建立了虚拟仿真实验室，并将其应用于临床教学、技能培训和科研等方面。
实践证明，虚拟仿真技术可以有效地提高医学类学生的实践能力和综合素质。
五、实训基地建设现状及需求分析目前，虽然很多医学院校已经建立了自己的实训基地，但是还存在一些问题。
首先，实训基地的设备和技术水平相对落后，无法满足现代医学教育的需求。
其次，实训基地的资源共享不足，存在重复建设和浪费现象。
医用物联网理论课程实训平台建设实践探究
医用物联网理论课程实训平台建设实践探究作者：王颖李胜旭张翠萍来源：《电脑知识与技术》2023年第34期摘要：针对医学院校的专业性特征，福建中医药大学的物联网实训平台从嵌入式基础实验平台、医用物联网应用场景平台两方面进行教学和实践。
福建中医药大学在已开设的医用物联网理论课程基础上，新增了结合嵌入式技术、传感器技术、射频技术和网络技术的实训平台，有助于提高医用物联网课程的理论教学和实践教学水平，循序渐进培养学生医用物联网的实践开发技能。
关键词：医用物联网；实训平台建设；实践教学中图分类号：TP315 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2023）34-0105-03开放科学（资源服务）标识码（OSID）0 引言物联网是指基于互联网、电信网等信息载体，把任何物品通过信息传感设备与网络相连接，物体按照约定的协议进行信息交换和通信，可以实现智能化识别、监控、跟踪和管理等功能[1]。
将物联网技术应用于中医药领域、中医诊疗、中医理疗护理、临床实践等领域，能够使医学治疗、医学服务与医学管理更加智能化。
因此，实现医学技术与物联网技术交叉应用以及应用创新[2]，对于福建中医药大学建设医用物联网实训平台有着现实意义。
物联网从技术架构上分为三层：感知层、网络层和应用层[3]，物联网的整理框架如图1所示。
感知层位于物联网三层结构中的最底层，是采集信息的来源，它的主要功能是识别和采集信息[4]。
感知层由各种传感器设备构成，包括光敏传感器、二维码标签、射频识别标签和读写器、气体浓度传感器、全球定位传感器等感知终端[1]。
网络层负责传递和处理感知层获取的信息，是物联网的中间层，主要解决感知层与上位机之间长距离数据传输的问题[5]。
其由互联网、有线通信网、无线通信网和各种私有网络等不同的网络连接形式组成[6]。
云计算平台作为海量感知数据的存储、分析平台，通过网络层传输接收到各种感知信息，并实现信息的交互共享和有效处理，实现两个终端系统之间的数据透明传送。
物联网工程专业课程体系与实验教学研究实践
物联网工程专业课程体系与实验教学研究实践摘要：物联网工程专业是近几年来国家大力支持扶持的人才培养专业，本文从物联网工程专业建立的背景开始，介绍了武汉大学计算机学院物联网工程专业建设的基本思路，阐明了专业人才培养的准确定位，培养课程体系设计与方案，最后介绍了本专业实验环境设计与建设思路。
关键词：物联网；专业建设；课程体系基金项目：本文系湖北省教育厅2012年教学改革研究项目“物联网工程专业课程体系改革研究”部分研究成果。
项目编号：2012012。
【中图分类号】g712物联网工程专业是国家战略新兴产业紧需人才设立的新专业，自2010年起，国内各高校才开始开设此专业并开展物联网工程本科专业人才的培养工作。
根据国家教育部要加大战略性新兴产业人才培养力度，支持和鼓励有条件的高等学校从本科教育入手，加速教学内容、课程体系、教学方法和管理体制与运行机制的改革和创新，积极培养战略性新兴产业相关专业（如物联网工程本科专业）人才的精神要求，武汉大学计算机学院开始了物联网工程专业课程体系的建设研究与实践创新。
1.背景目前教育部已经批准150余所学校开办物联网工程专业。
国内已增设135个物联网工程专业，7个传感网技术专业，2个智能电网信息工程专业，专业在校学生总数将在近二年内超过8000人，使得物联网工程专业成为各类高校竞相开设的热门专业之一[1]。
物联网工程专业属于工科，在首批30所高等院校中，电子科技大学依托通信工程专业，哈尔滨工程大学、合肥工业大学、武汉大学都是依托计算机学院的专业办学的。
通过国内外调研，国外目前并未形成专门的本科专业，国外大多数高校也将传感、射频识别等相关课程放置在cs（计算机科学）或ee（电气工程）等相关学院，并未开设物联网相关专业。
国内对该专业的教学研究尚处于起步阶段，还没有形成非常完整的教学理论与实施体系。
2010年9月，武汉大学依托计算机学院、国际软件学院从2010级学生中通过本科生自愿报名转专业的方式招收了30名学生成立了物联网工程专业班。
医学检验虚拟仿真实验教学平台建设
医学检验虚拟仿真实验教学平台建设摘要:医学检验是一门注重实践性和操作性的专业，注重学生专业实验能力和操作水平的培养。
传统医学检验实验教学存在弊端，采用虚拟仿真技术（virtualreality，VR）建立医学检验虚拟仿真实验教学平台可完善并提高教学质量。
通过对医学检验虚拟仿真实验教学平台建设进行初步探索，对目前存在的困难进行剖析，为响应教育部建立国家级虚拟仿真实验教学中心，促进医学检验教育信息化建设提供新思路。
关键词:医学检验；虚拟仿真；实验教学医学检验是一门注重实践性和操作性的专业，尤其2012年教育部将培养目标由五年制培养“从事医学检验及医学类实验室工作的医学高等专门人才”改为四年制培养“从事医学检验及医学类实验室工作的医学技术高级专门人才”[1]，着重强调了专业实验能力和操作水平。
现医学进入精准医疗的大数据时代，传统的“规定动作”教学已不能满足技术日新月异的变化，各类因素极大程度的制约着教学效果，借助虚拟仿真技术（virtualreality，VR）可有效改善这些问题。
VR技术是一种以计算机为核心的新型认知工具和知识载体，利用高科技生成虚拟环境，使操作者具有视、听、触觉一体化的沉浸感[2]，可借助特殊设备与虚拟环境交互，达到身临其境的感受和体验。
本文对医学检验虚拟仿真实验教学平台建设现状进行分析，为建设医学检验虚拟平台提供新思路。
1传统医学检验实验教学存在的弊端及VR解决方案1.1验证实验占比大，学生操作机会少传统实验教学一般由实验技术人员备好实验项目所需仪器、试剂和样品，在讲授实验目的、原理、方法步骤和注意事项后，学生“依葫芦画瓢”进行实验。
通过VR平台，可实现“实验准备→预实验→实验操作→结果分析”等流程操作。
为培养学生的专业思维和创新素质，可在平台中设计开放式、研究式的实验教学[3]。
目前临床在用的医学检验仪器多为全自动化操作，价格昂贵，且实验场地有限，加上招生规模扩大，无法做到人手一台进行操作，大大制约了学生的动手操作能力。
新形势下中医学虚拟仿真实验教学体系的构建探索
新形势下中医学虚拟仿真实验教学体系的构建探索1. 引言1.1 中医学教育现状中医学教育是中国传统医学的重要组成部分，拥有悠久的历史和丰富的理论体系。
随着社会的发展和医学技术的进步，中医学教育也在不断改革和完善。
目前，中医学教育主要通过传统的课堂教学、实验教学和临床实习来培养学生的理论知识和实践技能。
传统的教学模式存在一些问题。
传统的实验教学由于受限于实验条件和资源，往往无法满足学生对实践操作的需求。
传统的教学方式缺乏足够的互动性和趣味性，容易导致学生学习兴趣不高。
由于中医学理论繁多复杂，学生往往很难将理论知识与实践操作相结合。
如何利用虚拟仿真技术改善中医学教育现状成为当前亟待解决的问题。
虚拟仿真技术可以模拟真实的实验环境，为学生提供更加丰富的实践操作机会，帮助他们更好地理解和掌握中医学理论。
虚拟仿真技术还可以增加教学的互动性和趣味性，激发学生的学习兴趣，提高教学效果。
构建中医学虚拟仿真实验教学体系具有重要的意义和价值。
1.2 虚拟仿真技术在教学中的应用虚拟仿真技术在教学中的应用正逐渐受到广泛关注和应用。
随着科技的不断发展和创新，虚拟仿真技术已经成为中医学教育中不可或缺的一部分。
它能够为学生提供更加直观、生动、丰富的学习体验，有效地帮助学生理解和掌握中医学知识和技能。
虚拟仿真技术可以模拟中医诊断与治疗的实际场景，让学生在虚拟环境中进行实践操作，从而加深他们对中医学理论的理解和应用。
通过虚拟仿真技术，学生可以在不同的病例情境下进行模拟诊断，并观察不同的治疗效果，提高他们的诊断与治疗能力。
虚拟仿真技术还能够帮助教师进行教学内容设计和教学过程管理。
教师可以根据学生的学习情况和需求，灵活调整虚拟实验的内容和难度，提高教学效果和教学质量。
虚拟仿真技术还可以记录学生的学习过程和表现，为教师提供数据支持，帮助他们更好地评估和指导学生的学习。
虚拟仿真技术在中医学教育中的应用为教学提供了新的可能性和机遇。
随着虚拟仿真技术的不断创新和完善，相信它将在未来的中医学教育中发挥越来越重要的作用，促进中医学教育的不断提升和发展。
加强虚拟实验室建设,推进医学检验专业教学改革
科研成果固化于教学中 科研成果转化为教学资源
教学改革之二----课程体系、教学内容改革
构建新的课程体系和课程模块
基础理论与基 本技能课程群
必修课模块
专业知识与专业 能力课程群
选修课模块
创新与素质教育 拓展课程群
专业能力扩展课程模块
方案设计及可行性
教学内容改革——增加医学人文素质教育内容
1.医学检验专业人文素质教育研究与实践——教育部教指委重点课题 2.基于全程人文素质教育的医学检验人才培养创新与实践——吉林省教育厅重点课题
1. 构建“理论教学、实 践教学、校园文化、社
会实践“四位一体”的
人文素质教育培模式。
2. 建立覆盖“课堂教学 、实验实训和社会实践
”的多维立体的人文素
质教育体系。
教学改革之三----教学手段改革
建设立体化教学资源库，通过慕课、翻转课堂、
网络课程、多媒体资源等开展全方位的教学手段改革
率先建立了医学检验专业立体化教学资源库，被 多家高校应用，起到很好的辐射和示范作用，该成果 2014年获吉林省教学成果三等奖。
网络课程和多媒体课件多次获省教育技术成果 一、二 等奖，成果中的一些内容被编入教材。
培养方案设计——专业能力扩展课程模块
专业能力扩 展课程模块
根据社会需求、就业方向 有选择的培养学生专业能 力
临床检验技术
检验诊断试剂及仪器 的生产及营销
卫生检验检疫
教学改革之二----课程体系、教学内容改革
基础医学与检验 专业课程整合
临床医学与检验 专业课程整合
检验专业 课程间整合
专业理论与 实践整合
浅析研究医学检验专业虚拟临床教学实验室的构建
浅析研究医学检验专业虚拟临床教学实验室的构建摘要：网络虚拟实验室是通过整合终端技术与网络技术，为医学检验专业学生提供网络实验环境的全新教学模式。
网络虚拟实验室具备突破传统教学时空限制的优势，但在实际应用中需要结合临床生物化学与检验实验的真实性与客观性。
采用3ds Max和Unity3D技术建设医学检验专业虚拟临床教学实验室，涵盖检验专业常用自动化检验仪器，建设内容包括质量控制、校准定标、维护保养和报警处理等，有效解决实验室检验仪器设备落后缺乏、试剂耗材浪费、生物安全隐患等问题，同时也带动教育技术和教学手段的革新。
关键词：研究医学检验专业；虚拟临床教学；实验室医学检验技术是一门实践性科学，在传授给学生理论知识的同时更侧重技能的培养。
因此实验教学在医学检验技术专业中占据了重要的地位。
然而由于医学检验专业实验中实验仪器种类繁多且昂贵、试剂用量大、导致实验误差因素多；形态学部分教学难、过程长、资源少等，使很多实验无法开展。
随着自动化检验仪器在临床检验工作广泛应用，仍然以传统手工检验项目为主的教学也与实际工作脱节。
为了提高医学检验专业课的实验教学水平，完善实验教学体系，促进学生的自主学习能力，培养学生的综合素质，深入探索及搭建虚拟仿真实验教学平台具有重要的现实意义。
一、医学检验虚拟临床教学实验室的建设内容在采集检验科实验室全景和各种检验仪器设备的文字、照片、操作视频等原始真实素材的基础上，建成医学检验虚拟临床教学实验室系统全面而开放的底层数据库，包括用户信息数据库、视频数据库和操作信息采集数据库。
虚拟临床教学实验室分为漫游版、学习版和考核版，并通过Web服务协议实现网页、光盘、IOS、安卓等运行方式，可以初步了解实验室的基本情况。
二、虚拟临床教学实验室在实验教学中的优势虚拟实验室可提供一个基于网络的实验教学、技术交流、共同研究、协同工作的平台，是一种基于计算机技术的全新科学研究与工程设计方法。
在实验教学中使用虚拟现实技术，可充分调动参与者的感觉和思维器官，使他们可从各个角度、细节进行观察、学习和掌握。
医学虚拟仿真实验教学中心建设方案(纯方案,23页)
9、项目技术方案 (2)1、产品技术性能和功能 (2)1.1.1 产品功能介绍 (2)1.1.2 系统技术指标 (3)1.1.2.1 练习平台功能表 (3)1.1.2.2 考核功能表 (3)1.1.2.3 硬件 (4)1.1.3 产品性能 (4)2、技术左证资料 (18)12、后期服务方案 (20)1、售前服务： (20)2、供货质量要求及流程 (20)3、验收方案: (21)4、质量保证及售后服务 (22)本系统包含临床常用穿刺：胸腔穿刺术、腰椎穿刺术、腹腔穿刺术、骨髓穿刺术、环甲膜穿刺术、心包穿刺,同时拥有成人及儿童不同年龄和体质的操作病例。
支持实时交互性力反馈的医学穿刺摹拟系统。
精准的摹拟穿刺过程中的突破感，能为操作者提供一个极具真实感和沉浸感的手术训练环境。
具有的进针横截面视图，可以直观地看到穿刺进针的位置、方向和角度。
贴近临床。
拥有真正的解剖结构，系统可根据各种穿刺部位解剖层次不同，实现局部透视及剖面可视功能。
具有生命体征，及各种生理现象，如出血、咳嗽、皮丘、各种性状的抽液等使操作者在使用过程中更直观，从而更好地实现训练目的。
(1)本系统具有强大的三维图象处理能力，可多视角展示穿刺操作，为培训学员提供逼真的视觉效果。
(2)具有实时空间捕捉以及交互性力反馈装置，可追踪操作姿态并模拟真实穿刺中的阻滞、突破感，为操作者提供接近临床的操作手感。
(3)有明显的体表解剖标志，可选择标识或者隐藏相关的体表标志线；可实时选择显示或者隐藏皮下各相关解剖结构。
(4)具有强大的后台数据管理系统，可进行试题和病例的编辑添加、学员权限的修改以及学员成绩的管理。
(5)训练模式下可选择是否开启纠错提醒功能，实时引导学员操作。
(6)系统可实现训练及考核功能，且可把考核结果实时上传，以便教 师打印及统计。
(7)带有穿刺相关的理论知识及视频资料。
项目 多种模式 多种方式教学演示单人练习多步骤反复演示术前学习术后处理 错误演示实物操作辅助功能项目自动生成评估报告图 表 考核难度可调数字化精确评估功能系统分为演示、训练及考核模式图形、文字、声音、动画、触觉等全方位立体教学演示可以单人练习，设置“虚拟助手”协助操作三维人体透视解剖视图，实时显示穿刺进程可单独反复演示一个步骤的各种操作，并随意在各个步骤之间前向后向切换术前理论学习如概念、解剖机构、注意事项、适应症禁忌症 术后体液性状分析、送检等处理可演示错误操作及其导致的出血、疼痛、气胸等后果 实物仿真麻醉针、穿刺针、止血钳、消毒棉签、输液管等各种器械，与真实器械一样具有录相、拍照功能，可自动存储功能不同人、组横向比较，个人多次练习纵向比较，单项操作的逐个比较等分析报表 多组考题，考官指定或者随机抽取，不同难度可调 全数字化评估，操作时间、操作准确度都可以精确计算及记录序号 12345 6 71011序号 1 2 3系统可单机运行，也可多台组网进行训练考核。
医学检验虚拟仿真教学创新创业平台的构想与建设规划
专家队伍—保证平台内容权威
学习者 贡献者
高等院校
全国医学检验技术培训平台
学习者 贡献者
医院科室
贡献者 建设者
IVD公司
检验界学生、从业 人员
以虚拟仿真实验为切入点，逐步建设以医学检验技术培训为特色的在线 平台，并为全国医学检验界（包括教学界、临床界）认可的、人人操作操作 的权威培训平台。
医学检验虚拟仿真教学创新创业平台的构想与建设规划
南方医科大学 郑磊
一、建设背景 二、建设内容 三、规划 方向
一、建设背景
信息传递 互联网 大数据 人工智能
形势背景：教育信息化的国家战略地位
◆ 2010年7月，教育部印发《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020年）》，其中把加快教育信息化进程作 为独立一章，并将其列为10个重大项目之一。
◆ 2012年3月，教育部印发《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》，加强了对教育信息化工作的宏观指导。 ◆ 2012年9月，刘延东在全国教育信息化电视电话会议上，指出教育信息化是改革教育理念和模式的深刻革命，是促进
教育公平、提高质量的有效手段，是建设学习型社会的必由之路。 ◆ 在2015年全国两会上，李克强总理将互联网作为一项战略性新兴产业，首次提出“制定‘互联网＋’行动计划”。
2倍物镜放大效果
100倍物镜放大效果
60倍物镜放大效果 手机浏览器 血小板凝集
出题 出卷 考试 成绩 统计 分析
4、临床检验基本技能及原理展示
5.机构资源主页
课程网 站
IVD企 业
高校学 院
IT企业
专业专 科
专家
学生
临床科 室
平台
虚拟仿真实验教学平台在高校中的建设与应用——以中医药院校为例
IGITCW技术 应用Technology Application126DIGITCW2023.071 虚拟仿真实验教学平台的相关概述1.1 虚拟仿真实验教学的概念虚拟仿真实验教学是利用计算机技术，形成一种虚拟三维空间，并在这一与现实环境相似度非常高的虚拟环境中组织开展教学活动。
在这虚拟的三维空间中，教师可以对学生的听觉、视觉、味觉和触觉等多个感官系统进行刺激，帮助学生更好地学习相关知识点。
虚拟仿真实验教学平台是基于虚拟仿真技术构建的集教学教务管理、学生学习功能于一体，以虚拟仿真课件为单元组织教学的大型网络教学平台。
1.2 虚拟仿真实验教学平台的应用特点首先，这一教学平台的应用，具有多感知性特点。
教师可以直接利用虚拟仿真实验教学平台，将原本抽象的概念或原理投射到现实环境当中，让学生在相对真实的环境当中对相关知识点进行学习、记忆与理解。
其次，这一教学平台还能够与其他教师或学生进行实时互动，让学生在更加真实的环境当中进行相关知识点的分析和研究，进而消除时间与空间对课堂教学的限制，实现课堂教学质量的提高。
2 虚拟仿真实验教学平台在中医药院 校中的应用优势2.1 突破时间和空间的限制首先，在虚拟仿真实验教学平台上，学生可以直接利用计算机进行各种实验操作，既可以提升自身的实践技能，又可以满足自身的学习需求，且整个实验过程不再受到时间与空间的限制。
其次，可将虚拟仿真试验教学平台中的相关资源上传到校园网络信息平台上，还可以将这些资源在全校范围内共享，供更多虚拟仿真实验教学平台在高校中的建设与应用——以中医药院校为例赵 娜，隋国媛，贾连群（辽宁中医药大学，辽宁 沈阳 110847）摘要：近几年来，国内虚拟仿真技术的发展水平不断提高。
将虚拟仿真技术应用于高校专业课，并为学生构建一个专门的虚拟仿真实验教学平台，可以让学生在特定的虚拟真实场景中进行各类实践技能的学习与提升，提高课堂教学效果。
文章以中医药院校为例，对虚拟仿真实验教学平台在高校中的建设与应用进行了详细的分析，以供参考。
新形势下中医学虚拟仿真实验教学体系的构建探索
新形势下中医学虚拟仿真实验教学体系的构建探索随着信息技术的发展和应用，虚拟仿真技术在各个领域得到了广泛的应用，其中包括医学教育领域。
中医学作为中国传统医学的重要组成部分，也需要不断地更新教学方法和手段，以适应现代教育的需求。
构建新形势下中医学虚拟仿真实验教学体系是必然的趋势，也是中医学教育的迫切需求。
一、虚拟仿真技术在中医学教学中的应用价值虚拟仿真技术是一种基于计算机图形、模拟和人工智能等技术的数字化仿真技术，通过模拟真实环境和过程，使学习者能够在虚拟环境中进行实践操作和体验，达到模拟实际操作的目的。
在中医学教学中，虚拟仿真技术具有以下几个方面的应用价值：1. 提供真实的实验环境：中医学实验教学通常需要使用大量的药材、仪器和设备，而这些在实际操作中往往成本高昂，难以获得。
利用虚拟仿真技术可以提供一个模拟实验环境，学生可以在虚拟环境中进行实验操作，不仅节省了实验成本，还可以获得更真实的实验体验。
2. 提高安全性：中医学实验教学涉及到一些有一定危险性的操作，如药物配制、针灸操作等，利用虚拟仿真技术可以避免学生在实验中受伤的风险，提高了实验的安全性。
3. 增强学习的趣味性和吸引力：虚拟仿真技术可以将抽象的理论知识和实际操作紧密结合起来，使学生更容易理解和掌握知识，增强学习的趣味性和吸引力。
4. 扩大教学资源的覆盖范围：中医学的教学资源有限，而利用虚拟仿真技术可以将丰富的教学资源数字化，扩大教学资源的覆盖范围，使更多的学生能够获得优质的教学资源。
基于以上应用价值，虚拟仿真技术在中医学教学中的应用前景广阔，有望为中医学教学带来新的变革和提升。
1. 教学资源的数字化构建虚拟仿真实验教学体系首先要进行中医学教学资源的数字化工作，包括中药材、仪器设备、实验操作流程等都需要进行数字化处理，并建立对应的数据库和模型。
这需要借助专业的数字化技术团队，进行多维度的数据采集、建模和处理，以保证虚拟仿真环境的真实性和可靠性。
基于虚拟仿真和翻转课堂的医学类专业单片机实验课混合式教学研究
基于虚拟仿真和翻转课堂的医学类专业单片机实验课混合式教学研究摘要：本文介绍了一种基于虚拟仿真和翻转课堂的医学类专业单片机实验课混合式教学模式，该模式结合了传统的教学方式和新兴的在线学习方式，使学生能够更加灵活地学习和掌握知识。
通过使用虚拟仿真软件和翻转课堂教学模式，该课程既可以提高学生的实验操作能力，又可以提高他们的理论知识水平，有助于培养医学类专业学生的科研思维和创新能力。
通过教学实践和效果评估，证明了该教学模式对学生的学习效果和学习兴趣有很大的促进作用，可以为医学类专业单片机实验课程的教学模式提供有益的借鉴。
关键词：虚拟仿真；翻转课堂；医学类专业；单片机实验课；混合式教学人工智能、大数据、智能医疗等新兴领域的发展，促进了现代医学与工学的相互交叉与渗透。
医学作为学科主体提出需求，而工学是为医学提供知识储备和技术手段的客体，主客体相互促进，共同发展[1]。
医工结合推动了未来引领医学创新方向，有助于培养具备创新能力的应用型复合型人才，以此适应社会产业结构调整的需求[2-3]。
医学信息工程、医学影像技术等专业结合了医学、理学和工学的多学科背景，教学过程中注重医工结合育人，旨在培养适应现代医学发展需要的人才[4]。
单片机原理及应用课程是南京医科大学康达学院医学信息工程、医学影像技术等医学类专业的必修课程，培养学生熟练掌握单片机原理及应用知识，通过实验课强化学生基本实验操作技能，提升学生对单片机系统开发调试、软硬件设计的能力[5]。
传统的单片机实验课的教学模式虽然能够培养学生的实践操作能力，但是难以提升学生的科研思维和创新能力。
针对单片机原理及应用实验课教学现状，本文提出基于虚拟仿真和翻转课堂的单片机实验课线上线下混合式教学模式，以学生为主体，引导学生自主学习、自主实验、开放展示和自我反思，实现学生交流、合作、创新和综合能力的全面提升。
一、教学分析（一）教学模式存在局限性传统的单片机实验课教学模式大多是以教材为载体、以教师为主导，学生被动地接受学习教师传授的内容，缺乏的学习主动性和积极性。
物联网专业综合实验虚拟平台建设与实践
• 160•本文针对物联网实验教学现状中存在的问题，阐述了构建专业融合平台的意义。
通过对虚拟化技术研究，利用已有的教学资源完成物联网专业融合平台的自主开发，并将所开发的实验平台应用在课内实践教学、技能竞赛中，丰富教学内容，提升学生综合素质。
1.引言随着虚拟仿真技术的发展和日趋成熟，虚拟仿真技术也逐步地融入到教学领域中，能够有效地解决实践教学中存在的问题(陈秋菊，物联网虚拟实验室的构建研究：福建电脑，2018)，其方便灵活、资源共享等特点对于实践教学起到非常重要的作用。
目前在业界物联网体系架构被公认为三个层次：感知层、网络层、应用层，这三层分别有对应的开源虚拟仿真软件可以使用。
在感知层使用Cooja工具可以完整地仿真传感器网，Cooja仿真器是contiki操作系统下无线传感器网络仿真工具(郭显，方君丽，张恩展，基于cooja仿真器的无线传感器网络实验研究：计算机教育，2017)。
在网络层使用思科模拟器或者华为eNSP可以为计算机网络课程提供辅助教学，而在应用层使用VMware虚拟机或者VirtualBox虚拟机对网络服务器进行仿真。
利用虚拟仿真技术，能够高效整合多媒体实验教学资源，有利于学生的实践能力和创新能力的提高，同时也降低了传统实验教学的安装维护工作量(唐海涛，张立明，张仲明，物联网虚拟仿真实验教学中心平台建设：实验室研究与探索，2018)，能转变学生的学习方式、能培养学生的创新创业能力等优点，而越来越受到各学高等院校的欢迎(谭方勇，刘昭斌，物联网虚拟仿真技术在高职物联网实践教学中的应用：计算机教育，2019)。
2.专业融合平台的意义各个仿真平台都有各自的侧重点，例如eNSP偏重于网络层，而VMware是一款桌面虚拟计算机软件，可以在一台实体计算机上运行不同操作系统以及各种网络服务，其侧重于应用层。
因此，在实践教学过程中仅仅采用某一种虚拟仿真软件开展教学，可能存在以下问题：（1）单一的虚拟机软件无法展现物联网三层架构全貌。
虚拟仿真实践教学体系(3篇)
第1篇摘要：随着现代信息技术的飞速发展，虚拟仿真技术在教育领域的应用日益广泛。
本文旨在探讨虚拟仿真实践教学体系的设计与实施，以期为我国高等教育改革提供有益参考。
一、引言实践教学是高等教育的重要组成部分，对于培养学生的实际操作能力、创新意识和综合素质具有重要意义。
然而，传统实践教学存在诸多不足，如实验设备昂贵、实验场地受限、实验资源不足等。
虚拟仿真技术的出现为实践教学提供了新的解决方案。
本文将从虚拟仿真实践教学体系的设计、实施和评价等方面进行探讨。
二、虚拟仿真实践教学体系的设计1. 系统目标虚拟仿真实践教学体系应以培养学生实践能力、创新意识和综合素质为目标，实现以下目标：（1）提高学生的实际操作能力，使学生能够熟练掌握相关知识和技能；（2）培养学生的创新意识和创新能力，激发学生的学习兴趣和潜能；（3）提高学生的综合素质，培养学生的团队协作、沟通能力和解决问题的能力。
2. 系统结构虚拟仿真实践教学体系主要包括以下模块：（1）虚拟实验平台：提供各类虚拟实验资源，包括实验设备、实验流程、实验数据等；（2）虚拟仿真教学平台：实现虚拟实验的在线教学、在线考核和在线评价等功能；（3）虚拟实验管理系统：实现虚拟实验资源的配置、管理和维护；（4）虚拟实验评价系统：对虚拟实验过程和结果进行评价，为教师和学生提供反馈信息。
3. 系统功能（1）虚拟实验功能：提供各类虚拟实验，包括基础实验、综合实验和创新实验；（2）虚拟教学功能：实现虚拟实验的在线教学、在线考核和在线评价；（3）虚拟实验资源管理功能：实现虚拟实验资源的配置、管理和维护；（4）虚拟实验评价功能：对虚拟实验过程和结果进行评价，为教师和学生提供反馈信息。
三、虚拟仿真实践教学体系的实施1. 教师培训为确保虚拟仿真实践教学体系的顺利实施，教师需接受相关培训，包括虚拟实验操作、虚拟教学平台使用、虚拟实验评价等方面。
2. 学生培训学生需接受虚拟仿真实践教学体系的操作培训，熟悉虚拟实验流程、虚拟实验设备使用和虚拟实验评价方法。
虚拟仿真技术在物联网工程专业课程实验教学中的应用与实践
虚拟仿真技术在物联网工程专业课程实验教学中的应用与实践任斌;李志新;陈洋;孔德刚
【期刊名称】《现代信息科技》
【年(卷),期】2018(002)011
【摘要】物联网工程是一个专业实验课程多、实践性和专业性较强的专业.技术发展导致真实设备更新周期较短,且设备价格较高,而学校采购周期又较长,这就导致教学真实设备不能及时更新.虚拟仿真实验教学是通过虚拟仿真实验软件来模拟真实的实验环境,学生通过该平台可以对所学知识点进行实验验证,提高自身实践能力.【总页数】3页(P67-68,71)
【作者】任斌;李志新;陈洋;孔德刚
【作者单位】长春工程学院计算机技术与工程学院,吉林长春 130012;长春工程学院计算机技术与工程学院,吉林长春 130012;长春工程学院计算机技术与工程学院,吉林长春 130012;长春工程学院计算机技术与工程学院,吉林长春 130012
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.44;G434
【相关文献】
1.虚拟仿真技术在电器学课程实验教学中的推广与应用 [J], 李阳;蔡燕;金亮;肖朝霞;张献
2.虚拟仿真技术在物联网工程专业课程实验教学中的应用与实践 [J], 任斌;李志新;陈洋;孔德刚;
3.虚拟仿真技术在"食品工程原理"课程实验教学中的应用研究 [J], 王英;陈铮;韩江;
孔令明
4.虚拟仿真技术在“食品工程原理”课程实验教学中的应用研究 [J], 王英;陈铮;韩江;孔令明
5.虚拟仿真技术在物联网工程专业教学中的应用研究 [J], 李晓芳;卢付强;时翔因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
物联网虚拟仿真类实验教学系统的开发与设计
Experience Exchange经验交流DCW271数字通信世界2021.010 引言物联网虚拟仿真类实验教学系统培养大学生创造性思维、网络编程能力和虚拟仿真设计能力。
在国家开展仿真实验室建设条件下，我们提出物联网虚拟仿真类实验教学项目开发，进而建设相关的实验室，将其作用于信息类相关专业的实训过程，对学生物联网设计和虚拟仿真设计起到积极的促进作用，同时也可以让学生更好地获知物联网相关信息、在适当的时机和环境中投入信息技术的应用与实践，拓展就业渠道和相关研究领域。
基于物联网虚拟仿真类实验教学项目的实验套件开发不仅能够为信息类专业的特色和专业方向服务，而且还可以将其与课程教学相结合，提高学生的学习兴趣。
其中，基于物联网虚拟仿真类实验教学项目的实验套件开发可以利用传感器与自动识别设备实现数字媒体信息的采集，并结合ARM 、单片机、树莓派等控制系统和数据处理系统，进行电机、舵机的控制，把数据与局域网和互联网建立数字信息传输的实际实验，同时开发虚拟超市售货系统、虚拟老人看护系统、虚拟智能家居系统等虚拟实验，培养了学生的数字媒体信息处理与传输技术应用能力；增强了学生对虚拟现实技术的应用能力；提高了学生软件技术开发能力；同时进一步加强以ARM 为主体，传感器和网络技术为辅助的物联网教学内容。
该实验系统把物联网器件与半实物和VR 设备相连，更好的建立虚拟物联网仿真系统。
此外，该实验系统可应用于大学生创新创业大赛和实验室开放管理等系统。
1 物联网虚拟仿真类实验在教学中应用物联网虚拟仿真类实验教学项目的实验套件可以综合《单片机程序设计》、《嵌入式程序设计》、《虚拟现实技术》、《传感器技术》和毕业设计等课程内容，一方面提高学生的理论学习兴趣，加深课程理解，另一方面提高学生的实践和应用能力。
物联网虚拟仿真类实验教学适用于多个专业。
信息类的专业课程都与专业方向综合实训相连，把物联网实验套件应用到专业方向综合实训，不但可以增加课程设计的教学内容，而且还可以创新性实验的开设。
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2017年21期高教学刊Journal of Higher Education创新创业教育医学院校物联网工程专业虚拟仿真实验教学体系建设与实践王竞，吴响，黄怡鹤，胡俊峰(徐州医科大学医学信息学院，江苏徐州221000)摘要:针对医学院校物联网工程专业实验教学中出现的共性问题，徐州医科大学采用“虚实结合”的教学理念构建物联网工程专 业虚拟仿真实验教学体系。
结合网络技术、虚拟技术、多媒体技术等信息化手段在自主研发的MNSS(Medical Network System Simulator■，医学网络 系统仿真软件 )基础上建设虚拟仿真教学平台，形成“模块化、层次化、多元化”的虚拟仿真 实验教学体系 。
在建设这一特色 虚拟仿真教学体系的过程中，探索医学院校物联网工程专业创新复合型人才培养的教学模式和方法。
同时，该教学体系的建设为医学 院校物联网工程专业大学生创新和实践能力的培养开辟了新的路径。
关键词：虚拟教学；教学体系；创新创业中图分类号：G642 文献标志码：A文章编号：096-000X(2017)21-0035-03Abstract:Xuzhou Medical University establishes the virtual simulation experiment teaching system to deal with some common problems aroused in the experiment teaching activities of Internet of Things engineering.Based on the Medical Network System Simu- lator (MNSS),virtual simulation teaching platform is established by combining the network technology,virtual technology,mass media technology and other information methods.And virtual simulation experiment teaching system is formed.In the process,we actively explore the teaching pattern and teaching method of all-round talents of the internet of things engineering in medical college.At the same time,the teaching system will explore a new path to cultivate innovative and practical ability of students from internet of things engineering.Keywords:virtual teaching;the teaching system;innovation and entrepreneurship—、概述2009年伴随着“感知中国”概念的提出，物联网被认为 是世界下一次信息技术浪潮和新的经济引擎[1]。
徐州医科 大学物联网工程专业的培养目标是面向国家战略性新兴 物联网产业，立足于医疗卫生领域，在宽口径专业基础教 学的基础上，注重培养学生医疗信息采集技术、数据通信 技术、传感技术、网络技术、RFID技术、嵌人式系统技术的 理论知识和实践技能，在物联网领域内着重培养具有医学 背景的物联网系统设计、应用、研究和开发的复合型高级 技术人才。
作为一个仍处于起步阶段的新专业，物联网工 程专业在专业课开设、实验教学设计、学生考核评价等教 学模式上还处于探索建设阶段。
尤其是培养过程中需要考 虑医学背景，使其实验教学体系的建设更加困难。
具体而 言，在实验教学过程中存在以下问题：1.实验设备欠缺的问题明显。
学生培养中需要使用的 路由器、交换机等网络设备数量种类繁多，造价昂贵，例 如:一台CISCO 2900系列路由器需要5000元左右，一台CISC0 3800系列路由器更要上万元。
同时，网络拓扑的搭 建需要多台设备才能完成互联实验，最简单的网络路由交 换实验也至少需要两台以上路由器，通过购买上百台的实 验设备满足教学需要显然不切实际。
此外，学生培养中使 *用的各类医学信息系统价格昂贵，种类繁多，扩展性差，无法直接引人到实验教学，导致学生无法对医院网络架构进行仿真实验。
2.相关教材欠缺的问题明显。
学生所学课程与医学特 色难以挂钩，信息类与医学类课程的分离使得医学院校物联网工程专业学生在相关部门就业时出现对网络设备与各种医院信息系统不了解、不熟悉的情况，出现了教学与就业的断层现象。
3.考核方式不配套的问题显著。
医学院校物联网工程 专业的传统考核方式通常是笔试，部分注重理论学习的学生通过短时间的死记硬背就能出成绩，难以考察学生的实际动手能力，更难以提高学生的实践操作能力和自主创新能力。
因此，在现有实验条件不足、相关教材缺乏与考核方式不配套等困境下，徐州医科大学物联网工程专业借助网络技术、虚拟技术、多媒体技术，在多款开源软件的基础上自主研发了具有医学专业特色的虚拟仿真教学软件MNSS，并在此基础上构建了一套“模块化、层次化、多元化”的实验教学体系[2]。
该实验教学体系的建设不仅有助于学生对医院信息系统相关知识的深人了解和掌握，培养实践技能，提高自主创新能力[3]，而且可以使学生在教学过程*基金项目：徐州市科技计划项目（软科学)“徐州产学研合作协同创新网络建设研究一以徐州生物医药产业协同创新网络建设为例”(编 号:KC16RH137);江苏省现代教育技术“基于ELM的分布式医学虚拟网络实验平台的开发研究与设计”(编号:2016-R-51140);徐州医科大 学教改重点项目“基于GPL开源软件的医学物联网虚拟仿真实验平台的研究与构建冶(编号:Xjy201601 )曰徐州医科大学教改项目“基于数据驱 动的国内外教育研究热点时空演变分析冶(编号:Xjy201517)。
作者筒介：王竞(1983-)，女，汉族，江苏徐州人，硕士，徐州医科大学助理研究员，教学办主任，主要研究方向：教育信息化。
35创新创业教育高教学刊Journal of Higher Education2017年21期中熟悉医院信息系统网络架构，为实习实践中的相关技能 培养打下夯实基础，为高水平本科生培养和实践创新能力 的塑造提供有力的支撑和保障。
二、基于MNSS 虚拟仿真教学平台的实验教学体系(一) 虚拟仿真实验教学的教学理念紧密结合医学院校物联网工程专业实践性强、工程能 力培养要求高的专业特点，仿真教学平台建设始终坚持 “虚实结合”的理念[4]，坚持“理论教学和实验教学相结合、 虚拟仿真和真实实验相结合”的原则，以“实”为要求，以 “虚”为工具，用“虚”的理论知识来增强与实践动手操作的 联系，以“实”的仿真实践来提高学生解决处理实际问题的 能力。
通过仿真教学平台进行交互性仿真实验使其成为理 论和实践教学的重要补充和有效的辅助手段，从而最大限 度地提高学生的工程素养和操作能力。
(二) 虚拟仿真实验教学的教学特色1. 模块化(1 “ “理论教学”模块主要针对的是理论教学，将教学 中抽象的难点知识和演示性实验内容仿真虚拟为可视化 的对象，加深了学生对医学信息网络架构基本概念和基础 理论知识的理解，达到了学生对知识直观理解的教学目标，取得了良好的教学效果。
(2) “案例仿真”模块主要针对医院信息系统网络架构 的仿真模拟，通过在虚拟教学平台中再现大型三甲医院信 息系统网络架构，使学生理解所学知识的实用性，从而调 动学生的学习积极性，强化训练学生实际的动手实践操作 能力。
(3)“科研活动”模块主要结合教师科研项目和各类竞 赛项目，学生通过参与相关的项目内容，使学生获得科研方法和学习技能方面的锻炼。
2. 层次化(1 “ “教学实验”层次主要是实验案例，让学生了解医 院信息系统网络架构的搭建配置和一些常见问题的解决方法，使学生对医院网络架构有整体了解。
(2) “仿真实验”层次主要是仿真案例，学生通过虚拟 仿真教学平台自由搭建医院网络架构，培养学生自主创新 意识。
(3)“创新实验”层次主要是面向学科的发展前沿，让 部分有兴趣继续发展深造的学生参与科研项目，将其研究 成果转化为虚拟仿真实验教学资源。
3. 多元化(1)教学内容多元化。
该虚拟仿真教学体系融合医学 信息系统和网络通信两方面内容，进行学科的融合，使得学生对所学知识有更深层次的了解和整体的把控。
(2) 学习方式多元化。
课堂上学生分组进行合作交流， 在教师的指导下进行思考与探究，课堂外学生可以通过该虚拟仿真教学软件下载相关教学资源进行自主学习。
(3) 评价模式多元化。
评价模式包括学生互评、学生自 评、学生评教、教师评学等，体现评价主体的多元化，既可 以使学生在评价过程中相互学习，自我反思，又避免评价结果的主观倾向，有利于形成开放、民主的学习氛围，促进 师生的共同进步。
(三)虚拟仿真实验教学的实现方法依托徐州医科大学自主研发的MNSS 虚拟仿真教学 软件，结合网络技术、虚拟技术、多媒体技术等信息化手段 构建具有医学院校专业特色的物联网工程专业的教学体 系。
1. 虚拟仿真实验软件简介MNSS 是一款可以运行在多平台（包括Windows ，Lin ux ， and Mac 0S 等) 的医学网络系统虚拟仿真教学软件。
该软件整合了思科开源网络模拟软件GNS 3和各个知名的 开源医学信息系统（GNU Health ,OpenSourcePACS ,Open - LIS 等），为学习、构建、设计和测试医院信息网络虚拟环境 提供统一的实践平台。
MNSS 提供了一个简单的方法来设计和建造任何规模的网络架构，而不需要硬件设备。
将医 学网络系统仿真教学平台的功能模块分为四个部分，分别 为网络传输模块、网络安全模块、医院信息系统模块和终 端模块。
并且在建设过程中，通过扩展模块的方式来增添 和更新已有模块，从而增强模块的功能。
其中网络传输模 块包括可使用的各种传输设备，如路由器、交换机等;网络 安全模块主要包括提供网络安全的设备，如传统的防火墙设备等；医院信息系统模块包含了开源的医院信息系统， 如主流的HIS ，LIS ，PACS 等;终端模块包括Windows 终端、 Linux 终端等。
通过这些模块，学生可以对医院信息网络架 构进行仿真实验，充分将理论知识与实践动手能力相结 合。