虚拟仪器技术在医学仪器教学中的应用研究

论文摘要

随着科学技术的不断发展而逐渐兴起的虚拟现实技术在我国教育体系中扮演着越来越重要的角色。随着受教育人数的不断增多，传统学校教育资源的相对不足，尤其是医学院校的教学资源更是匮乏。虚拟仪器实验教学必将在医学院校得到进一步发展和完善。在以计算机形式进行学习的虚拟仪器教学中，学习者对可视化知识学习的三维性、交互性、动态性和真实性提出了较高的要求。传统的仪器实验，场地、维护费用、交互性和动态性弱的缺点使医学仪器院校的实验教学不得不寻求新的实验手段。虚拟仪器技术以其良好灵活的交互性以及对硬件资源要求的简易性等优点备受实验教学的亲睐，成为解决可视化知识学习的又一重要媒体技术。然而，虚拟仪器技术仍然处于发展之中，相关开发工具还不够成熟，许多关键技术仍有待解决。这一现状导致在实验教学中应用虚拟现实技术存在着概念模糊不清、技术门槛高、应用范围广且杂的特点。国内已有一些学者和研究机构在这一领域开展了卓有成效的研究工作，但面对这一新媒体技术在实验教学中应用引起的诸多问题，仍需不断研究实践。本论文从理论、技术和实践三方面全面探讨了虚拟仪器技术在实验教育学应用的相关问题。论文首先在考察虚拟仪器技术定义和历史发展基础上，从实验实训角度提出了对虚拟仪器技术含义的理解；其次从理论上剖析了虚拟认识的涵义以及桌面虚拟现实与行为主义学习理论、建构主义学习理论和人本主义学习理论的关系；再次从技术角度提出了实验教学中桌面虚拟现实技术选择的应用方案，并给出了相应的选择方案和技术的一般的设计思路；最后从应用实践方面，明确提出了虚拟仪器技术的类型，设计、开发了一个基于心电图机的虚拟实验的学习案例，并开展了课程整合及形成性评价。经过实验证明了所构造的虚拟仪器模型有效可行，并具有应用的价值。

论文目录

• 论文摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 一、研究背景
• 二、目前国内相关研究存在的问题:
• 三、研究的目标
• 四、研究方法
• 五、研究特色和创新之处
• 第一章 虚拟仪器技术与医疗器械实验教学结合的理论探讨
• 第一节 对开展虚拟仪器辅助教学的思考
• 一、对虚拟仪器辅助教学的思考
• 二、虚拟仪器辅助教学发展的新阶段
• 第二节 虚拟仪器技术与行为主义
• 第三节 虚拟仪器技术与建构主义
• 第四节 虚拟仪器技术与人本主义
• 第二章 虚拟仪器的特点及应用方法
• 第一节 虚拟仪器（VI）的概述
• 一、LabVIEW介绍
• 二、虚拟仪器技术的优势
• 三、PC机与虚拟仪器系统
• 第二节 虚拟仪器程序设计基础
• 一、数据类型
• 二、程序结构
• 第三章 基于Labview的实验数据信号采集及远程测控
• 第一节 数据采集基础
• 一、数据采集的技术指标
• 二、信号的分析与处理
• 三、信号的显示
• 四、信号的存储与读取
• 五、程序的打包
• 第二节 基于Labview的远程虚拟实验室的测控
• 一、远程虚拟实验室实现原理
• 二、系统设计技术实现
• 第四章 基于Labview的虚拟仪器实验设计及应用案例
• 第一节 基于LabVIEW的虚拟实验室建设
• 一、虚拟测控实验开发
• 二、典型实验
• 第二节 基于Labview的虚拟心电图机的实验教学案例
• 一、虚拟心电图机
• 二、心电模块设计
• 第三节 基于虚拟仪器的课程整合及案例的评价
• 一、虚拟仪器技术与课程整合
• 二、虚拟仪器技术与课程整合的策略
• 三、课程评价
• 四、基于Labview的虚拟仪器实验的应用经验总结
• 总结与展望
• 一、本研究的特色与创新
• 二、本研究的不足和展望
• 三、结语
• 中文文献
• 英文文献
• 附录A
• 附录B
• 致谢