“醫藝結合、虛實一體”的虛擬仿真教學平臺的構建

寇晶堃 張秀麗

虛擬仿真實踐教學平臺體系構建旨在解決實訓教學過程中高投入、高損耗、高風險及難實施、難觀摩、難再現的“三高三難”痛點和難點；服務新時代復合型技術技能人才培養、服務“雙師型”教師隊伍建設、服務企業員工和各類人員就業培訓?！搬t藝結合、虛實一體”虛擬仿真實踐教學平臺的構建是以服務學生和社會各類人士為核心，構建新型實踐教學體系，以掌握醫學知識為基礎，強化醫藝結合實踐，以培養學生創美能力為導向，結合醫學思維，借助虛擬仿真技術，促進參與式教學，引導學生將醫學與藝術設計技術融合，全面了解專業特性、就業崗位特色，提升認知，提高實踐能力[1]。

1 平臺建設的背景

“醫藝結合、虛實一體”虛擬仿真實踐教學平臺主要用于培養掌握美容護膚、美容化妝品、美體塑形、營養與養生保健、中醫基礎、芳香療法、化妝設計基本知識，具備美容美體藝術設計、美容美體項目組合與運用、美容美體化妝品運用等設計與運用能力，從事美容美體、營養保健、芳香療法、人物形象設計工作的高素質技能型人才。旨在以豐富學生學習內容、服務學生為核心，構建符合新時代教學需求的實踐教學體系；以培養創新創美思維為基礎，強化實訓、實踐環節；以學生創新素質和能力培養為導向，結合醫學和藝術相結合的教學思路。合理利用專業實訓基地，借助虛擬仿真實踐教學平臺，鼓勵參與式教學，引導學生將醫學與藝術相結合，理論聯系實踐，提高實訓能力，拓展思路，塑造學生個性，提升個體創新創美意識和創業能力[2]。

傳統的教育方式和人才培養模式不能滿足實踐教學需求和培養目標，缺乏醫藝結合的育人特色。在實際教學和專業建設中，缺少特色鮮明的實踐教學體系，較難實現在校內學習的有限時間內解決多種個體案例的情況。虛擬仿真技術構建具有感知性、沉浸性、交互性、構想性、智能性的平臺，搭建以實帶虛、以虛助實、虛實結合的實訓系統，打破了實驗條件、空間和成本的限制，滿足大量的操作性、實踐性教學環節的需求[3]。

2 平臺建設的意義

2.1 有效培養創新型、應用型人才

“醫藝結合、虛實一體”虛擬仿真實踐教學平臺是利用傳統實訓室和虛擬仿真技術，將理論知識教學、技術操作、專業競賽與互聯網推廣技術等融合在一起。將虛擬仿真技術與實踐教學相結合，有效解決實訓中諸如實訓對象單一、教師演示細節看不清、學生對每個操作步驟不能立即理解和領悟、行業先進理念和技術不能及時傳授等現實問題；且改善了統一標準、統一教材、統一實訓的教學現狀。學生學習背景和基礎不同，專業知識和技能的學習效果存在差異，通過虛擬仿真實踐教學平臺能夠實現多目標、多層次的綜合化教學，滿足學生的個體需求，突出專業教學特點，完善啟發式、參與式、研討式的教學方式，創新跨學科、跨領域、跨院校的協同教育的方式。使學生個性學習、自主靈活，激發學生學習興趣，增強學習體驗，并有助于學生的人格塑造以及實踐能力、設計能力、創新能力的培養[4]。

2.2 創新教學手段，使教學模式不斷適應行業發展需要

美容行業發展迅速，相關專業的學生知識和實踐技能要求不斷提升，虛擬仿真平臺可以縮短學生獲得新知識的周期、增加技術技能的實踐，學生可以不用到基地實習，通過平臺模擬實訓或工作環境，便可主動開展實踐操作，使課程呈現出場景化教學特點[5]。隨著行業發展和現代計算機及互聯網等信息處理技術的發展，各相關專業會根據人才培養計劃和課程建設需要，購入智能設備，構建模擬工作操作環節所需要的軟件，實時模擬專業相關技術技能的操作過程以及門店經營，讓學生在虛擬仿真的教學環境中有效完成行業相關機構的業務操作。

2.3 促進“崗課賽證”課程建設，推動專業研發

虛擬仿真實踐教學平臺可開展專業項目化教學改革課題、多媒體智能化實訓等各類課題研究，為新儀器、新產品、新技術的發展提供平臺，也為專業學生及社會人士提供職業資格技能培訓和鑒定平臺。學生在準備國際、國內競賽過程中，虛擬仿真實踐教學平臺可緊緊圍繞世界技能大賽標準，促進資源共享，以賽促訓、以賽促學、以賽促教，提高參賽選手的技能水平。

2.4 促進“雙師型”教師隊伍建設

“雙師型”教師要求既擅長理論教學，又擅長實踐教學，但實際上做到這些是非常難得的。職業技能注重的是實操，熟能生巧，只有充分的練習才能造就合格的專業人才。目前傳統的師帶徒模式顯得力不從心，不能有效地進行大規模的課堂化教學。工作經歷嚴重限制了“雙師型”教師隊伍的建設，大多數教師僅擅長理論教學或擅長實踐教學，要求每位教師都能既擅長理論教學，又擅長實踐教學，在很多情況下是無法達到的。虛擬仿真實踐教學平臺可以集合各類師資力量，提高教師的教學質量及效率，降低教師勞動強度，真正實現“雙師型”隊伍的組建。

3 平臺建設思路

平臺針對課程教學知識、技能、素質要求和目標進行設計，借助虛擬仿真技術，以體驗式學習理論、情境認知理論、建構主義理論為理論基礎。對比課程涉及的知識范圍和實操技能與行業實際運用的知識點和技術技能為線索，對與崗位實際工作相匹配的教學資源進行系統的設計與開發，通過互聯網展現兼具聲效、光影、物品、人物的工作情境，使教師和學生直觀地、形象地、立體化地體驗教學和學習過程[6]。通過三維虛擬仿真技術構建虛擬場景和人物，學生可以通過不同的場景設計技能操作類別和目標效果，也可以通過構建不同性狀、職業特性的虛擬人物進行個案設計和制訂解決方案，在人機互動的同時，實現對課程的知識解讀、技能的多樣化實踐，全方位、多角度地認知行業，了解實際工作崗位工作流程，提升學生學習熱情，提高教學實效性[7]。

4 平臺建設方法

通過檢索2020—2022 年關于醫藝結合、虛實一體、虛擬仿真文獻研究，瀏覽國內外虛擬仿真實踐教學平臺，從平臺現狀、建設內涵、常見技術、系統設計、功能模塊等方面，為“醫藝結合、虛實一體”的虛擬仿真實踐教學平臺體系建立奠定了理論基礎，以問卷調研和訪談的方式，歸納總結虛擬仿真實踐教學平臺前、中、后期3 個階段的建設、調整、維護和改進相關的有效信息，以指導平臺的設計、建立和改造[8]。

5 平臺建設內容（以人物形象設計課程為例）

5.1 開發具有特色的虛擬仿真實訓項目

人物形象設計課程注重實踐技能操作，對實訓要求較高，課程實訓呈現實訓演示時長有限、實訓操作時間長、實訓耗材多、多學科交叉并且需要實訓對象等現狀，在每周有限的學時安排和固定的實訓對象中很難有效實現課程目標，虛擬仿真實踐教學可以很好地解決實訓現狀?？稍O計不受時空、實訓對象和耗材限制的一系列實訓項目?？砷_設臉型分析與鑒定、底妝對各種臉型的修飾、眉型分析與鑒定、各種眉型與臉型的搭配、腮紅對各種臉型的修飾、面部五官形態分析、眉形矯正化妝、眼型的矯正化妝、鼻唇的矯正化妝、類型新娘妝化妝造型、類型宴會妝化妝造型、類型主持人妝化妝造型等實訓項目，課程實訓知識點和技能點會與醫學美學概論、素描與色彩基礎、美容應用解剖、發型設計、美容服務禮儀等課程的知識點和技能點相結合。通過構建不同人臉模型、服飾模型和虛擬目標場景，實時模擬人物形象分析和化妝造型全過程，實現對各類妝面化妝步驟的虛擬仿真操作及細節分解說明，每個操作點從科學的角度，結合對應數值和設計目的讓學生明白每個化妝步驟產生的原理，改革以往“老師怎么化，我就怎么化”的臨摹化妝的方式[9]。

在“醫藝結合、虛實一體”的虛擬仿真實踐教學平臺的項目實訓實施過程中，授課教師（包括負責理論授課、實訓輔導、作業評價、實訓考核、課堂管理等）在標準電子課件基礎上講解相關基礎理論知識、項目分布操作步驟及操作要點后，播放由行業專家演示的分步實操、相關操作細節演示及要點動作分解。每個分步動作講解后，學生可以按提示時間進入實際動手操作。在實操過程中遇到疑難問題或不易理解的操作要點，均可自行通過虛擬仿真實踐教學平臺，通過互聯網技術、智能終端技術、多媒體展現技術、虛擬現實技術所實現的教學形象化、直觀化、虛擬化、移動化、伴隨化的功能得到解答[10]。

虛擬仿真實踐教學平臺在學生的實訓過程中將全程錄像并保留。講一步、演示一步、練習一步、評價一步、記錄一步，使學生可以重復且形象、客觀地看到所學的知識和實操內容，同時可以進行虛擬診斷和設計，有效提高學生學習興趣以及教師的教學效率。

5.2 開發真實工作流程運營的虛擬仿真實訓系統

系統主要用于模擬實訓基地的真實工作流程及運營，使學生無需到實訓基地或實訓中心就可以體驗職場的工作環境，不僅可用于教學，還可用于真實生產和服務環境。系統可對臉型分析、五官診斷、妝面設計、發型推薦、服飾搭配、造型對比、造型保存、系統下單、系統結算等服務流程進行規范化管理，根據不同的實踐教學要求優化服務流程，實現與未來工作的零對接。系統具備內嵌課件及課外資料功能，有助于課前的復習、預習和課后的課外學習，使工作實踐與理論知識有效銜接。在虛擬體驗實際門店的運營和管理中，通過線上體驗實踐工作環節，學生可以更加深刻地了解行業現狀，有助于學生對課程知識和技能學習的理解和掌握[11]。且虛擬實際工作流程的仿真系統建設，還有助于提升學生的創新和實踐能力，更新行業新知識、新技術和新設備，提高專業人才培養質量，高效培養能從事美容美體、化妝、發型設計的技術技能型人才。

5.3 設計教學效果反饋評價及師生互動系統

教學效果反饋評價及師生互動系統設計了教師在后臺數據管理中心查看學生學習效果、從中了解學生對知識和技能點的喜好程度、掌握程度，學生完成了何種虛擬實訓項目，并隨時隨地掌握學生學習過程中遇到的重難點知識和技能的理解程度。平臺可以通過確定教師本次課程教學重點，充分檢核學生的實訓操作，并將隨堂實訓成績作為期末成績的組成部分之一，教師還可以借助虛擬仿真實踐教學平臺在期中、期末設計課程綜合知識和技能考核項目，通過設計的檢核項目了解學生學習成效，為下一階段的教學提供有效的指導數據[12]。同時，學生也可借助平臺針對自己學習過程中產生的問題和難點隨時咨詢教師，教師對每位學生問題的解答將會以關鍵詞的形式保存在后臺數據庫中，當學生重復咨詢同樣或類似問題、難點時，便可在數據庫中自動顯示出來，以此提高學生解決問題的效率，提升學習質量，減少教師工作量。

師生互評與自評功能可以設置為自主學習、學習偏好、操作能力、創美創新能力等評價維度，通過維度的設計學生可以通過教師評價掌握到自我知識和技能學習的程度，通過同學間評價了解自己在知識學習和技能實操過程中的質量和效率，通過自我評價進行自我反思和改進。從而提升學生學習課程的效率以及綜合學習能力。

5.4 豐富實踐教學資源，優化基礎實訓項目

“醫藝結合、虛實一體”虛擬仿真實踐教學平臺體系構建要將實體實訓基地與虛擬仿真技術互相融合、互相促進。在完善實體實訓基地功能的前提下，選購部分典型的、基礎的虛擬仿真操作項目或教師自己錄制操作視頻、圖文資料等，優化在建設過程中基礎實訓、課程實訓、設備認知等實訓的項目和數量，科學設計和配比“虛”與“實”的實驗量，幫助學生通過線上線下的形式貫通整個實訓過程的設計思維，提升學生的專業知識和技能的運用能力，并在實訓過程中提高設備的使用技能，培養學生安全操作的意識[13]。

在整個虛擬仿真實踐教學平臺建設過程中，不僅要實現知識的傳授和技能的訓練，更要注重引領學生樹立正確的價值觀，在平臺建設中要致力于建設有知識內涵、有思政溫度的優質線上教學資源。虛擬仿真實踐教學通過借助現代信息技術，探索全新載體，落實對學生社會主義核心價值觀的塑造與強化；在實現對學生理論知識聯系實踐、培養學生創新創造力和科學素養的同時，在課程建設中應充分挖掘項目設立的背景、意義、目的、價值以及社會效益等素材中包含的思政元素，并通過視頻、動畫、音頻等多種媒介形式，擺正學生的政治站位，從而保持學生的愛國熱情，提升學生職業素養、提高學生的責任擔當和創新熱情，樹立學生使命感，做到專知專技傳授與價值引領同向同行[14]。

6 平臺建設在教學中的作用

“醫藝結合、虛實一體”虛擬仿真實踐教學平臺的構建充分體現了以學生為主導，引導學生自主性學習、創新性學習的教學理念，打破傳統實踐教學空間和時間的限制，提供多種實訓對象和虛擬環境，豐富和深化實訓內容，讓學生在有限時間內解決更多的個體案例，強化實訓強度?！疤摗迸c“實”的融合改變了單一的實踐教學模式，結合多樣的實訓項目訓練學生的實操技能，培養學生的創新能力，借助現代信息技術引導學生對多樣化的實訓結果進行深入分析和探究，并在過程中及時發現問題、及時分析并解決問題，提高實訓效率。且通過實訓內容中預設的思政元素實現學生個人綜合素質、道德情操等方面的全面提升[15]。