膳食调查虚拟仿真实验建设初探

陆彩玲　李春宏　刘超群　李习艺

摘 要 膳食调查是预防医学专业的重要教学内容，但现实条件无法满足学生亲历现场调查的要求，一定程度上影响了教学效果。本文对构建膳食调查虚拟仿真实验进行了探讨、总结，为培养学生的现场实践能力提供了可借鉴的方式。

关键词 膳食调查 虚拟仿真实验 营养与食品卫生学

虚拟仿真实验中心建设也是教育信息化和国际化发展的趋势，是实现国家教育信息化战略的重要平台和重要的实践教学基地。[1]近年来国内众多医学高等院校开展虚拟仿真实验教学，推进实验教学改革。[2-3]

1 虚拟仿真试验教学的现状与意义

随着招生规模的扩大，教室师、图书资源、实践场所等现实的教学资源显得相对短缺。多媒体及网络技术的发展，一定程度上打破了人对现实学习、教育条件的严重依赖，学习不再局限于学校、教室。应急情景、大型仪器设备、现实场景无法及时获取等现实有限的实践教学场景可凭借虚拟仿真技术得以轻松实现。虚拟实验这一实践教学方式已然成为高校专业课程实践教学环节发展的重要方向之一。[4]虚拟仿真技术也对医学院校人才的培养产生了巨大的变化。[5，6]

2 膳食調查实验的应用与现况

膳食调查是研究营养与健康关系的基础。通过膳食调查，全面了解人群膳食结构、评价其膳食结构是否合理、能量及营养素满足状态。[7]调查者需要根据研究目的、研究对象、对测量方法准确性的要求、经费的多少以及研究持续的时间，可选择其中之一或多种方法组合开展调查。[8]膳食调查是预防医学生供职于国家各级疾病预防控制中心后从事的一项重要工作，也是其专业素养的体现之一。然而，普遍反映新入职的职工更多是停留在理论知识层面，应急处置、人际交流等实践技能亟待提高。然而，学时、培养经费、真实教学实践场景等客观因素短缺限制了让学生接受现实的教学实践。

基于人才培养的要求、现实教学资源的相对短缺及虚拟仿真技术的优越性，我院采用虚拟仿真技术，对一些凸显预防学生专业素养、综合性强的预防医学实践课，研制开发了一系列虚拟仿真课件。本文将探讨开发“营养与食品卫生学”课程中“膳食调查”这一实践性、应用性较强的虚拟仿真实验平台的实践、应用及存在问题。

3 膳食调查虚拟仿真实验的构建过程

3.1 整体设计

根据相关实验课程内容的大纲要求，确定虚拟仿真实验的任务、目的和要求。演练总体方案的确立，一方面是指导虚拟仿真教学的需要，明确仿真训练的重点、要解决的主要问题以及需要达到的目的，同时也是评估操作对象学习效果的依据。仿真实验总体方案被转换为具体的想定情景与评估模块，学习者暴露于想定情景（如眼观、耳听等），并与虚拟环境进行实时的交互，以完成既定任务项目。学习者学习操作的结果一方面会由系统记录保存下来，可以进行追溯、回放，同时也可以提交给系统进行评估。

3.2 素材准备

素材准备是虚拟仿真实验开发极为关键的一环，也是想定情景与评价系统的核心内容。项目组成员通过文献阅读、实物拍摄、操作录屏等多种方式收集了膳食调查相关文字、图片与视频资料，对膳食调查的方法与适用、调查技巧、调查问卷的填写、数据处理方法、结果的解读与评价等进行了详细的分解与说明。收集的素材既充分体现了公共卫生人才“交流能力、团队协作、社会动员与组织协调”的综合素养，也凸显了营养学的专业特点。

3.3 虚拟实验的实现

虚拟项目采用面向对象的Java语言编程，选用MS SQL Server2008数据库，通过集成的JDK（Java Development Kit）完成开发工作。根据膳食调查的总体设计方案，设计虚拟实验的框架结构，编写详细的方案，收集制作相关的图文素材，包括嵌入到软件中。项目采用2D动画技术进行场景和人物设计，利用flash和as软件编程工具和动画制作软件，采用Animate CC技术进行程序合成。在编制食物中毒虚拟实验软件过程中，不光注重虚拟软件的趣味性。也重视考查学生对专业知识掌握的程度和灵活运用的能力，插入了知识考核点，加入虚拟操作的环节等，最大程度提高人机互动。

3.4 试运行与修改

由于专业及应用方向的差异、信息理解不对称等多种原因，初步研发出的软件存在诸多不尽如人意之处。为了消除这些缺陷，软件研发的过程中设计方与技术方通过电视电话会议、面对面多种方式进行了多次的交流与沟通，对脚本进行反复的揣摩、修改。邀请教研室同行、计算机专家、疾病预防控制中心的营养与食品卫生学专家、学生代表对课件的内容、逻辑、程序进行审查，以期课件的专业性、技术性、适用性能够得以保障。

4 小结

新兴技术、工具越来越多地应用在膳食调查。[9-10]虚拟仿真课件的推广应用一定程度上取决于课件内容的设计。本次课件设计的初衷是为了满足学校本科生实践教学的需求。我们将开发好的课件应用于本学期开设有该实践内容的教学中，学生反映该教学方式增加了人机互动，相较以前单一的教师讲授、学生进行简单琐碎的计算，变得更生动活泼。提高了学生的学习兴趣，提升教学质量，为实现学校人才培养目标奠定了基础。在课件搭载构建过程中，我们看到软件可以也具有更广泛的应用潜能。课件可以开发用于公卫医师技能培训、职业资格考试、健康管理、营养咨询问诊等各专业领域，这些应用领域的延伸需要计算机技术辅助、搭载内容的扩充等共同得以实现完成。

尽管虚拟仿真试验在医学教育与训练中发挥了重要作用，但由于目前虚拟仿真试验操作软件开发种类及数量有限等，已开发软件在内容、表现形式上还存在诸多的不足。[11-12]就本项目而言，项目最大的问题在于未能充分纳入《食物成分表》，限制了进行大人群及人群膳食复杂时的应用，我们也将在后续的应用中根据用户体验、意见对仿真实验进行不断修改。

参考文献

[1] 刘亚丰，余龙江.虚拟仿真实验教学中心建设理念及发展模式探索[J].实验技术与管理，2016.33（4）：108-110，114.

[2] 金悠，吴鹏飞，王芳.虚拟仿真与微课技术在药理学实验教学中的综合应用[J].中国高等医学教育，2018（1）.

[3] 马洁，朱伟，乔正，等.医学检验技术专业虚拟仿真实验教学平台的建设及探索[J].教育观察，2017.6（23）.

[4] 顾洪丰，蒋剑红.虚拟实验在医学机能实验教学改革中的应用探索[J].教育教学论坛，2013（46）：61-62.

[5] 胡晓松，潘克俭，张晓，等.依托虚拟仿真实验教学平台促进医学生实践创新能力[J].中国现代教育装备，2015（1）：6-8.

[6] 曹礼，邓锋，宋锦璘，等.虚拟仿真教学平台提高医学实践操作学习效率的方法改革与应用探索[J].教育教学论坛，2013（39）：43-44.

[7] 何丽，赵文华.膳食调查方法的特点与应用.国外医学卫生学分册，2003.30（6）：368-371.

[8] 荫士安，葛可佑.膳食调查方法及其评价[J].环境卫生学杂志，1993（4）：219-223.

[9] 许凯婕，王嘉铭，徐丁婷，等.膳食调查新方法的发展及应用现状[J].中国食物与营养，2018.24（1）：72-75.

[10] 贾海先，赵耀.膳食调查辅助工具与营养素摄入量统计分析软件应用进展[J].卫生研究，2017（4）：680-684.

[11] 刘琼，张韦深，龙天澄，等.国家级生物医药虚拟仿真实验中心建设现状与思考[J].中国医学教育技术，2017.31（1）：15-18.

[12] 李广智，张冬梅.医学院校虚拟仿真实验平台建设现状的分析[J].科技视界，2017（10）：104.