虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

馮軍 胡曉松

摘 要：隨著醫(yī)學(xué)教育觀念的轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新教育模式的發(fā)展，培養(yǎng)高素質(zhì)的醫(yī)學(xué)人才已經(jīng)成為各高等醫(yī)科院校的重要使命。虛擬仿真實驗技術(shù)作為培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型醫(yī)學(xué)人才的重要教學(xué)手段，有著傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)實驗無法比擬的優(yōu)勢，對推動醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)改革、創(chuàng)新醫(yī)學(xué)教育教學(xué)模式、醫(yī)學(xué)生綜合技能的規(guī)范化培養(yǎng)等方面具有重要作用。成都醫(yī)學(xué)院通過建設(shè)虛擬實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)和臨床仿真實驗室，開展虛擬仿真實驗教學(xué)，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高了教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué) 虛擬仿真技術(shù) 醫(yī)學(xué)

中圖分類號：R445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（b）-0118-02

Abstract：With the reform of medical mode and the development of innovation education， training high quality medical talents has become an important mission for each of medical colleges. As an important teaching method of training high-quality practical medical talents，virtual simulation technology plays an important role in promoting medical experimental teaching reform and innovating medical education teaching mode and training in the standardization of the medical students' comprehensive skills.Virtual simulation experiment teaching has been carried out in Chengdu Medical College by virtual experiments platform and clinical simulation laboratory teaching system constructed， which promotes the students' innovation ability and improve the teaching quality.

Key words：experimental teaching；virtual simulationtechnology；medicine

高等醫(yī)學(xué)教育屬醫(yī)學(xué)生的臨床前技能教育階段，實驗教學(xué)和臨床見習(xí)、實習(xí)的實踐教學(xué)貫穿了整個醫(yī)學(xué)教育過程的始終。充分的實驗室訓(xùn)練操作是醫(yī)學(xué)生獲得必要的綜合技能的重要環(huán)節(jié)[1]，在醫(yī)學(xué)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向?qū)W習(xí)者提供“自主、交互、開放”的數(shù)字化的虛擬實驗環(huán)境是國內(nèi)外高等醫(yī)學(xué)教育革新教學(xué)手段的普遍潮流，已成為現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用的一大趨勢。

1 傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實驗面臨的挑戰(zhàn)

隨著高等教育改革的不斷深化，幾乎每個普通高等醫(yī)學(xué)院校都面臨招生規(guī)模急劇擴(kuò)大引發(fā)的場地、設(shè)備、師資等教學(xué)資源短缺等問題困擾，加上醫(yī)學(xué)專業(yè)特殊性、傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)實驗、實踐教學(xué)模式已面臨重大挑戰(zhàn)。

1.1 人體教學(xué)標(biāo)本資源日趨緊張

在醫(yī)學(xué)教學(xué)中，人體解剖標(biāo)本的觀察和直接參與尸體解剖是加強(qiáng)實踐性教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生動手能力的一個重要環(huán)節(jié)。近年來，隨著招生人數(shù)的不斷擴(kuò)大，多數(shù)醫(yī)學(xué)院校已經(jīng)出現(xiàn)人體尸體標(biāo)本嚴(yán)重短缺的現(xiàn)象，并且影響到了實驗教學(xué)的質(zhì)量，有的院校甚至取消了局部解剖學(xué)的尸體解剖環(huán)節(jié)[2]。雖然，許多醫(yī)學(xué)院校已逐漸開展了社會人士的遺體捐獻(xiàn)工作，在一定程度上緩解了尸源不足的問題，但距離教學(xué)需要仍相距甚遠(yuǎn)。此外，隨著醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步以及我國病理尸檢工作的萎縮，一些比較常見的疾病如感染性/傳染性疾病、寄生蟲病等也已很難獲得教學(xué)標(biāo)本，使得實驗教學(xué)資源日趨緊張。

1.2 實驗項目單一、陳舊

多年來，實驗教學(xué)一直處于從屬地位，實驗內(nèi)容多側(cè)重于驗證性實驗，自主實驗及綜合實驗項目明顯不足。醫(yī)學(xué)科學(xué)發(fā)展迅猛，一些新技術(shù)、新理論不斷涌現(xiàn)，而實驗內(nèi)容過于單一陳舊，更新速度嚴(yán)重滯后，十分不利于醫(yī)學(xué)生實踐能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。部分涉及生物醫(yī)學(xué)前沿技術(shù)的實驗項目，可能由于實驗儀器或耗材昂貴，或?qū)嶒灉?zhǔn)備或操作時間太長，或操作專業(yè)性要求太高，也限制了實驗項目的廣泛開展。

1.3 缺乏與時俱進(jìn)的教學(xué)手段

傳統(tǒng)實驗教學(xué)多采用老師示教、講解，學(xué)生按照實驗指導(dǎo)按部就班的實驗，然后撰寫實驗報告，缺乏豐富多樣的教學(xué)方法和手段，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，實驗室也難以做到真正意義的開放，不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)模式的開展和規(guī)范化的實驗技能培養(yǎng)，因此，教學(xué)效果難以得到保證。

1.4 實驗室安全管理難度加大

近年來，隨著中央與地方院校共建項目的逐漸實施，大量先進(jìn)儀器購入以及現(xiàn)代化實驗室的建設(shè)，加上許多大學(xué)生創(chuàng)新、開放實驗項目的開展，使大量的不同層次的學(xué)生走進(jìn)了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗室，人員流動性增大，實驗實驗室利用率明顯加大，容易出現(xiàn)各種安全問題，如實驗動物、實驗藥品、實驗操作、生物危害與生物安全等問題[3]，給基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗室的安全管理帶來了巨大挑戰(zhàn)。

2 醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗的特點

醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗是針對醫(yī)學(xué)實驗的現(xiàn)象及過程，通過仿真、虛擬現(xiàn)實、多媒體等技術(shù)及相關(guān)設(shè)備將操作實踐與實驗材料、實驗儀器、實驗內(nèi)容、實驗方法步驟等有機(jī)結(jié)合在一起，從而模擬現(xiàn)實的實驗環(huán)境，對仿真試劑或人體器官、“實驗動物或標(biāo)本”等進(jìn)行虛擬操作，實現(xiàn)對學(xué)習(xí)操作人員的各種感官反饋的模擬，獲得身臨其境的學(xué)習(xí)體驗。可完成某種預(yù)定的實驗項目，所取得的學(xué)習(xí)或訓(xùn)練效果等價于甚至優(yōu)于在真實環(huán)境中所取得的效果[4]。虛擬仿真實驗具有激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、內(nèi)容豐富、體驗逼真、安全無污染、節(jié)約成本、高效開放等特點。醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗是醫(yī)學(xué)與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物，在生物醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)、臨床教學(xué)、疾病診斷、假體植入、手術(shù)模擬、康復(fù)保健、遠(yuǎn)程醫(yī)療等諸多方面有著廣闊的應(yīng)用前景，近年來已在國內(nèi)外多所醫(yī)學(xué)院校開展運(yùn)用[5]。

3 醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺的建設(shè)

成都醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)中心是以“以實為本、以虛補(bǔ)實、虛實結(jié)合”和“安全、開放、共享”為原則，依托基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中心、臨床醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中心、藥學(xué)實驗教學(xué)中心、檢驗醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中心等4個省級實驗教學(xué)示范中心，通過整合全校虛擬仿真教學(xué)資源而建立的，是基于校園骨干網(wǎng)覆蓋的“集約、合作、開放”的、采取“校—企合作、?！：献?、?！海ㄡt(yī)院）合作”方式建設(shè)的“共建、共管、共享”實驗教學(xué)平臺，2014年該平臺正式成為100所國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心。

該中心資源由仿真實驗室資源和虛擬數(shù)字資源兩大部分組成。仿真實驗室由高功能模擬人、心肺聽診、心肺復(fù)蘇、綜合穿刺、外科手術(shù)、OSCE考試等6個仿真功能實驗室組成，可開展綜合類技能訓(xùn)練類實驗30項。虛擬數(shù)字資源主要包括基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、PBL實驗教學(xué)等5個模塊組成，可開展虛擬操作實驗300項。中心現(xiàn)有專兼職教學(xué)、開發(fā)、管理人員31人，其組成人員分為3類：第一類為具有醫(yī)學(xué)專業(yè)背景的人員組成（26人，其中正高5人，副高12人）；第二類為具有信息工程及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)背景人員組成（3人，其中正高1人，副高2人）；第三類為外聘企業(yè)技術(shù)人員（2人，均為高級工程師）。中心主任由主管教學(xué)副校長擔(dān)任，全面負(fù)責(zé)中心的規(guī)劃和建設(shè)。

4 我校虛擬仿真實驗的應(yīng)用

我校虛擬仿真實驗面向臨床醫(yī)學(xué)、麻醉學(xué)、醫(yī)學(xué)影像學(xué)、護(hù)理學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)檢驗學(xué)等所有專業(yè)的本、?？茖哟吾t(yī)學(xué)生及研究生開放。據(jù)2013年數(shù)據(jù)，已開設(shè)16門實驗課程，年實驗學(xué)生人數(shù)達(dá)5100人/年，年實驗人時數(shù)達(dá)816400人時數(shù)時/年，開放實驗課達(dá)139500人時數(shù)/年；培訓(xùn)住院醫(yī)師2166人次；成為四川省規(guī)范化住院醫(yī)師臨床技能大賽的指定承辦單位。

近幾年隨著學(xué)生虛擬實驗開展力度的加大，虛擬仿真實驗教學(xué)平臺對我校實驗教學(xué)的貢獻(xiàn)度也不斷提高，已取得了一批教學(xué)成果。2010年和2012年，參加全國大學(xué)生基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新實驗大賽各獲1項三等獎。2011年獲第十二屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品決賽一、二、三等獎、優(yōu)秀獎各1項；2011年首屆全國護(hù)士執(zhí)業(yè)水平技能大賽獲理論成績一等獎、技能三等獎、團(tuán)體二等獎；2012年獲第三屆全國高等醫(yī)學(xué)院校大學(xué)生臨床技能競賽分區(qū)賽一等獎、總決賽一等獎；2013年、2014個分獲第四屆全國高等醫(yī)學(xué)院校大學(xué)生臨床技能競賽分區(qū)賽一等獎、總決賽二等獎。

5 結(jié)語

總之，虛擬仿真實驗技術(shù)作為培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型醫(yī)學(xué)人才的重要教學(xué)手段，有著傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)實驗無法比擬的優(yōu)勢，對推動醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)改革、創(chuàng)新醫(yī)學(xué)教育教學(xué)模式、醫(yī)學(xué)生綜合技能的規(guī)范化培養(yǎng)等方面具有重要作用。雖然虛擬仿真技術(shù)目前還存在一定的不足，如實驗過程中現(xiàn)實感不足、缺乏真實環(huán)境中的實物感、無法體現(xiàn)團(tuán)隊合作精神等，但我們相信，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬仿真實驗技術(shù)將日趨完善，并為高等醫(yī)學(xué)教育的發(fā)展和進(jìn)步發(fā)揮更為重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]胡曉松，潘克儉，張曉，等.依托虛擬仿真實驗教學(xué)平臺促進(jìn)醫(yī)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2015（1）：6-8.

[2]劉榮志，程田志.新形勢下收集人體解剖教學(xué)標(biāo)本的探索與實踐[J].中國現(xiàn)代藥物應(yīng)用，2009，3（13）：209-210.

[3]彭波，計雁林.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)存在的安全問題和防護(hù)策略[J].黑龍江醫(yī)學(xué)，2012，36（8）：610-611.

[4]裴慧華.淺談運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)提高高校實驗教學(xué)效果[J].計算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014（9）：237-238.

[5]晁政，劉鴻宇，黃武，等.虛擬仿真教學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].電子世界，2014（19）：168.