基于虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系※

姜 姍 林 燕* 閆永紅 王英姿

基于虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系※

姜 姍1林 燕1*閆永紅1王英姿2

（1 北京中醫(yī)藥大學(xué)教務(wù)處，北京 100029；2 北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，北京 100102）

通過(guò)廣泛調(diào)研、研討、論證，形成了虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)綜合管理平臺(tái)的建設(shè)方案，建立高效、自主、開放、全過(guò)程管理的實(shí)踐教學(xué)體系。平臺(tái)的搭建和體系的運(yùn)行取得了一系列教學(xué)成果，師生滿意度高，為高水平醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)提供了平臺(tái)，有利于提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與綜合能力。

虛擬仿真；虛實(shí)結(jié)合；教學(xué)改革

在國(guó)家大力推進(jìn)信息化與工業(yè)化兩化融合，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)等一系列戰(zhàn)略背景下，教育部印發(fā)了《教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》[1]，提出要將高等教育與信息技術(shù)進(jìn)行深度融合，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。要求高等學(xué)校的人才培養(yǎng)模式從知識(shí)技能型向應(yīng)用創(chuàng)新型轉(zhuǎn)變，因此培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力將成為人才培養(yǎng)的必然趨勢(shì)。隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，社會(huì)對(duì)人才的需求呈現(xiàn)出多樣性，這就使得高校傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和方法要進(jìn)行變革和更新。

1 搭建虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)管理平臺(tái)的必要性

醫(yī)學(xué)是實(shí)踐性科學(xué)，在醫(yī)學(xué)教育中實(shí)踐教學(xué)占有十分重要的地位。其中中醫(yī)藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)有著自身特點(diǎn)，實(shí)踐教學(xué)高投入、高消耗、高危害，操作復(fù)雜性高、倫理要求高，受時(shí)間空間條件制約程度高，學(xué)生臨床實(shí)習(xí)與病人自我保護(hù)意識(shí)矛盾突出等等，嚴(yán)重制約了中醫(yī)藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的提高[2]。這就需要有一種新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式來(lái)克服真實(shí)環(huán)境中的諸多限制，從而節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本、緩解醫(yī)患矛盾、激發(fā)教師帶教熱情和學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。目前虛擬仿真技術(shù)已涉及高等教育的各個(gè)學(xué)科，包括理、工、農(nóng)、醫(yī)在內(nèi)的各學(xué)科領(lǐng)域已經(jīng)運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)開展仿真模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)[3]。因此建立基于虛擬仿真技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)綜合管理平臺(tái)勢(shì)在必行。

2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展而逐漸成熟和完善的。在國(guó)外多所大學(xué)，建有不同規(guī)模的現(xiàn)代化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，如美國(guó)奧多明尼昂大學(xué)的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、麻省理工學(xué)院電子在線實(shí)驗(yàn)室、印度理工大學(xué)的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等[4]。近些年我國(guó)提出要將高等教育與信息技術(shù)進(jìn)行深度融合，不斷推進(jìn)各高校建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。2015年和2016年，教育部共批準(zhǔn)了200個(gè)國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。在這200個(gè)國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心名單中，不乏北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院、南京中醫(yī)藥大學(xué)、江西中醫(yī)藥大學(xué)等醫(yī)學(xué)類院校。

3 我校實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

我校目前有國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心1個(gè)，北京市級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心3個(gè)，校級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心8個(gè)，各示范中心缺乏統(tǒng)一管理，實(shí)驗(yàn)室開放力度不夠，優(yōu)質(zhì)資源難以共享。目前各實(shí)驗(yàn)課程仍然沿用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和模式，已經(jīng)嚴(yán)重制約了教學(xué)方法改革和學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作水平的提高。近幾年，我校在多家臨床醫(yī)學(xué)院建設(shè)了臨床實(shí)訓(xùn)中心，購(gòu)置了一大批模擬實(shí)訓(xùn)設(shè)備，但是實(shí)訓(xùn)中心缺乏系統(tǒng)性、規(guī)范性管理，設(shè)備使用率低，帶教老師積極性不高，實(shí)訓(xùn)中心遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到預(yù)期使用效果。我校針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)模式存在的弊端，結(jié)合實(shí)際情況，積極探索人才培養(yǎng)模式，搭建了虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)綜合管理信息化平臺(tái)，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建“虛實(shí)結(jié)合”的全過(guò)程管理的實(shí)踐教學(xué)體系。

4 具體做法與配套措施

4.1 注重頂層設(shè)計(jì) 搭建管理平臺(tái) 完善實(shí)踐教學(xué)體系 學(xué)校緊緊圍繞醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，遵循醫(yī)學(xué)教育的客觀規(guī)律，突出實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)在醫(yī)學(xué)教育和人才培養(yǎng)中的重要地位，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和過(guò)程。提出了建設(shè)虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)綜合管理平臺(tái)的基本思路，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)全過(guò)程管理。學(xué)校成立了工作領(lǐng)導(dǎo)小組，實(shí)行校院系三級(jí)管理體制。由教務(wù)處牽頭，聯(lián)合各二級(jí)學(xué)院、臨床醫(yī)學(xué)院，赴全國(guó)各兄弟院校調(diào)研、學(xué)習(xí)，經(jīng)過(guò)反復(fù)研討、論證，形成了實(shí)踐教學(xué)綜合管理平臺(tái)的建設(shè)方案。該平臺(tái)依托學(xué)校各實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，包括實(shí)驗(yàn)室綜合管理、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理、實(shí)驗(yàn)室開放預(yù)約管理、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)管理、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）管理、學(xué)科競(jìng)賽管理、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備管理等十余個(gè)子模塊，對(duì)校內(nèi)外各實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)室、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等實(shí)行統(tǒng)一規(guī)范化管理。根據(jù)“課內(nèi)實(shí)踐、課外實(shí)踐、專業(yè)實(shí)踐、綜合實(shí)踐”的培養(yǎng)要求，依托虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)綜合管理平臺(tái)，我校各個(gè)類別、各個(gè)層次的實(shí)踐教學(xué)工作實(shí)現(xiàn)了規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化的全過(guò)程管理。將實(shí)踐教育觀貫穿于人才培養(yǎng)的整個(gè)過(guò)程中，形成了“以學(xué)生為中心、整體性設(shè)計(jì)、連續(xù)性教學(xué)、階段性評(píng)價(jià)”的良性循環(huán)培養(yǎng)。

4.2 積極探索虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)的合理應(yīng)用 近年來(lái)，我校一直不斷探索將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)合理應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)。堅(jiān)持“以實(shí)為主、以虛為輔、虛實(shí)結(jié)合”的原則，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、臨床思維等能力，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新意識(shí)。學(xué)校利用教育部修購(gòu)項(xiàng)目，為我校臨床醫(yī)學(xué)院新建實(shí)訓(xùn)中心十余個(gè)，添置大量模擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備近萬(wàn)臺(tái)件。包括了基礎(chǔ)解剖模型、局部功能性模型、計(jì)算機(jī)輔助模型、虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)、綜合模擬人等不同類型、不同功能的模擬設(shè)備，建立了一套完整的臨床模擬教學(xué)系統(tǒng)。涵蓋了教學(xué)大綱中要求學(xué)生掌握的所有技能培訓(xùn)，形成了臨床實(shí)驗(yàn)教學(xué)、臨床智能模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)化病人實(shí)踐教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)等4個(gè)體系和實(shí)驗(yàn)診斷實(shí)驗(yàn)、影像診斷實(shí)驗(yàn)、外科手術(shù)實(shí)驗(yàn)、臨床技能訓(xùn)練、護(hù)理技能訓(xùn)練、標(biāo)準(zhǔn)化病人等12個(gè)模塊，設(shè)置臨床培訓(xùn)項(xiàng)目和護(hù)理培訓(xùn)項(xiàng)目幾十個(gè)。我校還擬在良鄉(xiāng)新校區(qū)新建一座大型綜合模擬醫(yī)院，模擬醫(yī)院的建成不僅可以更好地為教學(xué)、科研服務(wù)，也可用于住院醫(yī)師臨床技能操作考試前輔導(dǎo)及培訓(xùn)，兄弟院校醫(yī)護(hù)人員、教師間的經(jīng)驗(yàn)交流、技術(shù)切磋和技能競(jìng)賽。為高水平醫(yī)護(hù)人員的培養(yǎng)、培訓(xùn)提供實(shí)踐平臺(tái)，提高國(guó)家高水平醫(yī)護(hù)的培養(yǎng)質(zhì)量，解決目前高水平醫(yī)療人力資源匱乏的問(wèn)題[5]。

我校中醫(yī)學(xué)院、中藥學(xué)院、針灸推拿學(xué)院率先嘗試將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)引入實(shí)踐教學(xué)過(guò)程。先后購(gòu)置了有機(jī)化學(xué)、藥理學(xué)、中藥學(xué)（本草閣中藥房）、解剖學(xué)、生理學(xué)、按摩推拿學(xué)等十余個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件，還根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)和人才培養(yǎng)需要，自行研發(fā)了中醫(yī)基礎(chǔ)理論等若干個(gè)虛擬仿真軟件。由第一臨床醫(yī)學(xué)院自主研發(fā)的針灸三維模擬人及教學(xué)訓(xùn)練系統(tǒng)還申請(qǐng)了國(guó)家專利。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)資源可涵蓋實(shí)驗(yàn)教學(xué)各個(gè)模塊，包括實(shí)驗(yàn)室安全教育與準(zhǔn)入、基礎(chǔ)儀器設(shè)備、試劑耗材、實(shí)驗(yàn)基本操作技術(shù)；虛擬仿真實(shí)驗(yàn)資源也可滲透到實(shí)驗(yàn)教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)，包括課前預(yù)習(xí)、虛實(shí)結(jié)合掌握實(shí)驗(yàn)過(guò)程、課后復(fù)習(xí)、形成性考核與評(píng)價(jià)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)中的合理應(yīng)用，為我校建立“虛實(shí)結(jié)合、以虛補(bǔ)實(shí)、以虛帶實(shí)”的實(shí)踐教學(xué)體系奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5 打造三位一體的質(zhì)量保障體系

為保證工作的進(jìn)一步開展與實(shí)施，我校還打造了管理運(yùn)行-質(zhì)量監(jiān)控-評(píng)價(jià)考核三位一體的管理保障體系。在嚴(yán)格的管理制度和激勵(lì)機(jī)制的前提下，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，全面提升教學(xué)水平；建立三維立體的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系；建立完善的循環(huán)評(píng)價(jià)考核機(jī)制。

5.1 管理運(yùn)行 實(shí)行校、院、系三級(jí)實(shí)踐管理體系。修訂和完善各級(jí)各類規(guī)章制度，并制訂了相應(yīng)的執(zhí)行細(xì)則和配套制度，逐步建立健全的實(shí)踐教學(xué)管理制度。出臺(tái)了《北京中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)臨床教學(xué)工作管理暫行規(guī)定》 《開放實(shí)驗(yàn)室管理制度》 《北京中醫(yī)藥大學(xué)關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的若干意見》 《北京中醫(yī)藥大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）管理辦法》等一系列管理辦法。加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，通過(guò)多種獎(jiǎng)勵(lì)與激勵(lì)措施調(diào)動(dòng)教師積極性。開展了優(yōu)秀主講教師、優(yōu)秀課程及優(yōu)秀教育工作者的評(píng)選工作；鼓勵(lì)教師創(chuàng)新教育教學(xué)方法與教學(xué)內(nèi)容，推動(dòng)醫(yī)學(xué)模擬教學(xué)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)等教學(xué)手段在實(shí)踐教學(xué)中的合理應(yīng)用。

5.2 質(zhì)量監(jiān)控 學(xué)校構(gòu)建了包括專家督導(dǎo)評(píng)價(jià)系統(tǒng)、學(xué)生評(píng)價(jià)系統(tǒng)、教學(xué)管理評(píng)價(jià)系統(tǒng)的三維立體教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系。專家、學(xué)生、管理三個(gè)層面密切銜接；教學(xué)檢查、調(diào)研、座談和問(wèn)卷調(diào)查等措施切實(shí)開展，一系列監(jiān)控措施保證了評(píng)教、評(píng)、評(píng)管的順暢，反饋及時(shí)，實(shí)時(shí)有效。實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的多層面、全方位、全過(guò)程監(jiān)控。

5.4 評(píng)價(jià)考核 建立循環(huán)評(píng)價(jià)機(jī)制，以評(píng)促建，以評(píng)促改。通過(guò)對(duì)學(xué)生綜合成績(jī)的分析、臨床技能考試考核等方法，對(duì)全新的實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行循環(huán)評(píng)價(jià)，反饋實(shí)踐教學(xué)效果，不斷完善實(shí)踐教學(xué)體系。鼓勵(lì)學(xué)生參加各類知識(shí)競(jìng)賽與臨床操作技能大賽，以賽促學(xué)，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，提升學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新與綜合能力，達(dá)到知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。

6 虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)與應(yīng)用體會(huì)

6.1 提高學(xué)生在中醫(yī)藥實(shí)際運(yùn)用的心理素質(zhì)和操作能力 通過(guò)反復(fù)的實(shí)踐操作訓(xùn)練，利用特定的設(shè)備進(jìn)行練習(xí)和學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生掌握中醫(yī)藥基本技能，提高學(xué)生實(shí)際運(yùn)用的心理素質(zhì)和實(shí)際操作能力[6]。近年來(lái)，我校學(xué)生在全國(guó)臨床技能大賽中表現(xiàn)優(yōu)異，取得了中醫(yī)知識(shí)技能大賽第一名的優(yōu)異成績(jī)、獲得了針灸技能大賽金牌；在2016年度中醫(yī)執(zhí)業(yè)醫(yī)師分階段考試實(shí)證研究中也獲得了第一名的好成績(jī)。

6.2 改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式 培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新人才 引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，可以改變傳統(tǒng)單一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的弊端，讓學(xué)生靈活設(shè)計(jì)符合實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)方案，獲得不同形式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行科學(xué)研究探索[7]。理論教學(xué)中的內(nèi)容可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行科學(xué)驗(yàn)證，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，還可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。6.3推動(dòng)了臨床教學(xué)模式和臨床考核方式的改革 我校根據(jù)中醫(yī)執(zhí)業(yè)醫(yī)師和住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)考試要求，利用標(biāo)準(zhǔn)化病人（SP）和模擬仿真教學(xué)設(shè)備，在第一、第二臨床醫(yī)學(xué)院建立了臨床多站式考核中心。全面涵蓋接診能力、醫(yī)患溝通、中醫(yī)基本技能、西醫(yī)基本操作等各項(xiàng)內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生層次設(shè)置不同模塊組合的實(shí)訓(xùn)課程，嘗試使用不同考站、內(nèi)容的多站式考核系統(tǒng)。面向高年級(jí)本科生、研究生、規(guī)培住院醫(yī)師、進(jìn)修醫(yī)師，客觀量化、測(cè)試學(xué)生對(duì)各項(xiàng)臨床實(shí)踐技能的掌握程度。虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的引入，推動(dòng)了臨床教學(xué)模式與臨床考核方式的改革，同時(shí)也建立了臨床模塊教學(xué)與多站式考試相結(jié)合的教學(xué)模式。

總之，基于虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建的高效、自主、開放、全過(guò)程的實(shí)踐教學(xué)體系，定位于社會(huì)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的需求，通過(guò)“虛實(shí)結(jié)合、虛實(shí)互補(bǔ)”的方法，把實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)放在首要位置，較徹底地解決了當(dāng)前實(shí)踐教學(xué)所遇到的困難，取得了滿意的效果。為高水平醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)提供了平臺(tái)，為教師教學(xué)理念革新、豐富教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)形式提供了手段和動(dòng)力，在校內(nèi)及各兄弟院校示范與輻射，推廣作用顯著。為創(chuàng)新性人才培養(yǎng)、為學(xué)校向“有特色、高水平、國(guó)際知名的研究型大學(xué)”目標(biāo)邁進(jìn)做出了積極貢獻(xiàn)。

[1]教育部.教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見[S].教高[2012]4號(hào).

[2]馬麗亞，許國(guó)防，張大偉.高等中醫(yī)藥院校臨床技能虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].中醫(yī)藥管理雜志，2014，22（13）：2245-2247.

[3]馬麗亞，張大偉.基于虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建中醫(yī)藥模擬實(shí)踐教學(xué)中心[J].中醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2016，22（21）：123-125.

[4]杜月林，黃剛，王峰，等.建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2015，32（12）：26-29.

[5]張晗，李雪梅，呂青.淺談醫(yī)學(xué)教育中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展[J].中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育，2010（5）：63-64.

Construction of Practice Teaching System of Combination of Virtual and Reality Based on Virtual Simulation Technology

JIANG Shan1,LIN Yan1,YAN Yonghong1,WANG Yingzi2
(1.Academic Affairs Office,Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100029,China;2.Department of Pharmaceutics,Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100102,China)

Through extensive investigation,research and demonstration,the construction plan of integrated management platform of practice teaching was formed,and a practical teaching system with high efficiency,independence,openness and whole process management was set up.The platform construction and the system operation achieved a series of teaching results,and the satisfaction of teachers and students was high.It provides a platform for the training of high-level medical talents,and helps to improve students'innovative consciousness and comprehensive ability.

virtual simulation;combination of virtual and reality;teaching reform

10.3969/j.issn.1672-2779.2017.21.009

1672-2779（2017）-21-0020-03

北京中醫(yī)藥大學(xué)校級(jí)教育科學(xué)研究課題【No.XJ2X17069】

*通訊作者：yanlin77211@163.com

2017-09-26）