基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的構(gòu)建及應(yīng)用研究

王愛(ài)梅 曲巍 王琴

·實(shí)驗(yàn)教學(xué)·

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的構(gòu)建及應(yīng)用研究

王愛(ài)梅1曲巍2王琴3

結(jié)合錦州醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)及應(yīng)用實(shí)踐，探討結(jié)合學(xué)校特色，按模塊構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)并應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與信息化技術(shù)的深度融會(huì)，更好地推動(dòng)高等醫(yī)學(xué)院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新。

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)；虛擬仿真；教學(xué)中心

隨著互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端技術(shù)的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)時(shí)代、“云”技術(shù)等手段已經(jīng)在教育領(lǐng)域展露出可喜的成果[1]。這為醫(yī)學(xué)教學(xué)手段與方法的改革也帶來(lái)了新的機(jī)遇，推動(dòng)信息化條件下的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革，構(gòu)建高度仿真的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，是現(xiàn)階段醫(yī)學(xué)院校建設(shè)的重要內(nèi)容。

1 醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的建設(shè)

近十幾年，我國(guó)不同層次的醫(yī)學(xué)院校都在積極探索醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革工作，探索利用虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段與學(xué)科教學(xué)相結(jié)合，彌補(bǔ)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足。如浙江大學(xué)于1998年開(kāi)發(fā)了具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界首套Windows版多媒體生理學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)和生理科學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，2008年，首創(chuàng)生理科學(xué)實(shí)景仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。目前，數(shù)字化人體等虛擬醫(yī)學(xué)教育技術(shù)迅速發(fā)展[2]，中國(guó)解剖學(xué)會(huì)也頒布了《數(shù)字解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)范（暫行）》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，相信不久的將來(lái)，數(shù)字化虛擬解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)室等教學(xué)技術(shù)將會(huì)日益成熟[3]。

《關(guān)于開(kāi)展國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》（教高司[2013]94號(hào)）[4]，極大地推動(dòng)了高校的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)工作，至2015年共評(píng)選出了298個(gè)國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，其中醫(yī)學(xué)相關(guān)28個(gè)，如山東大學(xué)醫(yī)學(xué)仿真示范中心、南方醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)虛擬仿真示范中心、南京醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真示范中心。這些學(xué)校遵行“以實(shí)為本、以虛補(bǔ)實(shí)、虛實(shí)結(jié)合”的建設(shè)原則，不同程度在臨床技能、醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)、機(jī)能學(xué)等虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)與改革方面走在了全國(guó)前列。國(guó)內(nèi)以山東易創(chuàng)、成都科技、上海夢(mèng)之路電子科技有限公司為代表也在與醫(yī)學(xué)院校聯(lián)手，致力于形態(tài)學(xué)、機(jī)能學(xué)、臨床技能數(shù)碼互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及虛擬醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)研究、建設(shè)工作。

2 結(jié)合院校實(shí)際，按模塊構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心

遵循“理論與實(shí)踐、經(jīng)典與現(xiàn)代、教學(xué)與科研、虛擬與實(shí)訓(xùn)”相結(jié)合的建設(shè)理念，注重在實(shí)踐中將學(xué)校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源、教師學(xué)術(shù)研究成果與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)行虛擬仿真教學(xué)資源建設(shè)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革工作[5]。

2.1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的硬件建設(shè)

近3年，學(xué)校投入170多萬(wàn)元，重點(diǎn)進(jìn)行基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)數(shù)字化與虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)的硬件建設(shè)。2013年學(xué)校投入近30萬(wàn)元，建成涵蓋機(jī)能學(xué)平臺(tái)與顯微形態(tài)學(xué)平臺(tái)共3個(gè)層樓14個(gè)實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)部局域網(wǎng)。2014年投入近40萬(wàn)元增建2個(gè)解剖數(shù)碼互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，2015年投入近100萬(wàn)元建成2個(gè)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)購(gòu)進(jìn)成都秦盟VMC-100醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。經(jīng)過(guò)3年的建設(shè)，目前建成的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心有獨(dú)立的門戶網(wǎng)站，擁有用戶權(quán)限管理、網(wǎng)絡(luò)資源上傳、課件學(xué)習(xí)、信息發(fā)布、信息統(tǒng)計(jì)、上傳題庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)自測(cè)、在線答疑等多項(xiàng)功能。學(xué)生可以于任意時(shí)間、地點(diǎn)通過(guò)移動(dòng)終端訪問(wèn)基于校園網(wǎng)的中心的外網(wǎng)，也可以在中心的內(nèi)部局域網(wǎng)隨時(shí)進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化。

2.2 模塊化的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)

中心以平臺(tái)為單位，由平臺(tái)主任、實(shí)驗(yàn)課程負(fù)責(zé)人、實(shí)驗(yàn)專職老師組建團(tuán)隊(duì)，與成都泰萌科技有限公司、山東易創(chuàng)電子科技公司積極合作，以本科臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)教材為欄本，團(tuán)隊(duì)提出開(kāi)發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)劃、完成文字腳本設(shè)計(jì)、真實(shí)實(shí)驗(yàn)視頻采集工作，利用學(xué)校優(yōu)秀的實(shí)物教學(xué)資源對(duì)接企業(yè)先進(jìn)科技手段、科研成果，合作開(kāi)發(fā)具有我校特色、重點(diǎn)建設(shè)適合我校教學(xué)需求的醫(yī)學(xué)機(jī)能虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K共59個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、分子生物學(xué)技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)19個(gè)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包含實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、模擬實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)視頻等。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮砭褂梦淖峙cflash動(dòng)畫(huà)搭配的方式來(lái)介紹，模擬仿真實(shí)驗(yàn)為可交互式flash操作，生動(dòng)描述實(shí)驗(yàn)過(guò)程、可指導(dǎo)學(xué)生正確的操作手法，實(shí)驗(yàn)錄像清晰、流暢[5]；購(gòu)進(jìn)山東易創(chuàng)的數(shù)字人解剖系統(tǒng)模塊以真實(shí)的中國(guó)人體斷層影像為依據(jù)，整合重建成人體的三維立體結(jié)構(gòu)圖像，提供大量系統(tǒng)解剖學(xué)、局部解剖學(xué)、斷層解剖學(xué)的教學(xué)素材，數(shù)字化切片庫(kù)系統(tǒng)模塊有精選的大體病理標(biāo)本，病理學(xué)切片、組織學(xué)切片，圖像信息均為實(shí)物3D拍攝，采集于真實(shí)的標(biāo)本與切片，可像操作光學(xué)顯微鏡一樣操作使用。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)收錄了千余張圖片，使學(xué)生可以在課下即使沒(méi)有顯微鏡也能進(jìn)行圖片的觀察和學(xué)習(xí)，尤其是對(duì)于在課堂上沒(méi)有達(dá)到預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)生，可以通過(guò)形象而生動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)資源不斷地補(bǔ)充、鞏固自己的知識(shí)，以達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)[6]。同時(shí)把中心各平臺(tái)的常規(guī)儀器設(shè)備、精典實(shí)驗(yàn)技術(shù)、典型實(shí)驗(yàn)視頻等進(jìn)行分類，通過(guò)拍攝、錄制轉(zhuǎn)換成圖片、加以文字標(biāo)注使用流程、注意事項(xiàng)等，做為自學(xué)內(nèi)容上傳到中心網(wǎng)站。

3 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的應(yīng)用

中心的虛擬仿真教學(xué)資源將廣泛應(yīng)用于我校臨床醫(yī)學(xué)、口腔醫(yī)學(xué)、影像學(xué)、麻醉學(xué)、護(hù)理學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)學(xué)等16個(gè)醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐。我們根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的不同階段，把精典虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目納入到實(shí)驗(yàn)授課計(jì)劃，與傳統(tǒng)真實(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目形成呼應(yīng)，并納入到具體考核指標(biāo)體系，組織各平臺(tái)重新修訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、課程考核方案。

同時(shí)要求實(shí)驗(yàn)教師在每次實(shí)驗(yàn)課上要預(yù)留15min左右的時(shí)間帶領(lǐng)學(xué)生共同預(yù)習(xí)下次課的虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，達(dá)到鞏固理論知識(shí)、熟悉操作細(xì)節(jié)、減少實(shí)際操作誤差的目的。如在觀察不同藥物對(duì)蟾蜍心臟灌流的虛擬實(shí)驗(yàn)中，讓同學(xué)在虛擬3D心臟進(jìn)行不同藥物灌流，觀察不同藥物、不同劑量對(duì)離體心臟功能的影響變化，實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程不受時(shí)間限制，可多次重復(fù)操作與觀察。為了保證系統(tǒng)前臺(tái)的正常及順利運(yùn)行，我們?cè)诤笈_(tái)設(shè)立了“網(wǎng)站系統(tǒng)管理、課程學(xué)習(xí)管理、網(wǎng)上測(cè)試管理、考生數(shù)據(jù)管理、教學(xué)論壇管理及系統(tǒng)用戶管理”6個(gè)項(xiàng)目[7]。實(shí)驗(yàn)教師、管理人員于管理后臺(tái)要定期檢查、監(jiān)控、追蹤所帶班級(jí)學(xué)生的點(diǎn)擊頻率、學(xué)習(xí)時(shí)間，網(wǎng)上作業(yè)提交情況，了解自主學(xué)習(xí)情況，實(shí)現(xiàn)：預(yù)習(xí)（虛擬實(shí)驗(yàn)）-實(shí)際操作（實(shí)驗(yàn)室、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室）-復(fù)習(xí)（虛擬操作）循環(huán)式強(qiáng)化訓(xùn)練模式，提高虛擬資源的應(yīng)用效果。

將虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)引入高校本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，已經(jīng)成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的新趨勢(shì)[8]。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)必將對(duì)提高醫(yī)學(xué)本科教育產(chǎn)生十分重要的意義。我們將在以后的工作中，將不斷完善基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的功能，構(gòu)建符合我校特色的醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，推進(jìn)“強(qiáng)實(shí)踐、重創(chuàng)新”的應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。

[1]胡弼成，鄧杰. 大數(shù)據(jù)時(shí)代的教育變革：挑戰(zhàn)、趨勢(shì)及風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避[J]. 教育科學(xué)研究，2015（6）：29-34.

[2]李森，張力，卞亞紅，等. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育應(yīng)用中的新進(jìn)展[J]. 中國(guó)醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2012，26（3）：302-306.

[3]沈雷，何軍，馬勇，等．促進(jìn)虛擬人體解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果提高的策略研究[J]. 繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2016，30（1）：75-77.

[4]中華人民共和國(guó)教育部. 關(guān)于開(kāi)展國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心工作的通知[S]. （2013-08-13）.

[5]王琴，王愛(ài)梅．醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的建設(shè)與應(yīng)用實(shí)踐研究[J]. 高校醫(yī)學(xué)教學(xué)研究（電子版），2015，5（4）：23-26.

[6]王巧稚，曹高飛，趙宏賢，等.“互動(dòng)式”精品課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建和應(yīng)用研究[J]. 中國(guó)校外教育，2011（8）：98.

[7]包翠芬，張莉，宋小峰，等. 組織學(xué)與胚胎學(xué)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的研究[J]. 解剖科學(xué)進(jìn)展，2015，21（1）：101-102.

[8]解麗芳，林宏輝. 虛擬實(shí)驗(yàn)室在本科生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2014，31（9）：114-115.

Construction and Application of Virtual Experiment Teaching Center for Basic Medicine

WANG Aimei1QU Wei2WANG Qin31 Basic Medical College, Jinzhou Medical University, Jinzhou Liaoning 121000, China, 2 Principal's Office, 3 Experimental Teaching Center of Basic Medical Sciences

Based on the construction and application practice of virtual simulation experiment teaching central in Jinzhou Medical University, this article explores how to realize the deep integration of subject teaching and information technology, how to build a virtual simulation teaching central, and how to promote further the experiment teaching reform and innovation in medical colleges and universities in accordance with the characteristics of medical education and the features of the university.

basic medicine; virtual simulation; teaching central

G642.4

A

1674-9308（2017）01-0034-02

10.3969/j.issn.1674-9308.2017.01.019

2016年中華醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)教育分會(huì)、中國(guó)高等教育學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)教育委員會(huì)醫(yī)學(xué)教育研究課題（2016B-JJ054）

基金項(xiàng)目：2015年遼寧醫(yī)學(xué)院重大教學(xué)研究項(xiàng)目課題（ZD201502）

1 錦州醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，遼寧 錦州 121000；2 校長(zhǎng)辦公室；3 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心