虛擬仿真在醫學教學中的應用

左埒蓮 張楠 何平平 尹珊輝 歐陽新平

[摘 要] 國家教育部門大力扶持和鼓勵高等醫學院校發展和創立醫學相關課程虛擬仿真系統，并將其融入教學。通過這種教學方式，培養醫學生正確的世界觀、人生觀、價值觀，提高臨床操作技能、處理問題和創新的能力，進而促進醫學生人才的培養。通過對虛擬仿真教學的應用現狀和優勢等方面的介紹，討論其在醫學教育中的重要性和必要性。

[關鍵詞] 虛擬仿真;高等教育;醫學生;課程思政;教學改革

[基金項目] 2020年度南華大學教改研究項目“內外兼修：‘生理學’課程思政教學改革與實踐”（2020YB-XJG22）;2020年度南華大學船山學院教改項目“虛擬仿真和游戲化技術在‘生理學’教學中的應用研究”（2020CY005）;2020年度教育部產學合作協同育人項目“虛擬仿真技術在生理學實驗教學中的應用”（202002103008）

[作者簡介] 左埒蓮（1987—），女，湖南常德人，醫學博士，南華大學衡陽醫學院講師，主要從事高等醫學研究;尹珊輝（1977—），女，湖南邵東人，醫學碩士，南華大學附屬第一醫院副主任醫師，主要從事醫學臨床研究（通信作者）;歐陽新平（1978—），男，湖南寧遠人，醫學博士，南華大學衡陽醫學院教研室主任，副教授，碩士生導師（通信作者），主要從事高等醫學研究。

[中圖分類號] G420 ? [文獻標識碼] A ? [文章編號] 1674-9324（2021）48-0077-04 ? ?[收稿日期] 2021-04-09

2020年初，國內爆發新型冠狀病毒性肺炎疫情，我國醫務人員在此次疫情防控起著至關重要的作用。國家發布《關于加快醫學教育創新發展的指導意見》指出，全力提升院校醫學人才培養質量。承擔這一責任的主體是高等醫學院校，其對醫學生人才的培養起著至關重要的作用。

在高校醫學教學過程中，傳統教學以教師講授為主，灌輸性地向醫學生講解醫學相關各類課程。對于教師而言，課程內容多，講授較為枯燥，有些知識點無法向醫學生清楚明了地呈現出來;對于醫學生而言，課程內容繁雜，知識點多，不易理解，被動性的接受知識，難以達到對知識點的靈活運用。隨著社會科技的發展，信息化理念以及技術融入教學，教師通過使用信息化技術，使得教學活動在一定程度上，節約時間，利用動畫、視頻等方式，讓課堂氣氛活躍起來，提高醫學生對醫學課程學習的積極性。但是，對于臨床醫學生而言，他們在進入社會后，面臨的是他人的生命或者是類似于新冠疫情這種全球性傳染性的疾病，因此，需要醫學生具有更專業技術、職業素養、解決問題和創新的能力等。高等醫學院校教師教學不能止步于比較基礎性的信息化教學方式，而是要在此基礎上，融入新的教學方法——虛擬仿真，讓教師自身教學內容更為生動、形象、逼真，同時讓醫學生能夠自主地學習，激發其創新意識，更早地接觸臨床，為以后服務臨床工作奠定基礎。

一、虛擬仿真教學在醫學教學中的應用現狀

虛擬仿真是利用計算機進行創建和模擬現實活動的一種現代化信息技術。在醫學課程教學過程中，融入虛擬仿真技術——虛擬仿真教學，計算機模擬各種現實活動的功能與醫學課程知識點進行有效整合，為醫學生呈現臨床中真實的環境，并結合醫學理論知識和臨床操作技能在虛擬仿真環境中進行診斷、操作或用藥治療等活動，實現教學活動的沉浸性和交互性。

虛擬仿真教學，在國外研究與建立的較早。如在英國、美國、加拿大等國家的大學建立了醫學相關課程的虛擬仿真系統，特別是在醫學實驗課程方面，應用更為完善、廣泛。其認為虛擬仿真教學是對傳統教育的重大改革，是提升人才培養質量的重要方式[1]。全國高校已經建立了300個國家級虛擬仿真實驗中心[2]。2013年以來，醫學教學中虛擬仿真應用相關論文多達682篇[3]。教育部逐年增加虛擬仿真實驗教學項目的數量，高等醫學院校響應國家政策，緊跟國家教育改革腳步，積極鼓勵學校教師申請并完成課程模擬仿真教學項目。

二、虛擬仿真在醫學教學中的優勢

（一）為教師教學提供更為有效的教學手段

在國內大力發展虛擬仿真教學的情勢之下，教師需要改變自己的觀念，主動學習新的教學模式，積極進行教學改革。由于醫學生學習的醫學課程多，知識點難度大，教師在教學過程中通過利用虛擬仿真系統，讓整個教學準備工作更為簡便，如不需要再進行復雜動畫的設計，教學內容更為形象逼真，激發醫學生的學習興趣，能夠積極自主與教師進行溝通交流。

（二）有利于教師在教學中時刻掌控教學效果以及對教學模式的調整

虛擬仿真系統中會建立教師學生相互評價模塊，包括醫學生針對理論知識點、臨床操作、疾病用藥治療等問題的提問;針對知識點在虛擬仿真系統中的設計提問或建議;針對某個知識點的虛擬仿真教學占總教學量比例的建議等。通過這一模塊功能，結合相應測試模塊，教師能夠及時了解醫學生對醫學課程某知識點的掌握程度，并根據醫學生反饋意見，調整教學模式，來適應醫學生在學習中的要求。

（三）有利于申報更高層次的課程建設項目

2019年教育部發布《關于一流本科課程建設的實施意見》指出：“課程是人才培養的核心要素，課程質量直接決定人才培養質量。全面開展一流本科課程建設，樹立課程建設新理念，推進課程改革創新，實施科學課程評價?！币涣髡n程建設包括線上一流課程，虛擬仿真教學一流課程，線下一流課程，線上線下混合式一流課程等模式。教師團隊在打造具有醫學特色的虛擬仿真教學系統，并在醫學生使用過程中不斷完善后，可以在此基礎上，進一步申報省級、國家級課程建設項目，接受全國醫學相關人員的檢驗，提升自身的虛擬仿真教學水平，推動高校教學改革進程。

（四）有利于醫學生激發對醫學課程學習的積極性

虛擬仿真教學最大的優勢既是通過利用虛擬仿真系統，為醫學生提供交互性、逼真性強的學習方式，能夠緩解部分高校實驗條件不足的問題，讓每一位醫學生都能夠獨立完成學習任務;同時教師也能夠適當通過分組進行團隊實驗項目的完成，培養醫學生獨立解決問題能力，團隊合作能力，激發醫學生創新意識。同樣地，在理論教學中，教師通過虛擬仿真系統形象地呈現較為復雜的醫學知識點，如機體內部解剖結構、各器官功能以及調節機制等[4]，有利于醫學生對重點知識的理解與掌握，提高醫學生對醫學課程學習的興趣與積極性。

（五）有利于醫學生提高學習的效率

虛擬仿真系統的建立，可以和線上學習平臺（如慕課、學習通、雨課堂等）相結合，便于醫學生的自主進行預習以及課后的復習，有利于醫學生提高學習的效率[5]。

三、虛擬仿真教學中需要注意的問題

（一）教師與醫學生觀念的轉變

國家教育部門越來越重視高等院校的教學改革，不斷提出適應社會發展的教學改革新要求。無論是醫學院校教師還是醫學生，都要認清社會的發展，在思想觀念上進行適當的轉變。對于醫學院校的教師而言，要關注國家教育部門下發的各項教學改革政策，積極學習新的教學手段，如拍攝課程微視頻、線上教學App等軟件、創建虛擬仿真教學系統等。通過這些教學新方式的使用，讓較為復雜、枯燥的醫學課程變得形象生動，提高醫學生對醫學課程的興趣和積極性。對于醫學生而言，大學課堂不再是教師純粹的知識灌輸。利用虛擬仿真教學系統，自主思考問題，提出問題，解決問題。通過醫學生自主的學習，并在教師指導下，掌握知識點并能靈活應用。

（二）虛擬仿真系統不斷改進跟新

生命科學領域在不斷地更新發展，虛擬仿真教學系統應該隨著知識的完善、更新甚至是更正，不斷進行改進，讓醫學生能夠獲得最新的知識。另外，虛擬仿真教學系統在醫學生使用過程中，不斷地收集改進的建議或是使用過程中出現的問題，也可以通過使用類似教學系統，進行比較后發現不足，再根據具體情況，對虛擬仿真教學系統進行調整。

（三）加大虛擬仿真教學系統的共享

虛擬仿真教學系統在前期創建時，投入相對較大，需要教師團隊和虛擬仿真技術公司付出較大的精力。因此，目前已有的虛擬仿真教學系統主要是為本校的課程或學生服務。但這并適于該中教學模式以及虛擬仿真技術的發展和進一步的完善。國家教育部門逐年增加對虛擬仿真教學系統的投入，最終實現資源的共享，讓更多的學生或教師使用，才能發現系統存在的問題，并及時解決;才能及時更新虛擬仿真教學系統的知識體系;才能更大范圍的提高高等院校的教學質量。

（四）教學活動不能完全依賴于虛擬仿真系統

盡管虛擬仿真教學系統能夠為醫學生提供形象逼真的學習平臺，能夠讓醫學生在盡可能逼真的虛擬環境中進行臨床技能的訓練、疾病的分析、診斷和治療，但這些是遠遠不夠的。對于醫學生而言，在校期間除了能夠掌握理論知識以外，還要對臨床實操能力進行培養。虛擬仿真教學系統無法訓練醫學生的真實動手能力。此外，與教師面對面的教學模式是必不可少的。醫學生在利用虛擬仿真教學系統學習后，都需要教師對學生不能理解的知識點、不能解決的問題進行系統性指導，以確保醫學生能夠真正掌握知識點，能夠應用這些理論知識。

（五）注重醫學生自主學習能力的培養

虛擬仿真系統在應用過程中，是以醫學生為主體，可在任意的時間、地點進行學習，不再受限于空間、儀器設備的限制。該系統的任務與課程成績直接掛鉤，督促醫學生通過自主學習，完成學習任務，進而起到培養醫學生自主學習能力。

四、虛擬仿真教學系統與其他教學模式的融合

（一）虛擬仿真與醫學理論課程教學

目前，虛擬仿真教學系統主要應用于醫學生實驗教學。虛擬仿真實驗教學系統與傳統實驗教學相比較，不需要實儀器設備、不需要花費太多的時間完成實驗，而且能夠在短時間內在虛擬仿真系統中快速調整或選擇實驗條件，得到不同的實驗結果;每一位醫學生都能夠自主獨立進行實驗，不受限于儀器不足，不影響實驗的進度。

醫學課程遠不止實驗課程，還包括大量的理論課程。這些理論課程中有很多的知識點難以通過教師的講述讓醫學上完全理解和掌握。因此，虛擬仿真教學可加大在理論課程教學中的應用。比如“解剖學”中人體的細微結構;“病理學”和“病理生理學”中疾病的病程在不同條件下的變化;“生理學”中機體對各個系統的調節機制等。通過對這些較難理解、不容易用語言描述的內容進行逼真的仿真模擬，讓醫學生能夠對理論知識點有較為清晰形象的認識，有利于醫學生對知識點的掌握，提高醫學生對理論知識學習的積極性。

（二）虛擬仿真與線上教學、線上線下混合式教學

教育部鼓勵和支持高等院校建立線上教學、線上線下混合式教學模式。線上教學是充分利用線上資源，構建線上網絡教學平臺，學生利用線上網絡平臺完成自主學習，包括教師錄播的教學視頻、作業、討論以及考試等內容。混合式教學，即將線上教學和面對面教學有機結合一種教學模式。類似地，建立線上網絡學習平臺，讓醫學生在進入課堂之前，就對知識點有了較好的，基礎水平的了解，能夠帶著問題在課堂上接受知識;而教師也能夠根據醫學生線上學習后的反饋，來針對性講解知識點，也將有更多的時間為學生講解課程重點難點，保障課程教學的質量。

虛擬仿真教學系統也是利用網絡來建立的教學平臺。可以將虛擬仿真內容融入線上教學或線上線下混合式教學中，綜合兩者的優勢，為醫學生提供更為完善的學習資源和學習平臺，培養醫學生的自主學習能力，促進高等院校的教學改革。

（三）虛擬仿真與課程整合

國內高等醫學院校在對醫學生的教學活動中，醫學生在校內完成理論課程的學習，并且各門理論課程自成體系，在實習階段進行臨床知識的學習。這就導致醫學生無法將理論知識靈活應用于臨床上，甚至由于時間太久，遺忘了基礎理論知識;而在理論知識學習時，也不能很好地和臨床聯系起來。因此為了解決這一問題，出現“課程整合”。課程整合就是將自成體系的理論課程通過其內在聯系把知識點整合起來，主要是以系統為中心，將系統涉及的解剖學、組織與胚胎學、生理學、病理生理學等理論知識進行整合;也可以將涉及的基礎理論課程與臨床醫學知識進行整合，打破醫學生知識體系傳統模式，為其建立結構性完整的，應用更為便利的知識體系，讓醫學生能夠將各門課程知識融會貫通，靈活應用于臨床[6，7]。

同樣的，虛擬仿真教學系統在創建時，也可考慮課程整合。將各門課程根據需要進行整合，設計融入虛擬仿真教學系統中，且虛擬仿真系統也能讓醫學生盡早地接觸臨床。通過兩者的結合，培養醫學生的綜合素質能力。

（四）虛擬仿真與課程思政

全國高校思想政治工作會議上提出“使各類課程與思想政治理論課同向同行”[8]，要求高等院校其他專業理論課程不斷地挖掘思想政治理論內容，并融入專業課程教學中，提高大學生思想境界、職業素養等。因此，在進行虛擬仿真教學系統創建過程中，也可以將課程思政的內容融入該系統，在醫學生自主學習的同時，增加對醫學生的思想政治教育，培養醫學生的職業素養。

由于在校醫學生沒有接觸臨床，缺乏醫患溝通能力，無法真正體會遇到生命的重要性和脆弱性，因此是不利于醫學生以后的臨床工作的開展。實際上，高等醫學院校中，設置了“倫理學”和“醫病關系與溝通技巧”等課程，能夠讓醫學生在早期了解到上述的情況。因此，在建立虛擬仿真系統時，可以適當增加“倫理學”“醫病關系與溝通技巧”內容，讓醫學生在學校學習的同時，進一步了解實際生活中臨床工作環境。

盡管，目前虛擬仿真系統在教學活動中仍存在不足，但不可否認，虛擬仿真教學能夠在醫學教學中，利用其顯著優勢，充分發揮其在教學教育活動以及醫學人才培養中發揮積極作用，是推動高等醫學教育教改的進程和發展必要手段之一。

參考文獻

[1]柳洪潔，宋月鵬，馬蘭婷，等.國內外虛擬仿真教學的發展現狀[J].教育教學論壇，2020，4（17）：124-126.

[2]李平.推進虛擬現實技術應用，提高高校教育教學質量[J].實驗室研究與探索，2018，37（1）：1-4.

[3]李艷君，黃德生，關鵬，等.虛擬仿真技術在我國醫學教育領域相關研究中應用的科學知識圖譜分析[J].中華醫學教育雜志，2020，40（12）：992-996.

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[5]凌玉，李念兵，羅紅群.慕課和虛擬仿真在物理化學實驗教學中的作用[J].西南師范大學學報（自然科學版），2020，45（5）：174-177.

[6]譚飛，萬寶俊，舒濤，等.醫學整合課程教學模式改革現狀與思考[J].醫學與社會，2015，28（9）：94-97.

[7]程桂榮，劉丹，許浪，等.醫學教育整合課程改革現狀及建立評價體系的思考[J].教育教學論壇，2019，2（8）：148-149.

[8]顏新躍，戴聯華，仉慧卿，等.“協同”維度下高校各類課程與思想政治理論課同向同行的原則研究[J].吉林省教育學院學報，2020，3（36）：95-99.