仿真模擬技術(shù)在“防生醫(yī)學(xué)”課程教學(xué)中的探索

錢汐晶 趙平 任浩

[摘 要] 仿真模擬技術(shù)利用虛擬三維場景，輔以人機(jī)交互設(shè)備，有效節(jié)約教學(xué)成本，突破場地等因素限制，給傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育帶來了新的變革。針對醫(yī)學(xué)院校在“防生醫(yī)學(xué)”課程中遇到的實(shí)踐性、操作性不強(qiáng)的問題，提出建立以仿真模擬技術(shù)平臺為主體的輔助教學(xué)，打造貼近實(shí)際生物突發(fā)事件環(huán)境的虛擬仿真訓(xùn)練場景，建立多元交互的生物防護(hù)教學(xué)模式，以提高學(xué)員對這門課程的興趣與認(rèn)知，使學(xué)員初步具備應(yīng)對生物突發(fā)事件的基本能力。

[關(guān)鍵詞] 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué);仿真模擬;防生醫(yī)學(xué)

[基金項(xiàng)目] 海軍軍醫(yī)大學(xué)教學(xué)成果立項(xiàng)培育重點(diǎn)項(xiàng)目“衛(wèi)生防疫教學(xué)理論與技能訓(xùn)練改革”（JPY2020A08）

[作者簡介] 錢汐晶（1988—），女，江蘇常州人，博士，海軍軍醫(yī)大學(xué)海軍醫(yī)學(xué)系講師，主要從事醫(yī)學(xué)微生物及防生醫(yī)學(xué)研究;

任 浩（1973—），女，山東曹縣人，博士，海軍軍醫(yī)大學(xué)海軍醫(yī)學(xué)系教授（通信作者），主要從事醫(yī)學(xué)微生物學(xué)、重要病原微生物的致病機(jī)制與檢測研究。

[中圖分類號] G642.0? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）32-0091-04? ? [收稿日期] 2020-10-10

一、引言

近幾年，全球生物安全形勢相對嚴(yán)峻。生物恐怖襲擊時(shí)有發(fā)生，致病微生物實(shí)驗(yàn)室泄露風(fēng)險(xiǎn)不容忽視，新發(fā)或再發(fā)的傳染性疾病全球大流行更是嚴(yán)重威脅到全世界人民的切身安全。在新冠肺炎疫情常態(tài)化的背景下，生物安全、生物國防更被提到前所未有的高度。醫(yī)學(xué)生在進(jìn)入工作崗位前，對生物醫(yī)學(xué)防護(hù)這一重要領(lǐng)域最基本的知識及操作技能進(jìn)行相應(yīng)的學(xué)習(xí)與培訓(xùn)，具備初步識別和應(yīng)對生物突發(fā)事件的基本能力，對提高生物國防的整體實(shí)力具有重要意義。

“防生醫(yī)學(xué)”是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。隨著新冠肺炎疫情在全球范圍內(nèi)的迅速蔓延，疫情常態(tài)化已不可避免。在此大環(huán)境下，更要進(jìn)一步夯實(shí)醫(yī)學(xué)生的生物醫(yī)學(xué)防護(hù)相關(guān)知識。此外，整個社會對實(shí)用型生防醫(yī)學(xué)人才的需求也在不斷增加。通過生防相應(yīng)課程，積累并獲得切實(shí)有效的相關(guān)技能，是刻不容緩的重要任務(wù)。然而，“防生醫(yī)學(xué)”課程中的知識點(diǎn)較為繁多、枯燥，內(nèi)容缺乏聯(lián)想性，如果僅依靠傳統(tǒng)書本授課的教學(xué)模式，很難達(dá)到理想的教學(xué)效果。仿真模擬教學(xué)歷來在實(shí)用型醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)中發(fā)揮重要作用[1]。在施教過程中，若能利用仿真模擬技術(shù)引入虛擬仿真三維教學(xué)場景，同時(shí)輔以人機(jī)交互設(shè)備，可以最大限度模擬實(shí)訓(xùn)操作的真實(shí)體驗(yàn)。此外，該技術(shù)也能解決大型、危險(xiǎn)、投入高的實(shí)訓(xùn)場地等的因素限制，有效節(jié)約教學(xué)成本，同時(shí)提高教學(xué)質(zhì)量[2，3]。目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展水平，已具備將多種生防場景引入課堂的功能。在此基礎(chǔ)上，打造貼近實(shí)際生物突發(fā)事件環(huán)境的虛擬仿真訓(xùn)練場景，建立虛實(shí)結(jié)合、人機(jī)結(jié)合、技評結(jié)合的多元交互生物防護(hù)教學(xué)模式，是防生課程走向?qū)崙?zhàn)化教學(xué)的關(guān)鍵一環(huán)。

二、仿真模擬教學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展及在教學(xué)中的應(yīng)用

仿真模擬技術(shù)作為一種新型教學(xué)模式，通過外形仿真、操作仿真、視覺感受仿真等，使用真實(shí)的現(xiàn)代化、智能化的模型作為參與者的操控平臺，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過實(shí)際操作，使參與者有身臨其境、切身體會，大大提高和促進(jìn)實(shí)用型人才的培養(yǎng)。國外仿真模擬教學(xué)系統(tǒng)從1969年開始廣泛運(yùn)用于高等教育、能源化工、計(jì)算機(jī)及電子商務(wù)領(lǐng)域。1989年，美國弗吉尼亞大學(xué)的威廉沃爾夫教授首次提出了虛擬實(shí)驗(yàn)室的概念。2002年，虛擬仿真技術(shù)在與醫(yī)學(xué)教育相關(guān)的心肺復(fù)蘇教學(xué)中得到運(yùn)用，并且依舊是迄今為止運(yùn)用最為廣泛、有效的心肺復(fù)蘇教學(xué)方法之一。我國教育部自2013年以來，在全國啟動了國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)項(xiàng)目。國內(nèi)許多高校已建立了自己的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，其中醫(yī)學(xué)類有25家、軍事類有1家。可見，將該技術(shù)引入高校本科教學(xué)，尤其是實(shí)踐性強(qiáng)的學(xué)科，已成為必然趨勢。目前，仿真模擬技術(shù)已成為繼理論研究、實(shí)驗(yàn)研究后又一種科學(xué)研究的方式。在仿真模擬教學(xué)中，醫(yī)學(xué)仿真模擬教學(xué)一直是運(yùn)用最為廣泛的實(shí)踐教學(xué)方法之一。參照未來生防崗位需求和應(yīng)對生物突發(fā)事件工作流程，建立重點(diǎn)突出的仿真模擬實(shí)訓(xùn)中心，為理論、實(shí)踐一體化教學(xué)提供有力支撐，使學(xué)員在校園便可接受高質(zhì)量的生防能力訓(xùn)練，完美對接未來衛(wèi)生崗位上可能遭遇的各種生物突發(fā)情況。隨著技術(shù)的進(jìn)步與提高，生物醫(yī)學(xué)仿真模擬教學(xué)將進(jìn)一步得到發(fā)展，呈現(xiàn)仿真教學(xué)全方位、多樣化、全智能的趨勢。

三、“防生醫(yī)學(xué)”課程設(shè)置及實(shí)施

現(xiàn)代軍事戰(zhàn)爭已不是傳統(tǒng)意義上的戰(zhàn)爭，生物突發(fā)事件以及生物恐怖活動仍是當(dāng)今世界最重要的安全問題之一。同樣，隨著經(jīng)濟(jì)全球化的進(jìn)程，以及中國國力的提高，醫(yī)療外交、國外基地駐防亞丁灣護(hù)航等任務(wù)愈加增多。在這些過程中，都不可避免要出現(xiàn)生物醫(yī)學(xué)防護(hù)。新冠肺炎疫情蔓延至今，全球感染人數(shù)仍節(jié)節(jié)攀升，疫情防控常態(tài)化已成為一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)措施。醫(yī)務(wù)工作者必須具備這一重要領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)具有這方面識別和救治能力的醫(yī)學(xué)人才是我們國家及軍隊(duì)刻不容緩的一項(xiàng)任務(wù)。

“防生醫(yī)學(xué)”正是這些背景下具有針對性的生物醫(yī)學(xué)防護(hù)相關(guān)課程，主要涉及生物安全的理論和技術(shù)，國際生物安全的歷史、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，生物安全裝備，全球突發(fā)新發(fā)傳染病分布概況，生物突發(fā)事件甄別與應(yīng)急處置等。國內(nèi)外生物安全形勢不斷變化，新發(fā)、再發(fā)傳染病的國際流行時(shí)有發(fā)生。然而，傳統(tǒng)的生防教學(xué)模式主要集中在以課本理論知識為基礎(chǔ)、教員制作課件并口授為主，對實(shí)際操作的培訓(xùn)由于場地、設(shè)備、費(fèi)用等限制較為缺乏。授課過程中，學(xué)員無法完全將課本知識與實(shí)際生物突發(fā)事件或生物恐怖襲擊相聯(lián)系，實(shí)際操作應(yīng)用機(jī)會難以保證，生物醫(yī)學(xué)防護(hù)課程學(xué)習(xí)效果較差。防生醫(yī)學(xué)的實(shí)踐教學(xué)活動開展刻不容緩。通過實(shí)踐教學(xué)，學(xué)員能更好地將學(xué)習(xí)到的偵、檢、消、防、治貫穿到生物突發(fā)事件處置的整個流程中，在將來的醫(yī)學(xué)防護(hù)工作中也能具備基本的處置能力。