仿真模擬技術(shù)在“防生醫(yī)學”課程教學中的探索

錢汐晶 趙平 任浩

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

[關(guān)鍵詞] 基礎醫(yī)學;仿真模擬;防生醫(yī)學

[基金項目] 海軍軍醫(yī)大學教學成果立項培育重點項目“衛(wèi)生防疫教學理論與技能訓練改革”（JPY2020A08）

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

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

[中圖分類號] G642.0? ? ? [文獻標識碼] 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峻。生物恐怖襲擊時有發(fā)生，致病微生物實驗室泄露風險不容忽視，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)學生在進入工作崗位前，對生物醫(yī)學防護這一重要領域最基本的知識及操作技能進行相應的學習與培訓，具備初步識別和應對生物突發(fā)事件的基本能力，對提高生物國防的整體實力具有重要意義。

“防生醫(yī)學”是一門實踐性、應用性很強的課程。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，更要進一步夯實醫(yī)學生的生物醫(yī)學防護相關(guān)知識。此外，整個社會對實用型生防醫(yī)學人才的需求也在不斷增加。通過生防相應課程，積累并獲得切實有效的相關(guān)技能，是刻不容緩的重要任務。然而，“防生醫(yī)學”課程中的知識點較為繁多、枯燥，內(nèi)容缺乏聯(lián)想性，如果僅依靠傳統(tǒng)書本授課的教學模式，很難達到理想的教學效果。仿真模擬教學歷來在實用型醫(yī)學人才培養(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場景，同時輔以人機交互設備，可以最大限度模擬實訓操作的真實體驗。此外，該技術(shù)也能解決大型、危險、投入高的實訓場地等的因素限制，有效節(jié)約教學成本，同時提高教學質(zhì)量[2，3]。目前的計算機技術(shù)發(fā)展水平，已具備將多種生防場景引入課堂的功能。在此基礎上，打造貼近實際生物突發(fā)事件環(huán)境的虛擬仿真訓練場景，建立虛實結(jié)合、人機結(jié)合、技評結(jié)合的多元交互生物防護教學模式，是防生課程走向?qū)崙?zhàn)化教學的關(guān)鍵一環(huán)。

二、仿真模擬教學系統(tǒng)的發(fā)展及在教學中的應用

仿真模擬技術(shù)作為一種新型教學模式，通過外形仿真、操作仿真、視覺感受仿真等，使用真實的現(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)實技術(shù)，通過實際操作，使參與者有身臨其境、切身體會，大大提高和促進實用型人才的培養(yǎng)。國外仿真模擬教學系統(tǒng)從1969年開始廣泛運用于高等教育、能源化工、計算機及電子商務領域。1989年，美國弗吉尼亞大學的威廉沃爾夫教授首次提出了虛擬實驗室的概念。2002年，虛擬仿真技術(shù)在與醫(yī)學教育相關(guān)的心肺復蘇教學中得到運用，并且依舊是迄今為止運用最為廣泛、有效的心肺復蘇教學方法之一。我國教育部自2013年以來，在全國啟動了國家級虛擬仿真實驗教學中心建設項目。國內(nèi)許多高校已建立了自己的虛擬仿真實驗室，其中醫(yī)學類有25家、軍事類有1家?？梢姡瑢⒃摷夹g(shù)引入高校本科教學，尤其是實踐性強的學科，已成為必然趨勢。目前，仿真模擬技術(shù)已成為繼理論研究、實驗研究后又一種科學研究的方式。在仿真模擬教學中，醫(yī)學仿真模擬教學一直是運用最為廣泛的實踐教學方法之一。參照未來生防崗位需求和應對生物突發(fā)事件工作流程，建立重點突出的仿真模擬實訓中心，為理論、實踐一體化教學提供有力支撐，使學員在校園便可接受高質(zhì)量的生防能力訓練，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)的進步與提高，生物醫(yī)學仿真模擬教學將進一步得到發(fā)展，呈現(xiàn)仿真教學全方位、多樣化、全智能的趨勢。

三、“防生醫(yī)學”課程設置及實施

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今世界最重要的安全問題之一。同樣，隨著經(jīng)濟全球化的進程，以及中國國力的提高，醫(yī)療外交、國外基地駐防亞丁灣護航等任務愈加增多。在這些過程中，都不可避免要出現(xiàn)生物醫(yī)學防護。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)化已成為一項重要的基礎措施。醫(yī)務工作者必須具備這一重要領域的基礎知識，培養(yǎng)具有這方面識別和救治能力的醫(yī)學人才是我們國家及軍隊刻不容緩的一項任務。

“防生醫(yī)學”正是這些背景下具有針對性的生物醫(yī)學防護相關(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有發(fā)生。然而，傳統(tǒng)的生防教學模式主要集中在以課本理論知識為基礎、教員制作課件并口授為主，對實際操作的培訓由于場地、設備、費用等限制較為缺乏。授課過程中，學員無法完全將課本知識與實際生物突發(fā)事件或生物恐怖襲擊相聯(lián)系，實際操作應用機會難以保證，生物醫(yī)學防護課程學習效果較差。防生醫(yī)學的實踐教學活動開展刻不容緩。通過實踐教學，學員能更好地將學習到的偵、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)學防護工作中也能具備基本的處置能力。