醫學形態學虛擬仿真實驗平臺的實踐探索

余雨滋 桂璐晨 潘永良 黃浙學 牟秋月

[摘? ? ? ? ? ?要]? 醫學形態學實驗課程是培養高校醫學生優秀科研素質和綜合實踐能力的重要途徑。為解決傳統形態學實驗課形式單一、教學效率低下的問題，本項目利用虛擬仿真實驗技術，堅持“以實為本、虛實結合”的原則，開展基于團隊合作的新型實驗教學，激發學生自主學習和積極創新的潛能，從而真正提升實驗教學效果。同時，在實踐過程中，提出虛擬仿真實驗平臺應用的局限性和改進之處，為形態學實驗課程改革提供重要參考和依據。

[關? ? 鍵? ?詞]? 虛擬仿真;醫學形態學;教學改革

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）33-0096-02

一、前言

眾所周知，醫學形態學實驗教學是基礎醫學教育的重要環節，是培養學生科研能力、創新意識與科學思維方法的有效途徑[1]。但受實驗教學條件的限制，傳統的形態學實驗教學方式主要為組織切片觀察，內容較為單一，難以激發學生上實驗課的積極性和主動性。因此，在當前教育部“互聯網+”戰略全面實施的新時代背景下，虛擬仿真實驗平臺的探索和應用已成為現代高等醫學教育教學改革研究的重要內容。

虛擬仿真實驗平臺是一種基于計算機模擬運算的綜合集成技術[2]，利用虛擬現實手段模擬仿真實驗環境，使學生在近似真實環境中運用已掌握的專業知識進行各類體驗和訓練[3]。在這個虛擬實驗過程中，教師可利用虛擬仿真實驗開放性、交互性及共享性的特點，構建以學生自主學習為中心的教學體系，通過將虛擬仿真實驗項目與線下實驗有機結合，提高學生的自主學習能力和科研創新思維，從而真正提高形態學實驗教學效果。故本項目開展虛擬仿真實驗教學，通過線上和線下教學的有機結合，為醫學形態學實驗課改革提供重要參考。

二、醫學形態學虛擬仿真實驗教學平臺建設的必要性

（一）打破傳統實驗時間、空間、人數上的局限，促使新的學習及教學模式的形成

一方面，虛擬實驗平臺可擺脫傳統的貴重設備和昂貴耗損費用的限制，很大程度上解決當前師資和實訓資源不足等問題;另一方面，該平臺的建設體現了以“學生為主、教師為輔”的教學理念，真正實現了“做中學，做中教”，加快促進了教學模式的改變[4]。

（二）豐富教學內容，擴展實驗教學時空

虛擬計算機技術通過創造出一個真實、形象、生動的實驗操作環境，不僅突破了現實實驗教學中的重點及難點[5]，還很好地改善了以往受限于實驗設備而導致學生無法親自動手操作或僅有少部分學生能夠參與實驗的問題，提高了學生課堂的活躍度和參與感。

（三）減輕學生負擔，提高教學質量

虛擬仿真平臺實驗教學實現了緊張醫療環境下的自主實驗，減輕了學生的心理負擔，使枯燥的教學變得生動，極大地提高了學生學習的興趣和信心。同時，教師在授課過程中也不需要反復對相同的內容進行重復示教，可將更多的時間用于指導學生，通過“理論指導+虛擬實驗平臺實驗教學”，雙管齊下，可使學生更好地掌握課程內容的重難點，從而達到教學效率、教學質量的雙提高[6]。

（四）節約實驗資源，減少環境污染

在形態學實驗中，尤其在解剖學實驗中，人體標本資源較為稀缺，且消耗量大、重復使用率低，該問題一直困擾著老師和學生。此外，某些動物標本或者實驗器械可能存在著環境污染和病原體感染的風險，需要通過專門途徑回收或焚燒、掩埋處理[5];而虛擬仿真平臺正以其“清潔、高效、長期使用”的優勢完美地避免了以上問題。

三、虛擬仿真實驗教學平臺在醫學形態學中的實踐

我校在虛擬仿真實驗環境建設方面起步較晚，但為有效應對提高學生自主學習和創新發展的問題，我校引入了“醫學魔課MOEC”平臺的醫學虛擬仿真教學軟件，目前我校一共16名教師使用了該平臺，參與學生人數達到1313人。該平臺包括24門學科類別，覆蓋學科范圍廣，正初步應用于我校醫學專業的實驗學習中，如機能學、形態學、免疫學等。本實驗重點講述“形態學虛擬仿真實驗平臺的應用”，根據學生的測試成績和調查問卷結果，多方面對比分析虛擬仿真實驗平臺的優劣勢，從而提出改進措施，促進醫學形態學的教學改革。

（一）我校虛擬仿真實驗平臺的應用

選取本校本科新生班同年級同一錄取方式且入學平均成績相近的護理學的兩個班級，分別設置為對照班和實驗班，保證兩個班級教材、授課內容、進度、學時及任課老師均一致。

對照班：采用傳統實驗教學模式，即“實驗課切片觀察-實驗試卷考核”。

實驗班：在對照班級的基礎上融入線上虛擬仿真實驗教學，虛擬實驗平臺上建有形態學等多個實驗，如大鼠手術操作實驗、大鼠心肌缺血組織HE染色、人體組織切片制作等實驗操作等。學生可事先進行虛擬仿真實驗，在線上學習實驗目的、實驗原理、實驗視頻及實驗注意事項，清楚原理后，進行虛擬仿真實驗操作，實驗結束后，平臺會根據操作步驟進行打分并提醒某些錯誤事項。以“鼠手術基本操作虛擬實驗”為例，學生通過提前在虛擬仿真實驗平臺學習鼠手術的基本操作，在培養其自主學習能力的同時也使其熟悉了整個實驗操作。之后增設動物解剖實驗，學生通過分組合作學習，親自動手麻醉沙鼠、解剖沙鼠，并對解剖下的胃、腎、肺等不同系統的器官進行細致的觀察和比較。通過在與大體老師尸體標本的比較學習過程中，促進學生整合能力的提高和專業解剖知識的深化理解。