疫情下新技術在臨床醫學教學中的應用*

于曉雯，曾蜀雄，佟智穎，趙家義，商 艷，姚均迪

(海軍軍醫大學第一附屬醫院：1.老年病科；2.全科醫學教研室；3.泌尿外科，上海 200433)

2019年新型冠狀病毒肺炎(新冠肺炎)大流行對臨床醫學教育產生了深遠影響。盡管不同地區和國家的疫情后受影響程度有所不同，但學生可以從學校接受的教育質量和數量均低于疫情前是毋庸置疑的。根據美國疾病控制和預防中心(CDC2020)的說法，新冠肺炎疫情極可能持續很長時間，目前均還無人能夠估計疫情結束之日何時到來，故有了“后疫情時代”之說。

由于互動性強，疫情后新技術在臨床醫學課上的使用越來越廣泛。此外，許多研究得出結論，學生對應用了增強現實(AR)和虛擬現實(VR)等技術的課程更感興趣[1]。諸如此類新技術的應用可以極大地豐富疫情后臨床醫學教學的可選擇方法。如果長時間需要保持社交距離，或者學校不允許學生課堂聚集，這些新技術也可以為臨床醫學教學提供替代方法[2]。令人驚訝的是，布倫納等早在2003年就提出了使用各種新技術用于醫學教育:包括VR、AR和三維(3D)技術等基于計算機的教學方式。

主動學習方法，如翻轉課堂、問題式學習、小組討論和案例式教學及受眾反應系統均是在傳統大型小組講座的基礎上以學習者為中心的教學方法[3-4]。然而，由于新冠肺炎的存在，學生需要保持社交距離，教育者需要尋找替代的教學方法。學生和教師比例、可用教具數量、空間和教室，甚至互聯網的接入情況每所學校均各不相同，因此，教師應該做好準備應對任何情況下使用現有的創新方法。

1 教學新技術舉例

1.1視頻教學 一般來說，學生更傾向于使用視頻輔助學習。有報道顯示，視頻教學往往可以提高學生的學習滿意度[5]。然而，LANGFIELD 等[6]指出，由于構成被動學習，單獨的視頻教學并不能提高學生的學習成績，他們建議視頻應該用作主動學習工具。GROSSER等[7]強調成功使用視頻教學的關鍵目的是為了加強臨床實踐和基礎知識之間的聯系。

1.2線上資源 受疫情影響，人們對醫學的關心達到了前所未有的高度，一些線上醫學教育平臺也免費或通過優惠的手段開放了多類學習課程，既有臨床、護理等面向專業人士的，也有針對普通人的線上科普。2020年教育部發布的《國務院辦公廳關于加快醫學教育創新發展的指導意見》就指出要強化現代信息技術與醫學教育教學的深度融合，探索智能醫學教育新形態，建設400門左右國家級醫學虛擬仿真實驗教學一流課程，推出1 500門左右國家級醫學線上線下精品課程；建設國家臨床醫學、中醫學、公共衛生等教學案例共享資源庫。同年2月4日國家衛生健康委員會辦公廳發布《關于加強信息化支撐新型冠狀病毒感染的肺炎疫情防控工作的通知》，要求進一步強化疫情防控工作的信息化支撐，強調充分發揮中國繼續醫學教育網等平臺作用，通過遠程教育方式開展新冠病毒自我防護、診療救治等培訓，提高基層醫務人員醫療服務和個人防護能力。國家對這種教育方式的官方認可無疑是推動市場發展的重要力量。網絡教育通過互聯網可以將學校任何一門優質課程、教學成果傳至更遠的地方，突破時間、空間的限制，將優質資源充分利用[8]。在我國，也可促進教育公平，讓一線城市教育資源進入十八線小城市或者農村變得有可能。機構如Coursera、edX、Openlearning、學堂在線、中國大學慕課(MOOC)、可汗學院等是實際提供課程的“課程平臺”，表1總結了國外主要的MOOC平臺。它們有的是和大學合作制作課程，有的是和科技公司合作，并且根據收費情況可以分為營利性和非營利性，根據其合作機構的不同，每個平臺提供的學習資源也是各有特色。雖然缺乏系統性，不同于大學里有學院安排的條理進度妥當的專業課，MOOC依舊可以作為一塊“敲門磚”、一個通向專業知識的起點。

表1 國外主要MOOC平臺

1.3社交媒體 在高速發展的數字化世界，社交媒體對人們生活的影響不容忽視，學校可以利用其優勢特點，讓其在教育中體現作用。通過合理使用，社交媒體可以提升學生學習效果，增強學生和教師之間的聯系。社交媒體其實延長了教師的辦公時間，方便教師和學生課后互動，對于沒有機會或者羞于在公共課堂提出自己問題的學生，社交媒體為他們提供了一個相對隱私的平臺，可以提出并尋求幫助以解決困惑。醫學類的社交媒體最常用的就是丁香園，不過丁香園基本就是醫生之間的社交媒體，醫生與患者之間的社交媒體有微博、各類微信公眾號、好醫生、丁香醫生等網站平臺，丁香醫生這樣的微信公眾號，可以給大眾普及很多健康知識。針對患者的社交媒體，暫時還比較少，不排除患有同類疾病的患者或其家屬自發組織病友群等。

1.43D打印 3D打印數字模型可以由各種材料制成，例如尼龍、聚乙烯醇、聚乙酸、丙烯腈丁二烯苯乙烯、木材、金屬和碳纖維細絲等[9]。3D打印為醫療領域帶來了巨大的創新。其應用領域非常廣泛，包括以下內容：手術準備、假肢、牙科義齒的制備、組織和器官的3D打印、藥物劑量和藥理學、醫療工具和設備的制造等[10]。例如：3D打印正被用于復制患者特定的器官，這些器官將在實際的復雜操作發生之前進行實踐準備。與僅查看X射線、CT掃描和MRI相比，3D打印效果更好，且準確度更高。使用3D打印進行外科手術模擬和準備還具有節省大量成本和時間的潛力。得益于醫學3D打印技術，皮膚組織修復和重建、肢體置換、腎臟移植和心臟移植等已成功實現。同樣，通過骨科植入物的生產，用醫學上的3D打印可以進行骨骼和肌肉修復[11]。能夠 3D打印組織細胞和器官的研究促進了癌癥等疾病的研究工作，通過研究腫瘤如何生長和發展以尋求治療。藥物中的3D打印也可以簡化藥理學和藥物管理。3D打印藥丸可一次容納多種藥物，每種藥物具有不同的釋放時間，從而為患有多種疾病的患者提供了一種簡單的解決方案。一種名為“Polypill”的3D打印藥片已針對糖尿病患者進行了測試，還解決了各種藥物相互作用的問題。在今年新冠肺炎的治療過程中，湖南郴州市的醫院打印出感染新冠肺炎患者的肺部模型用于醫護人員的科學研究。彩色3D打印逐漸普及之后，3D打印在科普教育領域將大放異彩。原本涉及血管、人體結構分布之類復雜的模型非常難制作，導致教學模型簡陋粗糙，使用3D打印后，現在制作的模型更加精細可靠，雖然價格高昂，但只要電腦中可以建模的樣本現在基本均能打印出來，配合透明材料，其中的血管、組織均能直觀查看。

1.5AR AR是新一代 3D 可視化技術。與傳統教育相比，通過AR技術以直觀易懂的方式展現在課堂中。這種高科技形式的知識點呈現對于提高課堂氛圍，提升學生在課堂上的專注度大有裨益[12]。AR技術在職業教育實訓中的應用也越來越多，例如AR形象設計實訓、AR服裝設計實訓等。借助AR技術，學生的課堂體驗融合了虛擬與現實，不再是圖書或黑板呈現出的平面內容，而是栩栩如生的VR內容。AR的可視化、互動性可以自然而然地設計出非常吸引人的游戲化教學內容，寓教于樂，從而大幅度提升學生的學習意愿、激發學習興趣。AR可以讓不同地區的教師、學生聚集在一個虛擬課堂中上課，并且達到真實、實時的互動。因此，優質教育資源能以非常低的成本傾斜到三四線城市、農村等教育欠發達的地區。而互聯網化的教育模式，應用AR可以提升產品的附加值，帶來更優質的用戶體驗[13]。

近年來，AR技術也越來越多地被應用于醫學教育、病患分析及臨床治療中，對于注重實踐的醫療教學來說，AR技術的應用使深奧難懂的醫學理論變得形象立體、淺顯易懂，大大提高了教學效率和質量[14]。Anatomy 4D這樣的AR產品應用可以讓學生利用閑暇時間仔細研究人體骨骼，從不同的角度去看，可以放大縮小，還可以自由旋轉。學生還可以選擇觀看肌肉系統、神經系統或者循環系統。通過使用AR眼鏡進行直播能讓學生以第一視角觀摩現場專家的手術實操，這無疑大大增加學生的學習興趣和技能掌握熟練程度。新西蘭奧塔哥大學一個研究團隊研發出一個AR應用，學生可通過手機掃描非處方藥，然后就可以看到藥品的主要成分，還可以轉動3D模型以更好地觀察藥物、查看藥物的化學結構。這個應用可以讓學生可視化地感受到：藥物的作用必須與機體內的接受物質結合，才能發揮藥理作用。

1.6VR 早在20世紀30年代初，蒙臺梭利博士就提出：“通過運動，我們接觸到外部真實世界，正是通過這些接觸，我們最終獲得了抽象知識。學習的過程是依賴于我們的身體如何與環境相互作用的。”幾十年來，教育技術的主要界面一直是鼠標和鍵盤，然而，這些均不是高度具象化的界面工具。出于教育的目的，具象化意味著學習者開始通過姿勢或運動來操控所學事物。例如：想象在一堂關于齒輪和機械優勢的課程中，如果學生敲擊鍵盤上的“s”使齒輪旋轉，這就不如在屏幕上旋轉指尖同步操縱齒輪來得具體。隨著更自然的用戶界面的出現，數字化教學內容的整體用戶感即將改變[15]。可以用手操作的高度沉浸式虛擬環境將影響內容的編碼和保留方式。VR最有趣的方面之一是用戶可以與虛擬生成的交互環境互動。與 VR 相關的2個獨特屬性使該技術能夠對教育產生積極影響：(1)沉浸式體驗感；(2)3D環境中手勢與操作的具象化體現。結合了教育行業和 VR 技術行業2個角度，找到二者之間的契合點能夠提高課堂教學效率和學生學習主動性。

2 小 結

后疫情時代，為了克服物理空間上的阻隔，保證教學工作的正常進行，需要通過信息化手段構造教學、學習的“虛擬空間”，通過新技術手段的應用，將疫情期間物理空間隔離的影響降到最小，為師生提供便利。