元宇宙在臨床醫學學術學位碩士研究生培養中的應用探索

孫笑影，崔雯菁，韓 冰

（哈爾濱醫科大學附屬第二醫院研究生部，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 研究背景

教育與信息技術深度融合發展，是高等教育信息化發展的遠景目標。大數據、云計算、人工智能、區塊鏈等信息技術的快速發展，加速了高校教育信息化。如何有效運用新型信息技術，實現與高等教育深入融合，支撐引領教育現代化，這是未來一段時間內亟待解決的問題。元宇宙作為多種新技術的混合體，其在教育領域的應用得到了重視，并衍生出教育元宇宙這一概念。醫教協同背景下，臨床醫學學術學位碩士研究生（以下簡稱“臨床學碩”）的培養存在重科研輕臨床的現象，研究生階段承擔較重的科研任務，導致大多數臨床學碩在畢業時面臨著臨床經驗缺乏、技能生疏的困境。將元宇宙引入臨床學碩的培養中，有望解決這一困境，通過重塑學習環境、革新教育方法等，在培養臨床學碩科研能力的同時提升其臨床實踐技能，并使臨床學碩在了解臨床現狀的基礎上進行科研工作。

1.1 元宇宙的概念

在尼爾·史蒂文森（Neal Stephenson）于1992 年撰寫的科幻小說Snow Crash 中，元宇宙的概念首次被提及；2021 年Roblox公司上市宣稱打造早期的元宇宙，同年10 月美國社交網絡Facebook 更名為Meta，推動了元宇宙概念在全球熱議[1]。然而，元宇宙作為一個不斷發展、演變的概念，至今其定義尚未統一：（1）《2020—2021 年元宇宙發展報告》指出：“元宇宙是整合多種新技術而產生的新型虛實相融的互聯網應用和社會形態，它基于擴展顯示技術提供沉浸式體驗，基于數字孿生技術生成現實世界的鏡像，基于區塊鏈技術搭建經濟體系，將虛擬世界與現實世界在身份系統、社交系統、經濟系統上密切融合，并且允許每個用戶進行內容生產和世界編輯。”（2）王運武等[2]表示，從不同的視角分析元宇宙有不同含義，但總而言之元宇宙是數字化理念、是虛擬的數字空間和數字世界，其實現需要多種技術支撐。（3）蒲清平等[3]認為元宇宙并非虛擬世界，而是通過新技術融合虛擬與現實世界，并結合自己主觀想象重構的虛實相融的現實鏡像世界。（4）柳亮等[1]認為元宇宙可實現虛擬與現實世界間的自由切換，并從產業、文化、社會學、經濟學、教育學等多視角分析元宇宙，為人們認識元宇宙提供了新的認知方法。綜上所述，元宇宙可以理解成是一種整合多種新技術的互聯網新形態，是基于各項技術支撐所構建的平行于現實世界的“虛擬+現實”融合空間。

1.2 元宇宙的特征

關于元宇宙的特征，學者持有不同看法。（1）張阿雲等[4]認為元宇宙有虛實融合、開放式創造與交流、智能數字化集合、線上線下一體化等特征。（2）Roblox 公司提出“元宇宙”具有三大屬性和八大基本特征：代表個人屬性的身份、朋友；代表空間屬性的沉浸感、低延遲、多元化、隨地；代表社會屬性的經濟和文明。（3）還有學者[5]認為元宇宙具有高度自由、高沉浸感、新的社交交流空間的特征。當前教育界廣泛使用的在線辦公、在線會議、在線學習等僅作為二維的互聯網教育，不能視為教育元宇宙。

2 教育元宇宙的概念及特征

2.1 教育元宇宙的概念

教育元宇宙可被視為由元宇宙相關技術增強的教育環境，這些技術融合了虛擬和真實教育環境的元素[6]。它使學習參與者不受時空限制，通過穿戴設備進入教育環境，并允許他們使用數字身份在元宇宙中進行具身交互，有助于學習資源的共享和學習體驗的提升。

2.2 教育元宇宙的特征

蔡蘇等[7]研究指出教育元宇宙至少具備3 個核心特征：（1）社會交互性，為師生提供更多互動機會、促進學習資源的分享；（2）體驗沉浸性，學生在三維空間里可通過嗅覺、觸覺、聽覺等感受教育內容，極大地提高了虛擬世界的真實感和沉浸性；（3）活動多元性，教育元宇宙中的用戶可根據自己的需求設定學習環境、學習方式、學習活動等。其他研究同樣表明[6]，相比于傳統的線下教學和基于電子屏幕的遠程學習，教育元宇宙具有獨特特征：一是可視化和多樣化的教學資源，使得學習者能夠交互；二是更容易促進學習者發展高階認知的學習目標；三是結合形成性和總結性數據進行學習評價，更加關注學習者的成長。

3 教育元宇宙的理論基礎及應用案例

3.1 教育元宇宙的理論基礎

具身認識理論、分布式認知理論和沉浸理論為教育元宇宙的發展提供了理論啟示[8]，見表1。

表1 教育元宇宙的理論基礎Table 1 Theoretical basis of educational metaverse

3.2 教育元宇宙的應用案例

教育元宇宙得到了廣泛關注，應用案例大體可分為兩大類：開展教學與培訓、建立虛擬實驗室，見表2。

表2 教育元宇宙的理論基礎Table 2 Theoretical basis of educational metaverse

4 臨床學碩培養面臨的問題

2014 年教育部等六部門印發了《關于醫教協同深化臨床醫學人才培養改革的意見》（以下簡稱《意見》）。《意見》指出要著力推進與住院醫師規范化培訓有機融合的臨床醫學專業學位碩士研究生（以下簡稱“臨床專碩”）培養改革，2015 年后統招的臨床專碩納入住院醫師規范化培訓，經過3 年臨床輪轉及考核后實現畢業證、學位證、執業醫師資格證、住培合格證“四證合一”。臨床專碩經過規培，具有研究生和“臨床小醫生”的雙重身份，從務實角度而言，考生及醫療機構均更傾向于臨床專碩。

相比之下臨床學碩培養面臨諸多問題[12]：（1）考生的認同度普遍較低。除對科研有濃厚興趣的考生外，大多考生因臨床專碩競爭壓力大而報考學碩，考生的生源質量低、讀研動機不明確。（2）科研與臨床難平衡。臨床學碩注重科研能力的培養，各類課程的設置和培養方案的制定均偏向于完成科研項目，但對于醫學研究生而言，臨床實踐技能的提升也不容忽視，因此讀研期間二者很難平衡。（3）就業壓力大。醫療單位招聘時更傾向于臨床專碩，而高校及科研機構等更傾向于學術型博士，臨床學碩面臨兩難的就業局面，就業前景堪憂。（4）培養成本相對較高。研究生期間，大多數臨床學碩以完成科研項目為主，但科研思維和科研能力的培養需要較長時間，且畢業后需進行3 年的規范化培訓才可進入臨床，因此學碩的培養成本高，但回報收益低。

科研始于臨床又應用于臨床，二者的有機平衡才能提高醫療水平。因此在培養臨床學碩科研能力的同時，應加強課程建設，創建更多實踐平臺，緩解臨床學碩實戰時的不適感、緊張感，從而縮短其畢業后規培時間，降低臨床學碩的培養成本。

元宇宙在醫學教育領域的應用，有望解決臨床學碩面臨的諸多問題。可將臨床學碩進入元宇宙的學習設為選修課程，因教育元宇宙不受時空限制的學習方式，使得選修課程設置具有可行性。沉浸式體驗感可幫助臨床學碩在未進行臨床輪轉的情況下，也能深入了解臨床管理、查房、手術操作等實際臨床情況。根據科研需求，切換不同科室學習環境，多角度學習和多學科見習交叉滲透，有利于科研思維的培養和科研能力的提升。

5 元宇宙在臨床學碩培養中的應用探索

將元宇宙應用在臨床學碩的培養中，可增強臨床學碩的體驗感，激發學習熱情，進而提高臨床學碩的實踐能力。教育元宇宙的應用可填補臨床教學資源緊張的短板，平衡臨床學碩的科研能力和實踐技能，進而有望改善臨床學碩面臨的現狀。

5.1 實施路徑引導

5.1.1 社會層面（1）政府政策支持引導。數字化教育逐漸成為醫學教育的熱點，各地政府也出臺了相關政策。上海市電子信息產業發展“十四五”規劃和電子信息制造業發展“十四五”規劃等相關政策都大力支持元宇宙相關技術的發展；浙江省將元宇宙列為未來產業技術的重點方向；江蘇省無錫市的《太湖灣科創帶引領區元宇宙生態產業發展規劃》等強調要推動元宇宙技術在多領域的深度應用[2]。利用政府的宏觀政策使學校、企業更加注重元宇宙這種新型教學模式，進一步推動教育元宇宙的發展。（2）“政府—企業—學校”三方合作共贏。政府的政策支持、企業的資金和技術投入以及高校的高端人才輸出，三者的交叉融合共同推動了教育元宇宙的發展[13]。在政策出臺的契機下，應抓住機遇，建立緊密的校企合作和校際合作關系，融合學生需求，構建基于元宇宙時代的臨床學碩的輪科實踐教學資源平臺，從而推動醫學教育向智能化階段邁進。

5.1.2 學校層面（1）教學管理。元宇宙將對教學的多個方面產生影響，突破原有的教學形式、教學體系和教研體系等[14]。首先，應建立元宇宙教學的規章制度和行為準則，例如臨床學碩在切換輪轉科室前，需向管理人員提出申請。其次，應建立元宇宙式教學質量和教學效果反饋體系，重視對教學過程和教學效果的數據分析，并注重過程性評價。此外，轉變教學模式，由傳統的灌輸式轉為自主學習式，以有效提升學生的學習熱情和創造力。（2）教師。首先，需進行師資隊伍培訓。在教育元宇宙中，教師的角色不再是傳統意義上的單一教授者，而是引導者、參與者和陪伴者，因此教師要適應這種身份的轉變。加強教師對于元宇宙相關知識和技術的培訓，更利于專業知識與元宇宙、智能化相結合[15]。其次，需創建學習資源。學習資源是學習的根本，教師在元宇宙中可動態掌握資源、篩選資源和整合資源，以創建出滿足學生實際需求的學習資源。（3）學生。首先，元宇宙提供了臨床輪轉的全新體驗，高沉浸體驗使學生專注力集中，還可有效降低高成本、高難度等操作帶來的風險。不同場景下的學習者可以相互交流，不斷加強臨床思維和批判性思維的培養[16]。其次，元宇宙可對學習情況進行智能分析，以提供個性化的學習場景或學習資源，學習者可以得到實時反饋。為臨床學碩提供有針對性的實踐平臺，提升其自主學習能力。

5.2 教學模式設計

元宇宙利用區塊鏈、人工智能、網絡及運算技術、交互技術、電子游戲技術和物聯網六大技術優勢，突破教育的時空界限，提供全真虛擬學習平臺，進而探索全域一體化綜合教學模式[16]。具體來說，教師和學生共同討論后，將現實學習內容、學習場景上傳到邊緣云服務端，在六大技術的支持下形成元宇宙世界的學習資源，學生通過腦機設備沉浸式體驗，并在虛實情境中進行智能交互，最終產出學習成果，如圖1 所示。例如，教師可模擬醫院或社區等真實場景導入虛擬教室中，學生進行虛擬仿真的臨床實踐操作，切實做到理論與實踐結合，且臨床學碩可在各個虛擬仿真科室進行輪轉學習，在不影響培養科研能力的前提下，為臨床學碩提供更多實踐操作平臺。

圖1 元宇宙在臨床學碩培養中的教學模式設計圖Figure 1 Design diagram of teaching model for metaverse in clinical academic master's training

6 挑戰與展望

盡管教育元宇宙有諸多優勢，但教育元宇宙從 “概念”到“落地”仍需全面考慮現存的各類問題：（1）缺乏系統規劃和評估機制[7]。盡管我國對于元宇宙的發展應用已出臺各類綱領性政策的支持文件，但對于不同學科、不同學段培養如何與教育元宇宙結合，尚未形成系統規劃和統一方案，同時其應用效果缺乏相應的考核標準和評估機制。（2）技術尚不成熟，設備不夠完善。目前教育元宇宙底層核心支撐技術仍有很多難點有待突破，如普及5G 網絡、增強虛擬現實的沉浸感、強化增強現實的虛實融合等。此外，眼鏡、頭盔等各類設備不夠便攜，長時間使用穿戴設備后可能出現頭暈等癥狀，甚至出現設備掉落等危險情況[6]。（3）隱私和數據安全問題。元宇宙世界的高匿名性特點，使用戶更容易接觸犯罪活動（詐騙、泄密等），并可能侵犯學習者的隱私權。由于元宇宙允許用戶收集面部影像、消費記錄、交易信息等詳細數據，因此保護數據安全至關重要。（4）存在倫理風險。元宇宙的高自由度使得不同身份群體均可進入教育元宇宙，不同價值觀和意識形態的碰撞可能引起跨國家、跨種族、跨宗教等潛在的倫理挑戰，因此需通過法律、相關制度等加強公民意識的道德教育。（5）成癮性。教育元宇宙因具身交互、高沉浸體驗等特點，容易讓缺乏自制力的學生陷入成癮狀態，這一風險需要給予高度關注，以防因技術帶來的虛假精神滿足。

教育元宇宙作為視覺沉浸感、具身體驗交互的最高形態，更易激發學習者的創新思維，發展前景樂觀，將對醫學教育產生深遠影響。為解決存在的問題并結合醫學教育的特點，提出以下新展望：（1）擴展教育教學虛擬場景應用。教育元宇宙可有效整合國內外各類教學場景和資源，從而創建出高性能一體化的學習場景[17]。（2）形成系統規劃和評價體制。①要深入調研以了解不同專業對于教育元宇宙的需求，并開發相應的課程等，以調動市場的積極性進而推進教育元宇宙的發展。②結合學科特色和培養目標，形成統一方案，然后選取本領域前沿學校或機構推進試點工作，同時制定評價和反饋機制，以不斷改進和完善實施過程中的不足之處。（3）加強與技術部門的協作。教育元宇宙的發展離不開技術的支持，突破各項技術難題將加速其應用。與技術部門的有效協作可保護用戶隱私權和數據安全，利于營造良好的學習空間。（4）注重人文關懷，加強醫德醫風教育。教育元宇宙仍要保持以人為本的理念，在傳道授業解惑的基礎上加強醫德醫風建設，增強學生的責任感和使命感，在高度自由的元宇宙世界恪守倫理道德，守住醫學生的底線。

7 結語

基于臨床學碩培養中亟須提高實踐技能的現狀，從元宇宙的概念和特征展開，陳述教育元宇宙的理論基礎及目前的應用案例，設計元宇宙應用于臨床學碩的教學模式，為臨床學碩提供一種新的培養模式。同時，客觀審視教育元宇宙面臨的挑戰和發展前景，規避資本與技術的結合對教育產生異化的風險，堅持現實導向和以人為本的教育理念，進一步探索元宇宙的積極作用。