基于虛實結合的臨床醫學虛擬仿真實驗教學平臺構建與應用

摘要：虛擬仿真技能實驗教學采用網絡技術、多媒體、人機交互等構建虛實結合的虛擬仿真實驗平臺，解決專業實踐教學環節中的不足，提高學生實踐能力及診療思維，提升學生綜合運用能力，實現教學資源管理信息化。使醫學生進階式的逐步訓練和掌握規范的臨床技能操作流程及步驟，通過虛擬與現實的互動及教學效果的實時評價，醫學生反復訓練并及時糾錯，使醫學生養成標準規范的臨床操作規程，為順利通過醫師資格考試及臨床實踐工作打下堅實的基礎。

關鍵詞：虛擬仿真；臨床技能；實訓教學

醫學臨床實踐教學是培養醫學生實踐能力的重要途徑，由于受制于實驗特殊條件、教學成本和教學資源等因素，不利于學生的能力培養。構建開放共享的虛擬仿真實驗教學平臺，開展線上與線下教學相結合能有效解決這些不足。我院醫學實驗教學中心從2020年起，逐步構建臨床虛擬仿真實驗教學平臺，在臨床醫學專業1～2年級高職生探討虛實結合實驗教學模式，培養了醫學生自主學習、創新實踐能力和臨床思維能力，有利于提高人才培養質量和教學效果。

1我院臨床醫學虛擬仿真實驗教學平臺的建設目標

學院臨床虛擬仿真實訓室的建設目標是采用網絡技術、多媒體、人機交互等技術構建高度仿真的虛擬實驗平臺，虛實結合，解決專業實踐教學環節中的技術難題，培養學生的創新精神、實踐能力、自主學習能力以及獲取信息、運用信息的能力。虛擬仿真實訓室建設堅持以“實”為目標、“虛”為手段，揚長避短，以“虛”來加強理論知識與實訓操作的聯系，以“實”來提高學生解決實際問題的能力。構建高度仿真的虛擬實訓環境和實訓對象，學生在虛擬環境中開展實訓，達到教學大綱所要求的效果。臨床醫學實訓室依托學院強大的師資力量和學科支撐條件，抓住發展機遇，探索校企共建共管模式，進一步建設具有擴展性、兼容性、前瞻性的醫學虛擬仿真實驗平臺，滿足醫科多學科多專業教學需求，發揮輻射示范作用。在虛擬仿真實驗教學系統的開發過程中，優先選擇專業理論性較強的實訓項目進行虛擬系統開發試點，通過將虛擬實訓手段融入課前預習、課上實訓和課后實訓等環節中，最大限度地提高學生的綜合能力。仿真實訓室的建設思路緊貼學院當前臨床醫學專業人才培養方案及課程教學體系的實際需求出發，充分利用和整合現有實驗教學資源、教師資源和網絡基礎設施資源，充分重視虛擬實訓環境的真實感、可操作性。為醫學生和教師提供一個可以通過校園網在任何時間、任何地點進行開放性、設計性、創新性的教學科研實驗環境。待條件成熟后可向周邊師生開放，實現資源共享。

2堅持以醫學生實踐需求出發的虛擬仿真實驗教學平臺的建設現狀

該教學平臺包括診斷學虛擬仿真實驗教學模塊、內科虛擬仿真實驗教學模塊、外科虛擬仿真實驗教學模塊、急救虛擬仿真實驗教學模塊、創新型綜合訓練模塊。

2.1診斷學虛擬仿真實驗教學模塊

該模塊包括肺部體檢操作系統虛擬仿真實驗軟件、心臟體檢操作系統虛擬仿真實驗軟件、腹部體檢操作系統虛擬仿真實驗軟件等結合“高端綜合模擬人教學系統”等虛擬軟件。讓學生早期接觸臨床情景，有利于啟迪學生開展設計性實驗。

2.2內科虛擬仿真實驗模塊

該模塊包括胸膜腔模擬實驗教學系統、腹膜腔模擬實驗教學系統、高端綜合模擬人教學系統等虛擬仿真實驗軟件。其中“高端綜合模擬人教學系統”可在仿真環境下，學生可按章節系統開展呼吸系統、循環系統、消化系統等內科疾病。通過該模塊的教學，可縮短學生系統理論學習與臨床實踐距離。

2.3急救技術虛擬仿真實驗模塊

該模塊包括虛擬基本技能訓練、綜合實驗、創新實驗三個子模塊，如“院外急救”移動交互式心肺復蘇訓練等虛擬仿真實驗軟件。在臨床醫學教學實踐中，諸多臨床實踐項目的練習缺乏實物的操作，而在醫院病人身上練習又因為患者或家屬的反對而難以實現，臨床實習機會少，利用臨床相關模型可模擬訓練臨床實踐技能訓練，其優點是：可以真實地模擬一些病例，允許犯錯，不會對病人造成傷害，情節可以重復。訓練小組成員的合作和領導的指揮才能，緊急和危機情況下的應變能力，均可以在模型上得到逼真的訓練。可檢測學員是否查看患者意識、開放氣道、按壓深度；模擬人可實時檢測潮氣量值；精確的胸部解剖標志，實時檢測按壓位置。可以提升學院臨床醫學及相關醫學專業的教學質量；用于臨床醫學及相關醫學專業的教學；臨床技能的考核；用于臨床醫學及相關醫學專業改革的研究和探討；用于兄弟院校教學資源共享；模擬醫學、模擬教育已經趨向于成熟化，通過設備來考核醫學生的臨床操作水平，已經成為檢驗醫學生實踐能力的一項必要指標。

2.4醫學生臨床技能在線訓練系統、同伴互助測評系統創新性綜合訓練模塊

該綜合訓練模塊提供醫學臨床實踐技能在線訓練教學課程和可反復操作的虛擬操作訓練，實現不限空間、時間學習理論知識、進行技能操作虛擬訓練、自我考核，互助評分，形成學情報告。教師可以自建課程，在個人中心實時關注和分析學生技能掌握情況，貫穿課前、課中、課后的訓練評價。在整個技能訓練過程中，系統會從勝任力角度來評估學生勝任力、學習指數以及成長趨勢。學生可利用該平臺進行自主學習，教師利用平臺發布和管理臨床技能課程及相關教學資源，并和學生進行互動管理，將為學校培養高素質的現代型醫學人才提供有力的保障。把學院的經典臨床教學案例、示教資料、教學課程等導入該醫學臨床技能在線訓練平臺，在服務臨床基本技能教學的基礎上，系統可以校內共享，可實現跨學科臨床教學和科學研究，平臺的數據交互安全、便捷，不同二級學院之間可以共享在線實踐教學的知識成果。

2.5虛擬仿真臨床醫學技能OSCE考核平臺的建設

虛擬仿真臨床醫學技能OSCE中心是開展醫學實踐教學與考核的重要場所，是提高醫學生實踐能力的重要平臺。按照自身教學大綱及考試大綱將相應的考試內容及方法套入該模式中，實現對臨床醫學生實踐技能的測試及提升，具有客觀性、組織性、有序性的特點［1］。OSCE考核模式通過將醫學生知識、技能、態度整合到模擬醫學生臨床工作場景，利用SP（醫學生）、模擬人、模型等工具進行實踐教學及考核醫學生溝通能力、采集病史，并對其自身情況進行評估，達到鍛煉醫學生生綜合技能培養的目的［2］。OSCE多站式考核中心擬開放內容包含體檢、病史采集、助理執業醫師考試臨床技能必考操作28項（換藥與拆線、手術區消毒和鋪巾、清創術、開放性傷口的止血包扎、吸氧術、吸痰術、手術刷手法、膿腫切開術、穿/脫手術衣等）。OSCE多站式考核平臺的開放對象為臨床醫學生及臨床相關專業醫學生。

3我院臨床醫學虛擬仿真實驗教學項目的實施效果

3.1夯實虛擬仿真實驗項目建設發展目標，促進醫學實踐教學改革

隨著臨床醫學院的不斷發展，特別是我院臨床學院新大樓的建成，原有實訓教學資源已經不能滿足對人才的培養和要求。加強臨床仿真實訓室建設，豐富教學和科研資源，實施教學和科研資源開放共享，為基層醫療機構高素質人才培養提供強有力的保障。近年來，醫學類高校越來越重視實訓教學以提高醫學生實踐能力和創新能力。隨著學生數量的增加，我院實訓室存在教學資源不足的情況，教學、科研資源不能共享，綜合性、創新性的實踐教學亟待開展，為了盡快縮短差距，學院領導高瞻遠矚，充分發揮后發優勢，高目標高起點，瞄準國內一流的醫學虛擬仿真實驗教學中心，引進先進理念，全面提升教學、實訓、科研信息化管理水平，建設有特色的醫學虛擬仿真實驗教學平臺。

3.2校園網網絡的逐漸完善，促進虛擬仿真實訓教學

充分發揮學院校園網絡優勢，醫學生通過學習通直接瀏覽網頁；教師將教學視頻、教學資源整合后存儲到學習通，通過學習通實現師生間教學資源的共享；教師通過學習通實現多種教學方法，利用學習通完成作業批改、實踐輔導、效果評價。可以通過學習通進行及時交流互動與互評，促進了教學相長。

3.3加強理論知識與臨床實踐的良好銜接與融合，縮短理論與臨床實踐教學距離

醫學虛擬仿真實訓室的搭建實現了真實與虛擬相結合、理論與實踐相結合模式的現代實踐平臺，推動醫學教育科研綜合發展，縮短醫學理論研究與臨床實踐的距離。符合教學大綱“培養應用型人才”的醫學人才培養目標，實現了理論與臨床實踐有機融合。臨床仿真實踐課程以提高臨床診療技能為目標導向，相關課程設置提出搭建真實與虛擬相結合、理論與臨床實踐相結合模式的實訓支撐平臺，提出“理論教學—虛擬實訓—臨床見習（實習）”的模擬培訓平臺。虛擬仿真室的建設將進一步拓展醫學實踐教學空間，提升醫學實踐教學深度與廣度，推進醫學教育的信息化，深化教學方法改革，提高學生自主學習與創新能力。

3.4農村基層醫療人才的需求

隨著我國醫療事業的不斷發展，基層醫療人才的需求量有所增加，對基層醫療人才的要求也越來越高。基層醫療工作者面臨著前所未有的挑戰，基層醫療需要建立一個強有力的人力資源保障機制，確保基層醫療人才輸送高質高量。其中一方面就是利用高等醫學院校資源優勢，以農村醫療需求為導向，通過訂單定向醫學生免費培養模式，造就一批本土化的“留得住”的衛生人才。

3.5有助于提高基層醫療人員素質，培養應用型、綜合型高素質人才

臨床實踐教學是提高學生實踐能力和創新能力的有效途徑，臨床醫學實訓室應成為培養基層醫療人員實踐能力和創新能力的重要基地。因此，搭建虛擬仿真實驗教學平臺，強化實踐教育環節，改革臨床醫學實驗教學體制與機制，對提高臨床醫學和相關專業學生的臨床實踐創新能力，提升基層醫療人員水平有重要價值。

3.6建設高層次臨床醫學虛擬仿真實訓室，實現資源共享，加強校企合作

搭建資源共享、自主學習、實訓實踐的虛擬仿真實驗教學平臺，形成虛實結合、相互補充、高度共享，將實踐教學從原有的單一實驗室進行，變為面向學生采用“多層次”的開放模式。包括實驗場地和時間的開放，并與實訓中心控制室結合起來，包括虛擬實驗無限時開放、教學實驗室預約開放，最大限度地利用現有資源，促進創新能力的培養。建成的虛擬仿真實驗項目均可在校園網上瀏覽學習和通過校園網操作，實現實驗教學資源的最大化利用。同時加強對實訓室的有效管理，有效地提高信息安全，降低管理成本，降低硬件成本，減少資源的重復建設，提高設備和資源的利用率。實驗室堅持開放原則，滿足醫療人才培養需求的同時，加深與基層醫療部門的溝通和對接，拓展校企合作渠道，獲得更多社會效益。

3.7仿真實訓室有完善的管理體系（組織保障、制度保障、管理規范），實現“分級管理”

3.7.1組織保障

臨床醫學院成立實驗室建設與管理工作領導小組，實行主管院長負責制，負責實驗室建設的發展規劃，研究解決實驗室建中的重大問題，成員由學院辦公室和相關教研室組成。仿真實訓室實行“分級管理”，實訓室根據各學科實訓教學，需要統籌靈活調配、共享，使設備的使用效益顯著提高。教研室負責人根據相關學科教學需要，制定每學期／學年設備與低值易耗品的預算與方案，完善并落實設備使用、保養與維修等有關制度，實驗指導教師進行教學實訓輔助工作，研究制定實訓考試考核標準，協調落實各項教學任務。做好實驗室建設、日常管理與安全保障；儀器設備購置、維護、維修與運行管理；實驗耗材的計劃、采購與管理；實驗教學，資料與檔案管理等實訓教學資源建設、課前準備、課上實訓指導等，完成實訓教學任務。

3.7.2制度保障

2018年3月臨床醫學院成立，學院根據工作需要，制定了實訓教學、實訓室管理管理有關的規章制度。實訓室管理制度有：臨床醫學實訓中心管理制度；診斷學實訓室規章制度；心肺復蘇實訓室規章制度；臨床醫學仿真實訓室安全管理制度；臨床醫學仿真實驗室儀器設備的保管、使用和維修；臨床醫學實訓中心資產損壞賠償制度；仿真手術室須知；臨床醫學虛擬仿真實訓室物資管理制度等。

3.7.3管理機制

建立虛擬仿真實驗室激勵機制和運行保障機制，創造良好的實訓室建設環境。臨床醫學院制定了規范實訓教學和實訓室管理的相關政策，實現實訓室開放和網絡化管理，形成資源共享、集約高效的實訓室管理運行模式，保證實訓室“以人為本、高效集約”的運行。制定一系列切實可行的管理制度、科學有效的管理模式和網絡化、信息化管理平臺；探索建立“四性”即自主性、開放性、實踐性和創新性；“四結合”即教學與科研、理論與實踐、虛擬與實訓、理論與臨床相結合為指導的分層次、多模塊、與理論課既相互銜接又相對獨立的創新實訓教學體系。

結語

臨床技能虛擬仿真實驗教學平臺具有綜合性、多維性、多樣性的特點［3］，將虛擬仿真技能訓練、虛擬仿真實驗管理、虛擬仿真多站式考核集于一體，對于臨床虛擬實驗項目資源庫建設，創新臨床醫學技能實驗教育教學模式、考核模式、管理模式，加強基礎與臨床的良好銜接與融合，實現基礎知識體系與實訓課程體系的無縫對接，全面培養醫學生的實踐能力、臨床思維和創新意識具有重要作用。同時，能夠促進實驗教學信息化和實驗教學資源的開放共享，對推動高等學校實驗教學改革與創新具有重要意義。

參考文獻：

［1］王寬壘，武雪亮，劉占礦.OSCE在醫學生臨床能力培養中的SWOT分析［J］.中國醫藥導報，2019，16（22）：6972.

［2］侯玉華，李文娟，楊雪瑩，等.OSCE在評價實習護生臨床實踐能力中的應用研究［J］.衛生職業教育，2020，38（12）：5760.

［3］楊宇峰，徐娜，滕飛，等.臨床技能虛擬仿真實訓教學中心的建設與實踐［J］.中國中醫藥現代遠程教育，2016，14（18）：911.

基金項目：江蘇省高校實驗室研究會研究課題（GS2022YB44）

作者簡介：馬玲（1971—），女，漢族，江蘇蘇州人，本科，高級實驗師，研究方向：臨床醫學實踐教學。