虚拟仿真技术在医学实验教学中的应用
中图分类号：R445 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（b）-0118-02
Abstract：With the reform of medical mode and the development of innovation education， training high quality medical talents has become an important mission for each of medical colleges. As an important teaching method of training high-quality practical medical talents，virtual simulation technology plays an important role in promoting medical experimental teaching reform and innovating medical education teaching mode and training in the standardization of the medical students' comprehensive skills.Virtual simulation experiment teaching has been carried out in Chengdu Medical College by virtual experiments platform and clinical simulation laboratory teaching system constructed， which promotes the students' innovation ability and improve the teaching quality.
Key words：experimental teaching；virtual simulationtechnology；medicine
高等医学教育属医学生的临床前技能教育阶段，实验教学和临床见习、实习的实践教学贯穿了整个医学教育过程的始终。充分的实验室训练操作是医学生获得必要的综合技能的重要环节[1]，在医学实践教学环节中，通过计算机网络向学习者提供“自主、交互、开放”的数字化的虚拟实验环境是国内外高等医学教育革新教学手段的普遍潮流，已成为现代教育技术应用的一大趋势。
1 传统医学形态学实验面临的挑战
随着高等教育改革的不断深化，几乎每个普通高等医学院校都面临招生规模急剧扩大引发的场地、设备、师资等教学资源短缺等问题困扰，加上医学专业特殊性、传统的医学实验、实践教学模式已面临重大挑战。
1.1 人体教学标本资源日趋紧张
在医学教学中，人体解剖标本的观察和直接参与尸体解剖是加强实践性教学、培养学生动手能力的一个重要环节。近年来，随着招生人数的不断扩大，多数医学院校已经出现人体尸体标本严重短缺的现象，并且影响到了实验教学的质量，有的院校甚至取消了局部解剖学的尸体解剖环节[2]。虽然，许多医学院校已逐渐开展了社会人士的遗体捐献工作，在一定程度上缓解了尸源不足的问题，但距离教学需要仍相距甚远。此外，随着医疗技术的进步以及我国病理尸检工作的萎缩，一些比较常见的疾病如感染性/传染性疾病、寄生虫病等也已很难获得教学标本，使得实验教学资源日趋紧张。
1.2 实验项目单一、陈旧
多年来，实验教学一直处于从属地位，实验内容多侧重于验证性实验，自主实验及综合实验项目明显不足。医学科学发展迅猛，一些新技术、新理论不断涌现，而实验内容过于单一陈旧，更新速度严重滞后，十分不利于医学生实践能力及创新能力的培养。部分涉及生物医学前沿技术的实验项目，可能由于实验仪器或耗材昂贵，或实验准备或操作时间太长，或操作专业性要求太高，也限制了实验项目的广泛开展。
1.3 缺乏与时俱进的教学手段
传统实验教学多采用老师示教、讲解，学生按照实验指导按部就班的实验，然后撰写实验报告，缺乏丰富多样的教学方法和手段，很难激发学生的学习热情，实验室也难以做到真正意义的开放，不利于学生自主学习模式的开展和规范化的实验技能培养，因此，教学效果难以得到保证。
1.4 实验室安全管理难度加大
近年来，随着中央与地方院校共建项目的逐渐实施，大量先进仪器购入以及现代化实验室的建设，加上许多大学生创新、开放实验项目的开展，使大量的不同层次的学生走进了基础医学实验室，人员流动性增大，实验实验室利用率明显加大，容易出现各种安全问题，如实验动物、实验药品、实验操作、生物危害与生物安全等问题[3]，给基础医学实验室的安全管理带来了巨大挑战。
2 医学虚拟仿真实验的特点
医学虚拟仿真实验是针对医学实验的现象及过程，通过仿真、虚拟现实、多媒体等技术及相关设备将操作实践与实验材料、实验仪器、实验内容、实验方法步骤等有机结合在一起，从而模拟现实的实验环境，对仿真试剂或人体器官、“实验动物或标本”等进行虚拟操作，实现对学习操作人员的各种感官反馈的模拟，获得身临其境的学习体验。可完成某种预定的实验项目，所取得的学习或训练效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果[4]。虚拟仿真实验具有激发学生学习兴趣、内容丰富、体验逼真、安全无污染、节约成本、高效开放等特点。医学虚拟仿真实验是医学与信息技术深度融合的产物，在生物医学实验教学、临床教学、疾病诊断、假体植入、手术模拟、康复保健、远程医疗等诸多方面有着广阔的应用前景，近年来已在国内外多所医学院校开展运用[5]。 3 医学虚拟仿真实验教学平台的建设
成都医学院医学虚拟仿真实验教学中心是以“以实为本、以虚补实、虚实结合”和“安全、开放、共享”为原则，依托基础医学实验教学中心、临床医学实验教学中心、药学实验教学中心、检验医学实验教学中心等4个省级实验教学示范中心，通过整合全校虚拟仿真教学资源而建立的，是基于校园骨干网覆盖的“集约、合作、开放”的、采取“校―企合作、校―校合作、校―院（医院）合作”方式建设的“共建、共管、共享”实验教学平台，2014年该平台正式成为100所国家级虚拟仿真实验教学中心。
该中心资源由仿真实验室资源和虚拟数字资源两大部分组成。仿真实验室由高功能模拟人、心肺听诊、心肺复苏、综合穿刺、外科手术、OSCE考试等6个仿真功能实验室组成，可开展综合类技能训练类实验30项。虚拟数字资源主要包括基础医学、临床医学、药学、PBL实验教学等5个模块组成，可开展虚拟操作实验300项。中心现有专兼职教学、开发、管理人员31人，其组成人员分为3类：第一类为具有医学专业背景的人员组成（26人，其中正高5人，副高12人）；第二类为具有信息工程及网络技术专业背景人员组成（3人，其中正高1人，副高2人）；第三类为外聘企业技术人员（2人，均为高级工程师）。中心主任由主管教学副校长担任，全面负责中心的规划和建设。
4 我校虚拟仿真实验的应用
我校虚拟仿真实验面向临床医学、麻醉学、医学影像学、护理学、药学、医学检验学等所有专业的本、专科层次医学生及研究生开放。据2013年数据，已开设16门实验课程，年实验学生人数达5100人/年，年实验人时数达816400人时数时/年，开放实验课达139500人时数/年；培训住院医师2166人次；成为四川省规范化住院医师临床技能大赛的指定承办单位。
近几年随着学生虚拟实验开展力度的加大，虚拟仿真实验教学平台对我校实验教学的贡献度也不断提高，已取得了一批教学成果。2010年和2012年，参加全国大学生基础医学创新实验大赛各获1项三等奖。2011年获第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品决赛一、二、三等奖、优秀奖各1项；2011年首届全国护士执业水平技能大赛获理论成绩一等奖、技能三等奖、团体二等奖；2012年获第三届全国高等医学院校大学生临床技能竞赛分区赛一等奖、总决赛一等奖；2013年、2014个分获第四届全国高等医学院校大学生临床技能竞赛分区赛一等奖、总决赛二等奖。
5 结语
总之，虚拟仿真实验技术作为培养高素质应用型医学人才的重要教学手段，有着传统医学实验无法比拟的优势，对推动医学实验教学改革、创新医学教育教学模式、医学生综合技能的规范化培养等方面具有重要作用。虽然虚拟仿真技术目前还存在一定的不足，如实验过程中现实感不足、缺乏真实环境中的实物感、无法体现团队合作精神等，但我们相信，随着现代信息技术的不断发展，虚拟仿真实验技术将日趋完善，并为高等医学教育的发展和进步发挥更为重要的作用。
