時間：2023-12-06 10:21:11
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇臨床虛擬仿真教學，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
［提要］隨著醫學檢驗技術教學的不斷改革與創新，虛擬仿真實驗教學已成為教師的重要教學手段，各醫科院校里的虛擬仿真實驗教學中心也成為醫學檢驗技術信息化的重要組成部分，如何實現醫學檢驗技術虛擬仿真實驗教學中心的可持續發展是一項重要的任務。通過對醫學檢驗技術虛擬仿真實驗教學中心的現狀進行梳理，分析影響虛擬仿真實驗教學中心可持續發展的問題和制約的因素，提出可持續發展的資源利用與開發舉措，以及以知識產權保護體系、經費保障機制、長效激勵機制為主體的管理體系和運行機制。
［關鍵詞］實驗室技術和方法；教學方法；仿生學；計算機通信網絡
1虛擬仿真實驗教學中心可持續發展的內涵與建設任務
虛擬仿真實驗教學中心可持續發展的內涵包含2個方面：（1）具有智能發展性。虛擬仿真實驗教學中心建設要根據學科的發展規劃以及學科建設的新要求，在當前現有的資源基礎上不斷加入新的內容、新的知識和新的技術手段［3］。（2）具有可持續發展性。即保證發展的長遠性和不間斷性，這就要求虛擬仿真實驗教學中心要立足學校的高度，打破學科的局限，整合各學科信息化實驗教學資源，發揮企業開發實力強、支持服務能力好的優勢，以培養學生扎實的綜合實驗設計能力與創新能力為出發點，創造性地建設與應用高水平軟件共享虛擬實驗、儀器共享虛擬實驗和遠程控制虛擬實驗等教學資源，提高教學能力，拓展實踐領域，豐富教學內容，降低成本和風險，開展綠色實驗教學［4］。具體應做到以下幾點：（1）管理平臺的建設。虛擬仿真實驗教學中心不是單一學科專業的封閉式實驗室，而應該是多學科、多學校、多地區的實驗教學資源平臺，需要一個兼容性強，且具備擴展性和前瞻性的共享管理平臺來管理實驗教學資源，以實現校內外、本地區及更廣范圍內的實驗教學資源共享。（2）保障持續性運行經費的投入。虛擬仿真實驗教學中心的建設與發展需要虛擬仿真實驗項目與軟件的不斷開發、維護與更新，必須要有持續性的經費支持，沒有持續性的經費支持，虛擬仿真實驗教學中心不可能得到良好持續的發展。（3）建立管理體制與運行機制。完善良好的管理體制和合理的運行機制是虛擬仿真實驗教學中心高效運轉的前提，多學科、多專業的實驗教學資源融合平臺需要有好的管理體制與運行機制以確保各項實驗教學目標的實現［5］。（4）探索校企共建共管的新模式和新途徑，建立可持續發展的虛擬仿真實驗教學服務支撐體系。
2虛擬仿真實驗教學中心建設的必要性
培養創新型和實用型的“一專多能”高素質檢驗人才離不開實驗教學這一重要環節。醫學虛擬仿真實驗是針對醫學實驗的現象及過程，通過仿真、虛擬現實、多媒體等技術及相關設備將操作實踐與實驗材料、實驗儀器、實驗內容、實驗方法步驟等相互結合構建高度仿真的虛擬實驗對象，學生能在高仿真度的虛擬環境中開展實驗，達到教學目標所要求的教學效果［6］。而醫學檢驗技術是一門實踐性和應用性均很強的學科。臨床檢驗工作者要熟練掌握常用檢驗儀器的實驗原理與操作技能，具備分析問題和解決問題的獨立工作能力，這需要經歷一個較漫長的過程。長期以來，檢驗專業的教學常以教師授課、學生聽課及進行常規的實驗操作和課后看書復習的傳統教學模式為主，學生實操能力的培養受到一定實驗條件的限制［7］。因此，可依托虛擬臨床實驗室系統與虛擬實驗操作流程，讓操作者可以通過計算機虛擬的實驗環境，擺脫傳統實驗的種種限制，讓學生“身臨其境”地操作虛擬儀器和其他實驗器材自主選擇實驗內容、模擬操作過程，通過對虛擬世界的體驗和交互作用加快熟悉檢驗的相關內容，從而達到教學大綱的教學要求與學習效果。虛擬仿真教學作為實驗教學的輔助有段可有效解決過去醫學檢驗教學的難題：（1）為解決醫學檢驗技術高、精、昂貴儀器培訓難的困擾提供了條件。醫學檢驗離不開高、精、昂貴的儀器設備（如全自動生化分析儀、高精酶標儀、流式細胞儀等），然而在學生上實操課、見習及各級各類培訓過程中不可能拆分儀器和實時親手操作這些儀器設備，而通過虛擬的儀器設備可很好地解決這一難題，實現對高、精、昂貴的儀器設備的操作，達到醫學檢驗實驗機能與培養學生綜合實驗思維的目的［8］。（2）規范檢驗技術的標準化操作培訓。通過模擬操作檢驗過程（如細菌接種培養、靜脈血標本和骨髓標本的采集等）規范學生的臨床檢驗實驗操作，掌握相關技術的標準化操作程序，提高臨床實踐能力。（3）規避檢驗技術培訓的生物安全問題。在虛擬環境下進行仿真儀器操作與實驗項目訓練不需要接觸真實的設備和疾病標本，避免了受感染、受傷的危險性。（4）節約檢驗技術培訓的實驗器械、試劑等耗材成本。在虛擬實驗室中學習及操作虛擬實驗可反復多次訓練，不存在實驗器械、耗材與試劑（如昂貴的抗體）的消耗，節省使用、維護成本。（5）解決臨床檢驗中疑難罕見形態學資源短缺問題。在虛擬形態學圖片庫中可隨時搜索并學習到一些在臨床工作中少見的細菌（紅斑丹毒絲狀菌）、病毒（漢坦病毒）、寄生蟲（環孢子蟲）、白血病細胞及一些罕見的實驗現象、結果等，可達到實際實驗難以實現的效果，使操作者的學習事半功倍，大大縮短了學生進入臨床檢驗工作的適應期。（6）增加學生對檢驗技術的學習興趣和效果。在逼真的軟件系統與豐富的數字化資源中自由尋覓，遠比枯燥的課本、笨重的儀器、漫長的實驗等待更能吸引學生的興趣，從而提高學習效果。（7）臨床檢驗人員的再教育也可充分利用虛擬仿真實驗教學中心。讓臨床檢驗人員在工作之余根據自己的興趣和愛好在逼真的軟件系統與豐富的數字化資源中自由學習新知識、新技術、新進展，達到再次提升技能的目的。（8）在課余時間，學生可利用虛擬仿真實驗教學中心進行科研設計和預實驗。學生進入虛擬場景，根據實驗要求自行設計實驗并完成實驗，這樣不僅能鍛煉學生的獨立構思和設計能力，且能激發學生的科研興趣，更有利于培養具有創新型和實用型人才。
3制約虛擬仿真實驗教學中心可持續發展的問題
從2013年啟動國家級虛擬仿真實驗教學中心的建設工作至今已有數年，全國已有300余家國家級虛擬仿真實驗教學中心，但在管理機制和運行機制等方面尚不盡完善，存在一些問題：（1）資源利用不高及浪費嚴重。部分虛擬仿真實驗中心利用率不高，加上新技術的快速發展，導致一些資源的折舊率很高。應將每個高校各自不同實驗室的資源進行整合以提高利用率［9］。（2）后續投入的經費不足。大部分高校虛擬仿真實驗中心建設模式為一次性建設，在建設完成后很少有經費的持續性投入，但虛擬仿真實驗中心的建設是一個持續性過程，虛擬仿真教學實驗項目的增設、軟件的更新均需要后續的擴展與完善，均需要持續性的經費投入。（3）管理機制和運行機制尚不夠完善。部分高校虛擬仿真實驗教學中心無法發揮多學科的優勢，缺乏統一的管理平臺，在資源整合方面做得不夠細致，從而導致利用率不高［10］。（4）知識產權的保護力度不夠。在虛擬仿真實驗教學的建設過程中每一個新的虛擬仿真實驗教學項目與實驗軟件的開發均是工作人員智慧與汗水的結晶，應該對其進行知識產權的保護與獎勵。但目前大部分高校僅將此當作其工作職責與工作義務看待。對知識產權保護和建設人員的效益激勵力度不夠，在一定程度上阻礙了虛擬仿真教學中心的可持續性發展［11］。
4虛擬仿真實驗教學中心可持續發展的資源利用與開發舉措
“科學規劃、共享資源、突出重點、提高效益、持續發展”是教育部對各高校虛擬仿真實驗教學中心建設的指導思想要求。虛擬仿真實驗教學中心建設要以提高學生的實踐能力與創新精神為宗旨，以共享優質實驗教學資源為核心，以建設信息化實驗教學資源為重點，推動高等學校實驗教學信息化建設與改革創新［12］。因此，資源共享是虛擬仿真實驗教學中心可持續發展的前提條件，也是實現資源可持續發展的重要途徑：（1）虛擬仿真實驗教學中心是信息技術與學科專業深度融合的產物，是多學科資源共建的平臺，而不是單一某個學科的實驗室。通過信息技術和網絡技術將各高校的虛擬仿真資源在網絡平臺上共享，可有效解決資源重復建設、資源利用率不高的問題，同時，信息化技術便于使用者訪問和資源的調用，對提高資源的使用效率具有重要的意義［13］。（2）通過將資源集中在一個管理平臺中進行共享共用，可起到資源的有效整合和高度優化的作用，發揮資源的高效性，開發更優質的教學資源，從而緩解資源維護和升級經費等問題。（3）有效吸納和利用社會資源。高校是理論知識的傳播載體，在專業知識方面具有優勢；企業是研發虛擬仿真項目與提供虛擬仿真技術服務的實踐載體，在實驗技術手段的實現方面具有優勢。高校的專業知識指導與企業的技術研發實踐相結合才可實現雙方所期待的雙贏結果。因此，社會參與共同研發虛擬仿真實驗教學平臺是虛擬仿真資源實現可持續發展的必要保證。（4）建立有效的評價和反饋體系。使用者有效的評價與及時的反饋是虛擬仿真實驗平臺發展完善的動力與方向。使用者對所使用的資源進行質量評價，可有效地對使用的資源進行檢驗，同時，有利于資源的完善和改進。綜上所述，基于醫學檢驗技術傳統教學的不足及虛擬仿真教學的獨特優勢，充分利用現代信息技術，根據檢驗專業特點與育人目標，研發和推廣虛擬仿真實驗教學，將現實實驗教學中高成本、高耗能的綜合實驗項目與現實環境中涉及高危、不可及或不可逆的操作內容以虛擬仿真實驗教學的方式呈現，可激發學生的學習興趣，實現學校資源的優化配置，給傳統的實驗教學注入新的活力，對高等醫學檢驗技術教育的發展和高素質創新性人才培養具有深遠的意義。
【關鍵詞】 三維虛擬仿真； 超聲醫學； 教學素材庫
中圖分類號 R445.1 文獻標識碼 B 文章編號 1674-6805（2013）33-0137-02
Construction and Application of Teaching Material Library in Ultrasonography by the 3D Virtual Simulation/SHENG Hong-wei，DUAN Fa-hong，XIAO Ji-dong，et al.//Chinese and Foreign Medical Research，2013，11（33）：137-138
【Abstract】 The ultrasound imaging knowledge and anatomy，pathology，clinical medical knowledge are closely merged into an organic whole，which construct the 3D imaging virtual simulation teaching material library.The application of the teaching material library for clinical medical students enrich the multimedia material library content and provide teachers with good quality teaching material，improve the efficiency and interest of the students’study in the process of teaching，it has important practical value.
【Key words】 3D imaging virtual simulation； Ultrasonography； Teaching material library
First-author’s address：Third Xiangya Hospital，Central South University，Changsha 410013，China
虛擬仿真技術最早起源于美國的軍方作戰模擬系統，1994年美國完成了世界第一個“可視人體計劃”數據集，該數據集的出現具有劃時代的意義，它使信息技術和醫學結合起來，并使走向成熟的三維重建圖像處理技術以空前的速度普及。三維解剖虛擬仿真技術能將一系列的二維圖像重構成三維人體結構圖像，進行具體解剖結構三個軸面（冠狀、矢狀、水平狀）的實時顯示和任意剖面的實時顯示，達到多角度、多軸面、立體地觀察人體內部解剖結構。構建超聲影像醫學三維虛擬仿真教學素材庫并應用指導臨床教學和實踐，對影像醫學的發展具有巨大的作用[1-2]。
1 三維虛擬仿真超聲影像教學素材庫的建立
圖像資料的來源是三維虛擬仿真超聲影像素材庫建立工作的主要組成部分。一個完善的虛擬仿真影像數據庫構建，是一個長期的資料收集歸類的過程，需要每一個醫務人員在日常工作中的病例積累，需放射、超聲以及許多臨床科室的共同參與。日常工作中，臨床醫生可以充分利用醫院PACS系統的功能以及HIS系統共享文件查閱許多重要的圖像資料和病理圖像資料等，臨床診斷明確后可以通過系統予以歸類存儲圖像。超聲影像醫師通過聯機影像將掃查中所需圖像根據需要進行動態圖像采集，并保存于共享文件夾中。對于需要病理證實的圖像或者有興趣追蹤觀察預后的患者，將其相關資料放入相對應的文件夾，等待手術病理結果及入出院記錄及診斷治療結果等信息經過證實，圖像再予以保存。所有存儲于共享文件夾中的圖像資料可通過HIS系統查閱，并從專用電腦中通過網上鄰居獲取并下載，以供教學使用。臨床工作中，對于疑難少見的病例，需組織科室成員定期隨訪，搜集該病例不同時期的圖像信息，追蹤觀察其病情進展，并組織學習討論診斷及鑒別診斷經驗，最后按照超聲影像學表現及征象描述疾病檢索樹予以最終歸類，將數據存入虛擬仿真教學數據庫中[3-7]。除了醫院自身的不斷積累外，還可以通過以下其他幾個來源獲得相關影像資料。例如：購買國內外發行出版的超聲影像素材教學資料；專門收集網絡免費分散資料；兄弟單位有償或無償提供的影像資料等。總之，強大的網絡平臺、數碼照相或掃描、其他醫院共享的PACS系統資源、internet網絡共享資源等，都可以成為虛擬仿真教學數據庫重要組成部分[8-10]。
2 三維虛擬仿真超聲影像教學素材庫的應用與實踐
三維虛擬仿真超聲影像教學素材庫系統應用界面設計采用交互性人機對話，由主菜單欄、分頁菜單和基于樹枝模式的目錄索引區組成。前臺系統主要功能是數據的瀏覽，以Web頁的方式進行。客戶端通過瀏覽器以網頁瀏覽或PACS系統的方式進行。共有兩種方式供學生選擇，一是按教科書的章節系統提供的類別按樹形方式瀏覽數據，二是學生根據所需輸入如病名、疾病類型等關鍵詞進行查詢后快速瀏覽文字與圖像數據。例如需要“肝癌”的醫學影像，只需在檢查提示欄中輸入“肝癌”，則能查詢出所有在選定時間內的診斷為肝癌的病例，調閱某病例的超聲檢查資料以及患者名下所附的醫學影像圖像信息外，同時還能調出有關該患者所有檢查的影像資料的完整圖像。這樣該學生從不同的影像角度和臨床角度理解疾病，實現了多種影像技術甚至手術標本、臨床疾病表現等多種知識的串聯學習。三維虛擬仿真圖像直觀生動且形象易懂，克服了文字描述的生澀枯燥和靜態二維片面圖像抽象的缺點，通過視覺感官刺激使學習后印象深刻，提高了學生的學習興趣及教學質量和工作效率。素材庫后臺系統主要功能是教學資料管理與備份，通過管理平臺對影像相關數據進行管理，內容包括：系統可根據學生的不同權限相應提供對數據庫的不同操作，老師可自行定義數據類別，并對自己已有類別的教學資料進行增加、刪除后更新等操作；學生可隨時添加數據，并對自己添加的數據進行修改或刪除，也可隨時對自己添加的數據進行圖片信息的管理，還可上傳圖片文件，系統提供不同用戶數據輸入量的統計及打印操作。管理程序的設計直觀、方便，不需要專門的計算機知識。對于老師主要工作是不斷完善三維虛擬仿真教學模塊數據庫，見習學生通過教師登錄醫學影像教學數據庫，并在帶教老師指導講解下學習，醫學生可通過PACS系統或Web頁全天候登錄醫學圖像素材庫瀏覽。
影像醫學三維虛擬仿真超聲影像教學素材庫的建立和應用，將影像學知識與解剖、病理、臨床醫學等知識融為一體，豐富了影像學多媒體素材庫的內容，為以后建立更大的醫學素材庫奠定基礎；另外，該素材庫還可為教師備課提供豐富、優質的教學素材，提高了教學效率和學生學習興趣，有重要實用價值。
參考文獻
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關鍵詞：虛擬仿真；基礎醫學；教學；
作者簡介：郭靜(1981-)，女，江蘇宜興人，碩士，實驗師，主要從事基礎醫學實驗教學工作。
醫學是實踐性科學，在醫學教育中實踐教學占有十分重要的地位。醫學實驗由于受尸體、標本、實驗動物、實驗試劑、生物安全和倫理學等制約，實驗內容、實驗效果、實驗室開放及運行成本一直是困擾醫學院校的難題，嚴重制約了醫學實踐教學質量的提高。因此，我們急需一個能夠節省醫學實驗成本、解放出實驗準備與帶教勞動力、提高學生學習興趣和實驗成功率的方案，研制依托互聯網資源共享的醫學仿真實驗教學系統勢在必行，也是未來醫學教育的發展趨勢[1]。現將我校虛擬仿真教學平臺的建設和應用總結如下。
一、虛擬仿真技術
虛擬仿真是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機系統，具有交互性、真實性以及多感知性等特點，是以計算機軟件及硬件為基礎、以相關的技術手段為輔助，通過對已知或未知世界的仿真，使人獲得真實感受的一種先進的計算機應用技術。虛擬仿真技術可以依靠計算機的圖形處理進行圖像再現，與傳統的圖像再現手段，如電影、電視以及DV等相比，有著本質的飛躍[2]。虛擬仿真技術對于圖像的再現不僅僅局限在對實物的再現，它更多地被應用在超現實畫面的再現上[3]。隨著計算機硬件技術發展的突飛猛進，虛擬仿真技術已普遍應用于各個領域，如訓練、教學、娛樂、遙控操作以及模擬預測等方面。現階段，盡管虛擬仿真技術越來越受教育界青睞，但是虛擬仿真教學平臺在醫學教育領域的應用還處于起步階段，如果能將虛擬仿真技術成功地運用到醫學教育領域勢必會具有廣闊的發展前景。
二、虛擬仿真教學平臺的建設
南京醫科大學從1997年開始撥出專項經費和人員，在醫學院校中率先采用計算機仿真技術和網絡技術開展仿真實驗教學系統的研究與應用，研制出擁有自主知識產權的機能學自主學習平臺、形態學數字仿真實驗室和人體解剖學網絡自主學習考試系統3個實驗教學系統，涵蓋了基礎醫學所有實驗教學內容。這一平臺大大提升了醫學實驗教學深度和廣度，拓展了實驗教學空間，增強了學生自主學習能力，形成了以虛擬與實訓有機結合為特征的完整的基礎醫學實驗教學體系。
(一)機能學自主學習平臺
1997年開始研發，該系統包括以計算機仿真技術為核心的生物仿真引擎、處理因素數據庫、虛擬環境界面和網絡化硬件平臺等部分。實驗者可以在校園網任一終端像在真實的環境中一樣運用各種虛擬實驗器械和設備，對“實驗動物或標本”進行虛擬操作。該系統由于學生不受時間、場所、實驗動物及試劑的限制，可在計算機上反復操作，增加了學生的自主學習和學習興趣。特別適用于在實驗室的開放運行條件下學生的預習、復習、考試和補充練習。2000年在南京醫科大學各專業學生中試用，經過多次改進和升級，2003年開始在學校局域網內正式上線運行，正式用于我校各專業學生的實驗教學、開放實驗和網絡自主學習。經過10余年的建設與完善，機能學自主學習平臺已包含虛擬實驗項目19項、視聽視頻116個、自測題庫3788題，現已成為機能實驗學學習的重要輔助手段，多次獲得省部級以上優秀多媒體競賽一等獎，并先后向東南大學、蘇州大學、徐州醫學院等8家高校推廣使用。2013年，機能學自主學習平臺獲得江蘇省高校優秀多媒體教學課件一等獎。
(二)形態學數碼仿真實驗系統
數碼仿真形態實驗室2008年開始研發，是利用計算機圖形處理、數據庫管理及多媒體技術仿真形態學科切片觀察、標本展示的計算機系統。在沒有真實顯微鏡的情況下，模擬顯微鏡的虛擬操作、三維展示和虛擬讀片等操作，在倍率與測量上突破了顯微鏡本身的功能限制，并可進行正常與病理組織切片的自測與考試。分為學生端和管理端，學生端包括5個功能模塊：視頻點播、虛擬操作、虛擬讀片、課堂自測和考試模塊。管理端由7個功能模塊組成：視頻管理、虛擬操作、數碼教學、片庫管理、試卷管理、考試管理、試卷評閱。目前已完成收集、錄入并完成標注996張正常和病理組織切片，并完成標本的錄入和數字化處理，組織教師對每個標本上的知識點進行標注，力爭3年后數據庫能達2000~3000個標本量，平均每張切片含1~3個知識點，使該系統數據庫中的知識點達7000個，基本涵蓋組織胚胎學、病理學需要掌握的知識點，使該系統能進入學習、考試的實用階段。
(三)人體解剖學網絡自主學習考試系統
人體解剖學網絡自主學習考試系統于2006年全面用于我校各專業人體解剖學理論和實驗教學、學生自主學習與考試，包括3000多個解剖標本結構辨認，4000多道單項、配伍和多項選擇題。每道試題均有難易度標識，適合不同專業學生的自主學習和自測。該系統的解剖標本量大、質量高、圖像清晰，解剖結構采用區域參數改變的方式突出顯示，解決標本缺乏、結構辨認不準確、標本針對性不突出及學生難以理解等問題。每一解剖結構還配有“標本說明”、“結構說明”、“基本概念”和“知識拓展”等信息，有利于學生輕松自主學習。系統上線以來，已成為我校解剖教學必不可少的輔助教學手段，提升了解剖實驗教學質量，學生課后登陸該系統學習次數累計達35萬人次。已有6屆學生在該系統上完成解剖標本考試，標本考試客觀公正，節省了大量人力、物力，獲得一致好評。該系統有利于促進學生對解剖學教學內容的全面掌握，徹底做到了考教分離，更客觀地反映教學效果，使理論和實驗教學走出了課堂，拓展了教學的時間和空間。2008年，該系統在第四屆全國高等學校計算機課件評比中獲一等獎，受到國內同行的關注和好評。
三、虛擬仿真教學平臺的特色
(一)科學規劃，構建了完整的基礎醫學虛擬仿真實驗教學體系
我校從20世紀90年代初，就積極開展教學實驗室、實驗精品課程和虛擬仿真實驗教學一體化建設，組建了基礎醫學實驗教學中心(2006年獲國家級實驗教學示范中心)，開設了“醫學機能學”、“人體結構學”和“醫學形態學”3門創新實驗課程(2005年、2007年和2008年先后被評為國家精品課程)，與課程對應我們分別研發“機能學自主學習平臺”、“人體解剖學網絡自主學習考試系統”和“形態學數字仿真實驗室”3個在線虛擬仿真實驗教學軟件，涵蓋了基礎醫學所有實驗教學內容，形成了較為完整的基礎醫學虛擬仿真實驗教學體系。
(二)資源共享，拓展了醫學生自主學習的時間和空間
南京醫科大學基礎醫學虛擬仿真實驗教學平臺，其本質是一個基于網絡運行的醫學專業虛擬仿真軟件，其研究思路主要結合所涉及醫學專業特點，采用軟件工程的理念進行構建，將建成為基于網絡的基礎醫學仿真實驗教學系統，可在校園網上獨立運行，并與南京醫科大學課程中心E-Learning自主學習平臺整合，融入課程學習，并且可以在校外公共網絡上通過合法認證后登錄學習。此平臺拓展了學生自主學習空間，取得了良好的教學效果，在全國醫藥院校中產生了較為廣泛的影響，先后向38家醫藥院校推廣使用，接待50余批次領導及同行前來參觀交流，獲得同行一致好評。
四、虛擬仿真教學平臺的應用
虛擬仿真實驗教學資源通過多種方式向學生開放。學生在虛擬仿真實驗室，利用特定的設備(局域網內電腦、人體模具等)進行訓練和學習，也可以通過網絡，在模擬現實的虛擬環境里進行實驗。教學網站還包括實驗教學課程安排、實驗教學儀器使用的查詢、實驗教學課件、實驗教學資源庫的下載；開放實驗室的預約管理；實驗報告提交、師生互動、實驗成績查詢和教學質量網上測評等功能。教師通過后臺布置作業，監控學生學習過程，設置考試內容，管理學習成績。所有虛擬項目都模擬現實場景和實現人機互動，學生身臨其境地進行反復訓練，實踐技能不斷提高，創新意識不斷增強。
開設實驗課程均采用虛實結合的模式，實驗室為學生提供必需的基礎實訓項目，通過虛擬實驗室進一步豐富實驗教學內容、提高實驗教學質量；通過實訓和虛擬訓練，學生又回到實驗室進行科學研究，或進入醫療單位從事臨床實習，學生在從實到虛，又從虛到實的訓練過程中，素質逐漸增高，能力逐步增強。
虛擬實驗平臺開放后顯著增加了實驗資源，擴展了實驗教學空間，提升了實驗教學內容，也提高了學生學習的興趣和自主學習的能力。近年來，通過實踐教學改革，我校學生在“開放實驗平臺”上，共獲得省級大學生實踐創新訓練計劃立項20余項，48篇，其中SCI收錄9篇，并有2篇分別獲得第十屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽二等獎和全國大學生基礎醫學實驗設計大賽三等獎。學生的臨床實踐能力也顯著提高，南京醫科大學代表隊在歷屆全國醫學院校大學生臨床技能競賽中多次獲得獎項，其中2012年獲得了一等獎。
關鍵詞：案例分析―情景教學―實踐體驗;生理學;高職教育
中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）47-0168-02
一、引言
改變傳統教育模式，探索新的培養高素質、有創新精神的實用型人才的教育模式，成為醫學高等職業教育的重要方向。為了更好地實現這一目標，國內各高職院校在理論教學、實踐教學、案例教學、情景教學等多種教學手段上都進行了充分的研究和探索，取得了一定的效果。但在實際獨立實施的過程中發現，每種教學手段各有利弊，取得的效果與醫學高職教育人才培養規格和培養目標仍然有一定差距。
二、構建的意義
生理學作為醫學基礎課程之一，在基礎醫學與臨床醫學之間起到了承上啟下的作用，是一門理論性和實踐性都比較強的學科。在長期教與學的過程中，逐漸發現傳統的“理論+實踐”這一“1+1”模式已跟不上職業教育的需求，它使教學內容彼此獨立，欠缺針對性，理論與臨床脫節，學生學習呈現“疲態”。基于這一現狀，本文從“案例分析―情景教學―實踐體驗”這一鏈條式層層遞進教學流程的構建和實施作深入闡述，以期能更好地取長補短，縮小基礎理論與臨床實踐的距離，進而向高職醫學培養目標靠近。
三、模塊的構建
（一）構建所需平臺
1.校園網絡基礎設施建設。校園網經過多年的發展，接入層、匯聚層、核心層及數據中心接入能力不斷完善，已構建完成一個覆蓋全校區、支持下一代互聯網、多途徑接入、多業務融合的校園“天使之城”網絡學習空間。
2.移動學習基礎設施建設。在信息化環境下，移動電話在學生中的普及將使其成為發送教學資源和開展學習活動的天然選擇。我院積極推動移動學習的應用探索，開展移動學習平臺的建設與研究，促進信息化教學模式的改革。
3.“健康科普教育基地”建設。依托校園網，我院于2005年初啟動“健康科普教育基地”項目的建設，已分人體科學與健康、家庭保健與急救、食品藥品安全與健康三個項目已經完成，為學生開展科普宣教、社區服務等提供了良好的平臺。
（二）模塊建設
1.“案例分析”模塊的構建。“案例分析”這一模塊的構建包括教師對案例的選取、學生課前分組討論、課堂上全班交流、教師總結這四個環節。
教師選用、設計案例要緊扣生理學的教學大綱，圍繞生理學基礎知識，結合教學目標，充分考慮學生的認知和接受能力。案例的選取應完整、典型，既有知識的系統性，又有教學的便利性。如呼吸系統這一章節，可以“氣胸”、“CO中毒及搶救”、“新生兒呼吸窘迫綜合征”這三個案例作為引領;又如血液這一章節，可以“缺鐵性貧血的診斷與治療”、“ABO血型與臨床輸血”等案例為引導;再如消化系統，可以“胃腸消化、吸收功能障礙”、“胃炎”、“消化性潰瘍”等案例為切入點，然后再進行相關理論知識的鏈接和拓展。
課前，學生利用課余時間依托學院提供的網絡平臺認真閱讀教師提供的案例，主動上網查閱與課程相關的知識，然后進行分組討論。在小組討論完成后，每個小組派出代表提交報告，闡述該組對案例的分析和處理意見。闡述完畢之后其他小組可以提出疑問，被質疑的小組需要對疑問進行解答。在此過程中，除了學生充分發揮，教師亦參與其中，對問題進行適當點評，以便將學生的思路引導到問題的合理解決思路上來。此環節可根據相應章節的課時數分網絡討論和課堂討論兩種形式進行。
案例的選取遵循以“案例分析”為引領，以“夠用為度”為原則，打破“章”、“節”界限，改變循序漸進、條框式教學，對生理學原有的理論課教學內容進行梳理，精簡課堂講授部分的內容，在重點和難點處著重引入案例教學的內容，做到理論知識和臨床應用相結合，幫助學生加深對理論知識的理解和記憶，是“案例分析”的核心價值之所在。
2.“情景教學”模塊的構建。“情景教學”模塊的構建就是生理學虛擬仿真實訓室的組建和相關軟件的配置。“情景教學”為學生創設了實踐情景，提供一個虛擬、仿真的實踐平臺進行仿真實踐。學生在機能學仿真虛擬實驗室中可虛擬實驗環境，查看實驗對象、實驗試劑、實驗器材、實驗介紹、實驗步驟、仿真實戰及仿真實驗，并可以對實驗進行自定義，模擬各種藥物對動物呼吸、血壓、泌尿、張力等影響。該系統對實驗波形可以進行標尺度量、進行橫向和縱向的壓縮處理和速度控制等，模擬顯示藥物在體內的濃度變化，可以對藥物進行換洗，并可自定義藥物的療效。該模塊可在很大程度上激發學生對本課程的學習興趣，變被動為主動，為其后的動物、人體實踐作好準備。
3.“實踐體驗”模塊的構建。“實踐體驗”包括校內的動物、人體實訓、社會實踐、臨床實踐等，是真正將學生所學應用到現實中，能最大程度地讓學生獲得職業成就感和滿足感。可利用機能實訓室和仿真實訓室，進行相關基本操作技能的培訓;依托“健康科普基地”平臺、社區服務、臨床見習等，實現從“模擬”到“實境”的遞進式實踐教學模式，構建系統化實訓體系。
四、“案例分析―情景教學―實踐體驗教學”流程的整合
“案例分析”、“情景教學”、“實踐體驗”看似是三個獨立的教學模塊環節，實則在教學中是不可分割，相輔相成的。將其有機整合最大的優點是將“教、學、做”連鎖式地緊緊聯系在一起，最大程度地節約課時和人力、物力，同時能充分調動所有教學資源。如在對動脈血壓的形成和影響因素這一知識點進行講解時，可先引入“外傷出血導致動脈血壓下降”這一案例進行討論分析;然后與“動脈血壓的形成機制、影響動脈血壓的因素、降壓反射”理論知識進行鏈接講解;緊接著進入虛擬仿真實訓室進行“蛙心灌流”、“血壓測量”等模擬實驗;其后在機能實訓室進行“人體動脈血壓測量”實踐;最后通過“健康科普基地活動”及“進社區服務”實現理論與臨床的對接。
實踐證明，通過對這三個層層遞進教學環節的整合，能最大程度地縮短理論與臨床的距離，實現從臨床―理論―臨床的有機結合，突出了對學生應用能力、基本技能的培養，循序漸進地加強基本素質和專業素質教育。
五、討論
（一）特色與創新
1.課堂教學模式的創新性。打破傳統課堂教學模式的單一性，使網絡教學、虛擬實訓教學、實驗教學、臨床實踐教學成為課堂教學的載體，使其變得“無處不在”，從多層面得以延伸和拓展。
2.案例實用性、真實性。用臨床真實案例導入，以夠用為度，引入相關知識點的鏈接，讓學生從感性認識上升到理性認識的水平，達到教學目的。
3.評價客觀性。提交以小組為單位的“案例分析”報告作為考核項目之一;虛擬仿真實訓室提交的數據報告作為考核項目之二;實踐操作技能考核作為考核項目之三。綜合以上三項再加上理論成績即為“三合一”模式，是學生對本課程掌握程度的客觀評價。“三合一”考核評價模式，能充分客觀地評價學生的綜合能力。
4.資源利用充分性。可將現有的教學資源，如醫學機能虛擬仿真實訓室、開放性的實踐課信息化平臺、《生理學》精品課程資源等進行有針對性的綜合利用，優化資源結構，適應高職教育的需求。
（二）存在問題
在教學體系構建與實施過程中，還存在一些亟待解決的問題。如對教師提出了新的挑戰，教師不但要具有專業知識和豐富的交叉學科的相關知識，同時，還必須具備豐富的教學經驗。具備提出問題和解決問題的能力以及良好的組織管理能力，能很好地控制課堂節奏，保證教學任務順利完成;其次，教師還要努力從講臺走向臨床，不斷積累豐富的實踐經驗，更新理念，跟上醫學發展的腳步。因此，案例分析―情景教學―實踐體驗這一流程的構建與實施尚需進一步探索，要在實際工作中不斷加以改進與完善。
參考文獻：
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[5]楊耀防.典型的以問題為中心的教學過程剖析，國外醫學醫學教育分冊1994，15（4）：150-152.
醫學圖像處理教學需要課堂教授，更需要加強實踐性教學環節[2-3]，但由于課時和實驗條件的限制，傳統授課有時難以達到教學要求，而虛擬實驗則可彌補這方面的局限[4]：通過將Matlab仿真技術與GUI界面設計引入到教學中，開發可視化的醫學圖像處理虛擬實驗平臺，既取得理想的教學效果，也可培養醫學生的自主學習能力、獨立思考能力和綜合應用能力[5]。醫學生通過圖像處理仿真熟悉各種醫學圖像處理方法的原理，并通過調整參數，了解參數變化對醫學圖像處理效果的影響。
1 實驗平臺的結構
醫學圖像處理虛擬實驗平臺的設計思想是結合醫學圖像處理的基本理論，通過虛擬實驗的方法強化醫學圖像處理的基本思想與核心概念，為醫學生的理解和應用提供幫助[6]。
通過GUI界面，醫學生可選擇任意感興趣的項目或教師指定的項目進行仿真實驗[7]。實驗平臺還提供醫學圖像處理相關課件、圖像處理Matlab編程的教學視頻、仿真實驗指導書、拓展實驗題等資料，醫學生可利用GUI界面隨時調入進行自學。
同時，實驗平臺還提供腦腫瘤fmri處理示例，此示例選取于臨床影像三維顯示的實際應用，幫助醫學生了解如何將自己所學的圖像處理知識應用到工作實踐中，從而提高醫學生的綜合素質。
根據教學計劃的要求，醫學圖像處理虛擬實驗平臺包含醫學圖像處理教學內容中所有典型的實驗項目，具體內容如下：
（1）圖像插值實驗。主要分析最近鄰插值（Nearest Interpolation）、雙線性插值（Bilinear Interpolation）和雙三次插值（Bicubic Interpolation）的原理[8]和Matlab編碼。
（2）圖像銳化實驗。主要分析Roberts算子、Prewitt算子和Sobel算子的原理和Matlab編碼，并且比較每種邊緣檢測算法對應的6個結果，包括原圖、直接梯度輸出圖像、門檻判斷圖像、邊緣規定圖像、背景規定圖像和二值圖像。
（3）圖像去噪實驗。主要分析均值濾波、中值濾波、維納濾波等圖像平滑處理算法[9]的原理和Matlab編碼。
（4）圖像融合實驗。主要分析像素灰度值極大/極小融合法、加權平均融合法、傅里葉變換法的原理[10]和Matlab編碼。
（5）圖像分割實驗。主要分析全局閾值法、大津閾值法、迭代法、最大熵分割法和局部閾值法等圖像分割方法[11]的原理和Matlab編碼。
（6）頭動校正實驗。主要研究投影法[12]配準技術的原理與Matlab編碼，并且展示投影法頭動校正后的效果。
（7）三維可視化實驗。主要研究基于體繪制的三維重建算法[13]原理與Matlab編碼。
例如，在圖像去噪實驗中，加入噪聲的參數可由用戶自己輸入。針對噪聲圖像，醫學生可以選用不同的平滑算法，自行設置模板參數，進行圖像去噪處理。通過觀察加噪效果及比較各種平滑處理算法處理后的結果，醫學生對平滑算法處理的針對性、參數取值范圍和實驗結果都會比較熟悉，從而達到教學目的（具體操作過程見第3部分）。
2 實驗平臺的設計
使用Matlab圖形用戶界面開發環境（Matlab Graphical User Interface Development Environment，GUIDE）創建GUI圖形界面是常用創建Matlab GUI的方法，該方法簡單易學，能方便實現圖形控件的各種功能。醫學圖像處理虛擬實驗平臺的GUI界面主要包括虛擬實驗平臺主界面、課件界面、實驗名稱界面、各實驗項目界面、教學視頻界面、腦腫瘤fmri處理示例界面等。
醫學圖像處理虛擬實驗平臺主界面的主要控件為7個按鈕（Push Button）。按鈕有多個功能，如函數的調入、界面之間的跳轉等。將所需控件移入GUI界面，再對各控件按照程序要求進行屬性編輯，修改完成后，點擊GUI界面工具欄中的運行按鈕，即可運行設計完成的GUI界面，Matlab系統會自動生成相應的M文件。
設計實驗平臺時，考慮到醫學圖像處理的理論知識較多，同時考慮到醫學生自學的要求，將課件與教學視頻按照由易到難的順序排列。按照教學要求，設置7項醫學圖像處理實驗，而每個實驗都有實驗目的、實驗原理、實驗內容、實驗結果與分析等項目，因此設置成實驗目的、實驗原理、實驗內容、實驗結果與分析和返回5個按鈕，以圖像去噪實驗為例。
通過“實驗結果與分析”按鈕就可進入仿真界面，進行仿真分析，如圖1所示。選取相應的文件，輸入相應的參數，點擊對應按鈕，即可對圖片進行加噪去噪處理，并能直接觀察比較處理結果。
為培養醫學生應用所學圖像處理知識的能力，實驗平臺設計腦腫瘤fmri處理示例板塊。其內容是對腦部fmri原始數據進行預處理、放大、圖像分割、體重建等操作，對腦部進行三維可視化[14]。腦部MRI圖像的三維顯示就是指利用一系列的二維腦部MRI圖像重建三維圖像模型并進行定性定量分析的技術。通過三維重建可以科學、準確地重建出被檢物體，避免傳統方法中臨床醫生通過自己大?X想象的不確定因素[15]。醫學生只有親自對腦部fmri原始數據進行讀入、預處理、分割、重建等操作才能得到如圖2所示的腦部輪廓三維圖，從而初步認識自己所學圖像處理技能的組合應用，明確醫學圖像處理對臨床診斷與治療規劃的意義，達到學以致用的效果。
3 仿真實例分析
每個實驗項目都提供仿真演示示例。以圖像去噪實驗為例，如圖3所示。首先加入方差為0.02的高斯噪聲，修改完參數后，點擊加入噪聲按鈕就能得到噪聲圖像，如果均值參數修改為除0以外的任何數，則不會顯示任何圖像。然后針對生成的噪聲圖像，對其進行中值濾波處理、均值濾波處理和維納濾波處理。每次進行處理前，都需要輸入模板尺寸，模板尺寸越大，去噪效果越明顯，但是圖像丟失信息也會更加嚴重。醫學生可通過反復修改模板尺寸，比對每次處理結果，選出最佳的模板參數。進行三種濾波處理后，醫學生可根據三種濾波處理后的結果來總結每種濾波處理的特點與效果。最后，醫學生如果有學習或者校驗代碼的需要，可以點開對應的主要代碼查看按鈕進行代碼查看。
4 虛擬實驗平臺的使用與評價
醫學圖像處理虛擬實驗平臺的Matlab文件編譯完畢后，生成的可執行文件需要Matlab運行環境的支持，如果要將此軟件到其他沒有Matlab運行環境的機器，還需要進行一項工作，即打包Matlab組件運行環境（Matlab Component Runtime，MCR）[16]。建議采用專業的安裝包制作軟件Setup Factory將MCR與軟件一起打包，設置代碼使得安裝包解壓完畢后，自動安裝MCR。安裝完成后，點擊編譯的Matlab可執行程序，即可運行醫學圖像處理虛擬實驗平臺。
經過醫學圖像處理選修課投入使用后，醫學生的學習積極性顯著提高。除課堂授課外，大多數醫學生在課后通過虛擬實驗平臺進行理論自學和題目自測，使得總體考核成績明顯上升，教學質量顯著提高。
物理仿真實驗指的是利用數字建模來進行虛擬仿真實驗環境和虛擬仿真儀器的設計。在醫學院校中學生可以在虛擬的實驗環境中自發地進行實驗方案的設計、儀器的操作以及實驗參數的擬定，從而將真實的物理實驗過程進行模擬。本文在對物理仿真實驗的相關理論進行探析的基礎上，著重討論了物理仿真實驗在醫學院校教學中的應用意義和方法，這對于為醫學院校學生創造自主的學習環境，進行研究性、設計性和開發性的物理實驗教學的大面積開發具有重要意義。
一、物理仿真實驗概述
物理仿真實驗在醫學院校教學中作為一種全新的教學實驗模式，指的是利用數字建模來進行虛擬仿真實驗環境和虛擬仿真實驗儀器的設計和建設，學生可以在此實驗環境下自主地進行實驗方案的設計、實驗參數的擬定以及實驗儀器的操作，從而進行真實實驗過程的有效模擬。隨著多媒體網絡和計算機技術的發展，虛擬仿真技術在實驗教學中的應用越來越廣泛，從而出現了物理仿真實驗這一種全新的教學方式，它打破了實驗空間、儀器套數和時間等的限制，通過實物實驗與虛擬仿真實驗的有效結合，促進了學生實驗興趣和學校教學質量的提高。但在目前醫學院校中，物理實驗教學存在著實驗設備不夠先進、實驗方法任務式等問題，空洞的實驗原理講述、陳舊的實驗器材使得學生無法及時掌握和鞏固理論知識并開拓思維，因此進行物理仿真實驗在醫學院校教學中的應用探索顯得非常必要。
二、物理仿真實驗在醫學院校教學中的應用
物理仿真實驗不同于傳統的物理實驗方法，其在醫學院校中具有廣泛的應用意義。首先，物理仿真實驗的應用實踐促進了醫學院校學生物理知識結構的不斷完善。物理仿真實驗能讓學生跟比較前沿的現代化物理實驗進行接觸，促進了學生知識層面的豐富以及教學成本的節省。例如一些有害的如放射性物質實驗，利用虛擬仿真技術可以在降低危險性的同時節約時間和經費。其次，物理仿真實驗能改善物理教學受到空間和時間限制的情況。例如在“用光柵測光波波長”的實驗中，虛擬仿真實驗消除了該實驗的課時限制，有效降低了真實實驗教學的壓力。最后，物理仿真實驗提高了學生的創新和學習能力。虛擬仿真實驗可以營造開放性、全方位的實驗環境，讓學生進行實驗原理和步驟的正確理解，從而在較好的實驗結果基礎上進行主動思考和自主學習，促進學生學習熱情和創新能力的提高。
物理仿真實驗在醫學院校的應用中，實驗軟件一般選取由中國科技大學出版的《大學物理仿真實驗》軟件。該軟件具有虛擬化的實驗環境和模塊化的實驗儀器，可以讓醫學院校的學生對于儀器的結構、實驗的環境進行整體直觀的認識，通過不同實驗方法的優劣對比，進行實驗儀器部件的組合和選擇；同時該實驗軟件能對實驗數據進行便捷靈活的管理，在模擬試驗誤差的同時可以對學生的實驗報告實施數據庫的管理。在實驗內容的選擇上，以“用光波測波長”的實驗為例來進行物理仿真實驗應用過程的說明，包括了分光計的原理和操作講解，等等。該實驗內容對于之后吸收光譜、放射光譜等知識的學習具有良好的啟發和引導作用，尤其是針對醫學院校學生，會使用生化分析儀、光譜儀等一些光譜分析儀器，因此讓學生進行光譜儀器的原理和理論的充分掌握，對于學生臨床素質和理論素養的培養具有重要作用。
在物理仿真實驗的應用中，應該基于醫學院校的實際情況來構建一個完整的試驗系統，主要包括實驗預習、真實實驗、評價系統和交流系統，等等。實驗預習包括仿真實驗報告和前述仿真實驗，真實實驗包括前述實驗操作以及實驗后的醫院實習，評價系統包括平時成績以及實驗報告的綜合性評分，交流系統指的是在網絡課程的模塊中進行實驗交流平臺的建立。在進行真實實驗前的幾天內，學生按照老師的要求進行網絡仿真物理實驗的相關操作，根據個人需求有選擇地進入儀器調節、實驗儀器等界面，進行實驗內容的熟悉。例如“利用光柵測波長”的仿真實驗中，學生可以點擊實驗手冊并按照個人需求瀏覽實驗原理、目的、器材、步驟及數據處理等選項，然后與儀器的立體動畫和實驗原理相結合，組合、調節和拆卸儀器各個部件，充分進行儀器構造的了解和實驗步驟的實踐，然后進行光譜的相關觀察、數據的記錄并得出實驗結果，成功結束仿真實驗。
三、結語
物理仿真實驗作為一種全新的知識學習方法，在活躍了物理實驗課堂的同時，能夠引導學生更好地掌握和理解物理實驗內容，促進了課堂教學效果和質量的提高。在醫學院校未來的發展和應用中，可以考慮利用LahVIEW等虛擬仿真軟件來進行虛擬儀器系統的構建，從而使得物理仿真實驗系統具有一機多能、通用性強、操作簡單等特點，對于新實驗的開設以及醫學院校學生課外實驗知識的豐富具有積極促進作用，有利于醫學院校創新性和探索性實驗教學的開展。
（作者單位 重慶市醫藥高等專科學校）
目前基礎醫學實驗教學模式大多仍然遵從傳統的醫學實驗教學模式，在進行實驗教學和管理的同時也暴露出許多問題。一是現有的教學模式都是教師先講解實驗步驟，學生再一步一步做，與其說做實驗不如說體會實驗過程，學生在其中很少能夠得到思考，只是機械地完成課程任務，這樣的教學模式無法培養學生學習的主觀能動性與創造性，也不會激起學生的濃厚興趣，更不會深刻理解教學內容從而學以致用;二是課堂實驗開展的僅僅只是一部分有代表性、易操作、經濟、常用的簡單實驗，對于那些需要昂貴儀器、比較耗時的實驗大多并不開展;三是實驗課的資源(如實驗動物、儀器設備等)緊張，經常多人共做一次實驗，而開展的實驗大都較為簡單，可以自己獨立完成，某些復雜實驗因為資源緊張只做教學示教，沒有鍛煉機會，這些都不利于學生動手能力的提高及對實驗的理解;四是隨著科技的不斷發展，一些高端精密儀器設備也逐步應用于基礎醫學實驗教學當中，但是生均實驗設備擁有量低，而且該類儀器由專人操作，采用示范教學的方法，不利于學生培養;五是部分基礎醫學實驗標本和耗材難于購置(如局部解剖學、斷層解剖學等課程需用的大量尸體，部分稀缺微生物寄生蟲大體標本，蟾蜍、狗等特殊實驗動物等)，導致資源的極度緊張;六是某些實驗存在危險性，如分子生物學實驗和免疫學實驗所必須使用的一些試劑有劇毒或神經毒性，醫學微生物學實驗中必須用到許多致病菌(如大腸桿菌、痢疾桿菌、結核分歧桿菌等)，一旦學生操作不慎或失誤都會對學生的健康造成威脅。
2基礎醫學虛擬仿真實驗教學中心建設的目標
基礎醫學虛擬仿真實驗教學中心是針對本校的管理需求，采用先進的設計理念和教育技術，整合國內外成熟的虛擬實驗研究成果，與機能學實驗、形態學實驗、人體解剖學實驗、斷層解剖學實驗、局部解剖學實驗、分子生物學實驗及病原生物學實驗相結合，研究開發和部署開放式虛擬仿真實驗教學的管理和共享平臺，提供數字化網上實驗教學環境，在全校范圍內開展應用。在現有的校園網和省級醫學基礎實驗教學示范中心平臺的基礎上，以各個學科的特點建設不同的虛擬仿真實驗模塊，實現以學生為主體、全天候開放的基礎醫學虛擬仿真實驗教學平臺。搭建“真實與虛擬相結合，教學與科研相結合”的現代化實驗教學平臺，創建了“理論授課－虛擬實驗－實驗室教學”融合的醫學基礎類學科實驗教學體系，為醫學教育科研服務。基礎醫學虛擬仿真實驗教學平臺包含機能學虛擬仿真實驗平臺、形態學虛擬仿真實驗平臺、人體解剖學虛擬仿真實驗平臺、分子生物與免疫學虛擬仿真實驗平臺4個虛擬模塊。主要目的在于實現虛實統一、網絡學習與課堂模擬相結合，使現代計算機圖形技術、多媒體技術、傳感器技術、人機交互技術、網絡技術、仿真技術等多種技術融合于基礎醫學實驗當中，為學生提供一個新的學習環境，激發學生的學習興趣與熱情，提高學生實體操作的動手能力，激發學生對科學實驗的興趣，真正實現綠色、安全、經濟的實驗教學。基礎醫學虛擬仿真平臺的建設將為學校大大節約實驗動物、實驗用尸體標本、顯微鏡、切片購置和維護成本，解決珍稀標本如胚胎等和尸體標本的來源。同時使基礎醫學各學科實驗教學內容優化重組，增加觀念創新、實驗技術創新的設計性、綜合性實驗，培養學生的創新意識，增強學生分析問題、解決問題的能力及跨學科綜合運用知識和動手的能力。
3基礎醫學虛擬仿真實驗教學中心建設模式的探索與實踐
3．1優化實驗模式
在基礎醫學實驗教學設計中積極探索各種類型實驗的優勢互補，將動畫模擬、虛擬仿真、錄像和實體實驗優化組合。對于生理、病理及機能學等實驗可使模擬醫學實驗教學系統和原有的多道生理信號處理系統實驗軟件配合，使高仿模擬實驗、實驗指導實現隨意切換。每一個教學實驗包括實驗指導、模擬實驗、動手實驗3大部分。可完成多達幾十個實驗項目，介紹生理科學實驗的儀器常識、常用儀器設備，常用實驗動物種類、品系、實驗操作技術等知識，擁有多部生理學、病理生理學和藥理學操作視頻。高仿實驗有真實實驗場景，實驗儀器、裝置、實驗對象與真實實驗現場情況一致，實驗儀器界面和操作與真實的道生理信號采集處理系統相仿;實驗步驟按實際實驗設計;實驗操作與實驗對象的活動應用實景動畫;實驗數據進行生理指標的定量分析測量，并可導出。可滿足不同學生的需求，增強學生對機能學實驗的興趣，提高學生在真實實驗中的動手能力，能節約部分實驗動物，并且能解決以往在實體實驗時由于操作失誤導致實驗動物的浪費現象。針對系統解剖學、局部解剖學、斷層解剖學、麻醉解剖學課程將虛擬解剖系統與傳統的尸體解剖實驗相結合，可開設幾十個虛擬仿真實驗項目，可查看彩色塑化切片圖像，可根據教學需要鎖定顯示畫面，3D解剖模型與2D切片截面圖像完美結合，帶來無與倫比的視覺感受，可完全滿足臨床醫學、影像學、中醫骨傷科學等特殊專業對解剖學課程的不同要求。使現代醫學解剖教學擺脫了日常教學中對尸體解剖的完全依賴，滿足教學需要，并可緩解教學尸體緊缺的難題。運用3D技術并有機合理地組合文字、圖片、聲音、動畫、視頻等多種媒體，把枯燥乏味的課堂知識形象、生動、活潑地展現出來，讓學生在生物化學與分子生物學實驗中擺脫以往的抽象枯燥且具有一定危險性的實驗環境，讓學生在快樂中輕松地掌握更多分子生物與免疫學實驗的知識，能夠在虛擬仿真的過程中掌握聚合酶鏈反應(PCR)技術，克隆核酸電泳，瓊脂糖凝膠電泳，測序DNA、RNA提取，逆轉錄cDNA，以及蛋白免疫印跡(Westernblotting)等實驗技術相關的實驗項目，可減少分子生物和免疫學實驗過程中有毒、有害物質對學生的傷害;減少分子生物與免疫學實驗過程中對耗材、試劑、抗體等昂貴實驗材料的需求以減少實驗經費，使學生通過虛擬仿真實驗掌握基本技術、操作步驟以及特殊儀器設備使用后能順利完成實體實驗，同時，分子生物學與免疫學虛擬仿真實驗也可作為對本科生、研究生及教師科研基本功的培訓。
3．2流程化的實驗管理
注重操作細節，規范實驗管理，通過虛擬仿真實驗平臺可完成實驗教學的全流程業務功能。通過實驗課程管理、實驗教學設計、實驗教學安排、實驗前預習、實驗過程指導、實驗結果批改、實驗成績分析等，實現對實驗教學過程的全流程跟蹤。各類教學資源建設也進行流程管理。基于網絡的流程化管理有效促進各種類型實驗的統一安排、優化組合，提高實驗教學工作的效率和規范，為開放共享虛擬仿真實驗資源奠定良好基礎。
3．3智能化的教學服務
為了減輕實驗指導教師的工作量，提高實驗教學的質量和效果，在課前預習階段，采用智能組卷技術對學生進行應知應會測試。在實驗過程中，采用人工智能技術，實現虛擬仿真實驗的網上實時智能指導，根據實驗過程中的問題，階段性地對學生進行個性化的有效指導。實驗結束后，對學生的實驗結果和實驗報告進行自動化的輔助批改。整個教學過程中，學生隨時可以通過智能答疑系統答疑，學生可搜索常見問題，與教師實時互動或者向教師發送郵件。實驗管理者和教師可以對實驗過程的數據進行詳實的統計與分析，通過大數據挖掘，發現教學過程中的問題，改進實驗教學。
3．4規范化的資源建設
關鍵詞 動物解剖學 實驗室 無害化建設
中圖分類號：Q95 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.12.081
Strengthen Animal Anatomy Laboratory Harmless Construction
MA Lin， WU Yongjie， XU Yongping， CHEN Shulin
（College of Veterinary Medicine， Northwest A & F University， Yangling， Shaanxi 712100）
Abstract Animal anatomy animal medical profession is one of the most important basic course is an introductory course， has far-reaching implications for the future courses of study， in order to further improve the teaching environment， improve the quality of teaching animal anatomy， the paper from the use of environmental preservation solution introduced plasticized specimens， improved ventilation systems， and building virtual simulation laboratories， and other aspects of strengthening animal anatomy laboratory to explore the construction of sound， so in the future so that more perfect teaching laboratory building， environmental protection and human culture.
Key words animal anatomy； laboratory； harmless construction
動物解剖學是動物醫學專業的一門重要基礎課程，也是本專業學生接觸的第一門專業課，該課程是一門形態學課程，畜體結構復雜，名詞繁多，①且難以進行邏輯推理，學習難度較大。如何將課堂上的知識真正轉化為對牛、羊、豬、馬、雞等畜禽有機體各系統、器官標本的形態結構、位置關系及異同點的現場認知并為后續的專業課程做好扎實形態學基礎，是動物解剖學實驗教學的最終目標。而這一目標需要通過多種實驗教學方法，讓學生在實驗室通過對標本大量的操作和觀察，才能實現。
之前我動物解剖學實驗室主要使用1.6%的甲醛溶液（即4%的福爾馬林溶液）制作浸制標本用于示教。由于在常溫下，標本中的甲醛極易揮發，動物解剖學實驗室長期充斥著刺鼻的甲醛味道，常常引起教師和學生眼睛疼痛、流淚等癥狀。②可以想象，在此種條件下，教師的授課熱情，學生的學習熱情必將大打折扣，也嚴重制約著動物解剖學教學質量的提高。本文對我們在實驗室無害化建設中所遇到的問題和積累的經驗，進行了論證總結，以期為下一步的工作做出有益指導。③
1 甲醛保存液對人體危害
由于在常溫下，保存液中的甲醛極易揮發，對人體有急性毒作用，主要表現為對結膜、皮膚、呼吸道粘膜的刺激，引起眼睛疼痛、流淚、皮炎等癥狀。長期慢性吸入甲醛濃度0.45mg/m3，可導致慢性呼吸道疾病增加；吸入高濃度（>60～120 mg3）甲醛可導致肺炎、喉和肺水腫，支氣管痙攣、喘息甚至呼吸衰竭致死。此外，甲醛還具有較強的致突變作用，長期接觸可引發多系統、多臟器的損害，并可造成接觸人群腫瘤的發病率明顯增加，屬于一類致癌物質。
2 實驗室無害化建設的主要內容
2.1 環保保存液
由于影響實驗室環境的主要因素是甲醛，因此探索使用甲醛的替代品，從根本上阻斷甲醛來源是進行無害化建設的根本。殼聚糖類環保保存液具有廣泛的抗菌滅菌功能，滲透性好，收縮性小，且能保護組織中脂肪和類脂質，使固定及保存的標本無固縮，無脫脂脫鈣，不失真，有利于學生的正確認識畜禽組織器官。④與甲醛保存液相比，其保存的標本在物理性狀等方面均有很好的穩定性和生物安全性，示教標本保濕、防腐效果好，并保持了原來的形態和韌性，經過反復多次使用未出現發脆破損現象，能夠滿足實驗教學的要求，同時對環境無污染，對人體無損傷，是目前理想的替代甲醛的環保型實驗室標本保存液，可在實驗室推廣使用。⑤
2.2 塑化標本
塑化標本技術是一種可以把組織保存得像活體一樣的特殊技術，其制作方法是通過真空物理過程，利用液態活性高分子多聚物作為生物塑化劑對標本進行浸滲，替代組織細胞中的水分和脂類，而使其塑化。⑥塑化標本具有以下特點：（1）制作過程中不使用甲醛，安全環保，符合無害化實驗室建設要求；（2）無固縮變形，能夠完美展現標本的原貌，便于學生的認知學習；（3）結構清晰，能夠展現各個系統的細微之處，方便教學；（4）使用、保存方便，且可以長期循環使用，極大的節省了資源；（5）外形美觀，可以消除學生對普通浸制標本的畏懼情緒，提高學習積極性。⑦以上優點既能夠滿足動物解剖學實驗教學的需要，又符合實驗室無害化建設的要求，得到了教師和同學的一致好評，也指導我們在下一步的工作中進一步完善各個系統塑化標本的引進和教學使用。
然而在塑化標本的使用過程中，我們也發現了一些問題，例如有些標本較為堅硬，活動性差，內部結構不能完整暴露；神經、血管系統中，體表較細的血管、神經較為脆弱，在學生觀察過程中容易折斷、移位，為塑化標本的維護帶來了一定困難。下一步我們將根據不同系統的特性，購置重要器官的剖面塑化標本，滿足教學需要；同時，在使用過程中對易于損傷的標本加裝保護罩，使同學能既能對照學習，又起到保護作用。
2.3 改善通風系統
盡管使用環保保存液可以有效減少實驗室環境中的甲醛含量，但是在標本制作過程中，甲醛仍作為固定劑使用，無法根除，因此保持實驗室的良好通風，著力排風設施的構建，安裝通風系統，保證空氣直流式流通，不循環使用，對于降低空氣中甲醛濃度，確保解剖實驗室內空氣質量達到國家規定的標準具有重要意義。⑧本實驗室采用上送下排的直排通風模式，上課前10分鐘開啟運行使空氣不形成渦流，將室內標本所產生的有害氣體及時排除，效果肯定，但是也存在一定的問題：一是通風系統存在一定噪音，影響課堂環境；二是排風過程中容易造成標本的干燥變形，不利于示教觀察；三是缺少凈化裝置，排出的含甲醛空氣會對周圍環境造成一定污染。針對上述問題，在下一步的實驗室無害化建設中采購安裝低噪音通風裝置，同時配套空氣凈化系統，徹底除去空氣中的甲醛分子，構建環境友好型實驗室；另外改善標本的保濕措施，配套甘油溶液噴霧器及密封實驗盒，減少甲醛的揮發和水分流失，保持標本的自然狀態。
2.4 多媒體實驗室和虛擬仿真實驗室
實驗室的無害化建設也要抓住高校實驗室發展的最新動向，秉承實驗教學科學化、系統化和現代化的原則，保證實驗室的信息化進程。結合動物解剖學教學實驗室的特點，加強多媒體實驗室建設和引進虛擬仿真實驗室，具有重要的現實意義。
多媒體實驗室，簡單來說就是利用以計算機為中心的多媒體技術，按照實際的教學需要和教師的教學設計，將文字、聲音、圖像、視頻、動畫等多種媒體信息集成起來，用以呈現教學內容的現代教育、教學手段。⑨對于復雜、枯燥的動物解剖學這門形態學課程來說，多媒體教學手段具有獨到的優勢，也是必不可少的。
虛擬仿真實驗室是多媒體實驗室的一種，主要指在各種計算機系統中通過采用多種虛擬仿真技術實現不同的虛擬實驗環境，使得實驗者能夠在接近真實的實驗環境中，完成預定的實驗項目。⑩具體到動物解剖學實驗室，就是利用計算機手段建立真實的符合學習者視覺特性的3D動物及標本模型數據庫，虛擬仿真的標本具有可透視內部器官、血管、神經，任意旋轉及觀察不同斷面等特性。
多媒體包括虛擬仿真實驗室在動物解剖學實驗教學中具有巨大的優勢：（1）資源共享，且擺脫了時間和空間的限制，方便學生隨時根據自身情況安排自學；（2）增加了實驗室內容的擴展性。虛擬狀態的資源，克服了標本數量、品種上的多種限制；（3）有利于突出教學內容的重點、難點，提高課堂教學質量；（4）培養了學生自主學習的能力和熱情，并在此過程中鍛煉了創新思維。
與此同時，在多媒體實驗室的建設和使用過程中，也要注重適度原則，避免過度依賴。教師和學生在課堂上的互動，才能把握學生的理解程度、理解難點，從而改變講解方式，使學生對講授的內容進一步加深印象、增進理解。而學生則需要把多媒體課件中二維的、虛擬的信息，通過在實驗課堂上不斷的觀察、操作才能，能方便地把局部的微細結構與器官整體統一起來，有利于學生從感性、局部的認識向理性、整體的認識飛躍。多媒體實驗技術要始終與傳統的授課方式結合在一起，才能發揮最大效果。
3 總結
綜上所述，動物解剖學教學實驗室的無害化建設涉及標本制作技術改進、通風設施、環境監測、信息技術應用等多方面的因素。目前主要措施是用環保保存液替代甲醛保存液，引入塑化標本，建立完善的通風和空氣凈化系統，并不斷加強實驗室的信息化建設，構建完善的多媒體實驗室。不斷探索總結，采取綜合措施以改善實驗室空氣品質，為廣大師生提供一個健康舒適的教學環境。
通訊作者： 陳樹林
基金項目：西北農林科技大學教學改革研究項目（JY130 2021）；國家自然科學基金（30972151）
注釋
① 劉亞琴.畜牧獸醫專業動物解剖課程教學改革的探索[J].農民致富之友，2014.12：272-273.
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⑥ 郝麗，張晶鈺.塑化標本在高校動物解剖學實驗教學中的應用及體會[J].黑龍江教育，2014.6：79-80.
⑦ 夏廣軍，付廣權，計雁林.塑化標本與普通標本在人體解剖學實驗教學中的比較[J].黑龍江醫學，2012.36（8）：607-609.
⑧ 羅春燕.解剖實驗室的環境分析及改進措施[J].中國健康心理學雜志，2015.21：73-74.
⑨ 陸恒樹.多媒體在解剖學基礎教學中的應用[J].邯鄲醫專學報，2014.5（15）：110-111.
1.1理論教師的教學策略
1.1.1強化臨床專業知識與能力
理論課教師同時教授相關臨床課程是對課堂和臨床學習最好的結合方式。理論教師通過定期的教授臨床或實驗課程、參與臨床進修學習來加強臨床專業知識與能力。比如參加醫院在職的、普遍的基本技能或者實踐等相關的繼續教育培訓，如臨床護理核心課程、高級心臟生命支持等，能夠保證教師掌握臨床當前的標準、政策和程序。教師通過對學校和醫院兩種不同的教學環境和教學資源的整合，以實現理論教學與實踐教學的無縫鏈接。
1.1.2積累臨床教學經驗
理論課教師需要閱讀臨床書籍，觀看指定的臨床技術視頻，能夠更好的將實踐內容和理論知識、案例研究融合在一起。技能教科書通過提供具體步驟、應用實例和循證實踐來說明理論概念。例如：當教授病人出院的相關內容時，技能教科書通常包含了出院計劃、健康教育和家庭護理等。同樣，理論教師可以通過提供課堂講稿、課程材料和當前研究的文獻來支持幫助臨床教師。這樣能保證臨床教師收集與當前理論相對應的適合病情的護理經驗和計劃。
1.1.3掌握課堂授課技術，融入游戲和藝術理念
對理論教師來說課堂技術是一項重要的手段。能夠鼓勵學生參與有意義的學習，提高實踐能力。例如：應用觀眾響應技術如互動課堂反應系統（iclicker），對教師和學生都有益處。教師可以選擇或設立問題，促進復雜概念的合成和應用，這有助于學生發展先進的推理能力。使用這種技術，教師可以立即澄清錯誤的理解，增強學生理解力。描述理論概念可以用視頻和照片，例如：術后護理的授課中，放映一個關于病人自控鎮痛設備的簡短視頻可以提供概念性知識、臨床技能和床旁技術之間的相關聯系。另一個課堂策略是使用電子病例系統來突出實踐相關的特定主題，如記錄評估數據，分析生命跡象的趨勢，或檢查醫囑用藥等。
1.1.4虛擬仿真教學，引發學生反思和反饋Burns
發現理論授課中應用仿真模擬可以顯著提高學習能力。理論教師進行模擬教學呈現課堂和臨床之間連接。同樣，模擬教學的經驗教訓可以反饋回課堂，包括模擬設計，實施和匯報會議。反思和反饋對學生理解能力是重要的，雖然理論課程內容緊湊，可能會限制學生反思的時間，教師可以應用網站的剪輯視頻幫助學生思考全面的護理干預過程。教師應該與臨床教師共享相關的網站，在與學生的臨床討論中促進學生進一步的反饋。
1.1.5編排臨床故事引入課堂，設立虛擬問題和情景
邀請臨床教師在課堂上分享他們的臨床故事與經驗教學，或通過電子通信，使學生能夠在多種經驗和觀點中有所收獲。在教室里使用案例研究也能提供現實問題來促進批判性思維和臨床推理能力。讓學生完成一個場景或在線案例研究可以讓學生把課堂的概念運用到實踐中。臨床教師分享這些案例可以幫助將學生的思路引入臨床情景中。
1.2臨床教師的策略
1.2.1加強理論教學指導
臨床教師必須不斷的努力，在復雜混亂的環境下，提供以病人為中心的安全、高質量的護理時盡量多給以機會并平衡學生的多重學習需求。盡管許多臨床教師都是投身于教學的醫院護士，他們可能還沒有對轉變成教育者角色做好準備，需要理解怎樣將實踐經驗與當前的理論課程相結合。應該給他們理論教學大綱和教科書，請他們來聽課，親自了解主要的教學理念，觀察一節課是如何進行的，并領悟學生的課堂管理。
1.2.2開展臨床會議和討論
臨床教師，尤其是新角色或兼職教師，經常需要參加備課前、后的臨床會議。這些臨床會議為教師和學生提供豐富的交流話題和反思性學習的機會，來促進理論概念與實踐的連接。
1.3課程協調員的重要性
1.3.1促進理論教師和臨床教師間的有效溝通
安排學校實訓部一個教師作為學校和臨床教師的協調員，協調員首要任務是促進理論教師和臨床教師間的有效溝通。兼職教師剛開始接觸教學，需要了解與護理教育相關信息，如教學程序、考試安排，教育技術。協調員為新任職的臨床教師提供課程標準，包括評估工具和課程資源，如教學大綱、教科書和在線視頻等。網絡課程資源共享是新任職臨床教師掌握教學技術和適應教師角色的有效途徑。使用整合的網絡共享資源，包括臨床表格、任務、模擬材料、護理計劃，討論等，確保臨床教師和學生有同等機會獲得資源。由于網絡資源管理專業技能可能花費很多時間，協調員負責承擔這些網絡資源的管理工作。
1.3.2合理安排理論課程和實踐課程的進度協調員需要合理安排理論課程和實踐課程的進度。另外，協調員負責提交實驗室使用申請、設備/儀器申請。同時，協調員與其他實訓工作人員一起協助新任職教師進行角色的適應和定位，對其進行虛擬仿真教學和給予任務報告指導。
1.3.3組織和安排團隊會議
協調員需要組織和安排團隊會議（理論教師與臨床教師組成）。每學期會議開始，協調員需要將新入職臨床教師和有經驗的導師相匹配，對臨床課程設置提供建議與指導。臨床會議前后預留一些時間進行頭腦風暴討論，鼓勵臨床教師帶來新的想法和素材。會議結束時，分享學生課程評估的結果（理論和實踐），并決定對該課程進行維護還是修訂。整個學期，協調員負責與臨床教師隨時保持聯系，確保解決特定問題。
2.總結
【摘要】 目的 探討仿真教學軟件在眼科見習教學中應用的可行性及價值。方法 自行研制眼科仿真見習教學軟件，將參加眼科見習的229名醫學本科生隨機分為對照組和實驗組，對照組見習采用傳統的病例示教方式授課，實驗組采用病例示教，病例不足時應用見習教學軟件進行仿真化輔助教學。比較兩組見習的病種數、學生的考試成績、聽課的難易度及對教學方式的滿意度。結果 實驗組學生在平均學時內見習的病種數多于對照組，考試成績及聽課的難易度、對教學方式的滿意度調查結果均優于對照組，差異均有顯著性(t=6.958～10.252，u=3.043、3.745，P
【關鍵詞】 計算機輔助教學;軟件;見習;眼科學
[ABSTRACT] Objective To assess the feasibility and its value of the application of simulation teaching software in ophthalmology. Methods The software was made， 229 medical students on probation in ophthalmology were randomized to control and experiment groups. The probationers in the control group received traditional casedemonstration teaching; those in the experiment received simulation teaching when the cases for demonstration were insufficient. A comparison was made between the two groups in terms of the numbers of entity， performance record， the ability of attending a lecture， and the content of the students. ResultsThe entities seen by the probationers were more in the experiment than those in the control; the test record， the ability of attending a lecture， and the satisfaction with teaching were more superior than those in the control (t=6.958-10.252;u=3.043，3.745;P
[KEY WORDS] Computerassisted instruction; Software; Probation; Ophthalmology
實踐是醫學教學的內在規律，在見習和實習實際教學工作中，增加學生動手操作的機會，有利于學生對理論知識的理解消化，也有利于教學質量的提高。眼科學基礎知識理論豐富、內容抽象復雜，對于初涉眼科臨床的本科見習生，單純依靠“知識講解+圖例演示”、“示教”等方式施教，往往效果不佳。仿真教學是繼計算機多媒體教學之后又一種先進的教學手段，正在逐步得以推廣實施。本研究將我們自行研制的仿真教學軟件試用于眼科見習教學，現將其效果總結如下。
1 資料與方法
1.1 對象及分組
將青島大學醫學院四年級醫學本科學生6個班隨機分為對照組和實驗組，兩組課堂理論授課內容相同。對照組：3個班共112人，眼科學見習采用傳統的病例示教方式授課;實驗組：3個班共117人，眼科學見習采用病例示教，病例不足時以自行研制的眼科仿真見習教學軟件進行輔助教學。兩組的理論授課及見習教學均由同一教師完成，課程結束后由另一教師出題進行閉卷考試，試題結構及內容相同，閱卷評分規則亦相同。
1.2 研究方法
1.2.1 眼科仿真見習軟件的研制 以《眼科學》(第7版)相關內容為基礎，利用網絡共享的友誼電子書制作軟件(v8.2.8版)編制眼科仿真見習教學軟件，軟件以exe形式執行。軟件中集成基礎理論知識回顧、眼科檢查、眼科治療操作以及涵蓋眼科常見病、多發病的臨床影像資料庫(圖片、視頻與動畫演示)等板塊。使用軟件時學生一人一機操作，由教師總控。另外，軟件專門設立了教學評論、讀書筆記、目錄索引等特殊功能以提高學生學習的主觀能動性。
1.2.2 評價指標 ①見習教學的效率：見習課平均課時內示教的病種數;②考試成績：按見習直接相關內容、見習間接涉及內容進行重新匯總、統計;③學生聽課的難易度;④學生對教學方式的滿意度。其中③、④兩項采用問卷調查進行評估。
1.2.3 統計學分析 采用SPSS 11.0統計軟件包中的t檢驗對兩組學生見習病種數、考試成績進行統計學分析，非參數檢驗中的MannWhitney U檢驗對兩組學生聽課難易度及對授課方式的滿意程度進行分析，P
2 結 果
在9學時的見習教學中，對照組平均每學時見習(4.11±1.07)個病種，實驗組平均每學時見習(6.56±1.30)個病種，兩組比較差異有顯著性(t=7.561，P
3 討 論
教學醫院擔負著為社會培養具有較強實踐能力的醫學人才的重任，在教學過程中突出學生的動手能力和臨床技能訓練顯得尤為重要。然而，傳統的見習教學模式在目前的醫療、教學大環境下卻面臨著諸多障礙，主要表現在如下幾個方面。①病人自我保護意識增強，不配合教學，這已成為醫學院校見習、實習課中存在的共性問題[1]。為了避免發生糾紛，教師只好以示教為主，使得見習課變成了“看習、聽習”課，學生實踐機會明顯減少。②病人維權意識增強，隱私權糾紛增加：醫學教學雖然具有一定的公益性質，卻缺乏行業法規的支持，而病人維護自身權益的意識日益增強，用法律衡量醫療行為的結果常常使肩負教學任務的醫院一方陷入糾紛，相關案例報道屢見不鮮[2]。③典型病例分布不均：許多典型病例由于季節、社會活動等因素影響在時間分布上并不均勻，其結果是典型病例多時不見習，見習時又很難見到典型病例，使得原本實踐機會不多的學生又喪失了機會，教學效果必然大打折扣。
計算機多媒體教學的引入和普及，使理論教學更加形象化、直觀化[3，4]，卻依然不能解決在見習教學中遇到的上述問題，學生動手操作的機會并無增加。仿真教學是指利用現有信息技術，以多媒體教學系統為平臺，以仿真軟件為工具進行的教學活動[5]，具有交互性強、模擬真實環境等特點。本研究利用網絡共享的電子書編程技術研制仿真見習教學軟件，將內容豐富的眼科學相關圖像、視頻、動畫進行有機的整合，以虛擬現實的見習教學環境。本文實驗組通過將仿真教學與傳統的見習教學模式相結合，見習的病種增多、見習效率明顯提高，促進了學生對理論知識的理解、掌握，考試成績明顯優于對照組，同時，學生對于這種授課方式也更易接受。
在教學過程中，我們發現仿真教學具有以下優點。①形式大眾化，易于接受和掌握：本研究所編制的仿真教學軟件以電子書的形式執行，這是目前網絡上流行的一種電子媒體形式，適用于目前常用的各類計算機操作系統，易于為學生群體所接受、掌握。②開放化模塊設計、實用性強：本教學軟件內設讀書筆記、教學評論、全文式索引等多種實用工具，在見習過程中，學生可直接摘錄、導出文字性的讀書筆記，同時根據學生提出的評論意見，教師可隨時修改、添加典型病例。③仿真性、互動性強：軟件引入了通過我院醫學影像存檔與通信系統(PACS)所獲取的醫學三維重建圖像以及演示動畫等影像信息，在很大程度上虛擬重建了真實的見習環境。另外，學生在使用過程中一人一機，結合軟件資料庫中提供的典型病例進行模擬臨床操作，也具有較高的仿真性，有利于提高學生動手操作的積極性，增加感性認識。④網絡共享：軟件內部提供了眾多眼科學專業網站鏈接，可供學生上網拓展專業知識，而且軟件本身也可以HTML網頁形式在網絡上，有利于未來網絡化教學的實現。⑤具有與傳統見習教學模式良好的互補性：仿真教學軟件并不能完全取代傳統的見習教學模式，但是在遇到可供示教的典型
6期梁濤，王巖青，張凌云，等. 眼科仿真見習教學軟件的研制與應用583
病例不足等情況時，調用軟件資料庫中的病例進行教學是對后者一種很好的補充與輔助。
綜上所述，仿真教學人機交互性強、可有效地增加學生動手操作的機會，有利于見習教學質量的提高。在目前醫學教學環境下，仿真教學能夠對傳統的見習教學模式進行有益的補充，克服臨床教學所面臨的不利因素，不失為一種先進的教學手段。
參考文獻
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[4]胡聰，楊先，劉桂香. 計算機網絡版多媒體教學的應用及效果[J]. 青島大學醫學院學報， 2003，39(4)：477478.
【關鍵詞】虛擬技能 ；培訓 ；臨床麻醉學
【中圖分類號】R614 【文獻標識碼】B 【文章編號】1007-8231（2011）11-1992-01
臨床麻醉的各種基本理論、基本技能是每一位麻醉醫生必須掌握的基本功，而醫患交流與溝通、臨床診斷思維的原則與方法、疾病診斷的步驟、各種臨床常用基本技能等等更是一名臨床醫師需要終生修行的本領。醫學是一門實踐性極強的學科，一名年輕醫學生要扎實地掌握臨床技能，必須實實在在地反復訓練才能完成。
隨著近年計算機模擬技術的迅猛發展，新的教學方式不斷出現，繼多媒體、計算機網絡之后，出現了一個全新的智能互動方式，它就是虛擬現實技能培訓系統。虛擬現實技能培訓系統是在計算機模擬技術上發展起來的，其基本特征為：沉浸性,交互性，多感知性。虛擬現實技術是運用計算機對現實情景進行全面模擬的技術，由于它能夠高度逼真地模擬與現實情景類似的環境，讓學生獲得身臨其境的感覺和體會，從而收到滿意的教學效果。本文將我院虛擬技能培訓系統應用于臨床麻醉學的教學報道如下。
1 臨床麻醉虛擬技能培訓系統構成
1.1 臨床綜合麻醉技能訓練系統
主要包括全功能電子人綜合模擬系統-HPS模擬人及該系統所附帶的配套設施，包括呼吸機、心電監護儀、除顫儀、計算機控制系統等。主要用于學生臨床麻醉綜合技能訓練及考核。HPS模擬人是先進的電子人綜合模擬系統，具備人體的各種生理、病理特征、具有呼吸、心跳和脈搏等各種人體生命體征。訓練時該模型可模擬臨床麻醉實踐中常見的各種病例和救治場景，如心肌梗死、心力衰竭、室顫、氣胸、呼吸衰竭、心臟驟停等。學生可利用該模型進行各種臨床操作，如血壓測量、心肺聽診、動靜脈穿刺、氣管切開、氣管插管、除顫、麻醉、呼吸及輔助機械通氣等等。模型配備呼吸機和心電監護儀，可隨時監測生命體征，并進行相應參數的調節。當進行心肺復蘇、靜脈給藥、氣管插管、給氧或深靜脈插管等操作時，模型人的各項生理指標會發生相應變化。同時，HPS配備全程事件記錄器，可實時記錄模擬的情況，記錄結果可幫助訓練者查找自己的失誤，也可用于考核評估，對同學學習熱情及臨床技能提高有很大幫助。在教學訓練過程中，HPS模擬病人及場景的真實感甚至讓學生們在救治失敗而導致模型人“死亡”時，會自覺地感受到沮喪和悲傷，使得“生命安全”這一理念在培訓過程中得到無形的滲透和強化。在教學中我們發現對臨床麻醉學生在學習期間進行HPS臨床綜合技能培訓后，學生普遍反映該項培訓對于其學習興趣、各種基本臨床操作技能以及臨床思維的提高幫助很大。
1.2 計算機網絡及控制系統
臨床麻醉學課程為省級精品課程，因此利用麻醉學精品課程網站，建立起多媒體網絡學習體系、評估體系以及建立網站的討論區和BBS，學習網站把臨床麻醉學教學的重點、疑難點和常見問題，試驗、網絡課件、影像以及大量的資料圖書，學生們均存儲于精品課程數據庫中，學生可以沒有時間限制登陸網絡，查詢各種學習問題，可以在網上很容易地索取自己所需的內容。學生可在此閱讀技能培訓有關專著和論文，觀看視頻教學資料，利用評估系統進行自我測驗。同時。精品課程網站的討論區和BBS，利用超文本的鏈接方式使學生對感興趣的問題、或者將臨床麻醉學習中遇到的問題在此，尋求輔導教師或教研室老師的幫助，進行討論交流。這種非實時性的討論，大大增加了教師與教師、教師與學生、學生與學生之間的交流。實踐證明，學生通過相互之間的協作交流，可以大大提高學習效率。應用E-MAIL方式，也可提高反饋的時間，學生與授課教師進行"一問一答"的學習交流，一方面可提高學生理論水平和學習熱情，同時它打破了傳統教學枯燥無味大的封閉的學習空間，使學生得到一個可自由發展個性的空間。課堂的地域性在理論上被無限地擴大了。只要有網絡連接的地方，就可以實施網絡教學。
1.3 臨床麻醉虛擬訓練中心
實驗室里采購了多種模式的軟件系統，訓練者可從其軟件程序中觀看各種臨床麻醉的操作視頻，如全身麻醉、神經阻滯療法、椎管內麻醉等各種技能操作，同時軟件也可模擬臨床給藥方式，讓學生盡快熟練掌握各種物及臨床常見血管活性藥物劑其它常用藥物的藥效學藥動學特點，還可進行血氣酸堿失衡分析，并可模擬各種常用的麻醉氣體、呼末二氧化碳監測，使學生快速掌握各種臨床所需知識。同時，教研室還將籌建仿真手術室，使學生以后教學更接近于臨床教學。
2 討論
近幾年，模擬技術在醫學教育中的運用受到了廣泛的關注，特別是西方各國的醫學院校，相繼建立了臨床技能中心，使用各種模擬設備對學生、專業人員進行培訓。隨著模擬技術的不斷發展以及醫學教育環境的不斷變化，虛擬技能培訓系統在醫學教育中的作用顯得越來越重要，尤其在提高病人的安全性、培養學生能力感與自信心、教育標準化與規范化等方面顯示出了巨大的優勢。隨著《執業醫師法》、《醫療事故處理條例》等一系列法律法規的出臺，對臨床醫生的準入制提出了要求，我國臨床教學過程也需要相應改進，本研究課題將虛擬技能培訓系統用于臨床麻醉學的教學過程，能為學生在校早期接觸臨床提供機會和條件，可以提高學生的臨床麻醉理論水平、各種基本技能操作能力以及臨床麻醉的綜合診斷思維能力，還可以激發學生的學習熱情和潛力，使他們能夠運用各種臨床理論知識較快地掌握臨床麻醉專科的各種病例的處理要點和規律，激發了學生的學習興趣，加強學生對所學知識的理解和記憶，促進了教學過程的優化和教學效果的提高。同時還有利于學生職業道德和行為規范的養成。
虛擬技能培訓系統應用于臨床麻醉教學能顯著提高教學水平，并可以做到客觀化考核，虛擬技能培訓系統可以解決目前臨床麻醉教學過程中存在的一些問題，如在還沒接觸過真實患者前可提前將很多所需的技能進行培訓，讓學生的臨床技能和水平得到提高，同時也可提高學生的自信心。
參考文獻
一、虛擬現實技術的原理及主要類型
（一）原理
虛擬現實技術，是計算機領域里仿真技術、計算機圖形學、傳感器技術等多種技術的一種融合，是一門極具挑戰性的交叉的且前沿的學科和新型領域。其主要是計算機通過三維信息構成逼真的虛擬環境，并借由特殊的如數據手套、頭盔顯示器等設備提供用戶關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，并且在用戶進行位置移動或改變時，設備上的傳感器會即使的把這些信息傳達給計算機，計算機通過精準的計算重塑場景，因而讓人更有種身臨其境的感覺。從某種層面上來講，虛擬技術其實就是一種“欺騙”行為。
（二）主要類型
現在的虛擬現實系統主要有四大類：桌面虛擬現實系統、沉浸式虛擬現實系統、分布式虛擬現實系統和增強式虛擬現實系統。桌面虛擬現實系統主要是利用相應的圖形工作站、顯示器、輸入設備這三者來實現，這里的輸入設備是用戶參與使用的重要工具。而沉浸式虛擬系統則是通過顯示器頭盔把用戶的各種感官“困在”一個虛擬區域內，使用戶完全置身于某種虛擬環境中。分布式虛擬系統，又被叫做DVR，是一種基于網絡的虛擬環境，在這個系統中，不僅可以使不同地理位置的多個用戶或者多個虛擬環境通過網絡實現互聯，也可以讓多個用戶同時參與到一個虛擬環境中，以此實現資源的共享或者協同作業。
二、虛擬現實技術的特點
（一）沉浸性
沉浸性又被叫做臨場感，是虛擬技術通過多維的方式與計算機聯合所創造的一種虛擬環境，可以使用戶全身心的沉浸在這個虛擬環境中與之進行交互，進而達到人境合一的感覺，但值得一提的是，在這個環境中用戶確實為真實的參與者。
（二）交互性
交互式是指人們可以在這個特定的虛擬空間中與其呈現的事物之間進行交互，比如用戶可以用手去抓握環境中的物體，而這個設備能觸發用戶的神經，讓用戶真實的感受到抓取的東西重量，并且場景中物體也會隨著用戶手的移動而移動。
（三）多感知性
由于虛擬現實技術中配備有各種各樣的如聽、觸、動等的傳感裝置和反饋裝置，這樣就可以使用戶對事物的了解不再簡單的通過眼球去被動接受，而是在聽覺、觸覺等多種感官下的刺激下的類似于真實的感知。
（四）構想性
由于虛擬現實技術的主要處理核心還是計算機，而且在大數據技術的蓬勃加持下，使得虛擬現實技術具有寬闊的令人想象的空間。因此人們不僅可以借助這一優勢對現實存在的環境進行再現，還可以隨意的構想客觀不存在甚至是不可能發生的環境，這樣就在一定程度上拓寬了人們的認知范圍。
三、虛擬現實技術在教學中的應用與軟件開發研究
（一）虛擬技術在教學中的應用
1、促?M知識學習
雖然中國優秀的教師不少，但在教學的過程中對于某些抽象的、難以理解的知識或者過程，也很難用有限的詞語去形容或者描述清楚，即便是網絡上的資源很多，學生也能從那些資源中得到一些淺薄的體會，但總的來說還是沒有身臨其境來的震撼，來的有高度。
2、方便探索學習
建設“創新型國家”、培養“創新型人才”一直是我國竭力的追求。虛擬現實技術在教學中的運用，給學生的提供了這樣一個平臺。學生在學習過程中提出的一些假設或者建立的某種模型可以通過虛擬現實技術進行仿真，與此同時還可以對其過程、結果、效果等進行觀察和驗證。比如學生在進行電路設計的時候，可以通過虛擬現實技術對所設計的電路進行模擬，畢竟理論在大部分情況下都是一種理想的概念，但在實際運用中不僅受內因的影響，外在因素也不可忽視。而且這樣也可以激發學生創造的積極性，因為以往的學習，即使學生自己設計出了東西，也沒有相應條件去進行實驗和驗證，到最后也只會不了了之，也就不利于學生創造力的培養。
3、開設虛擬實驗和技能訓練
虛擬現實技術完全就是實驗研究和技能訓練的福音，學生可以通過虛擬現實技術對多種實驗進行虛擬模擬，比如物理中的勻速運動、加速度運動，化學中的金屬與酸性物質的反應、氧化物的燃燒等等。此外，對于需要動手操作的一些學生來說，也是大有益處，比如醫學院的學生可以通過虛擬現實技術進行動物解剖、人體手術等技能操作，駕校學生也可以通過虛擬技術進行駕駛技能學習，軍校學生也可以進行虛擬的軍事作戰指揮等等，這樣不僅降低了學生因技能不熟練而造成的不必要的損害，還可以讓學生反復的進行操作實訓，直到掌握技能為止。
（二）基于VR的教學軟件開發研究
VR可以模仿真實世界的3D窗口，是一種非常優秀的教育媒介。欲實現VR教學軟件的開發，必須有一個前提：統一的操作系統軟件開發平臺。此外，還須得有滿足以下幾個問題：第一，有一個開放的一整套的專業的VR課堂教學管理系統，包括穩定的網絡層、完備的教學指揮系統等，使內容的開發者可以輕松的開發出真正適用于課堂教學的VR內容；第二，課件支持市場上主流的如VR眼鏡、頭盔等設備，使開發者和硬件商不必考慮兼容性的問題；第三，平臺要同VR教育云相連，集中整合優秀的VR教育內容，再打包輸送給學校的需求端。這樣才能在適配問題、接口問題、教育應用方面沒有顧忌。
