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醫(yī)學學科

1.1學科背景

醫(yī)學教育是一種高級專業(yè)技能教育，實驗和實訓貫穿整個醫(yī)學教學過程中，傳統(tǒng)的醫(yī)學實驗在開展過程中存在的問題主要包括：

（1）實驗教學資源不足：傳統(tǒng)的醫(yī)學基礎性實驗需要消耗大量的動物、尸體、實驗試劑及各類耗材，但目前解剖學用的尸體來源有限，同時由于疾病發(fā)生，發(fā)展轉(zhuǎn)變及治療措施的改進，典型病例大體標本、切片已很難找到，實驗動物也在日益漲價，生物類試劑等成本過高，都客觀導致了醫(yī)學學生在傳統(tǒng)技能訓練中的不足；

（2）醫(yī)學專業(yè)性技能訓練不足：隨著患者個人維權(quán)意識增強，我國醫(yī)患矛盾日益緊張，醫(yī)學生臨床動手實踐操作的機會越來越少已成為客觀事實；

（3）實驗受到時間與空間的限制：理想的臨床醫(yī)學教育階段是讓學生能見習豐富的、典型的、復雜的臨床教學真實案例，但現(xiàn)實中卻很難實現(xiàn)。

隨著計算機技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合高等教育信息化建設開展醫(yī)學類專業(yè)實踐教學改革是克服實踐教學環(huán)節(jié)技術(shù)困難的一個重要途徑。

1.2解決方案

北京潤尼爾具有豐富的醫(yī)學類虛擬仿真實驗項目建設經(jīng)驗，采用三維仿真虛擬技術(shù)開發(fā)了醫(yī)學類系列虛擬仿真實驗資源。

合作的院校包括：南開大學、浙江大學、浙江中醫(yī)藥大學、溫州醫(yī)科大學、福建醫(yī)科大學、南方醫(yī)科大學、中山大學、南昌大學、北華大學等。

北京潤尼爾醫(yī)學類虛擬仿真實驗項目資源涵蓋：醫(yī)學檢驗學、口腔醫(yī)學、公共衛(wèi)生學、護理學、人體解剖學、組織胚胎學、生理學、生物化學、藥理學、病理學、預防醫(yī)學、免疫學、診斷學、內(nèi)科學、外科學、婦產(chǎn)科學、兒科學、中醫(yī)學、法醫(yī)學等19個方面，總計90多個實驗。

1.3典型案例

1.3.1突面型青少年的正畸虛擬仿真診療實驗

1.3.1.1建設內(nèi)容

通過三維仿真技術(shù)，還原一個突面型青少年正畸治療的全過程，包括醫(yī)患對話、特征識別、選擇治療方案、選擇“戴用TwinBlock矯治器”、托槽粘結(jié)等實驗環(huán)節(jié)，學習者通過該項目，不僅對正畸型治療的流程有全面的熟悉，而且還能熟練掌握上頜擴弓、調(diào)磨矯治器等具體知識技能運用。

該實驗可以作為實物實驗的補充和替代，在虛擬實驗環(huán)境中，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)文字圖片提示，控制鼠標鍵盤進行交互，多視角觀看牙齒的模型、選擇光固化粘貼劑、開口器、弓絲、鑷子等實驗儀器或工具進行操作，掌握相關(guān)知識點。用戶能通過完成該虛擬實驗，達到認知實驗總體流程，掌握病變特征判別、治療方案操作方法，實驗相關(guān)理論知識的效果。

1.3.2虛擬病人虛擬仿真實驗

1.3.2.1建設內(nèi)容

該虛擬仿真實驗課程真實模擬了標準化病人在問診、體格檢查、輔助檢查、腹腔穿刺術(shù)、胸腔穿刺術(shù)、骨髓穿刺術(shù)、診斷、治療整個過程中臨床醫(yī)生的臨床思維訓練。虛擬仿真實驗結(jié)合相關(guān)理論知識，學生可以反復進行實驗和學習，從而提高學生理論水平和實踐能力，節(jié)省大量教學資源和時間。

臨床教學中，很多疾病學生難以全程參與并進行獨立診療。本項目通過制作數(shù)字化標準化病人模型，使學生模擬醫(yī)生角色，通過人機交互及文字、圖片等各種媒介，與虛擬病人進行各種診療互動，對虛擬病人進行獨立診療。實驗過程不唯一，治療不當會引起虛擬病人出現(xiàn)相應的表現(xiàn)，甚至死亡。通過線上的學習和線下的課堂學習、模型練習等相結(jié)合，彌補臨床教學的不足，并通過過程性評價、及時反饋等，培養(yǎng)學生的臨床思維能力和臨床操作能力等。

1.3.3犬小腸切除術(shù)虛擬仿真實驗

1.3.3.1建設內(nèi)容

該虛擬仿真實驗課程真實還原了犬小腸切除術(shù)實驗操作步驟。虛擬仿真實驗結(jié)合相關(guān)理論知識，學生可以反復進行實驗和學習，從而提高學生理論水平和實踐能力，節(jié)省大量教學資源和時間。

學生通過在三維場景中操作實驗，熟悉犬小腸切除的實驗步驟，根據(jù)實驗場景展示，實驗過程中根據(jù)實驗操作提示和物體高亮提示，使用各種工具進行實驗操作，最后完成整體的實驗流程；關(guān)鍵計分點在無操作提示條件下進行實驗操作，系統(tǒng)可自動判斷操作是否正確，實驗操作結(jié)束后，針對操作過程設置考核點可彈出最終操作得分。

1.3.4壓力性損傷的臨床處理

1.3.4.1建設內(nèi)容

壓力性損傷是臨床常見的問題，也是護理學專業(yè)本科生必須掌握的重要技能。常規(guī)教學中，因存在病人資源有限，學生在單位時間內(nèi)難遇到不同類型壓力性損傷患者，慢性傷口護理的周期長，對真實病人進行護理實踐存在安全風險，也無法體驗不同護理措施對壓力性損傷患者的結(jié)局影響等諸多問題，模擬訓練與床邊見習難以在本科生和低年資護士中實施。

本項目包含6個實驗模塊，24個知識點，分別是：理論學習、壓力性損傷的評估、壓力性損傷的臨床分期識別、壓力性損傷的臨床處理、壓力性損傷的預防、壓力性損傷的綜合訓練。

本項目借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)高度仿真了2期壓力性損傷標準化病人，虛擬再現(xiàn)了學生難對虛擬病人實施評估-完成評估-臨床分期識別-臨床處理-預防等操作讓學生切身體驗與熟練壓力性損傷的護理技術(shù)，有效解決了傳統(tǒng)教學中的不足，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題-分析問題-解決問題的能力，增強學生創(chuàng)新創(chuàng)造能力。打造了壓力性損傷的完整實驗教學體系，填補了國內(nèi)虛擬仿真實驗教學關(guān)于壓力性損傷實驗教學的空白。

1.3.5活髓切斷術(shù)虛擬仿真實驗

1.3.5.1建設內(nèi)容

活髓切斷術(shù)虛擬仿真實驗，學生通過在三維場景中操作實驗，熟悉活髓切斷術(shù)操作流程的實驗步驟，根據(jù)實驗器材展示，了解實驗過程中所用的器材。

該實驗可以作為實物實驗的補充和替代，在虛擬實驗環(huán)境中，學生任意視角觀察活髓切斷術(shù)操作流程實驗中各類儀器的結(jié)構(gòu)，學生按照實驗操作提示選擇操作，播放實驗操作動畫，通過開展該實驗，讓學生了解活髓切斷術(shù)的實驗操作步驟，以及實驗中涉及器材的使用方法，掌握活髓切斷術(shù)原理和操作流程。該實驗在實際實驗中主要存在實驗器材昂貴，實驗室實驗器材少，實驗步驟機械、繁瑣；因操作不慎造成安全隱患等問題。通過在網(wǎng)上開展虛擬仿真實驗，不限制學生做實驗的時間、地點，讓學生在三維的實驗場景中完成膠合板生產(chǎn)模擬實驗，了解活髓切斷術(shù)的基本實驗流程。

1.3.6人感染高致病性禽流感事件應急演練虛擬仿真實驗

1.3.6.1建設內(nèi)容

該虛擬仿真實驗課程真實還原了突發(fā)公共衛(wèi)生事件的應急演練實驗過程。虛擬仿真實驗結(jié)合相關(guān)理論知識，學生可以反復進行實驗和學習，從而提高學生理論水平和實踐能力，節(jié)省大量教學資源和時間。

高致病性病原體的衛(wèi)生應急演練對公衛(wèi)專業(yè)學生的傳染病處置能力培養(yǎng)非常重要，但由于其高致病性、高實驗要求和條件限制，在實體實驗中難以完成。學生通過在三維場景中實現(xiàn)從隊伍響應、物資準備、個人防護、疫情控制、現(xiàn)場流行病學調(diào)查、樣本采集、疫點消毒、個人洗消、疫情處理信息報送等方面的演練操作，熟悉突發(fā)公共衛(wèi)生事件的操作過程，根據(jù)實驗操作提示和物體高亮提示，使用各種工具進行實驗操作，最后完成整體的實驗流程；關(guān)鍵計分點在無操作提示條件下進行實驗操作，系統(tǒng)可自動判斷操作是否正確，實驗操作結(jié)束后，針對操作過程設置考核點可彈出最終操作得分。

1.3.7臨床樣本病原微生物檢測虛擬仿真實驗

1.3.7.1建設內(nèi)容

該實驗可以作為實物實驗的補充和替代，在虛擬實驗環(huán)境中，學生任意視角觀察醫(yī)學微生物實驗的各類儀器，學生按照實驗操作提示選擇操作，播放實驗操作動畫，通過開展該實驗，讓學生了解醫(yī)學微生物學的實驗步驟，掌握醫(yī)學微生物學的實驗過程。該實驗在實際實驗中主要存在實驗原材料難取材；實驗步驟機械、繁瑣；因操作不慎造成安全隱患等問題。通過在網(wǎng)上開展虛擬仿真實驗，不限制學生做實驗的時間、地點，讓學生在三維的實驗場景中完成醫(yī)學微生物學的實驗步驟，掌握醫(yī)學微生物學的實驗過程。

1.3.8腎組織活檢標本病理診斷虛擬仿直實驗

1.3.8.1建設內(nèi)容

本虛擬實驗主要通過虛擬仿真技術(shù)仿真腎組織的采樣、病理切片的制備實驗過程，實驗設備與儀器，讓學生在三維的虛擬空間中進行交互實驗，從而彌補實際實驗中實驗設備不足，實驗環(huán)境危險等一系列問題。

本實驗通過三維場景和模型，模擬腎組織活檢從超聲引導下穿刺到活檢標本的制片和觀察的完整流程，學生在學習的過程中，可以熟悉完整的病理檢查的流程，掌握對應儀器的操作方法和操作流程，實驗還有對應的考核模式，可以考察學生對實驗和知識點的掌握程度。

1.3.9 基于針灸復合應用能力為導向的針灸-苗醫(yī)外治適宜病種及技術(shù)交互訓練實驗

1.3.9.1建設內(nèi)容

在實驗中，涉及中醫(yī)四診、西醫(yī)體格檢查、經(jīng)絡腧穴、刺灸等關(guān)鍵知識點，建立優(yōu)勢病種痹證的臨床數(shù)模型，進行“虛擬臨床”人機交互，尤其是在技術(shù)操作中虛擬與臨床場景高度吻合，從而使學生如同“真實門診”一樣，提高學生的體驗度。本實驗包含對應的考核模式，可對學生的學習效果進行考核和評價。

1.3.10 智能化虛擬仿真胸部損傷的急救思維訓練實驗

1.3.10.1建設內(nèi)容

本虛擬實驗主要通過虛擬仿真技術(shù)仿真胸部損傷急救環(huán)境，實驗設備與儀器，讓學生在三維的虛擬空間中進行交互實驗，從而彌補實際實驗中實驗設備不足，實驗環(huán)境危險等一系列問題。

在實驗中，學生可以體驗從急救中心接到報警電話、現(xiàn)場處理以及轉(zhuǎn)運至醫(yī)院的完整過程，學生可以參與患者傷情的判斷和臨床處置，根據(jù)病人的生命體征變化和輔助檢查結(jié)果得出初步的病情判斷，并能根據(jù)患者接受的治療進行合適的護理操作，從而提高學生的臨床護理知識和分析問題解決問題的能力。

1.3.11兒科常見疾病中西醫(yī)診治思維訓練虛擬仿真實驗

1.3.11.1建設內(nèi)容

本虛擬實驗讓學生在三維的虛擬空間中進行反復的操作，掌握兒科病史采集、常見疾病的臨床表現(xiàn)（以普通肺炎為示例），如何選擇必要的實驗室檢查，相似疾病的鑒別診斷，完成正確的臨床診斷和合適的中西醫(yī)治療，從而全面深刻認識和理解小兒常見疾病的中西醫(yī)診治過程，建立中西醫(yī)結(jié)合的診療思維，達到現(xiàn)實教學過程中無法達到的教學效果。

該實驗可以作為實物實驗的補充和替代，在虛擬實驗環(huán)境中，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)文字圖片提示，控制鼠標鍵該實驗可以作為實物實驗的補充和替代，在虛擬實驗環(huán)境中，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)文字圖片提示，控制鼠標鍵盤進行交互，觀看實驗過程，閱讀相關(guān)知識點。用戶能通過完成該虛擬實驗，達到認知實驗總體流程，掌握實驗相關(guān)理論知識的效果。該實驗在實際實驗中存在案例選擇不穩(wěn)定，典型案例重復性差，不能反復觀摩學習，帶教老師人手不足等現(xiàn)實問題，這些問題會導致實驗教學質(zhì)量下降，本實驗可以為這些問題提供良好的解決方案。實驗還有對應的考核題目及模式，可以直觀地體現(xiàn)學生的掌握程度，對老師的教學活動提供參考。

1.3.12單純皰疹病毒的分離與鑒定實驗

1.3.12.1建設內(nèi)容

本虛擬實驗主要通過虛擬仿真技術(shù)仿真單純皰疹病毒的分離與鑒定實驗過程，實驗設備與儀器，讓學生在三維的虛擬空間中進行交互實驗，從而彌補實際實驗中實驗室條件要求嚴格，實驗設備不足，實驗環(huán)境危險，存在感染風險等一系列問題。

實驗三維模擬了完整的生物安全實驗室場景，共包括標本采集、實驗前準備、細胞傳代、HSV的分離培養(yǎng)、HSV的分型鑒定五個實驗流程，學生在實驗操作的過程中，可以熟悉完整的實驗流程，掌握儀器設備的操作方法，掌握相關(guān)試劑的使用和操作規(guī)范，從而對實驗形成完整形象的認知，為以后實驗實操打下相應的基礎。

1.3.13交通事故法醫(yī)現(xiàn)場虛擬仿真實驗教學項目

1.3.13.1建設內(nèi)容

項目基于真實的交通事故案例開發(fā)，注重學生思維模式的培養(yǎng)，具有高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度。學生利用現(xiàn)場勘驗得到的所有證據(jù)進行邏輯推理，分析判斷誰是駕駛員，充分展現(xiàn)了法醫(yī)學破案的全過程，弘揚“為生者權(quán)，為死者言”的法醫(yī)精神，從而激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的社會責任感、創(chuàng)新精神和實踐能力。

1.4建設效果

虛擬仿真實驗可以作為實物實驗的補充和替代，在虛擬實驗環(huán)境中，學生任意視角觀察實驗場景及器材，學生按照實驗操作提示選擇操作，播放實驗操作動畫，通過開展該實驗，如突面性青少年的正畸虛擬仿真實驗，讓學生了解導致突面性青少年的正畸實驗步驟，掌握突面性青少年的正畸的實驗過程。

虛擬仿真實驗在實際實驗中主要存在實驗原材料難取材；實驗步驟機械、繁瑣；因操作不慎造成安全隱患等問題。

通過在網(wǎng)上開展虛擬仿真實驗，不限制學生做實驗的時間、地點，讓學生在三維的實驗場景中完成該醫(yī)學系列的實驗，掌握發(fā)病及治療全實驗過程。

附錄：醫(yī)學虛擬仿真實驗產(chǎn)品目錄