楊宇峰徐娜滕飛王楠

（遼寧中醫(yī)藥大學教學實驗中心，沈陽110847）

臨床技能虛擬仿真實訓教學中心的建設與實踐※

楊宇峰徐娜滕飛王楠

（遼寧中醫(yī)藥大學教學實驗中心，沈陽110847）

虛擬仿真實驗教學是高等教育信息化建設的重要內(nèi)容，臨床技能虛擬仿真實訓教學已成為當前培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型醫(yī)學人才的重要教學手段，臨床技能虛擬現(xiàn)實技術打破了傳統(tǒng)臨床技能實訓教學理念，豐富了臨床技能實訓教學內(nèi)容，增強了學生自主學習能力，全面提高了醫(yī)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，在醫(yī)學教育領域具有廣闊的應用前景。

臨床技能；虛擬仿真；實訓教學

虛擬仿真實驗教學中心是高等教育信息化建設和實驗教學示范中心建設的重要內(nèi)容，推動了學科專業(yè)與信息技術的深度融合，在醫(yī)學教育領域內(nèi)有著極大的應用前景。醫(yī)學教育重在培養(yǎng)臨床實踐能力強的應用型人才，臨床技能虛擬仿真實訓教學依托利用計算機技術，構(gòu)建高度形象、逼真、直觀和可重復操作的虛擬臨床實訓環(huán)境和實訓對象，可彌補傳統(tǒng)臨床技能教學存在的缺陷與不足，強化了學生對臨床技能知識內(nèi)容的認知和理解，充分體現(xiàn)了虛實結(jié)合、現(xiàn)實與虛擬的相互補充，使臨床技能實訓教學變得更鮮活、具體和形象，對于培養(yǎng)醫(yī)學生的創(chuàng)新性思維，提高臨床專業(yè)技能具有重要意義。

1　臨床技能虛擬仿真實訓教學中心建設的必要性

隨著科學技術的迅猛發(fā)展，越來越多的新技術被應用到醫(yī)學教學中。虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）作為一種新興的實驗操作技術，涉及計算機圖形學、人機交互技術、傳感技術、人工智能等，它通過多媒體技術與仿真技術的結(jié)合，而形成的視、聽、觸覺一體化的虛擬環(huán)境，使學生有“親臨其境”的感覺，并可親自操作，以自然的方式與虛擬環(huán)境中的客體進行體驗和交互，極大地促進了對處于多維信息空間中的個體與外部世界進行信息交流的理解和探索，拓展了實踐研究領域、豐富了實驗教學內(nèi)容［1］。

通過計算機網(wǎng)絡向?qū)W習者提供“自主、交互、開放”的數(shù)字化的虛擬實驗環(huán)境是國內(nèi)外高等醫(yī)學教育革新教學手段的普遍潮流，已成為現(xiàn)代教育技術應用的一大趨勢。教育部印發(fā)的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020）》指出：“利用先進網(wǎng)絡和信息技術，整合資源，構(gòu)建先進、高效、實用的高等教育信息基礎設施”，推進“實驗教學平臺等信息化建設”［2］。臨床技能虛擬仿真實訓教學中心建設順應了新常態(tài)下高等教育的發(fā)展趨勢，是高等醫(yī)學教育信息化時代必然的產(chǎn)物，為醫(yī)學教育的臨床技能實訓教學提供了一個新的教學模式。它依托虛擬現(xiàn)實、多媒體、人機互交、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡通訊的技術，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)臨床技能實訓教學不能達到或難以實現(xiàn)的教學效果，解決了學習中的情景化及交互性的要求，使學生通過豐富多彩的教學手段，多層次、多角度、立體化、真實化的得到專業(yè)便捷的技能訓練，有利于學生對相關技能知識的內(nèi)化和遷移。學生可以隨時隨地通過校園網(wǎng)絡登錄虛擬仿真實訓教學實訓室反復操作臨床技能實訓項目，真正實現(xiàn)了醫(yī)學生可以“隨時、隨地、隨心”進行自主學習，突破了時間和空間的限制，有利于激發(fā)學生的求知欲，充分激發(fā)學習積極性與主動性，對于全面培養(yǎng)醫(yī)學生的臨床思維、實踐動手能力和創(chuàng)新意識具有重大意義［3］。

2　臨床技能虛擬仿真實訓教學中心建設的思路

臨床技能虛擬仿真實訓教學中心的建設要堅持“科學規(guī)劃、共享資源、突出重點、提高效益、持續(xù)發(fā)展”的指導思想，宗旨是提高高等醫(yī)學院校學生的臨床實踐能力和創(chuàng)新精神，核心是搭建優(yōu)質(zhì)的臨床技能虛擬仿真實訓教學平臺，重點是建設信息化的臨床技能實訓教學資源。

針對臨床技能虛擬仿真實訓教學具有綜合性、多維性，多樣性的特點，建設過程中既要考慮某一學科自身的特點，還要兼顧各醫(yī)學學科之間的關聯(lián)性、互通性、綜合性，借助電子、人機交互、多媒體、虛擬現(xiàn)實等技術，利用網(wǎng)絡、對象和手段在虛擬與現(xiàn)實之間進行了結(jié)合，以各個學科的特點建設不同的虛擬仿真實訓模塊，把不同臨床技能實訓教學資源進行有效整合，搭建以學生為主體、全天候開放的多學科、深層次、交叉融合的臨床技能虛擬仿真實訓教學平臺，構(gòu)建多層次、立體化、開放式、虛實結(jié)合的臨床技能虛擬仿真實訓教學體系，加強特色臨床實訓課程的虛擬實訓項目資源庫建設，以滿足從醫(yī)學生到臨床醫(yī)生不同結(jié)構(gòu)、不同層次和不同階段的教學、培訓和考核專業(yè)知識扎實、專業(yè)技能強、人文素養(yǎng)高的應用型專門人才的培養(yǎng)。

臨床技能虛擬實訓教學要重視互聯(lián)網(wǎng)技術平臺，推進自主學習社區(qū)的建設，促進網(wǎng)絡學習。制作完善的臨床技能虛擬仿真網(wǎng)絡課程，增加網(wǎng)上互動，以豐富的虛擬仿真教學資源吸引學生進行網(wǎng)絡學習、形成網(wǎng)上學習習慣，促進共享型網(wǎng)絡教學資源的建設。重點研究開發(fā)開放式臨床技能虛擬仿真實訓教學的管理和共享平臺，提供數(shù)字化網(wǎng)上實訓教學環(huán)境，建立與“虛實結(jié)合”教學模式相適應的多層次實訓開放方式，學生既可以在虛擬仿真實訓室，利用特定的虛擬設備進行訓練和學習，也可以通過網(wǎng)絡，在模擬現(xiàn)實的虛擬環(huán)境里進行實訓。改變了傳統(tǒng)教學模式，緩解教學資源不足的壓力，擴展了醫(yī)學教學的時間和空間。學生可以“隨時、隨地、隨心”訪問全面開放的虛擬實訓室，給予學生更大范圍的自由，更大限度地實現(xiàn)學生自主學習，也拓寬了其創(chuàng)新思維，從而最大限度地利用有限教學資源，通過計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)具有醫(yī)學特色和良好教學效果的先進教學模式。

3　臨床技能虛擬仿真實訓教學中心建設的內(nèi)容

虛擬臨床實訓教學是醫(yī)學教育過程中的關鍵環(huán)節(jié)，是提升醫(yī)學生臨床技能、臨床意識和臨床工作能力的重要途徑。為實現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)資源融合，虛擬現(xiàn)實結(jié)合，教學科研相長”，遼寧中醫(yī)藥大學臨床技能虛擬仿真實訓教學中心整合了中西醫(yī)臨床技能實訓教學資源，建設了臨床技能虛擬仿真實訓教學系統(tǒng)，包含虛擬仿真綜合病例訓練系統(tǒng)、虛擬仿真國際急救情景訓練系統(tǒng)、虛擬仿真中醫(yī)輔助診斷系統(tǒng)、虛擬仿真多點觸控虛擬解剖系統(tǒng)及虛擬仿真婦科分娩訓練系統(tǒng)五大實訓教學模塊。實現(xiàn)了虛實統(tǒng)一、網(wǎng)絡學習與課堂模擬相結(jié)合，使現(xiàn)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(wǎng)絡技術、仿真技術等多種技術融合于臨床技能實訓教學當中，三維虛擬仿真軟件和虛擬課堂系統(tǒng)相結(jié)合，打破了時空局限性，為學生提供了真正的開放性教學環(huán)境。

五大臨床技能實訓系統(tǒng)依托虛擬現(xiàn)實、多媒體、人機交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡通訊等技術，突破了傳統(tǒng)的臨床技能實訓教學方法與手段，構(gòu)建了高度仿真的虛擬實訓環(huán)境，提高了學生學習臨床技能的興趣和學習效果。例如虛擬仿真中醫(yī)輔助診斷系統(tǒng)運用虛擬仿真手段，學生通過多維方式與計算機所創(chuàng)造的虛擬臨床診室環(huán)境進行交互，借助設備和自身的感知系統(tǒng)，在虛擬的三維環(huán)境中客觀、全面地采集虛擬臨床患者的中醫(yī)信息（望診、問診、舌診、脈診），并可將所采集的信息按照中醫(yī)理論綜合分析，進行臟腑、八綱辨證和體質(zhì)分析，給出針對性的中醫(yī)治療方案。虛擬仿真多點觸控虛擬解剖系統(tǒng)是基于信息技術與虛擬“數(shù)字人”技術相結(jié)合的開放式網(wǎng)絡化的虛擬實訓教學系統(tǒng)，虛擬仿真三維軟件技術建立的人體結(jié)構(gòu)模型，使學生通過人機交互，在模型內(nèi)部“漫游”，能夠非常直觀、輕松地學習人體解剖結(jié)構(gòu)。采用虛擬手術子系統(tǒng)，學生可以在數(shù)字化虛擬人體上進行模擬手術，系統(tǒng)則會顯示每一步手術操作的過程、刀口斷面、出血情況以及血管和神經(jīng)的位置等信息。虛擬仿真綜合病例訓練系統(tǒng)可通過計算機建立疾病模型，學生進行問診、查體、輔助檢查等一系列的門診或入院虛擬檢查后，給予初步診斷，診斷正確，進入仿真治療階段，虛擬病人會對學生的虛擬操作進行量化的判斷與及時反饋，這樣既滿足了學生作為“醫(yī)生”的體驗，又鍛煉了學生的臨床思維能力，使學生在進入臨床實習前有了必要的感性認識。

但是，虛擬現(xiàn)實技術目前還存在沒有真實環(huán)境的實物感、不能完全反映現(xiàn)實過程、無法替代臨床真實的體驗和真實環(huán)境中的意外情況。在臨床技能實訓教學設計中注重虛擬實訓和模擬實訓教學資源的優(yōu)勢互補，將虛擬仿真訓練和常規(guī)實訓優(yōu)化組合［4］。高仿真實實訓場景，實訓儀器、實訓對象與臨床真實醫(yī)療操作現(xiàn)場情況一致，增強學生對臨床技能實訓的興趣，提高學生在真實實訓中的動手能力。模擬實訓室為學生提供必需的基礎實訓項目，虛擬實訓室進一步豐富實訓教學內(nèi)容、提高實訓教學質(zhì)量。只有將虛擬實訓與真實實訓有機結(jié)合，做到優(yōu)勢互補、相輔相成，才能真正提高學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)更多高素質(zhì)醫(yī)學專業(yè)創(chuàng)新型人才。

總之，虛擬仿真實驗教學是一種學科專業(yè)與信息技術深度結(jié)合的現(xiàn)代產(chǎn)物，是推進高等教育信息化建設的重要內(nèi)容。建設并推廣虛擬仿真實驗教學系統(tǒng)是新時代醫(yī)學教育發(fā)展的必然趨勢，也是實現(xiàn)醫(yī)學教育的實際需求。隨著虛擬仿真技術的發(fā)展和廣泛應用，打破了傳統(tǒng)醫(yī)學教育理念，豐富了教學內(nèi)容，擴展了醫(yī)學教學的時間和空間，加深了學生對于醫(yī)學知識的認識和理解，提高了醫(yī)學實驗教學的質(zhì)量和效率。臨床虛擬仿真實訓技術作為培養(yǎng)高素質(zhì)應用型醫(yī)學人才的重要教學手段，有著傳統(tǒng)臨床技能實訓無法比擬的優(yōu)勢，對醫(yī)學虛擬仿真實訓中心的教學功能進行正確定位，將虛擬仿真實訓與傳統(tǒng)實訓進行科學整合，對推動臨床技能實訓教學改革，創(chuàng)新臨床技能實訓教育教學模式，提高醫(yī)學生綜合技能水平等方面具有重要作用。

［1］湯文莉，畢伏龍.醫(yī)學虛擬仿真實驗教學的研究與實踐［J］.內(nèi)蒙古民族大學學報（自然科學版），2016，31（1）：86-88.

［2］潘榮斌，陳喬，劉升長，等.虛擬仿真平臺在中醫(yī)類院?；A醫(yī)學實驗教學中的優(yōu)勢探析［J］.亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥，2015，11（24）：150-151.

［3］王琴，王愛梅.醫(yī)學虛擬仿真實驗教學資源的建設與應用實踐研究［J］.高校醫(yī)學教學研究（電子版），2015，5（4）：23-26.

［4］王燕，車敏，楚慧媛.中醫(yī)院校建設基礎醫(yī)學虛擬仿真實驗教學中心的探索與實踐［J］.甘肅中醫(yī)學院學報，2015，32（2）：94-96.

Construction and Practice of Virtual Simulation and Training Teaching Center for Clinical Skills

YANG Yufeng，XU Na，TENG Fei，WANG Nan
（Teaching Experimental Center，Liaoning University of Traditional Chinese Medicine，Shenyang 110847，China）

Virtual simulation experiment teaching is an important part of the information construction of higher education and virtual simulation of clinical skills training has become an important teaching means to cultivate innovative medical talents.Clinical skills virtual reality technology has broken the traditional teaching concept of clinical skills training，enriched the teaching content of clini cal skills training，and strengthened the student independent learning ability.The innovative spirit and innovative ability of medical students have been improved，and it has a broad application prospect in the field of medical education.

clinical skills；virtual simulation；practical teaching

10.3969/j.issn.1672-2779.2016.18.004

1672-2779（2016）-18-0009-03

（本文編輯：李海燕本文校對：石巖2016-04-26）

遼寧省教育廳本科教改立項一般項目（No:404）