李敏惠,馮 軍,鄧峰美,,胡曉松,林友勝,張奇蘭,楊 平,
大葉性肺炎及其診療虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)
李敏惠1,2,3,馮 軍1,鄧峰美1,3,胡曉松3,林友勝3,張奇蘭3,楊 平1,3
(1. 成都醫(yī)學(xué)院 國(guó)家級(jí)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心,四川 成都 610500;2. 成都醫(yī)學(xué)院 科研實(shí)驗(yàn)中心,四川 成都 610500;3. 成都醫(yī)學(xué)院 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,四川 成都 610500)
為提升呼吸系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)效果,提出大葉性肺炎及其診療虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)方案。基于成都醫(yī)學(xué)院在虛擬動(dòng)物及虛擬標(biāo)準(zhǔn)化病人方面的技術(shù)與軟件系統(tǒng)積累,開(kāi)展呼吸系統(tǒng)虛擬動(dòng)物及虛擬標(biāo)準(zhǔn)化病人實(shí)驗(yàn)。該項(xiàng)目建設(shè)包括資源建設(shè)、流程建設(shè)、內(nèi)容建設(shè)、平臺(tái)建設(shè)和共享服務(wù)建設(shè),充分發(fā)揮虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教學(xué)中的作用,促進(jìn)基礎(chǔ)與臨床有效銜接,開(kāi)辟了臨床思維訓(xùn)練虛擬仿真教學(xué)資源新途徑。
大葉性肺炎;虛擬仿真實(shí)驗(yàn);標(biāo)準(zhǔn)化病人;實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)
隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展,具有沉浸性、交互性的虛擬仿真技術(shù)被引入醫(yī)學(xué)院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中[1-4]。2018年4月,教育部發(fā)布的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》指出:教育信息化是在歷史成就基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)新跨越的內(nèi)在需求,是順應(yīng)智能環(huán)境下教育發(fā)展的必然選擇,是充分激發(fā)信息技術(shù)革命性影響的關(guān)鍵舉措,是《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》的重點(diǎn)內(nèi)容和重要標(biāo)志[5-7]。
大葉性肺炎是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育階段教學(xué)大綱中明確要求學(xué)生掌握的內(nèi)容。由于近年來(lái)大量強(qiáng)有力抗生素的使用,臨床上典型的大葉性肺炎已較少見(jiàn)到,學(xué)生進(jìn)行臨床教學(xué)見(jiàn)習(xí)的機(jī)會(huì)不多,弱化了基礎(chǔ)與臨床教學(xué)之間的聯(lián)系[8-9]。此外,大葉性肺炎的動(dòng)物模型復(fù)制復(fù)雜、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物消耗量大,且存在病原微生物感染的風(fēng)險(xiǎn),因而限制了大葉性肺炎基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)階段的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[10-11]。鑒于此,成都醫(yī)學(xué)院項(xiàng)目組開(kāi)發(fā)了大葉性肺炎及其診療虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。該項(xiàng)目依托國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心,以典型呼吸系統(tǒng)疾病——大葉性肺炎為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,以問(wèn)題式學(xué)習(xí)(problem-based learning,PBL)為中心,輔以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)(virtual simulation experiment,VSE)和電子標(biāo)準(zhǔn)化病人(electronic standardized patient,ESP),建設(shè)了基于VSE/PBL/ESP的三元制混合式臨床思維訓(xùn)練教學(xué)模式,促進(jìn)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合知識(shí)的夯實(shí)與鞏固,彌補(bǔ)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)階段臨床見(jiàn)習(xí)時(shí)間短、所見(jiàn)病種少、個(gè)別案例較少的局限,促進(jìn)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)階段臨床思維能力的養(yǎng)成。
大葉性肺炎及其診療虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)對(duì)象是五年制本科臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)的三年級(jí)學(xué)生。此時(shí),學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)完所有基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程,即將進(jìn)入臨床學(xué)習(xí)階段。該項(xiàng)目綜合運(yùn)用虛擬仿真等現(xiàn)代教育技術(shù)和PBL教學(xué)手段,通過(guò)臨床前“基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合PBL課程”實(shí)驗(yàn)教學(xué),使學(xué)生學(xué)好基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)基本理論和基本操作,掌握大葉性肺炎的主要臨床癥狀、體征、病理變化及其治療原則,促進(jìn)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的良好銜接,為后續(xù)臨床課程學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。大葉性肺炎及其診療虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)方案主要包括:資源建設(shè)、流程建設(shè)、內(nèi)容建設(shè)、平臺(tái)建設(shè)以及共享服務(wù)建設(shè)等5個(gè)方面(見(jiàn)圖1)。

圖1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)方案
在醫(yī)學(xué)教育體系中,還存在基礎(chǔ)-臨床融合課程體系未能充分建立等問(wèn)題。為了更好地開(kāi)展基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)階段臨床思維訓(xùn)練,結(jié)合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的沉浸性、交互性等優(yōu)點(diǎn)和學(xué)院教學(xué)大綱要求,項(xiàng)目組建立了“VSE/PBL/ESP”三元制混合式臨床思維訓(xùn)練教學(xué)模式。該教學(xué)模式包含PBL前VSE、PBL、PBL后ESP等3個(gè)模塊。
(1)通過(guò)PBL前VSE,促進(jìn)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合知識(shí)的夯實(shí)與鞏固,為PBL奠定基礎(chǔ);
(2)通過(guò)對(duì)臨床案例開(kāi)展PBL討論,提升學(xué)生自學(xué)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,開(kāi)展基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)階段臨床思維訓(xùn)練;
(3)通過(guò)PBL后ESP的語(yǔ)音問(wèn)診、查體、輔助檢查、治療等方式,鞏固PBL成效,提升學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識(shí)解釋臨床現(xiàn)象和解決臨床問(wèn)題的臨床思維能力。
項(xiàng)目組基于多年基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)理論和實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與成果,依托成都醫(yī)學(xué)院國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心既有的教學(xué)資源,如“數(shù)字人解剖系統(tǒng)”“機(jī)能學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”和“形態(tài)學(xué)數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)”等,完善了PBL前VSE模塊,可開(kāi)展“多因素對(duì)呼吸系統(tǒng)功能影響”“缺氧虛擬操作”“抗菌藥”等虛擬實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)圖2(a));同時(shí),項(xiàng)目組開(kāi)發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PBL教學(xué)輔助智能手機(jī)客戶(hù)端APP,方便學(xué)生隨時(shí)登錄、訪問(wèn),通過(guò)在線發(fā)布案例線索,便捷開(kāi)展在線討論、評(píng)價(jià)與反饋(見(jiàn)圖2(b))。此外,項(xiàng)目組高度重視校企合作,與信息技術(shù)公司合作開(kāi)發(fā)了基于生理驅(qū)動(dòng)的智能電子標(biāo)準(zhǔn)化虛擬仿真病人大葉性肺炎PBL后ESP教學(xué)系統(tǒng),ESP虛擬病人參數(shù)設(shè)置可預(yù)設(shè),也可由學(xué)生自主設(shè)置,可進(jìn)行人機(jī)對(duì)話(huà)和虛擬操作,動(dòng)態(tài)展示大葉性肺炎病情變化及其各項(xiàng)病理學(xué)、病理生理學(xué)知識(shí)要點(diǎn)及參數(shù)變化(見(jiàn)圖2(c))。
目前,大葉性肺炎及其診療虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)資源,如課程簡(jiǎn)介、教學(xué)大綱、指導(dǎo)手冊(cè)、PBL臨床案例均已成熟并在教學(xué)過(guò)程中得到實(shí)際應(yīng)用。
學(xué)生可通過(guò)智能手機(jī)、PC等登錄大葉性肺炎及其診療虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,了解和熟悉課程簡(jiǎn)介、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理,預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。并按照教學(xué)流程依次開(kāi)展本項(xiàng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn),教學(xué)流程如圖3所示。
(1)PBL前VSE。通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作視頻,使學(xué)生在課前對(duì)整個(gè)虛擬動(dòng)物實(shí)驗(yàn)有系統(tǒng)、全面的了解;之后進(jìn)入動(dòng)物虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。以虛擬家兔為操作對(duì)象,開(kāi)展多因素對(duì)呼吸系統(tǒng)功能影響的虛擬實(shí)驗(yàn)、缺氧虛擬操作實(shí)驗(yàn)、抗菌藥虛擬實(shí)驗(yàn)等,系統(tǒng)對(duì)操作結(jié)果反饋,使學(xué)生熟練掌握實(shí)驗(yàn)操作方法,并對(duì)學(xué)生進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)考核,為開(kāi)展PBL案例討論奠定基礎(chǔ)。

圖2 系統(tǒng)人機(jī)交互界面

圖3 教學(xué)流程框架圖
(2)PBL案例討論。以小組為單位,綜合運(yùn)用基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識(shí),開(kāi)展呼吸系統(tǒng)疾病——大葉性肺炎PBL臨床典型案例討論。
(3)PBL后ESP。以ESP虛擬病人為操作對(duì)象,模擬臨床大葉性肺炎患者的典型臨床表現(xiàn)、血?dú)飧淖儭⒅匾鞴俚牟±砗筒±砩碜兓龋煌ㄟ^(guò)語(yǔ)音問(wèn)診對(duì)病情進(jìn)行評(píng)估、填寫(xiě)電子病歷并作出診斷、選擇治療方案并輔以藥物治療。觀察病人生理指標(biāo)、血?dú)夥治觥⒀h(huán)和呼吸等的變化,最后解答案例思考題。通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)的操作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果反饋,使學(xué)生掌握大葉性肺炎的病因、發(fā)病機(jī)制、臨床表現(xiàn)、臨床診斷及治療原則,系統(tǒng)將自動(dòng)記錄每位學(xué)生的訪問(wèn)信息、每次操作和考核的結(jié)果。
本項(xiàng)目評(píng)價(jià)體系包含虛擬實(shí)驗(yàn)和PBL案例討論兩部分,課終總成績(jī)采用百分制計(jì)分,其中虛擬實(shí)驗(yàn)占60分,PBL案例討論占40分。
(1)虛擬實(shí)驗(yàn)部分。在PBL案例教學(xué)前的VSE環(huán)節(jié),以虛擬家兔為操作對(duì)象,開(kāi)展多因素對(duì)呼吸系統(tǒng)功能影響的虛擬實(shí)驗(yàn)、缺氧虛擬操作實(shí)驗(yàn)、抗菌藥虛擬實(shí)驗(yàn)等,有練習(xí)模式和考核模式,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄學(xué)生的操作步驟和成績(jī)。在PBL案例教學(xué)后的ESP環(huán)節(jié),通過(guò)語(yǔ)音問(wèn)診對(duì)病情進(jìn)行評(píng)估、填寫(xiě)電子病歷,作出診斷、選擇診療方案并輔以藥物治療等對(duì)虛擬病人進(jìn)行救治,最后解答案例思考題;系統(tǒng)將自動(dòng)記錄學(xué)生的訪問(wèn)信息、每次操作和考核結(jié)果并進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì),便于教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)。
(2)PBL案例討論部分。主要對(duì)學(xué)生參加PBL討論的態(tài)度、過(guò)程和效果等進(jìn)行評(píng)價(jià),包含學(xué)生互評(píng)、學(xué)生自評(píng)、教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)等部分。
在開(kāi)展相關(guān)案例PBL討論前,學(xué)生通過(guò)成都醫(yī)學(xué)院國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心平臺(tái)——中國(guó)數(shù)字人解剖系統(tǒng)、機(jī)能學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和形態(tài)學(xué)數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng),從基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的角度,通過(guò)3D動(dòng)畫(huà)及動(dòng)物虛擬實(shí)驗(yàn)操作,牢固掌握呼吸系統(tǒng)的解剖學(xué)結(jié)構(gòu),呼吸的生理過(guò)程,肺通氣和肺換氣的影響因素及呼吸功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,常用的血氧指標(biāo)體系,缺氧以及缺氧對(duì)細(xì)胞、組織、呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)及神經(jīng)等系統(tǒng)的影響等基礎(chǔ)知識(shí)。
大葉性肺炎是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教學(xué)大綱中明確要求學(xué)生掌握的內(nèi)容,但其動(dòng)物模型制作復(fù)雜,生物安全性要求高;且近年抗菌藥物的使用,大葉性肺炎臨床典型案例較少見(jiàn),學(xué)生在基礎(chǔ)階段開(kāi)展臨床見(jiàn)習(xí)教學(xué)實(shí)施難度較大,影響教學(xué)效果。本項(xiàng)目依托ESP虛擬病人,可以直觀通過(guò)大葉性肺炎虛擬病人反復(fù)練習(xí),使學(xué)生獲得充分的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),鞏固對(duì)大葉性肺炎PBL討論的學(xué)習(xí)成果。
通過(guò)臨床前“基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合PBL課程”配套開(kāi)展本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)習(xí),既能綜合應(yīng)用解剖學(xué)、生理學(xué)、病理學(xué)、病理生理學(xué)及藥理學(xué)等基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)理論和基本操作,也能促進(jìn)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)良好銜接,使學(xué)生掌握臨床大葉性肺炎的主要臨床癥狀、體征、病理變化及其治療原則,為后續(xù)臨床課程學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目通過(guò)大葉性肺炎PBL案例教學(xué)前VSE實(shí)驗(yàn),復(fù)習(xí)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識(shí)要點(diǎn),通過(guò)大葉性肺炎PBL案例教學(xué)后對(duì)ESP虛擬病人的操作和觀察,實(shí)現(xiàn)了PBL討論與虛擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、臨床病例與ESP虛擬病人相結(jié)合,符合國(guó)家倡導(dǎo)的“早臨床、早科研、早社會(huì)”教育方針,既提升了學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識(shí)的綜合分析能力,又促進(jìn)了學(xué)生盡早接觸臨床,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主觀能動(dòng)性。
大葉性肺炎及其診療虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要面向成都醫(yī)學(xué)院五年制臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)(含卓越醫(yī)生試點(diǎn)班)三年級(jí)本科生和研究生開(kāi)放。目前。該項(xiàng)目已獲得2018年四川省省級(jí)示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目及2018年成都醫(yī)學(xué)院校級(jí)教育教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目的支持,完成了大葉性肺炎及其診療虛擬在線教學(xué)平臺(tái)建設(shè)(http://e-lab.cmc.edu.cn/virlab/pbl/index.html)。根據(jù)網(wǎng)站后臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),截至2019年1月,該在線教學(xué)平臺(tái)的使用已達(dá)到3143人次。此外,為實(shí)現(xiàn)兄弟院校間資源共享,項(xiàng)目組已與寧夏醫(yī)科大學(xué)、廣西醫(yī)科大學(xué)等6所高校開(kāi)展戰(zhàn)略合作,在相關(guān)院校試點(diǎn)使用、深化合作,共同推廣醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
大葉性肺炎及其診療虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基于項(xiàng)目組前期PBL教育教學(xué)改革成果和臨床教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累,很好地解決了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)階段臨床見(jiàn)習(xí)時(shí)間短、所見(jiàn)典型病例少的難題,開(kāi)辟了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)階段臨床思維能力訓(xùn)練的新途徑,為醫(yī)學(xué)教育及資源全面開(kāi)放共享提供新手段[12]。由于該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是新開(kāi)發(fā)項(xiàng)目,可供選擇的虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目還不夠豐富,平臺(tái)的集約化程度不夠高。項(xiàng)目組將對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行以下改進(jìn)和完善:
(1)基于ESP系統(tǒng),根據(jù)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教學(xué)方法改革、課程整合和以器官系統(tǒng)為中心等教改需求,進(jìn)一步建設(shè)和更新ESP教學(xué)案例,如:COPD、哮喘、一氧化碳中毒等;
(2)走出去、請(qǐng)進(jìn)來(lái),積極參與全國(guó)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流活動(dòng),邀請(qǐng)兄弟院校領(lǐng)導(dǎo)、專(zhuān)家、同行參觀指導(dǎo),發(fā)揮示范推廣作用,促進(jìn)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)建設(shè);
(3)面向全校各專(zhuān)業(yè)本科生、研究生、住院醫(yī)師開(kāi)放,并輻射到西部地區(qū)的醫(yī)學(xué)院校和衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院,擴(kuò)大虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的受益面。
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Construction of virtual simulation experiment project for lobar pneumonia
LI Minhui1,2,3, FENG Jun1, DENG Fengmei1,3, HU Xiaosong3, LIN Yousheng3, ZHANG Qilan3, YANG Ping1,3
(1. National Medical Virtual Simulation Experimental Teaching Center for Medicine, Chengdu Medical College, Chengdu 610500, China; 2. Experimental Center for Scientific Research, Chengdu Medical College, Chengdu 610500, China; 3.Department of Basic Medicine, Chengdu Medical College, Chengdu 610500, China)
In order to improve the effect of practical teaching of respiratory system, the project of virtual simulation experiment teaching for lobar pneumonia and its diagnosis and treatment is put forward. Based on the accumulation of technology and software system in virtual animals and virtual standardized patients in Chengdu Medical College, the experiment of virtual animals and virtual standardized patients in respiratory system is carried out. The project construction includes resource construction, process construction, content construction, platform construction and sharing service construction, which gives full play to the role of virtual simulation experiment in basic medicine teaching, promotes the effective link between basic and clinical, and opens up a new path of virtual simulation teaching resources for clinical thinking training.
lobar pneumonia; virtual simulationexperiment; standardized patient; construction of experiment project
G642
A
1002-4956(2019)09-0096-04
2019-02-21
四川省示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目(川教函〔2018〕562號(hào));成都醫(yī)學(xué)院教育教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目(JG201801)
李敏惠(1977—),女,四川簡(jiǎn)陽(yáng),博士,副研究員,主要研究方向?yàn)槊庖邔W(xué)及腫瘤生物學(xué)。
E-mail: 252710700@qq.com
楊平(1977—),男,遼寧盤(pán)錦,博士,教授,主要研究方向?yàn)獒t(yī)學(xué)遺傳學(xué)及分子生物學(xué)。
E-mail: 920192655@qq.com
10.16791/j.cnki.sjg.2019.09.024