模擬醫學教育的研究現狀及進展

張豪英 張彩坤 邢冬杰 張新鵑

（山東中醫藥高等專科學校臨床教研室，山東 煙臺 264199）

傳統醫學教育植根于威廉· 奧斯勒醫生開創的教學理念，即醫學生應該通過直接的患者體驗來學習醫學，并輔以課堂學習。隨著醫學知識的更新和循證證據的積累以及病人對臨床醫生要求的提高，醫學教育理念和模式在全球范圍內經歷了迅速的變化，過去數十年對模擬的重視日益明顯。臨床模擬是現代醫學教育的一種重要方法，可以定義為“一組設備或條件，試圖真實地呈現臨床面臨的實際問題，要求學生像在真實情況下對問題做出反應”[1]。模擬醫學教育允許教育體驗的標準化，這在臨床環境中很難實現。此外，模擬醫學教育允許在安全的環境中通過引導式體驗進行教學，促進學生充分的學習和掌握應對不斷變化的醫學世界所必需的技能。美國醫學院協會認為，模擬醫學教育是近代醫學教育中最突出的創新之一。本文就模擬醫學教育的發展歷史、特點、教育理論、類型、發展趨勢、公共衛生事件大流行期間模擬醫學教育的應用以及模擬醫學教育的建設等方面做一綜述。

一、模擬醫學教育的歷史

國內外歷史上均有應用模擬醫學教育的案例。中國宋朝太醫王惟一制作了兩尊真人大小的銅像用于穴位和經絡的學習。18世紀國外有醫生開發了分娩模擬器模型，并利用它教授分娩技術。在近代醫學教育蓬勃發展之前，模擬在其他領域得到了廣泛使用，尤其是航空訓練，飛行模擬器的發明在培訓飛行員方面發揮了重要作用。隨著對模擬認識的深入和醫學教育的發展，模擬逐漸開始應用于醫學。1911年，世界上第一臺全身模擬器在哈特福德醫院問世，并用它進行護理技能培訓。自20世紀50年代以來，越來越多的醫學教育模擬器被開發，提高了模擬場景的保真度，使其更加逼真。現代醫學模擬時代起始于1960年，一家玩具制造商與麻醉師合作設計了一個口對口呼吸模擬器來教授人工呼吸，通過這種低成本、易于獲得并且有效的人體模型，徹底改變了心肺復蘇的訓練方法。后來在人體模型的胸壁上安裝了一個內部彈簧，可以進行心臟按壓的模擬訓練。美國的神經病學教授霍華德·巴羅斯（Howard Barrows）也于60年代初期開始使用演員來模擬神經系統的體征和癥狀。這類經過標準化、系統化培訓后能準確表現病人的實際臨床問題的正常人或病人，稱為標準化病人（Standardized Patients），又叫模擬病人（Simulate Patients），是現在醫學模擬教育中廣泛應用的模式之一[2]。20世紀80年代以后，隨著計算機重大技術的改進和功能強大的軟件系統的開發，模擬醫學教育場景中可以模擬復雜的生理反應并提供實時反饋。當前，醫學模擬中心已經遍布世界各地，包括模擬醫院或虛擬醫院，其設備與實際醫院中的設備相同。這有助于醫學生接受培訓并獲得專業人員的資格。

二、模擬醫學教育的優缺點

模擬醫學教育中使用的場景具有許多優點，包括可預測性、標準性、可控性、安全性和可重復性[3]。模擬醫學教育允許醫學生通過模擬臨床中少見的或者緊急情況來練習相應技能，例如心跳呼吸驟停的管理[4]。這為學習者提供了在低風險環境中承擔更大責任的機會，提供了反思和反饋的時間，并允許在同一場景中重復練習，直到可以達到最佳訓練程度。模擬提供身臨其境的環境，醫學生可以進行多感官學習，從而促進大量的體驗式學習，并且允許長期學習。由于這些優勢，模擬已被譽為提高醫學生能力并最終提高患者治療效果的一種方法。模擬醫學教育同時也存在一些缺點，它不可能無差別地代表現實，難以完全模擬人體內外環境復雜的生理功能，模擬場景的持續時間也和臨床實際不同。醫學模擬教育中學生無法真正感受病人的痛楚，可能影響人文關懷職業素養的培養。醫學模擬教育往往需要較多的硬件設備，并且價格較貴，需要耗費較大的物力和財力，后期還需要專業人員進行修繕和維護，這可能會限制模擬教育的廣泛開展。此外，模擬的情景應反復審查，以確保它們是最新的和有效的。

三、模擬醫學教育的教育理論

傳統醫學教育模式致力于理論教學，以致培養出來的學生，社會倫理意識不足，動手能力不強，實踐能力較差。在臨床實踐前的學習中整合模擬為醫學生提供了體驗式學習的機會，可以讓醫學生更早地模擬臨床和體驗臨床，從而提高教學效果。成年學生有大量的學習經驗，他們重視有價值的學習，更喜歡解決問題，具有內在動力。適用于模擬醫學教育的教育理論有 Vytgosky、Kolb和Ericcson等人描述的理論。Vytgosky描述了“最近發展區”的概念，它確立了學生必須取得的基本進步。David Kolb描述了“體驗式學習”，分為4 個階段：具體體驗（一個事件）、反思性觀察（發生了什么）、抽象概念化（學到了什么、未來的影響）和積極的實施（將采取不同的方式）。與傳統的醫學教育相比，模擬醫學教育更好地促進了第二階段、第三階段和第四階段的學習。Ericcson指出，重復練習一項活動即可獲得某項技能，模擬醫學教育的可重復性也是其有效性的基礎之一。

四、模擬醫學教育的類型

模擬醫學教育的形式多種多樣，包括基礎解剖模型、生理驅動型模擬系統、標準化病人、計算機輔助模型、虛擬培訓系統、離體模擬和活體（體內）模擬等。從20世紀60年代第一個玩具復蘇人體模型，到二十世紀八十年代末模擬教學之父美國斯坦福大學麻醉系David Gaba教授與工程師合作開發的世界上第一個真正意義上的心肺復蘇模擬人，到最新的虛擬現實模擬器程序和軟組織手術機器人系統，醫學模擬已經經歷了長足的、本質的變化。這種變化不僅歸功于現代醫學理論和技術的進步，也與其他技術如計算機技術進步息息相關，同時醫療保健和醫療政策的改革也間接地促進了模擬醫學教育的發展。

根據模擬的保真程度，模擬模式分為低保真模擬、中保真模擬和高保真模擬。體內模擬是保真度最高的模擬。目前，在醫學院中低保真模擬器被廣泛使用，而體內模擬的情況很少。Theodoulou等開展了一個薈萃分析，旨在識別和批判性評估所有圍繞基于模擬學習課程的文獻，評估它們作為本科外科教育工具的作用，該薈萃分析納入了一些使用動物組織模擬進行醫學生培訓或評估的研究，其中有2項研究使用了活體動物組織（體內模擬）。體內模擬能夠提供興奮感，并具有主導性的勵志特征，從而顯著增加學生的學習熱情，并促進了教師和學生之間的關系。但是一些關于體內模擬的研究并沒有顯示出體內模擬的優勢，未發現使用活體動物在提高實踐技能方面的額外好處。并且，考慮到使用動物背后的倫理道德、過高的成本和復雜的實驗室設置等問題，還需要探討哪些方面的臨床學習更適合體內模擬。

五、模擬醫學教育的發展趨勢

模擬醫學教育對臨床醫學各學科均產生積極影響，例如外科手術技能[5]、重癥監護[6]、兒科[7]、麻醉[8]和護理[9]。但是，它仍然存在某些固有的缺陷。從學習態度來看，醫學生普遍出現的一個觀點是模擬方法是“假的”，在學習過程中他們存在下意識地“不認真”。因此，低保真度的模擬往往使醫學生缺乏壓力和責任感，從而降低了培訓體驗的真實性。真實性不足會導致醫學生缺乏努力和上進心，進而可能導致醫學生獲得錯誤的技術特征和技巧。甚至，某些模擬訓練如手術模擬訓練，由于廉價的手術模擬器通常屬于低保真類別，缺乏觸覺效果，和真實的手術感覺差異較大，這樣的訓練可能會導致導致災難性后果。需要開展新的模擬醫學教育模式和領域。原位模擬對于在真實環境中進行培訓和鼓勵團隊合作越來越重要[10]。手術模擬成為模擬醫學教育一個重要的發展和改進方向[11]。遠程模擬在模擬醫學教育中發揮越來越重要的作用，尤其是在公共衛生事件大流行之后[12]。展望未來，我們預計將在模擬醫學教育中看到更多的基于計算機的模擬、高保真患者模擬和虛擬現實模擬。人工智能有朝一日可能會在模擬醫學教育中發揮重要作用[13]。

六、公共衛生事件大流行期間模擬醫學教育的應用

隨著公共衛生事件的流行，國內各院校不得不調整老師的授課方式和學生的學習方法。公共衛生事件加強了對虛擬學習的需求，某些院校已經用虛擬課堂取代了面對面的課堂[14，15]。模擬醫學教育已成為應對公共衛生事件帶來的教學挑戰的重要工具。遠程模擬通過互聯網將地理位置相距遙遠的教師和學生聯系起來[16]。盡管公共衛生事件大流行對學習造成了破壞和損害，但仍有許多創新得到了迅速發展。其中一些干預措施可能比傳統的教學形式更好，比如允許遠程評估和反饋。讓學生保持較高的參與度是遠程學習需要解決的一個具有挑戰性的問題。

七、模擬醫學教育的師資隊伍建設

模擬醫學教育的建設涉及到多個方面，包括教材編寫問題、課程開發問題和師資隊伍建設問題等，其中如何建立一支高素質的模擬醫學教育師資隊伍，是完成醫學模擬教育的最關鍵環節。只有建立起高素質、高水平的師資隊伍，才能保證全面、科學地發展醫學模擬教育，促進醫學模擬教育的進步，培養高素質的醫學人才。但是，目前國內關于模擬醫學教育師資隊伍方面仍然存在顯著的不足。相關研究表明，在對37家住院醫師規范化培訓基地及助理全科醫師規范化培訓基地的調查研究顯示，教學單位對模擬醫學教育的重視態度不夠，認為模擬醫學教育發揮一般作用的占比高達60%（59.46%），不同臨床技能教學中心模擬師資數量差異較大，超過80%（81.08%）的教學中心專職師資<2名，多于3名的教學中心不足3%（2.70%），大部分教學中心（78.38%）的兼職師資<40名，多于80名的教學中心不足3%（2.70%）；不同臨床技能教學中心專職師資晉升難度存在差異，容易者僅占8.11%，困難者高達78.38%；而各住院醫師規范化培訓基地及助理全科醫師規范化培訓基地對模擬醫學教育的重視程度與專職師資人數呈正相關，與師資晉升難度呈負相關[17]。因此，在醫學教學過程中需要提高對模擬醫學教育的重視程度，增加專職師資人數，解決職稱晉升困難，促進模擬醫學教育師資隊伍的建設。

總之，隨著現代醫學的進步，模擬醫學教育是應對當前醫學教育和未來挑戰的基本策略。結合國內院校的自身特點和不同的授課對象，順應模擬醫學教育的發展趨勢，探討最適合的模擬方式，對于提高教學質量、應對公共衛生事件不利影響均具有重要意義。