淺談新醫科背景下的醫學虛擬仿真教學師資隊伍培訓

王方輝 張俊花 張云濤 孫麗華

【摘要】 為進一步提高濱州醫學院醫學虛擬仿真教學師資隊伍培訓水平，探究新醫科背景下的醫學虛擬仿真教學師資隊伍培訓，就新醫科下的醫學虛擬仿真教學師資隊伍培訓的必要性、虛擬仿真技術的定義、醫學虛擬仿真技術的現狀進行了闡述，以濱州醫學院虛擬仿真技術及實驗平臺為例，就如何提高醫學仿真技術培訓水平進行實施路徑分析。高校虛擬仿真教學師資培訓仍存在很多問題，為進一步更有效地提高師資隊伍培訓水平，更好地服務于新醫科背景下的廣大醫療團隊建設，提出了一些改進方法。

【關鍵詞】 新醫科；虛擬仿真；師資培訓

文章編號：1672-1721（2024）10-0004-03? ? ?文獻標志碼：A? ? ?中國圖書分類號：R4；G642

新醫科建設是教育強國、健康中國戰略的重要組成部分。2020年9月，國務院辦公廳印發《關于加快醫學教育創新發展的指導意見》，提出“把醫學教育擺在關系教育和衛生健康事業優先發展的重要地位，立足基本國情，以服務需求為導向，以新醫科建設為抓手，著力創新體制機制，分類培養研究型、復合型和應用型人才，全面提高人才培養質量，為推進健康中國建設、保障人民健康提供強有力的人才保障”[1]。這一重大部署吹響了新時代我國新醫科建設的號角。加強研究型、復合型和應用型醫學人才培養，全面提高人才培養質量，是新醫科建設的出發點和落腳點。推進“新醫科”人才的培養，對師資水平提出了更高的要求。隨著新技術涌入課堂，醫學教育已經發生了革命性的變化。現在，新技術進入了臨床領域，用以教育醫生和其他衛生專業人員，在攻讀學位、研究生培訓、執業醫師繼續教育方面大有作為。在醫學教育中，虛擬仿真技術是一種新型的教育技術，是一種傳遞信息和增強醫者體驗的手段，用于改善有意義的學習活動流程和資源，有助于傳遞信息和改善體驗，創造了一種模擬現實世界的環境。新醫科背景下的虛擬仿真教學已成為師資隊伍培訓的一種趨勢。本研究探索如何更有效地提高虛擬仿真技術的應用水平，從而更好地服務于廣大醫療團隊。

1 虛擬仿真教學綜述

虛擬仿真（virtual reality）教學是一種探索與發現的模式，借助多媒體信息化輔助教學，為學生提供視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，使學生如同身臨其境，對所學的知識進行融會貫通并學以致用，提升學生的學習興趣，從而提高教學質量[2]。虛擬現實是近年來在衛生領域得到廣泛應用的一項新技術，被應用于各種疾病的臨床診療與教學中。虛擬現實技術使用計算機模擬外圍世界，通過接收器進行通信，整套系統由輸出工具（視覺、聽覺、觸覺和電力發射器）、輸入設備（鼠標、追趕器、手套等）、虛擬環境的圖形制造系統以及信息軟件組成。在虛擬環境中，可以根據疾病類型和個人特征，如持續時間、嚴重程度和反饋類型等，進行個性化虛擬仿真設計。醫療環境的緊張及資源極度緊缺，使學生共同參與治療的機會越來越少，學生不能真正掌握實踐技術，不利于后期成長。積極探索和應用虛擬仿真教學系統已成為未來醫學教育的發展趨勢[3]。醫學是一門強調實踐的學科，實驗操作及臨床實習是醫學教育的重要組成部分。學習成果直接關系著醫學生成為臨床醫生的診療技術水平。受制于醫療教學資源的缺乏，學生全面參與實踐的機會難得，不利于激發學生的積極性與主動性，難以培養出色的醫學人才[4]。醫學生見習時間有限，接觸的手術次數較少、暴露于罕見疾病的機會有限、臨床培訓場所的短缺，影響了培訓效果。患者安全是推動虛擬仿真技術推廣的另一個關鍵因素。眾所周知，由經驗不足的外科醫生進行手術效果較差。虛擬仿真技術可以作為一種替代設置，例如使用虛擬仿真技術培訓外科醫生，在醫學教育中發揮更大作用。與接受傳統方法訓練的醫學生相比，接受虛擬現實訓練的醫學生有更低的性能誤差和更高的準確性。與傳統訓練方法相比，虛擬仿真教學可以解決資源稀缺、降低教學成本、還原真實場景等問題。因此，在當前“互聯網+”時代，虛擬仿真教學已成為高等醫學院校教育改革的重點研究方向。

2 醫學虛擬仿真教學的國內現狀分析

將虛擬仿真教學課程建設與企業融合，涉及大數據、人工智能、3D打印等新技術，緊跟時代發展步伐，符合“新醫科”教育需求[5]。積極“引企入校”，搭建合作平臺，既為教師、學生提供真實的實踐環境，又為企業生產經營服務，加強了企業的研發實力，促進了企業的科技進步和技術創新[6-7]。醫學虛擬仿真實驗教學中心堅持“科學規劃、虛實結合、共享資源、持續發展”的指導思想，以提高學生創新精神和實踐能力為宗旨，以共享優質實驗教學資源為核心，以分階段建設具有濱州醫學院特色的虛擬化、信息化實驗教學資源為重點，持續推進實驗教學虛擬化、信息化建設，推動實驗教學改革，為高素質應用型人才的培養提供保障。每個模塊都通過模擬工具提供內容，提高對信息的利用，讓學生學習概念及現實案例。隨著學生在每個模塊中的進步，學生的知識和認知復雜度逐漸增加。在大多數模塊的學習中，學生是從基本的認知類型（事實認知和概念認知）轉向程序認知。基于跨專業團隊的模塊需要元認知，這是最先進的認知類型。所有模塊都從記憶和理解開始，這是學習的2個最低層次。虛擬仿真模塊在分析和應用所學知識方面取得進步，而基于多學科團隊的模塊提高了對評估過程的信心。這是因為學生需要根據特定的學習標準和實際情況進行批判性評估和判斷。國內醫學虛擬仿真教學可以借助于具有實力的公司為高校建設優質教學資源，以教育信息化推動教育現代化，促進教學質量提升，推動教學模式改革和創新。教育部認定的具有資質的公司往往擁有教學研究、視頻現場拍攝、匯總制作、虛擬仿真等技術開發團隊，為學校提供全方位的教學資源建設服務和在線教學解決方案，可協助學校開展宣傳片、微課慕課、動畫設計、虛擬仿真、虛擬現實、增強現實、實訓室等建設性服務。

3 濱州醫學院虛擬仿真教學現狀分析

濱州醫學院醫學虛擬仿真實驗教學中心建設歷經整合資源加強建設、加大投入鞏固建設、資源共享強化建設3個階段，在現有3個省級實驗教學示范中心（醫學基礎實驗教學示范中心、臨床技能實訓中心、口腔醫學實驗教學中心）的基礎上，建成了包括基礎醫學、臨床醫學、口腔醫學、護理學和中醫學五大平臺的醫學虛擬仿真實驗教學中心。虛擬仿真教學項目組積累了豐富的教學經驗，秉承以學生為中心的教學理念。項目組成員多年來一直從事虛擬仿真教學和科研工作，先后承擔了臨床醫學、生物醫學工程、藥學、生物技術等專業的系統虛擬仿真教學工作。以口腔科虛擬仿真教學師資為例，課題組在工作中做了大量前期準備工作和預研究，對3D打印數字化導板下種植有系統的認識，自2013年從事口腔臨床工作以來，在口腔臨床方面積累了豐富的經驗，成功解決了多例疑難病例的診治，為該項目提供了理論指導。虛擬仿真技術用于促進系統、流程和程序的管理，便于完成任務。媒體和其他工具也可以幫助訪問內容，這對于龐大且不斷變化的醫學知識至關重要。這些工具用于其他形式的信息傳遞，可以優化學生學習和鞏固知識的能力。并非每個人都以同樣的方式學習，虛擬仿真技術的使用對于確保所有學生都有機會學習并保留成為成功從業者所需的信息至關重要。虛擬仿真技術可以實現同步和差異化學習活動、多媒體在線講座、虛擬患者以及其他在線交流反饋和自我評估。虛擬仿真是一種新興的教育技術，可以通過實時處理信息將信息分類到一個有組織的框架中來優化信息的獲取和臨床決策。

4 有效提高醫學虛擬仿真技術師資培訓水平

在教育部產學合作協同育人的指導思想下，不斷提高師資隊伍培訓水平。學校與教育部備案的相關技術有限公司聯合，建立和完善虛擬解剖學實驗室的基地場地、設備、管理制度等一系列工作。依托虛擬解剖學實驗室建設平臺，對各專業相應教師進行信息化教學培訓，使虛擬解剖學平臺能夠發揮更出色的教學效果。組織教師進行深度學習、醫學圖像三維重建、CT和MRI人體結構的圖像分析等技術的集中培訓和研討，打造具備相關理論和實際教學、科研能力的師資隊伍，通過項目實施，以提升教師素質、服務基礎教學、提高教學質量為研究目標，研究師資隊伍建設理論。以行業服務為切入點，以“新醫科”計劃實施為契機，引導教師了解醫學虛擬仿真專業發展技術與人才需求[8]。鼓勵教師深入積極參與到公司企業的相關課題研發活動，協助解決技術難題，使學校教師與醫療相關企業工程師之間形成良性交流互動及技能培養關系，進而提高教師整體學歷層次。以項目為依托，以學術交流為載體，以團隊建設為支撐，大力培養醫學虛擬仿真師資培養及教育教學研究[9]，為我國醫學虛擬仿真技術專業建設和改革起到示范和帶動作用，為促進地方醫療事業奠定基礎。打造醫學虛擬仿真技術師資培訓基地，為教師發展、培訓、學習和交流提供軟硬件支持。舉辦醫學虛擬仿真技術教育教學專題培訓班、專題研討會、經驗交流會、沙龍等，促進全國醫學虛擬仿真技術教師進行教育教學交流并分享成功經驗，幫助教師解決教育教學中遇到的問題。通過項目建設，以校為主、校企合作，提高實驗教學資源質量。學校教師擁有豐富的醫學專業知識和教學實踐經驗。企業具有利用信息技術將數據和創新想法轉化為實際產品的能力，可根據學校的教學需求提供產品服務。以學校和教師為主導，校企合作，加快學校醫學虛擬仿真實驗教學資源的建設，實現“共建、共管、共享”。

5 醫學虛擬仿真技術師資培訓的意義

臨床教育工作者必須迅速適應新的教學方式。醫院臨床學生人數較多，學校必須過渡到虛擬模擬學習環境，替代醫學生實習操作的醫學虛擬仿真實驗策略對于醫學生的持續進步是必不可少的[10-11]。研究表明，多數教師同意“虛擬仿真技術對學生學習具有有效性”這一結論，醫學虛擬仿真技術對于醫學生培訓有效率達86.8%～97.4%。教師認為，該方案是替代臨床實踐的有效工具，能非常好地滿足臨床學生的學習需求[12]。教師可以做出數據驅動決策，支持學生在臨床實踐中取得成功。學員在培訓結束時通過匯報等方式總結是虛擬模擬的重要組成部分。受訓者通過虛擬仿真模擬，提高了手術技能。與非虛擬仿真培訓相比，與多項試驗中的對照組相比，沉浸式虛擬仿真技術展示了更快的程序完成時間、更高的任務完成分數以及更高的手術器械植入準確性[13]。虛擬仿真技術是醫學教育中使用的關鍵技術，包括動手技能培訓、計算機化標準化患者、增強現實和虛擬現實。虛擬仿真將醫學教育推向一個基于計算機技術、三維建模技術和虛擬現實技術的全新教學模式，極大地改變外科技能培訓方式。虛擬仿真還可以提高患者的安全性。訓練在安全的環境中進行，錯誤也可以允許被發生。與傳統方法相比，實習生的操作技能顯著提高，基于虛擬仿真技術的培訓可能擴展到醫學知識和技能的縱向評估。虛擬仿真技術可以提供從醫學生到未來醫學從業者的整個醫學教育過程中的知識、技能獲取和行為表現。例如，繼續教育允許醫學從業者加強技能、獲得新技能、重新實踐或滿足監管需求。虛擬仿真教育使得醫學教育更加數字化、智能化。虛擬仿真技術中的反饋系統包含基于證據的知識和個人經驗。與傳統的醫學教育方法相比，虛擬仿真技術還可以通過提供學習環境，讓學習者沉浸在情感獎勵和動態體驗中，從而增強動力并獲得成就感，提高記憶效果。應該正確評價加強醫學虛擬仿真技術培訓的優勢，闡明其在大規模、綜合外科住院醫師培訓計劃中的作用。

虛擬現實應該作為補充訓練，不能替代現實環境中的訓練。虛擬現實技術有可能重塑當代對外科培訓的看法，作為對住院醫師無法在臨床得到有效動手能力培訓的有力補充。大多數研究報告了應用虛擬現實訓練醫療團體的積極影響。鑒于少數研究報告虛擬現實應用缺乏有效性，需要在這方面進行進一步研究，以確定該方法的有效性以及學員和患者的滿意度。

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（編輯：許 琪）