时间：2023-12-06 10:21:11
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇临床虚拟仿真教学，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
［提要］随着医学检验技术教学的不断改革与创新，虚拟仿真实验教学已成为教师的重要教学手段，各医科院校里的虚拟仿真实验教学中心也成为医学检验技术信息化的重要组成部分，如何实现医学检验技术虚拟仿真实验教学中心的可持续发展是一项重要的任务。通过对医学检验技术虚拟仿真实验教学中心的现状进行梳理，分析影响虚拟仿真实验教学中心可持续发展的问题和制约的因素，提出可持续发展的资源利用与开发举措，以及以知识产权保护体系、经费保障机制、长效激励机制为主体的管理体系和运行机制。
［关键词］实验室技术和方法；教学方法；仿生学；计算机通信网络
1虚拟仿真实验教学中心可持续发展的内涵与建设任务
虚拟仿真实验教学中心可持续发展的内涵包含2个方面：（1）具有智能发展性。虚拟仿真实验教学中心建设要根据学科的发展规划以及学科建设的新要求，在当前现有的资源基础上不断加入新的内容、新的知识和新的技术手段［3］。（2）具有可持续发展性。即保证发展的长远性和不间断性，这就要求虚拟仿真实验教学中心要立足学校的高度，打破学科的局限，整合各学科信息化实验教学资源，发挥企业开发实力强、支持服务能力好的优势，以培养学生扎实的综合实验设计能力与创新能力为出发点，创造性地建设与应用高水平软件共享虚拟实验、仪器共享虚拟实验和远程控制虚拟实验等教学资源，提高教学能力，拓展实践领域，丰富教学内容，降低成本和风险，开展绿色实验教学［4］。具体应做到以下几点：（1）管理平台的建设。虚拟仿真实验教学中心不是单一学科专业的封闭式实验室，而应该是多学科、多学校、多地区的实验教学资源平台，需要一个兼容性强，且具备扩展性和前瞻性的共享管理平台来管理实验教学资源，以实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享。（2）保障持续性运行经费的投入。虚拟仿真实验教学中心的建设与发展需要虚拟仿真实验项目与软件的不断开发、维护与更新，必须要有持续性的经费支持，没有持续性的经费支持，虚拟仿真实验教学中心不可能得到良好持续的发展。（3）建立管理体制与运行机制。完善良好的管理体制和合理的运行机制是虚拟仿真实验教学中心高效运转的前提，多学科、多专业的实验教学资源融合平台需要有好的管理体制与运行机制以确保各项实验教学目标的实现［5］。（4）探索校企共建共管的新模式和新途径，建立可持续发展的虚拟仿真实验教学服务支撑体系。
2虚拟仿真实验教学中心建设的必要性
培养创新型和实用型的“一专多能”高素质检验人才离不开实验教学这一重要环节。医学虚拟仿真实验是针对医学实验的现象及过程，通过仿真、虚拟现实、多媒体等技术及相关设备将操作实践与实验材料、实验仪器、实验内容、实验方法步骤等相互结合构建高度仿真的虚拟实验对象，学生能在高仿真度的虚拟环境中开展实验，达到教学目标所要求的教学效果［6］。而医学检验技术是一门实践性和应用性均很强的学科。临床检验工作者要熟练掌握常用检验仪器的实验原理与操作技能，具备分析问题和解决问题的独立工作能力，这需要经历一个较漫长的过程。长期以来，检验专业的教学常以教师授课、学生听课及进行常规的实验操作和课后看书复习的传统教学模式为主，学生实操能力的培养受到一定实验条件的限制［7］。因此，可依托虚拟临床实验室系统与虚拟实验操作流程，让操作者可以通过计算机虚拟的实验环境，摆脱传统实验的种种限制，让学生“身临其境”地操作虚拟仪器和其他实验器材自主选择实验内容、模拟操作过程，通过对虚拟世界的体验和交互作用加快熟悉检验的相关内容，从而达到教学大纲的教学要求与学习效果。虚拟仿真教学作为实验教学的辅助有段可有效解决过去医学检验教学的难题：（1）为解决医学检验技术高、精、昂贵仪器培训难的困扰提供了条件。医学检验离不开高、精、昂贵的仪器设备（如全自动生化分析仪、高精酶标仪、流式细胞仪等），然而在学生上实操课、见习及各级各类培训过程中不可能拆分仪器和实时亲手操作这些仪器设备，而通过虚拟的仪器设备可很好地解决这一难题，实现对高、精、昂贵的仪器设备的操作，达到医学检验实验机能与培养学生综合实验思维的目的［8］。（2）规范检验技术的标准化操作培训。通过模拟操作检验过程（如细菌接种培养、静脉血标本和骨髓标本的采集等）规范学生的临床检验实验操作，掌握相关技术的标准化操作程序，提高临床实践能力。（3）规避检验技术培训的生物安全问题。在虚拟环境下进行仿真仪器操作与实验项目训练不需要接触真实的设备和疾病标本，避免了受感染、受伤的危险性。（4）节约检验技术培训的实验器械、试剂等耗材成本。在虚拟实验室中学习及操作虚拟实验可反复多次训练，不存在实验器械、耗材与试剂（如昂贵的抗体）的消耗，节省使用、维护成本。（5）解决临床检验中疑难罕见形态学资源短缺问题。在虚拟形态学图片库中可随时搜索并学习到一些在临床工作中少见的细菌（红斑丹毒丝状菌）、病毒（汉坦病毒）、寄生虫（环孢子虫）、白血病细胞及一些罕见的实验现象、结果等，可达到实际实验难以实现的效果，使操作者的学习事半功倍，大大缩短了学生进入临床检验工作的适应期。（6）增加学生对检验技术的学习兴趣和效果。在逼真的软件系统与丰富的数字化资源中自由寻觅，远比枯燥的课本、笨重的仪器、漫长的实验等待更能吸引学生的兴趣，从而提高学习效果。（7）临床检验人员的再教育也可充分利用虚拟仿真实验教学中心。让临床检验人员在工作之余根据自己的兴趣和爱好在逼真的软件系统与丰富的数字化资源中自由学习新知识、新技术、新进展，达到再次提升技能的目的。（8）在课余时间，学生可利用虚拟仿真实验教学中心进行科研设计和预实验。学生进入虚拟场景，根据实验要求自行设计实验并完成实验，这样不仅能锻炼学生的独立构思和设计能力，且能激发学生的科研兴趣，更有利于培养具有创新型和实用型人才。
3制约虚拟仿真实验教学中心可持续发展的问题
从2013年启动国家级虚拟仿真实验教学中心的建设工作至今已有数年，全国已有300余家国家级虚拟仿真实验教学中心，但在管理机制和运行机制等方面尚不尽完善，存在一些问题：（1）资源利用不高及浪费严重。部分虚拟仿真实验中心利用率不高，加上新技术的快速发展，导致一些资源的折旧率很高。应将每个高校各自不同实验室的资源进行整合以提高利用率［9］。（2）后续投入的经费不足。大部分高校虚拟仿真实验中心建设模式为一次性建设，在建设完成后很少有经费的持续性投入，但虚拟仿真实验中心的建设是一个持续性过程，虚拟仿真教学实验项目的增设、软件的更新均需要后续的扩展与完善，均需要持续性的经费投入。（3）管理机制和运行机制尚不够完善。部分高校虚拟仿真实验教学中心无法发挥多学科的优势，缺乏统一的管理平台，在资源整合方面做得不够细致，从而导致利用率不高［10］。（4）知识产权的保护力度不够。在虚拟仿真实验教学的建设过程中每一个新的虚拟仿真实验教学项目与实验软件的开发均是工作人员智慧与汗水的结晶，应该对其进行知识产权的保护与奖励。但目前大部分高校仅将此当作其工作职责与工作义务看待。对知识产权保护和建设人员的效益激励力度不够，在一定程度上阻碍了虚拟仿真教学中心的可持续性发展［11］。
4虚拟仿真实验教学中心可持续发展的资源利用与开发举措
“科学规划、共享资源、突出重点、提高效益、持续发展”是教育部对各高校虚拟仿真实验教学中心建设的指导思想要求。虚拟仿真实验教学中心建设要以提高学生的实践能力与创新精神为宗旨，以共享优质实验教学资源为核心，以建设信息化实验教学资源为重点，推动高等学校实验教学信息化建设与改革创新［12］。因此，资源共享是虚拟仿真实验教学中心可持续发展的前提条件，也是实现资源可持续发展的重要途径：（1）虚拟仿真实验教学中心是信息技术与学科专业深度融合的产物，是多学科资源共建的平台，而不是单一某个学科的实验室。通过信息技术和网络技术将各高校的虚拟仿真资源在网络平台上共享，可有效解决资源重复建设、资源利用率不高的问题，同时，信息化技术便于使用者访问和资源的调用，对提高资源的使用效率具有重要的意义［13］。（2）通过将资源集中在一个管理平台中进行共享共用，可起到资源的有效整合和高度优化的作用，发挥资源的高效性，开发更优质的教学资源，从而缓解资源维护和升级经费等问题。（3）有效吸纳和利用社会资源。高校是理论知识的传播载体，在专业知识方面具有优势；企业是研发虚拟仿真项目与提供虚拟仿真技术服务的实践载体，在实验技术手段的实现方面具有优势。高校的专业知识指导与企业的技术研发实践相结合才可实现双方所期待的双赢结果。因此，社会参与共同研发虚拟仿真实验教学平台是虚拟仿真资源实现可持续发展的必要保证。（4）建立有效的评价和反馈体系。使用者有效的评价与及时的反馈是虚拟仿真实验平台发展完善的动力与方向。使用者对所使用的资源进行质量评价，可有效地对使用的资源进行检验，同时，有利于资源的完善和改进。综上所述，基于医学检验技术传统教学的不足及虚拟仿真教学的独特优势，充分利用现代信息技术，根据检验专业特点与育人目标，研发和推广虚拟仿真实验教学，将现实实验教学中高成本、高耗能的综合实验项目与现实环境中涉及高危、不可及或不可逆的操作内容以虚拟仿真实验教学的方式呈现，可激发学生的学习兴趣，实现学校资源的优化配置，给传统的实验教学注入新的活力，对高等医学检验技术教育的发展和高素质创新性人才培养具有深远的意义。
【关键词】 三维虚拟仿真； 超声医学； 教学素材库
中图分类号 R445.1 文献标识码 B 文章编号 1674-6805（2013）33-0137-02
Construction and Application of Teaching Material Library in Ultrasonography by the 3D Virtual Simulation/SHENG Hong-wei，DUAN Fa-hong，XIAO Ji-dong，et al.//Chinese and Foreign Medical Research，2013，11（33）：137-138
【Abstract】 The ultrasound imaging knowledge and anatomy，pathology，clinical medical knowledge are closely merged into an organic whole，which construct the 3D imaging virtual simulation teaching material library.The application of the teaching material library for clinical medical students enrich the multimedia material library content and provide teachers with good quality teaching material，improve the efficiency and interest of the students’study in the process of teaching，it has important practical value.
【Key words】 3D imaging virtual simulation； Ultrasonography； Teaching material library
First-author’s address：Third Xiangya Hospital，Central South University，Changsha 410013，China
虚拟仿真技术最早起源于美国的军方作战模拟系统，1994年美国完成了世界第一个“可视人体计划”数据集，该数据集的出现具有划时代的意义，它使信息技术和医学结合起来，并使走向成熟的三维重建图像处理技术以空前的速度普及。三维解剖虚拟仿真技术能将一系列的二维图像重构成三维人体结构图像，进行具体解剖结构三个轴面（冠状、矢状、水平状）的实时显示和任意剖面的实时显示，达到多角度、多轴面、立体地观察人体内部解剖结构。构建超声影像医学三维虚拟仿真教学素材库并应用指导临床教学和实践，对影像医学的发展具有巨大的作用[1-2]。
1 三维虚拟仿真超声影像教学素材库的建立
图像资料的来源是三维虚拟仿真超声影像素材库建立工作的主要组成部分。一个完善的虚拟仿真影像数据库构建，是一个长期的资料收集归类的过程，需要每一个医务人员在日常工作中的病例积累，需放射、超声以及许多临床科室的共同参与。日常工作中，临床医生可以充分利用医院PACS系统的功能以及HIS系统共享文件查阅许多重要的图像资料和病理图像资料等，临床诊断明确后可以通过系统予以归类存储图像。超声影像医师通过联机影像将扫查中所需图像根据需要进行动态图像采集，并保存于共享文件夹中。对于需要病理证实的图像或者有兴趣追踪观察预后的患者，将其相关资料放入相对应的文件夹，等待手术病理结果及入出院记录及诊断治疗结果等信息经过证实，图像再予以保存。所有存储于共享文件夹中的图像资料可通过HIS系统查阅，并从专用电脑中通过网上邻居获取并下载，以供教学使用。临床工作中，对于疑难少见的病例，需组织科室成员定期随访，搜集该病例不同时期的图像信息，追踪观察其病情进展，并组织学习讨论诊断及鉴别诊断经验，最后按照超声影像学表现及征象描述疾病检索树予以最终归类，将数据存入虚拟仿真教学数据库中[3-7]。除了医院自身的不断积累外，还可以通过以下其他几个来源获得相关影像资料。例如：购买国内外发行出版的超声影像素材教学资料；专门收集网络免费分散资料；兄弟单位有偿或无偿提供的影像资料等。总之，强大的网络平台、数码照相或扫描、其他医院共享的PACS系统资源、internet网络共享资源等，都可以成为虚拟仿真教学数据库重要组成部分[8-10]。
2 三维虚拟仿真超声影像教学素材库的应用与实践
三维虚拟仿真超声影像教学素材库系统应用界面设计采用交互性人机对话，由主菜单栏、分页菜单和基于树枝模式的目录索引区组成。前台系统主要功能是数据的浏览，以Web页的方式进行。客户端通过浏览器以网页浏览或PACS系统的方式进行。共有两种方式供学生选择，一是按教科书的章节系统提供的类别按树形方式浏览数据，二是学生根据所需输入如病名、疾病类型等关键词进行查询后快速浏览文字与图像数据。例如需要“肝癌”的医学影像，只需在检查提示栏中输入“肝癌”，则能查询出所有在选定时间内的诊断为肝癌的病例，调阅某病例的超声检查资料以及患者名下所附的医学影像图像信息外，同时还能调出有关该患者所有检查的影像资料的完整图像。这样该学生从不同的影像角度和临床角度理解疾病，实现了多种影像技术甚至手术标本、临床疾病表现等多种知识的串联学习。三维虚拟仿真图像直观生动且形象易懂，克服了文字描述的生涩枯燥和静态二维片面图像抽象的缺点，通过视觉感官刺激使学习后印象深刻，提高了学生的学习兴趣及教学质量和工作效率。素材库后台系统主要功能是教学资料管理与备份，通过管理平台对影像相关数据进行管理，内容包括：系统可根据学生的不同权限相应提供对数据库的不同操作，老师可自行定义数据类别，并对自己已有类别的教学资料进行增加、删除后更新等操作；学生可随时添加数据，并对自己添加的数据进行修改或删除，也可随时对自己添加的数据进行图片信息的管理，还可上传图片文件，系统提供不同用户数据输入量的统计及打印操作。管理程序的设计直观、方便，不需要专门的计算机知识。对于老师主要工作是不断完善三维虚拟仿真教学模块数据库，见习学生通过教师登录医学影像教学数据库，并在带教老师指导讲解下学习，医学生可通过PACS系统或Web页全天候登录医学图像素材库浏览。
影像医学三维虚拟仿真超声影像教学素材库的建立和应用，将影像学知识与解剖、病理、临床医学等知识融为一体，丰富了影像学多媒体素材库的内容，为以后建立更大的医学素材库奠定基础；另外，该素材库还可为教师备课提供丰富、优质的教学素材，提高了教学效率和学生学习兴趣，有重要实用价值。
参考文献
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关键词：虚拟仿真；基础医学；教学；
作者简介：郭静(1981-)，女，江苏宜兴人，硕士，实验师，主要从事基础医学实验教学工作。
医学是实践性科学，在医学教育中实践教学占有十分重要的地位。医学实验由于受尸体、标本、实验动物、实验试剂、生物安全和伦理学等制约，实验内容、实验效果、实验室开放及运行成本一直是困扰医学院校的难题，严重制约了医学实践教学质量的提高。因此，我们急需一个能够节省医学实验成本、解放出实验准备与带教劳动力、提高学生学习兴趣和实验成功率的方案，研制依托互联网资源共享的医学仿真实验教学系统势在必行，也是未来医学教育的发展趋势[1]。现将我校虚拟仿真教学平台的建设和应用总结如下。
一、虚拟仿真技术
虚拟仿真是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，具有交互性、真实性以及多感知性等特点，是以计算机软件及硬件为基础、以相关的技术手段为辅助，通过对已知或未知世界的仿真，使人获得真实感受的一种先进的计算机应用技术。虚拟仿真技术可以依靠计算机的图形处理进行图像再现，与传统的图像再现手段，如电影、电视以及DV等相比，有着本质的飞跃[2]。虚拟仿真技术对于图像的再现不仅仅局限在对实物的再现，它更多地被应用在超现实画面的再现上[3]。随着计算机硬件技术发展的突飞猛进，虚拟仿真技术已普遍应用于各个领域，如训练、教学、娱乐、遥控操作以及模拟预测等方面。现阶段，尽管虚拟仿真技术越来越受教育界青睐，但是虚拟仿真教学平台在医学教育领域的应用还处于起步阶段，如果能将虚拟仿真技术成功地运用到医学教育领域势必会具有广阔的发展前景。
二、虚拟仿真教学平台的建设
南京医科大学从1997年开始拨出专项经费和人员，在医学院校中率先采用计算机仿真技术和网络技术开展仿真实验教学系统的研究与应用，研制出拥有自主知识产权的机能学自主学习平台、形态学数字仿真实验室和人体解剖学网络自主学习考试系统3个实验教学系统，涵盖了基础医学所有实验教学内容。这一平台大大提升了医学实验教学深度和广度，拓展了实验教学空间，增强了学生自主学习能力，形成了以虚拟与实训有机结合为特征的完整的基础医学实验教学体系。
(一)机能学自主学习平台
1997年开始研发，该系统包括以计算机仿真技术为核心的生物仿真引擎、处理因素数据库、虚拟环境界面和网络化硬件平台等部分。实验者可以在校园网任一终端像在真实的环境中一样运用各种虚拟实验器械和设备，对“实验动物或标本”进行虚拟操作。该系统由于学生不受时间、场所、实验动物及试剂的限制，可在计算机上反复操作，增加了学生的自主学习和学习兴趣。特别适用于在实验室的开放运行条件下学生的预习、复习、考试和补充练习。2000年在南京医科大学各专业学生中试用，经过多次改进和升级，2003年开始在学校局域网内正式上线运行，正式用于我校各专业学生的实验教学、开放实验和网络自主学习。经过10余年的建设与完善，机能学自主学习平台已包含虚拟实验项目19项、视听视频116个、自测题库3788题，现已成为机能实验学学习的重要辅助手段，多次获得省部级以上优秀多媒体竞赛一等奖，并先后向东南大学、苏州大学、徐州医学院等8家高校推广使用。2013年，机能学自主学习平台获得江苏省高校优秀多媒体教学课件一等奖。
(二)形态学数码仿真实验系统
数码仿真形态实验室2008年开始研发，是利用计算机图形处理、数据库管理及多媒体技术仿真形态学科切片观察、标本展示的计算机系统。在没有真实显微镜的情况下，模拟显微镜的虚拟操作、三维展示和虚拟读片等操作，在倍率与测量上突破了显微镜本身的功能限制，并可进行正常与病理组织切片的自测与考试。分为学生端和管理端，学生端包括5个功能模块：视频点播、虚拟操作、虚拟读片、课堂自测和考试模块。管理端由7个功能模块组成：视频管理、虚拟操作、数码教学、片库管理、试卷管理、考试管理、试卷评阅。目前已完成收集、录入并完成标注996张正常和病理组织切片，并完成标本的录入和数字化处理，组织教师对每个标本上的知识点进行标注，力争3年后数据库能达2000~3000个标本量，平均每张切片含1~3个知识点，使该系统数据库中的知识点达7000个，基本涵盖组织胚胎学、病理学需要掌握的知识点，使该系统能进入学习、考试的实用阶段。
(三)人体解剖学网络自主学习考试系统
人体解剖学网络自主学习考试系统于2006年全面用于我校各专业人体解剖学理论和实验教学、学生自主学习与考试，包括3000多个解剖标本结构辨认，4000多道单项、配伍和多项选择题。每道试题均有难易度标识，适合不同专业学生的自主学习和自测。该系统的解剖标本量大、质量高、图像清晰，解剖结构采用区域参数改变的方式突出显示，解决标本缺乏、结构辨认不准确、标本针对性不突出及学生难以理解等问题。每一解剖结构还配有“标本说明”、“结构说明”、“基本概念”和“知识拓展”等信息，有利于学生轻松自主学习。系统上线以来，已成为我校解剖教学必不可少的辅助教学手段，提升了解剖实验教学质量，学生课后登陆该系统学习次数累计达35万人次。已有6届学生在该系统上完成解剖标本考试，标本考试客观公正，节省了大量人力、物力，获得一致好评。该系统有利于促进学生对解剖学教学内容的全面掌握，彻底做到了考教分离，更客观地反映教学效果，使理论和实验教学走出了课堂，拓展了教学的时间和空间。2008年，该系统在第四届全国高等学校计算机课件评比中获一等奖，受到国内同行的关注和好评。
三、虚拟仿真教学平台的特色
(一)科学规划，构建了完整的基础医学虚拟仿真实验教学体系
我校从20世纪90年代初，就积极开展教学实验室、实验精品课程和虚拟仿真实验教学一体化建设，组建了基础医学实验教学中心(2006年获国家级实验教学示范中心)，开设了“医学机能学”、“人体结构学”和“医学形态学”3门创新实验课程(2005年、2007年和2008年先后被评为国家精品课程)，与课程对应我们分别研发“机能学自主学习平台”、“人体解剖学网络自主学习考试系统”和“形态学数字仿真实验室”3个在线虚拟仿真实验教学软件，涵盖了基础医学所有实验教学内容，形成了较为完整的基础医学虚拟仿真实验教学体系。
(二)资源共享，拓展了医学生自主学习的时间和空间
南京医科大学基础医学虚拟仿真实验教学平台，其本质是一个基于网络运行的医学专业虚拟仿真软件，其研究思路主要结合所涉及医学专业特点，采用软件工程的理念进行构建，将建成为基于网络的基础医学仿真实验教学系统，可在校园网上独立运行，并与南京医科大学课程中心E-Learning自主学习平台整合，融入课程学习，并且可以在校外公共网络上通过合法认证后登录学习。此平台拓展了学生自主学习空间，取得了良好的教学效果，在全国医药院校中产生了较为广泛的影响，先后向38家医药院校推广使用，接待50余批次领导及同行前来参观交流，获得同行一致好评。
四、虚拟仿真教学平台的应用
虚拟仿真实验教学资源通过多种方式向学生开放。学生在虚拟仿真实验室，利用特定的设备(局域网内电脑、人体模具等)进行训练和学习，也可以通过网络，在模拟现实的虚拟环境里进行实验。教学网站还包括实验教学课程安排、实验教学仪器使用的查询、实验教学课件、实验教学资源库的下载；开放实验室的预约管理；实验报告提交、师生互动、实验成绩查询和教学质量网上测评等功能。教师通过后台布置作业，监控学生学习过程，设置考试内容，管理学习成绩。所有虚拟项目都模拟现实场景和实现人机互动，学生身临其境地进行反复训练，实践技能不断提高，创新意识不断增强。
开设实验课程均采用虚实结合的模式，实验室为学生提供必需的基础实训项目，通过虚拟实验室进一步丰富实验教学内容、提高实验教学质量；通过实训和虚拟训练，学生又回到实验室进行科学研究，或进入医疗单位从事临床实习，学生在从实到虚，又从虚到实的训练过程中，素质逐渐增高，能力逐步增强。
虚拟实验平台开放后显著增加了实验资源，扩展了实验教学空间，提升了实验教学内容，也提高了学生学习的兴趣和自主学习的能力。近年来，通过实践教学改革，我校学生在“开放实验平台”上，共获得省级大学生实践创新训练计划立项20余项，48篇，其中SCI收录9篇，并有2篇分别获得第十届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛二等奖和全国大学生基础医学实验设计大赛三等奖。学生的临床实践能力也显著提高，南京医科大学代表队在历届全国医学院校大学生临床技能竞赛中多次获得奖项，其中2012年获得了一等奖。
关键词：案例分析―情景教学―实践体验;生理学;高职教育
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）47-0168-02
一、引言
改变传统教育模式，探索新的培养高素质、有创新精神的实用型人才的教育模式，成为医学高等职业教育的重要方向。为了更好地实现这一目标，国内各高职院校在理论教学、实践教学、案例教学、情景教学等多种教学手段上都进行了充分的研究和探索，取得了一定的效果。但在实际独立实施的过程中发现，每种教学手段各有利弊，取得的效果与医学高职教育人才培养规格和培养目标仍然有一定差距。
二、构建的意义
生理学作为医学基础课程之一，在基础医学与临床医学之间起到了承上启下的作用，是一门理论性和实践性都比较强的学科。在长期教与学的过程中，逐渐发现传统的“理论+实践”这一“1+1”模式已跟不上职业教育的需求，它使教学内容彼此独立，欠缺针对性，理论与临床脱节，学生学习呈现“疲态”。基于这一现状，本文从“案例分析―情景教学―实践体验”这一链条式层层递进教学流程的构建和实施作深入阐述，以期能更好地取长补短，缩小基础理论与临床实践的距离，进而向高职医学培养目标靠近。
三、模块的构建
（一）构建所需平台
1.校园网络基础设施建设。校园网经过多年的发展，接入层、汇聚层、核心层及数据中心接入能力不断完善，已构建完成一个覆盖全校区、支持下一代互联网、多途径接入、多业务融合的校园“天使之城”网络学习空间。
2.移动学习基础设施建设。在信息化环境下，移动电话在学生中的普及将使其成为发送教学资源和开展学习活动的天然选择。我院积极推动移动学习的应用探索，开展移动学习平台的建设与研究，促进信息化教学模式的改革。
3.“健康科普教育基地”建设。依托校园网，我院于2005年初启动“健康科普教育基地”项目的建设，已分人体科学与健康、家庭保健与急救、食品药品安全与健康三个项目已经完成，为学生开展科普宣教、社区服务等提供了良好的平台。
（二）模块建设
1.“案例分析”模块的构建。“案例分析”这一模块的构建包括教师对案例的选取、学生课前分组讨论、课堂上全班交流、教师总结这四个环节。
教师选用、设计案例要紧扣生理学的教学大纲，围绕生理学基础知识，结合教学目标，充分考虑学生的认知和接受能力。案例的选取应完整、典型，既有知识的系统性，又有教学的便利性。如呼吸系统这一章节，可以“气胸”、“CO中毒及抢救”、“新生儿呼吸窘迫综合征”这三个案例作为引领;又如血液这一章节，可以“缺铁性贫血的诊断与治疗”、“ABO血型与临床输血”等案例为引导;再如消化系统，可以“胃肠消化、吸收功能障碍”、“胃炎”、“消化性溃疡”等案例为切入点，然后再进行相关理论知识的链接和拓展。
课前，学生利用课余时间依托学院提供的网络平台认真阅读教师提供的案例，主动上网查阅与课程相关的知识，然后进行分组讨论。在小组讨论完成后，每个小组派出代表提交报告，阐述该组对案例的分析和处理意见。阐述完毕之后其他小组可以提出疑问，被质疑的小组需要对疑问进行解答。在此过程中，除了学生充分发挥，教师亦参与其中，对问题进行适当点评，以便将学生的思路引导到问题的合理解决思路上来。此环节可根据相应章节的课时数分网络讨论和课堂讨论两种形式进行。
案例的选取遵循以“案例分析”为引领，以“够用为度”为原则，打破“章”、“节”界限，改变循序渐进、条框式教学，对生理学原有的理论课教学内容进行梳理，精简课堂讲授部分的内容，在重点和难点处着重引入案例教学的内容，做到理论知识和临床应用相结合，帮助学生加深对理论知识的理解和记忆，是“案例分析”的核心价值之所在。
2.“情景教学”模块的构建。“情景教学”模块的构建就是生理学虚拟仿真实训室的组建和相关软件的配置。“情景教学”为学生创设了实践情景，提供一个虚拟、仿真的实践平台进行仿真实践。学生在机能学仿真虚拟实验室中可虚拟实验环境，查看实验对象、实验试剂、实验器材、实验介绍、实验步骤、仿真实战及仿真实验，并可以对实验进行自定义，模拟各种药物对动物呼吸、血压、泌尿、张力等影响。该系统对实验波形可以进行标尺度量、进行横向和纵向的压缩处理和速度控制等，模拟显示药物在体内的浓度变化，可以对药物进行换洗，并可自定义药物的疗效。该模块可在很大程度上激发学生对本课程的学习兴趣，变被动为主动，为其后的动物、人体实践作好准备。
3.“实践体验”模块的构建。“实践体验”包括校内的动物、人体实训、社会实践、临床实践等，是真正将学生所学应用到现实中，能最大程度地让学生获得职业成就感和满足感。可利用机能实训室和仿真实训室，进行相关基本操作技能的培训;依托“健康科普基地”平台、社区服务、临床见习等，实现从“模拟”到“实境”的递进式实践教学模式，构建系统化实训体系。
四、“案例分析―情景教学―实践体验教学”流程的整合
“案例分析”、“情景教学”、“实践体验”看似是三个独立的教学模块环节，实则在教学中是不可分割，相辅相成的。将其有机整合最大的优点是将“教、学、做”连锁式地紧紧联系在一起，最大程度地节约课时和人力、物力，同时能充分调动所有教学资源。如在对动脉血压的形成和影响因素这一知识点进行讲解时，可先引入“外伤出血导致动脉血压下降”这一案例进行讨论分析;然后与“动脉血压的形成机制、影响动脉血压的因素、降压反射”理论知识进行链接讲解;紧接着进入虚拟仿真实训室进行“蛙心灌流”、“血压测量”等模拟实验;其后在机能实训室进行“人体动脉血压测量”实践;最后通过“健康科普基地活动”及“进社区服务”实现理论与临床的对接。
实践证明，通过对这三个层层递进教学环节的整合，能最大程度地缩短理论与临床的距离，实现从临床―理论―临床的有机结合，突出了对学生应用能力、基本技能的培养，循序渐进地加强基本素质和专业素质教育。
五、讨论
（一）特色与创新
1.课堂教学模式的创新性。打破传统课堂教学模式的单一性，使网络教学、虚拟实训教学、实验教学、临床实践教学成为课堂教学的载体，使其变得“无处不在”，从多层面得以延伸和拓展。
2.案例实用性、真实性。用临床真实案例导入，以够用为度，引入相关知识点的链接，让学生从感性认识上升到理性认识的水平，达到教学目的。
3.评价客观性。提交以小组为单位的“案例分析”报告作为考核项目之一;虚拟仿真实训室提交的数据报告作为考核项目之二;实践操作技能考核作为考核项目之三。综合以上三项再加上理论成绩即为“三合一”模式，是学生对本课程掌握程度的客观评价。“三合一”考核评价模式，能充分客观地评价学生的综合能力。
4.资源利用充分性。可将现有的教学资源，如医学机能虚拟仿真实训室、开放性的实践课信息化平台、《生理学》精品课程资源等进行有针对性的综合利用，优化资源结构，适应高职教育的需求。
（二）存在问题
在教学体系构建与实施过程中，还存在一些亟待解决的问题。如对教师提出了新的挑战，教师不但要具有专业知识和丰富的交叉学科的相关知识，同时，还必须具备丰富的教学经验。具备提出问题和解决问题的能力以及良好的组织管理能力，能很好地控制课堂节奏，保证教学任务顺利完成;其次，教师还要努力从讲台走向临床，不断积累丰富的实践经验，更新理念，跟上医学发展的脚步。因此，案例分析―情景教学―实践体验这一流程的构建与实施尚需进一步探索，要在实际工作中不断加以改进与完善。
参考文献：
[1]杜尚荣.感悟教学研究[D].西南大学，2013.
[2]张旭东，夏徽.基于体验式教学的教学模式构建――以职业生涯规划课程为例[J].教学研究，2013，（01）：71-76.
[3]赵丹丹，武英，李云.案例教学在医学教学中的应用[J].科技信息，2009，（6）.
[4]李玉彬，余寅，韦素丽.案例教学法在解剖组织胚胎学教学中的实践与探索[J].解剖学研究，2010，32（3）：226-227.
[5]杨耀防.典型的以问题为中心的教学过程剖析，国外医学医学教育分册1994，15（4）：150-152.
医学图像处理教学需要课堂教授，更需要加强实践性教学环节[2-3]，但由于课时和实验条件的限制，传统授课有时难以达到教学要求，而虚拟实验则可弥补这方面的局限[4]：通过将Matlab仿真技术与GUI界面设计引入到教学中，开发可视化的医学图像处理虚拟实验平台，既取得理想的教学效果，也可培养医学生的自主学习能力、独立思考能力和综合应用能力[5]。医学生通过图像处理仿真熟悉各种医学图像处理方法的原理，并通过调整参数，了解参数变化对医学图像处理效果的影响。
1 实验平台的结构
医学图像处理虚拟实验平台的设计思想是结合医学图像处理的基本理论，通过虚拟实验的方法强化医学图像处理的基本思想与核心概念，为医学生的理解和应用提供帮助[6]。
通过GUI界面，医学生可选择任意感兴趣的项目或教师指定的项目进行仿真实验[7]。实验平台还提供医学图像处理相关课件、图像处理Matlab编程的教学视频、仿真实验指导书、拓展实验题等资料，医学生可利用GUI界面随时调入进行自学。
同时，实验平台还提供脑肿瘤fmri处理示例，此示例选取于临床影像三维显示的实际应用，帮助医学生了解如何将自己所学的图像处理知识应用到工作实践中，从而提高医学生的综合素质。
根据教学计划的要求，医学图像处理虚拟实验平台包含医学图像处理教学内容中所有典型的实验项目，具体内容如下：
（1）图像插值实验。主要分析最近邻插值（Nearest Interpolation）、双线性插值（Bilinear Interpolation）和双三次插值（Bicubic Interpolation）的原理[8]和Matlab编码。
（2）图像锐化实验。主要分析Roberts算子、Prewitt算子和Sobel算子的原理和Matlab编码，并且比较每种边缘检测算法对应的6个结果，包括原图、直接梯度输出图像、门槛判断图像、边缘规定图像、背景规定图像和二值图像。
（3）图像去噪实验。主要分析均值滤波、中值滤波、维纳滤波等图像平滑处理算法[9]的原理和Matlab编码。
（4）图像融合实验。主要分析像素灰度值极大/极小融合法、加权平均融合法、傅里叶变换法的原理[10]和Matlab编码。
（5）图像分割实验。主要分析全局阈值法、大津阈值法、迭代法、最大熵分割法和局部阈值法等图像分割方法[11]的原理和Matlab编码。
（6）头动校正实验。主要研究投影法[12]配准技术的原理与Matlab编码，并且展示投影法头动校正后的效果。
（7）三维可视化实验。主要研究基于体绘制的三维重建算法[13]原理与Matlab编码。
例如，在图像去噪实验中，加入噪声的参数可由用户自己输入。针对噪声图像，医学生可以选用不同的平滑算法，自行设置模板参数，进行图像去噪处理。通过观察加噪效果及比较各种平滑处理算法处理后的结果，医学生对平滑算法处理的针对性、参数取值范围和实验结果都会比较熟悉，从而达到教学目的（具体操作过程见第3部分）。
2 实验平台的设计
使用Matlab图形用户界面开发环境（Matlab Graphical User Interface Development Environment，GUIDE）创建GUI图形界面是常用创建Matlab GUI的方法，该方法简单易学，能方便实现图形控件的各种功能。医学图像处理虚拟实验平台的GUI界面主要包括虚拟实验平台主界面、课件界面、实验名称界面、各实验项目界面、教学视频界面、脑肿瘤fmri处理示例界面等。
医学图像处理虚拟实验平台主界面的主要控件为7个按钮（Push Button）。按钮有多个功能，如函数的调入、界面之间的跳转等。将所需控件移入GUI界面，再对各控件按照程序要求进行属性编辑，修改完成后，点击GUI界面工具栏中的运行按钮，即可运行设计完成的GUI界面，Matlab系统会自动生成相应的M文件。
设计实验平台时，考虑到医学图像处理的理论知识较多，同时考虑到医学生自学的要求，将课件与教学视频按照由易到难的顺序排列。按照教学要求，设置7项医学图像处理实验，而每个实验都有实验目的、实验原理、实验内容、实验结果与分析等项目，因此设置成实验目的、实验原理、实验内容、实验结果与分析和返回5个按钮，以图像去噪实验为例。
通过“实验结果与分析”按钮就可进入仿真界面，进行仿真分析，如图1所示。选取相应的文件，输入相应的参数，点击对应按钮，即可对图片进行加噪去噪处理，并能直接观察比较处理结果。
为培养医学生应用所学图像处理知识的能力，实验平台设计脑肿瘤fmri处理示例板块。其内容是对脑部fmri原始数据进行预处理、放大、图像分割、体重建等操作，对脑部进行三维可视化[14]。脑部MRI图像的三维显示就是指利用一系列的二维脑部MRI图像重建三维图像模型并进行定性定量分析的技术。通过三维重建可以科学、准确地重建出被检物体，避免传统方法中临床医生通过自己大?X想象的不确定因素[15]。医学生只有亲自对脑部fmri原始数据进行读入、预处理、分割、重建等操作才能得到如图2所示的脑部轮廓三维图，从而初步认识自己所学图像处理技能的组合应用，明确医学图像处理对临床诊断与治疗规划的意义，达到学以致用的效果。
3 仿真实例分析
每个实验项目都提供仿真演示示例。以图像去噪实验为例，如图3所示。首先加入方差为0.02的高斯噪声，修改完参数后，点击加入噪声按钮就能得到噪声图像，如果均值参数修改为除0以外的任何数，则不会显示任何图像。然后针对生成的噪声图像，对其进行中值滤波处理、均值滤波处理和维纳滤波处理。每次进行处理前，都需要输入模板尺寸，模板尺寸越大，去噪效果越明显，但是图像丢失信息也会更加严重。医学生可通过反复修改模板尺寸，比对每次处理结果，选出最佳的模板参数。进行三种滤波处理后，医学生可根据三种滤波处理后的结果来总结每种滤波处理的特点与效果。最后，医学生如果有学习或者校验代码的需要，可以点开对应的主要代码查看按钮进行代码查看。
4 虚拟实验平台的使用与评价
医学图像处理虚拟实验平台的Matlab文件编译完毕后，生成的可执行文件需要Matlab运行环境的支持，如果要将此软件到其他没有Matlab运行环境的机器，还需要进行一项工作，即打包Matlab组件运行环境（Matlab Component Runtime，MCR）[16]。建议采用专业的安装包制作软件Setup Factory将MCR与软件一起打包，设置代码使得安装包解压完毕后，自动安装MCR。安装完成后，点击编译的Matlab可执行程序，即可运行医学图像处理虚拟实验平台。
经过医学图像处理选修课投入使用后，医学生的学习积极性显著提高。除课堂授课外，大多数医学生在课后通过虚拟实验平台进行理论自学和题目自测，使得总体考核成绩明显上升，教学质量显著提高。
物理仿真实验指的是利用数字建模来进行虚拟仿真实验环境和虚拟仿真仪器的设计。在医学院校中学生可以在虚拟的实验环境中自发地进行实验方案的设计、仪器的操作以及实验参数的拟定，从而将真实的物理实验过程进行模拟。本文在对物理仿真实验的相关理论进行探析的基础上，着重讨论了物理仿真实验在医学院校教学中的应用意义和方法，这对于为医学院校学生创造自主的学习环境，进行研究性、设计性和开发性的物理实验教学的大面积开发具有重要意义。
一、物理仿真实验概述
物理仿真实验在医学院校教学中作为一种全新的教学实验模式，指的是利用数字建模来进行虚拟仿真实验环境和虚拟仿真实验仪器的设计和建设，学生可以在此实验环境下自主地进行实验方案的设计、实验参数的拟定以及实验仪器的操作，从而进行真实实验过程的有效模拟。随着多媒体网络和计算机技术的发展，虚拟仿真技术在实验教学中的应用越来越广泛，从而出现了物理仿真实验这一种全新的教学方式，它打破了实验空间、仪器套数和时间等的限制，通过实物实验与虚拟仿真实验的有效结合，促进了学生实验兴趣和学校教学质量的提高。但在目前医学院校中，物理实验教学存在着实验设备不够先进、实验方法任务式等问题，空洞的实验原理讲述、陈旧的实验器材使得学生无法及时掌握和巩固理论知识并开拓思维，因此进行物理仿真实验在医学院校教学中的应用探索显得非常必要。
二、物理仿真实验在医学院校教学中的应用
物理仿真实验不同于传统的物理实验方法，其在医学院校中具有广泛的应用意义。首先，物理仿真实验的应用实践促进了医学院校学生物理知识结构的不断完善。物理仿真实验能让学生跟比较前沿的现代化物理实验进行接触，促进了学生知识层面的丰富以及教学成本的节省。例如一些有害的如放射性物质实验，利用虚拟仿真技术可以在降低危险性的同时节约时间和经费。其次，物理仿真实验能改善物理教学受到空间和时间限制的情况。例如在“用光栅测光波波长”的实验中，虚拟仿真实验消除了该实验的课时限制，有效降低了真实实验教学的压力。最后，物理仿真实验提高了学生的创新和学习能力。虚拟仿真实验可以营造开放性、全方位的实验环境，让学生进行实验原理和步骤的正确理解，从而在较好的实验结果基础上进行主动思考和自主学习，促进学生学习热情和创新能力的提高。
物理仿真实验在医学院校的应用中，实验软件一般选取由中国科技大学出版的《大学物理仿真实验》软件。该软件具有虚拟化的实验环境和模块化的实验仪器，可以让医学院校的学生对于仪器的结构、实验的环境进行整体直观的认识，通过不同实验方法的优劣对比，进行实验仪器部件的组合和选择；同时该实验软件能对实验数据进行便捷灵活的管理，在模拟试验误差的同时可以对学生的实验报告实施数据库的管理。在实验内容的选择上，以“用光波测波长”的实验为例来进行物理仿真实验应用过程的说明，包括了分光计的原理和操作讲解，等等。该实验内容对于之后吸收光谱、放射光谱等知识的学习具有良好的启发和引导作用，尤其是针对医学院校学生，会使用生化分析仪、光谱仪等一些光谱分析仪器，因此让学生进行光谱仪器的原理和理论的充分掌握，对于学生临床素质和理论素养的培养具有重要作用。
在物理仿真实验的应用中，应该基于医学院校的实际情况来构建一个完整的试验系统，主要包括实验预习、真实实验、评价系统和交流系统，等等。实验预习包括仿真实验报告和前述仿真实验，真实实验包括前述实验操作以及实验后的医院实习，评价系统包括平时成绩以及实验报告的综合性评分，交流系统指的是在网络课程的模块中进行实验交流平台的建立。在进行真实实验前的几天内，学生按照老师的要求进行网络仿真物理实验的相关操作，根据个人需求有选择地进入仪器调节、实验仪器等界面，进行实验内容的熟悉。例如“利用光栅测波长”的仿真实验中，学生可以点击实验手册并按照个人需求浏览实验原理、目的、器材、步骤及数据处理等选项，然后与仪器的立体动画和实验原理相结合，组合、调节和拆卸仪器各个部件，充分进行仪器构造的了解和实验步骤的实践，然后进行光谱的相关观察、数据的记录并得出实验结果，成功结束仿真实验。
三、结语
物理仿真实验作为一种全新的知识学习方法，在活跃了物理实验课堂的同时，能够引导学生更好地掌握和理解物理实验内容，促进了课堂教学效果和质量的提高。在医学院校未来的发展和应用中，可以考虑利用LahVIEW等虚拟仿真软件来进行虚拟仪器系统的构建，从而使得物理仿真实验系统具有一机多能、通用性强、操作简单等特点，对于新实验的开设以及医学院校学生课外实验知识的丰富具有积极促进作用，有利于医学院校创新性和探索性实验教学的开展。
（作者单位 重庆市医药高等专科学校）
目前基础医学实验教学模式大多仍然遵从传统的医学实验教学模式，在进行实验教学和管理的同时也暴露出许多问题。一是现有的教学模式都是教师先讲解实验步骤，学生再一步一步做，与其说做实验不如说体会实验过程，学生在其中很少能够得到思考，只是机械地完成课程任务，这样的教学模式无法培养学生学习的主观能动性与创造性，也不会激起学生的浓厚兴趣，更不会深刻理解教学内容从而学以致用;二是课堂实验开展的仅仅只是一部分有代表性、易操作、经济、常用的简单实验，对于那些需要昂贵仪器、比较耗时的实验大多并不开展;三是实验课的资源(如实验动物、仪器设备等)紧张，经常多人共做一次实验，而开展的实验大都较为简单，可以自己独立完成，某些复杂实验因为资源紧张只做教学示教，没有锻炼机会，这些都不利于学生动手能力的提高及对实验的理解;四是随着科技的不断发展，一些高端精密仪器设备也逐步应用于基础医学实验教学当中，但是生均实验设备拥有量低，而且该类仪器由专人操作，采用示范教学的方法，不利于学生培养;五是部分基础医学实验标本和耗材难于购置(如局部解剖学、断层解剖学等课程需用的大量尸体，部分稀缺微生物寄生虫大体标本，蟾蜍、狗等特殊实验动物等)，导致资源的极度紧张;六是某些实验存在危险性，如分子生物学实验和免疫学实验所必须使用的一些试剂有剧毒或神经毒性，医学微生物学实验中必须用到许多致病菌(如大肠杆菌、痢疾杆菌、结核分歧杆菌等)，一旦学生操作不慎或失误都会对学生的健康造成威胁。
2基础医学虚拟仿真实验教学中心建设的目标
基础医学虚拟仿真实验教学中心是针对本校的管理需求，采用先进的设计理念和教育技术，整合国内外成熟的虚拟实验研究成果，与机能学实验、形态学实验、人体解剖学实验、断层解剖学实验、局部解剖学实验、分子生物学实验及病原生物学实验相结合，研究开发和部署开放式虚拟仿真实验教学的管理和共享平台，提供数字化网上实验教学环境，在全校范围内开展应用。在现有的校园网和省级医学基础实验教学示范中心平台的基础上，以各个学科的特点建设不同的虚拟仿真实验模块，实现以学生为主体、全天候开放的基础医学虚拟仿真实验教学平台。搭建“真实与虚拟相结合，教学与科研相结合”的现代化实验教学平台，创建了“理论授课－虚拟实验－实验室教学”融合的医学基础类学科实验教学体系，为医学教育科研服务。基础医学虚拟仿真实验教学平台包含机能学虚拟仿真实验平台、形态学虚拟仿真实验平台、人体解剖学虚拟仿真实验平台、分子生物与免疫学虚拟仿真实验平台4个虚拟模块。主要目的在于实现虚实统一、网络学习与课堂模拟相结合，使现代计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、仿真技术等多种技术融合于基础医学实验当中，为学生提供一个新的学习环境，激发学生的学习兴趣与热情，提高学生实体操作的动手能力，激发学生对科学实验的兴趣，真正实现绿色、安全、经济的实验教学。基础医学虚拟仿真平台的建设将为学校大大节约实验动物、实验用尸体标本、显微镜、切片购置和维护成本，解决珍稀标本如胚胎等和尸体标本的来源。同时使基础医学各学科实验教学内容优化重组，增加观念创新、实验技术创新的设计性、综合性实验，培养学生的创新意识，增强学生分析问题、解决问题的能力及跨学科综合运用知识和动手的能力。
3基础医学虚拟仿真实验教学中心建设模式的探索与实践
3．1优化实验模式
在基础医学实验教学设计中积极探索各种类型实验的优势互补，将动画模拟、虚拟仿真、录像和实体实验优化组合。对于生理、病理及机能学等实验可使模拟医学实验教学系统和原有的多道生理信号处理系统实验软件配合，使高仿模拟实验、实验指导实现随意切换。每一个教学实验包括实验指导、模拟实验、动手实验3大部分。可完成多达几十个实验项目，介绍生理科学实验的仪器常识、常用仪器设备，常用实验动物种类、品系、实验操作技术等知识，拥有多部生理学、病理生理学和药理学操作视频。高仿实验有真实实验场景，实验仪器、装置、实验对象与真实实验现场情况一致，实验仪器界面和操作与真实的道生理信号采集处理系统相仿;实验步骤按实际实验设计;实验操作与实验对象的活动应用实景动画;实验数据进行生理指标的定量分析测量，并可导出。可满足不同学生的需求，增强学生对机能学实验的兴趣，提高学生在真实实验中的动手能力，能节约部分实验动物，并且能解决以往在实体实验时由于操作失误导致实验动物的浪费现象。针对系统解剖学、局部解剖学、断层解剖学、麻醉解剖学课程将虚拟解剖系统与传统的尸体解剖实验相结合，可开设几十个虚拟仿真实验项目，可查看彩色塑化切片图像，可根据教学需要锁定显示画面，3D解剖模型与2D切片截面图像完美结合，带来无与伦比的视觉感受，可完全满足临床医学、影像学、中医骨伤科学等特殊专业对解剖学课程的不同要求。使现代医学解剖教学摆脱了日常教学中对尸体解剖的完全依赖，满足教学需要，并可缓解教学尸体紧缺的难题。运用3D技术并有机合理地组合文字、图片、声音、动画、视频等多种媒体，把枯燥乏味的课堂知识形象、生动、活泼地展现出来，让学生在生物化学与分子生物学实验中摆脱以往的抽象枯燥且具有一定危险性的实验环境，让学生在快乐中轻松地掌握更多分子生物与免疫学实验的知识，能够在虚拟仿真的过程中掌握聚合酶链反应(PCR)技术，克隆核酸电泳，琼脂糖凝胶电泳，测序DNA、RNA提取，逆转录cDNA，以及蛋白免疫印迹(Westernblotting)等实验技术相关的实验项目，可减少分子生物和免疫学实验过程中有毒、有害物质对学生的伤害;减少分子生物与免疫学实验过程中对耗材、试剂、抗体等昂贵实验材料的需求以减少实验经费，使学生通过虚拟仿真实验掌握基本技术、操作步骤以及特殊仪器设备使用后能顺利完成实体实验，同时，分子生物学与免疫学虚拟仿真实验也可作为对本科生、研究生及教师科研基本功的培训。
3．2流程化的实验管理
注重操作细节，规范实验管理，通过虚拟仿真实验平台可完成实验教学的全流程业务功能。通过实验课程管理、实验教学设计、实验教学安排、实验前预习、实验过程指导、实验结果批改、实验成绩分析等，实现对实验教学过程的全流程跟踪。各类教学资源建设也进行流程管理。基于网络的流程化管理有效促进各种类型实验的统一安排、优化组合，提高实验教学工作的效率和规范，为开放共享虚拟仿真实验资源奠定良好基础。
3．3智能化的教学服务
为了减轻实验指导教师的工作量，提高实验教学的质量和效果，在课前预习阶段，采用智能组卷技术对学生进行应知应会测试。在实验过程中，采用人工智能技术，实现虚拟仿真实验的网上实时智能指导，根据实验过程中的问题，阶段性地对学生进行个性化的有效指导。实验结束后，对学生的实验结果和实验报告进行自动化的辅助批改。整个教学过程中，学生随时可以通过智能答疑系统答疑，学生可搜索常见问题，与教师实时互动或者向教师发送邮件。实验管理者和教师可以对实验过程的数据进行详实的统计与分析，通过大数据挖掘，发现教学过程中的问题，改进实验教学。
3．4规范化的资源建设
关键词 动物解剖学 实验室 无害化建设
中图分类号：Q95 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.12.081
Strengthen Animal Anatomy Laboratory Harmless Construction
MA Lin， WU Yongjie， XU Yongping， CHEN Shulin
（College of Veterinary Medicine， Northwest A & F University， Yangling， Shaanxi 712100）
Abstract Animal anatomy animal medical profession is one of the most important basic course is an introductory course， has far-reaching implications for the future courses of study， in order to further improve the teaching environment， improve the quality of teaching animal anatomy， the paper from the use of environmental preservation solution introduced plasticized specimens， improved ventilation systems， and building virtual simulation laboratories， and other aspects of strengthening animal anatomy laboratory to explore the construction of sound， so in the future so that more perfect teaching laboratory building， environmental protection and human culture.
Key words animal anatomy； laboratory； harmless construction
动物解剖学是动物医学专业的一门重要基础课程，也是本专业学生接触的第一门专业课，该课程是一门形态学课程，畜体结构复杂，名词繁多，①且难以进行逻辑推理，学习难度较大。如何将课堂上的知识真正转化为对牛、羊、猪、马、鸡等畜禽有机体各系统、器官标本的形态结构、位置关系及异同点的现场认知并为后续的专业课程做好扎实形态学基础，是动物解剖学实验教学的最终目标。而这一目标需要通过多种实验教学方法，让学生在实验室通过对标本大量的操作和观察，才能实现。
之前我动物解剖学实验室主要使用1.6%的甲醛溶液（即4%的福尔马林溶液）制作浸制标本用于示教。由于在常温下，标本中的甲醛极易挥发，动物解剖学实验室长期充斥着刺鼻的甲醛味道，常常引起教师和学生眼睛疼痛、流泪等症状。②可以想象，在此种条件下，教师的授课热情，学生的学习热情必将大打折扣，也严重制约着动物解剖学教学质量的提高。本文对我们在实验室无害化建设中所遇到的问题和积累的经验，进行了论证总结，以期为下一步的工作做出有益指导。③
1 甲醛保存液对人体危害
由于在常温下，保存液中的甲醛极易挥发，对人体有急性毒作用，主要表现为对结膜、皮肤、呼吸道粘膜的刺激，引起眼睛疼痛、流泪、皮炎等症状。长期慢性吸入甲醛浓度0.45mg/m3，可导致慢性呼吸道疾病增加；吸入高浓度（>60～120 mg3）甲醛可导致肺炎、喉和肺水肿，支气管痉挛、喘息甚至呼吸衰竭致死。此外，甲醛还具有较强的致突变作用，长期接触可引发多系统、多脏器的损害，并可造成接触人群肿瘤的发病率明显增加，属于一类致癌物质。
2 实验室无害化建设的主要内容
2.1 环保保存液
由于影响实验室环境的主要因素是甲醛，因此探索使用甲醛的替代品，从根本上阻断甲醛来源是进行无害化建设的根本。壳聚糖类环保保存液具有广泛的抗菌灭菌功能，渗透性好，收缩性小，且能保护组织中脂肪和类脂质，使固定及保存的标本无固缩，无脱脂脱钙，不失真，有利于学生的正确认识畜禽组织器官。④与甲醛保存液相比，其保存的标本在物理性状等方面均有很好的稳定性和生物安全性，示教标本保湿、防腐效果好，并保持了原来的形态和韧性，经过反复多次使用未出现发脆破损现象，能够满足实验教学的要求，同时对环境无污染，对人体无损伤，是目前理想的替代甲醛的环保型实验室标本保存液，可在实验室推广使用。⑤
2.2 塑化标本
塑化标本技术是一种可以把组织保存得像活体一样的特殊技术，其制作方法是通过真空物理过程，利用液态活性高分子多聚物作为生物塑化剂对标本进行浸渗，替代组织细胞中的水分和脂类，而使其塑化。⑥塑化标本具有以下特点：（1）制作过程中不使用甲醛，安全环保，符合无害化实验室建设要求；（2）无固缩变形，能够完美展现标本的原貌，便于学生的认知学习；（3）结构清晰，能够展现各个系统的细微之处，方便教学；（4）使用、保存方便，且可以长期循环使用，极大的节省了资源；（5）外形美观，可以消除学生对普通浸制标本的畏惧情绪，提高学习积极性。⑦以上优点既能够满足动物解剖学实验教学的需要，又符合实验室无害化建设的要求，得到了教师和同学的一致好评，也指导我们在下一步的工作中进一步完善各个系统塑化标本的引进和教学使用。
然而在塑化标本的使用过程中，我们也发现了一些问题，例如有些标本较为坚硬，活动性差，内部结构不能完整暴露；神经、血管系统中，体表较细的血管、神经较为脆弱，在学生观察过程中容易折断、移位，为塑化标本的维护带来了一定困难。下一步我们将根据不同系统的特性，购置重要器官的剖面塑化标本，满足教学需要；同时，在使用过程中对易于损伤的标本加装保护罩，使同学能既能对照学习，又起到保护作用。
2.3 改善通风系统
尽管使用环保保存液可以有效减少实验室环境中的甲醛含量，但是在标本制作过程中，甲醛仍作为固定剂使用，无法根除，因此保持实验室的良好通风，着力排风设施的构建，安装通风系统，保证空气直流式流通，不循环使用，对于降低空气中甲醛浓度，确保解剖实验室内空气质量达到国家规定的标准具有重要意义。⑧本实验室采用上送下排的直排通风模式，上课前10分钟开启运行使空气不形成涡流，将室内标本所产生的有害气体及时排除，效果肯定，但是也存在一定的问题：一是通风系统存在一定噪音，影响课堂环境；二是排风过程中容易造成标本的干燥变形，不利于示教观察；三是缺少净化装置，排出的含甲醛空气会对周围环境造成一定污染。针对上述问题，在下一步的实验室无害化建设中采购安装低噪音通风装置，同时配套空气净化系统，彻底除去空气中的甲醛分子，构建环境友好型实验室；另外改善标本的保湿措施，配套甘油溶液喷雾器及密封实验盒，减少甲醛的挥发和水分流失，保持标本的自然状态。
2.4 多媒体实验室和虚拟仿真实验室
实验室的无害化建设也要抓住高校实验室发展的最新动向，秉承实验教学科学化、系统化和现代化的原则，保证实验室的信息化进程。结合动物解剖学教学实验室的特点，加强多媒体实验室建设和引进虚拟仿真实验室，具有重要的现实意义。
多媒体实验室，简单来说就是利用以计算机为中心的多媒体技术，按照实际的教学需要和教师的教学设计，将文字、声音、图像、视频、动画等多种媒体信息集成起来，用以呈现教学内容的现代教育、教学手段。⑨对于复杂、枯燥的动物解剖学这门形态学课程来说，多媒体教学手段具有独到的优势，也是必不可少的。
虚拟仿真实验室是多媒体实验室的一种，主要指在各种计算机系统中通过采用多种虚拟仿真技术实现不同的虚拟实验环境，使得实验者能够在接近真实的实验环境中，完成预定的实验项目。⑩具体到动物解剖学实验室，就是利用计算机手段建立真实的符合学习者视觉特性的3D动物及标本模型数据库，虚拟仿真的标本具有可透视内部器官、血管、神经，任意旋转及观察不同断面等特性。
多媒体包括虚拟仿真实验室在动物解剖学实验教学中具有巨大的优势：（1）资源共享，且摆脱了时间和空间的限制，方便学生随时根据自身情况安排自学；（2）增加了实验室内容的扩展性。虚拟状态的资源，克服了标本数量、品种上的多种限制；（3）有利于突出教学内容的重点、难点，提高课堂教学质量；（4）培养了学生自主学习的能力和热情，并在此过程中锻炼了创新思维。
与此同时，在多媒体实验室的建设和使用过程中，也要注重适度原则，避免过度依赖。教师和学生在课堂上的互动，才能把握学生的理解程度、理解难点，从而改变讲解方式，使学生对讲授的内容进一步加深印象、增进理解。而学生则需要把多媒体课件中二维的、虚拟的信息，通过在实验课堂上不断的观察、操作才能，能方便地把局部的微细结构与器官整体统一起来，有利于学生从感性、局部的认识向理性、整体的认识飞跃。多媒体实验技术要始终与传统的授课方式结合在一起，才能发挥最大效果。
3 总结
综上所述，动物解剖学教学实验室的无害化建设涉及标本制作技术改进、通风设施、环境监测、信息技术应用等多方面的因素。目前主要措施是用环保保存液替代甲醛保存液，引入塑化标本，建立完善的通风和空气净化系统，并不断加强实验室的信息化建设，构建完善的多媒体实验室。不断探索总结，采取综合措施以改善实验室空气品质，为广大师生提供一个健康舒适的教学环境。
通讯作者： 陈树林
基金项目：西北农林科技大学教学改革研究项目（JY130 2021）；国家自然科学基金（30972151）
注释
① 刘亚琴.畜牧兽医专业动物解剖课程教学改革的探索[J].农民致富之友，2014.12：272-273.
② 梁欣冬，聂政.我国降低解剖学标本甲醛气味的研究进展[J].中国临床解剖学杂志，2013.31（4）：3-4.
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1.1理论教师的教学策略
1.1.1强化临床专业知识与能力
理论课教师同时教授相关临床课程是对课堂和临床学习最好的结合方式。理论教师通过定期的教授临床或实验课程、参与临床进修学习来加强临床专业知识与能力。比如参加医院在职的、普遍的基本技能或者实践等相关的继续教育培训，如临床护理核心课程、高级心脏生命支持等，能够保证教师掌握临床当前的标准、政策和程序。教师通过对学校和医院两种不同的教学环境和教学资源的整合，以实现理论教学与实践教学的无缝链接。
1.1.2积累临床教学经验
理论课教师需要阅读临床书籍，观看指定的临床技术视频，能够更好的将实践内容和理论知识、案例研究融合在一起。技能教科书通过提供具体步骤、应用实例和循证实践来说明理论概念。例如：当教授病人出院的相关内容时，技能教科书通常包含了出院计划、健康教育和家庭护理等。同样，理论教师可以通过提供课堂讲稿、课程材料和当前研究的文献来支持帮助临床教师。这样能保证临床教师收集与当前理论相对应的适合病情的护理经验和计划。
1.1.3掌握课堂授课技术，融入游戏和艺术理念
对理论教师来说课堂技术是一项重要的手段。能够鼓励学生参与有意义的学习，提高实践能力。例如：应用观众响应技术如互动课堂反应系统（iclicker），对教师和学生都有益处。教师可以选择或设立问题，促进复杂概念的合成和应用，这有助于学生发展先进的推理能力。使用这种技术，教师可以立即澄清错误的理解，增强学生理解力。描述理论概念可以用视频和照片，例如：术后护理的授课中，放映一个关于病人自控镇痛设备的简短视频可以提供概念性知识、临床技能和床旁技术之间的相关联系。另一个课堂策略是使用电子病例系统来突出实践相关的特定主题，如记录评估数据，分析生命迹象的趋势，或检查医嘱用药等。
1.1.4虚拟仿真教学，引发学生反思和反馈Burns
发现理论授课中应用仿真模拟可以显著提高学习能力。理论教师进行模拟教学呈现课堂和临床之间连接。同样，模拟教学的经验教训可以反馈回课堂，包括模拟设计，实施和汇报会议。反思和反馈对学生理解能力是重要的，虽然理论课程内容紧凑，可能会限制学生反思的时间，教师可以应用网站的剪辑视频帮助学生思考全面的护理干预过程。教师应该与临床教师共享相关的网站，在与学生的临床讨论中促进学生进一步的反馈。
1.1.5编排临床故事引入课堂，设立虚拟问题和情景
邀请临床教师在课堂上分享他们的临床故事与经验教学，或通过电子通信，使学生能够在多种经验和观点中有所收获。在教室里使用案例研究也能提供现实问题来促进批判性思维和临床推理能力。让学生完成一个场景或在线案例研究可以让学生把课堂的概念运用到实践中。临床教师分享这些案例可以帮助将学生的思路引入临床情景中。
1.2临床教师的策略
1.2.1加强理论教学指导
临床教师必须不断的努力，在复杂混乱的环境下，提供以病人为中心的安全、高质量的护理时尽量多给以机会并平衡学生的多重学习需求。尽管许多临床教师都是投身于教学的医院护士，他们可能还没有对转变成教育者角色做好准备，需要理解怎样将实践经验与当前的理论课程相结合。应该给他们理论教学大纲和教科书，请他们来听课，亲自了解主要的教学理念，观察一节课是如何进行的，并领悟学生的课堂管理。
1.2.2开展临床会议和讨论
临床教师，尤其是新角色或兼职教师，经常需要参加备课前、后的临床会议。这些临床会议为教师和学生提供丰富的交流话题和反思性学习的机会，来促进理论概念与实践的连接。
1.3课程协调员的重要性
1.3.1促进理论教师和临床教师间的有效沟通
安排学校实训部一个教师作为学校和临床教师的协调员，协调员首要任务是促进理论教师和临床教师间的有效沟通。兼职教师刚开始接触教学，需要了解与护理教育相关信息，如教学程序、考试安排，教育技术。协调员为新任职的临床教师提供课程标准，包括评估工具和课程资源，如教学大纲、教科书和在线视频等。网络课程资源共享是新任职临床教师掌握教学技术和适应教师角色的有效途径。使用整合的网络共享资源，包括临床表格、任务、模拟材料、护理计划，讨论等，确保临床教师和学生有同等机会获得资源。由于网络资源管理专业技能可能花费很多时间，协调员负责承担这些网络资源的管理工作。
1.3.2合理安排理论课程和实践课程的进度协调员需要合理安排理论课程和实践课程的进度。另外，协调员负责提交实验室使用申请、设备/仪器申请。同时，协调员与其他实训工作人员一起协助新任职教师进行角色的适应和定位，对其进行虚拟仿真教学和给予任务报告指导。
1.3.3组织和安排团队会议
协调员需要组织和安排团队会议（理论教师与临床教师组成）。每学期会议开始，协调员需要将新入职临床教师和有经验的导师相匹配，对临床课程设置提供建议与指导。临床会议前后预留一些时间进行头脑风暴讨论，鼓励临床教师带来新的想法和素材。会议结束时，分享学生课程评估的结果（理论和实践），并决定对该课程进行维护还是修订。整个学期，协调员负责与临床教师随时保持联系，确保解决特定问题。
2.总结
【摘要】 目的 探讨仿真教学软件在眼科见习教学中应用的可行性及价值。方法 自行研制眼科仿真见习教学软件，将参加眼科见习的229名医学本科生随机分为对照组和实验组，对照组见习采用传统的病例示教方式授课，实验组采用病例示教，病例不足时应用见习教学软件进行仿真化辅助教学。比较两组见习的病种数、学生的考试成绩、听课的难易度及对教学方式的满意度。结果 实验组学生在平均学时内见习的病种数多于对照组，考试成绩及听课的难易度、对教学方式的满意度调查结果均优于对照组，差异均有显著性(t=6.958～10.252，u=3.043、3.745，P
【关键词】 计算机辅助教学;软件;见习;眼科学
[ABSTRACT] Objective To assess the feasibility and its value of the application of simulation teaching software in ophthalmology. Methods The software was made， 229 medical students on probation in ophthalmology were randomized to control and experiment groups. The probationers in the control group received traditional casedemonstration teaching; those in the experiment received simulation teaching when the cases for demonstration were insufficient. A comparison was made between the two groups in terms of the numbers of entity， performance record， the ability of attending a lecture， and the content of the students. ResultsThe entities seen by the probationers were more in the experiment than those in the control; the test record， the ability of attending a lecture， and the satisfaction with teaching were more superior than those in the control (t=6.958-10.252;u=3.043，3.745;P
[KEY WORDS] Computerassisted instruction; Software; Probation; Ophthalmology
实践是医学教学的内在规律，在见习和实习实际教学工作中，增加学生动手操作的机会，有利于学生对理论知识的理解消化，也有利于教学质量的提高。眼科学基础知识理论丰富、内容抽象复杂，对于初涉眼科临床的本科见习生，单纯依靠“知识讲解+图例演示”、“示教”等方式施教，往往效果不佳。仿真教学是继计算机多媒体教学之后又一种先进的教学手段，正在逐步得以推广实施。本研究将我们自行研制的仿真教学软件试用于眼科见习教学，现将其效果总结如下。
1 资料与方法
1.1 对象及分组
将青岛大学医学院四年级医学本科学生6个班随机分为对照组和实验组，两组课堂理论授课内容相同。对照组：3个班共112人，眼科学见习采用传统的病例示教方式授课;实验组：3个班共117人，眼科学见习采用病例示教，病例不足时以自行研制的眼科仿真见习教学软件进行辅助教学。两组的理论授课及见习教学均由同一教师完成，课程结束后由另一教师出题进行闭卷考试，试题结构及内容相同，阅卷评分规则亦相同。
1.2 研究方法
1.2.1 眼科仿真见习软件的研制 以《眼科学》(第7版)相关内容为基础，利用网络共享的友谊电子书制作软件(v8.2.8版)编制眼科仿真见习教学软件，软件以exe形式执行。软件中集成基础理论知识回顾、眼科检查、眼科治疗操作以及涵盖眼科常见病、多发病的临床影像资料库(图片、视频与动画演示)等板块。使用软件时学生一人一机操作，由教师总控。另外，软件专门设立了教学评论、读书笔记、目录索引等特殊功能以提高学生学习的主观能动性。
1.2.2 评价指标 ①见习教学的效率：见习课平均课时内示教的病种数;②考试成绩：按见习直接相关内容、见习间接涉及内容进行重新汇总、统计;③学生听课的难易度;④学生对教学方式的满意度。其中③、④两项采用问卷调查进行评估。
1.2.3 统计学分析 采用SPSS 11.0统计软件包中的t检验对两组学生见习病种数、考试成绩进行统计学分析，非参数检验中的MannWhitney U检验对两组学生听课难易度及对授课方式的满意程度进行分析，P
2 结 果
在9学时的见习教学中，对照组平均每学时见习(4.11±1.07)个病种，实验组平均每学时见习(6.56±1.30)个病种，两组比较差异有显著性(t=7.561，P
3 讨 论
教学医院担负着为社会培养具有较强实践能力的医学人才的重任，在教学过程中突出学生的动手能力和临床技能训练显得尤为重要。然而，传统的见习教学模式在目前的医疗、教学大环境下却面临着诸多障碍，主要表现在如下几个方面。①病人自我保护意识增强，不配合教学，这已成为医学院校见习、实习课中存在的共性问题[1]。为了避免发生纠纷，教师只好以示教为主，使得见习课变成了“看习、听习”课，学生实践机会明显减少。②病人维权意识增强，隐私权纠纷增加：医学教学虽然具有一定的公益性质，却缺乏行业法规的支持，而病人维护自身权益的意识日益增强，用法律衡量医疗行为的结果常常使肩负教学任务的医院一方陷入纠纷，相关案例报道屡见不鲜[2]。③典型病例分布不均：许多典型病例由于季节、社会活动等因素影响在时间分布上并不均匀，其结果是典型病例多时不见习，见习时又很难见到典型病例，使得原本实践机会不多的学生又丧失了机会，教学效果必然大打折扣。
计算机多媒体教学的引入和普及，使理论教学更加形象化、直观化[3，4]，却依然不能解决在见习教学中遇到的上述问题，学生动手操作的机会并无增加。仿真教学是指利用现有信息技术，以多媒体教学系统为平台，以仿真软件为工具进行的教学活动[5]，具有交互性强、模拟真实环境等特点。本研究利用网络共享的电子书编程技术研制仿真见习教学软件，将内容丰富的眼科学相关图像、视频、动画进行有机的整合，以虚拟现实的见习教学环境。本文实验组通过将仿真教学与传统的见习教学模式相结合，见习的病种增多、见习效率明显提高，促进了学生对理论知识的理解、掌握，考试成绩明显优于对照组，同时，学生对于这种授课方式也更易接受。
在教学过程中，我们发现仿真教学具有以下优点。①形式大众化，易于接受和掌握：本研究所编制的仿真教学软件以电子书的形式执行，这是目前网络上流行的一种电子媒体形式，适用于目前常用的各类计算机操作系统，易于为学生群体所接受、掌握。②开放化模块设计、实用性强：本教学软件内设读书笔记、教学评论、全文式索引等多种实用工具，在见习过程中，学生可直接摘录、导出文字性的读书笔记，同时根据学生提出的评论意见，教师可随时修改、添加典型病例。③仿真性、互动性强：软件引入了通过我院医学影像存档与通信系统(PACS)所获取的医学三维重建图像以及演示动画等影像信息，在很大程度上虚拟重建了真实的见习环境。另外，学生在使用过程中一人一机，结合软件资料库中提供的典型病例进行模拟临床操作，也具有较高的仿真性，有利于提高学生动手操作的积极性，增加感性认识。④网络共享：软件内部提供了众多眼科学专业网站链接，可供学生上网拓展专业知识，而且软件本身也可以HTML网页形式在网络上，有利于未来网络化教学的实现。⑤具有与传统见习教学模式良好的互补性：仿真教学软件并不能完全取代传统的见习教学模式，但是在遇到可供示教的典型
6期梁涛，王岩青，张凌云，等. 眼科仿真见习教学软件的研制与应用583
病例不足等情况时，调用软件资料库中的病例进行教学是对后者一种很好的补充与辅助。
综上所述，仿真教学人机交互性强、可有效地增加学生动手操作的机会，有利于见习教学质量的提高。在目前医学教学环境下，仿真教学能够对传统的见习教学模式进行有益的补充，克服临床教学所面临的不利因素，不失为一种先进的教学手段。
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【关键词】虚拟技能 ；培训 ；临床麻醉学
【中图分类号】R614 【文献标识码】B 【文章编号】1007-8231（2011）11-1992-01
临床麻醉的各种基本理论、基本技能是每一位麻醉医生必须掌握的基本功，而医患交流与沟通、临床诊断思维的原则与方法、疾病诊断的步骤、各种临床常用基本技能等等更是一名临床医师需要终生修行的本领。医学是一门实践性极强的学科，一名年轻医学生要扎实地掌握临床技能，必须实实在在地反复训练才能完成。
随着近年计算机模拟技术的迅猛发展，新的教学方式不断出现，继多媒体、计算机网络之后，出现了一个全新的智能互动方式，它就是虚拟现实技能培训系统。虚拟现实技能培训系统是在计算机模拟技术上发展起来的，其基本特征为：沉浸性,交互性，多感知性。虚拟现实技术是运用计算机对现实情景进行全面模拟的技术，由于它能够高度逼真地模拟与现实情景类似的环境，让学生获得身临其境的感觉和体会，从而收到满意的教学效果。本文将我院虚拟技能培训系统应用于临床麻醉学的教学报道如下。
1 临床麻醉虚拟技能培训系统构成
1.1 临床综合麻醉技能训练系统
主要包括全功能电子人综合模拟系统-HPS模拟人及该系统所附带的配套设施，包括呼吸机、心电监护仪、除颤仪、计算机控制系统等。主要用于学生临床麻醉综合技能训练及考核。HPS模拟人是先进的电子人综合模拟系统，具备人体的各种生理、病理特征、具有呼吸、心跳和脉搏等各种人体生命体征。训练时该模型可模拟临床麻醉实践中常见的各种病例和救治场景，如心肌梗死、心力衰竭、室颤、气胸、呼吸衰竭、心脏骤停等。学生可利用该模型进行各种临床操作，如血压测量、心肺听诊、动静脉穿刺、气管切开、气管插管、除颤、麻醉、呼吸及辅助机械通气等等。模型配备呼吸机和心电监护仪，可随时监测生命体征，并进行相应参数的调节。当进行心肺复苏、静脉给药、气管插管、给氧或深静脉插管等操作时，模型人的各项生理指标会发生相应变化。同时，HPS配备全程事件记录器，可实时记录模拟的情况，记录结果可帮助训练者查找自己的失误，也可用于考核评估，对同学学习热情及临床技能提高有很大帮助。在教学训练过程中，HPS模拟病人及场景的真实感甚至让学生们在救治失败而导致模型人“死亡”时，会自觉地感受到沮丧和悲伤，使得“生命安全”这一理念在培训过程中得到无形的渗透和强化。在教学中我们发现对临床麻醉学生在学习期间进行HPS临床综合技能培训后，学生普遍反映该项培训对于其学习兴趣、各种基本临床操作技能以及临床思维的提高帮助很大。
1.2 计算机网络及控制系统
临床麻醉学课程为省级精品课程，因此利用麻醉学精品课程网站，建立起多媒体网络学习体系、评估体系以及建立网站的讨论区和BBS，学习网站把临床麻醉学教学的重点、疑难点和常见问题，试验、网络课件、影像以及大量的资料图书，学生们均存储于精品课程数据库中，学生可以没有时间限制登陆网络，查询各种学习问题，可以在网上很容易地索取自己所需的内容。学生可在此阅读技能培训有关专著和论文，观看视频教学资料，利用评估系统进行自我测验。同时。精品课程网站的讨论区和BBS，利用超文本的链接方式使学生对感兴趣的问题、或者将临床麻醉学习中遇到的问题在此，寻求辅导教师或教研室老师的帮助，进行讨论交流。这种非实时性的讨论，大大增加了教师与教师、教师与学生、学生与学生之间的交流。实践证明，学生通过相互之间的协作交流，可以大大提高学习效率。应用E-MAIL方式，也可提高反馈的时间，学生与授课教师进行"一问一答"的学习交流，一方面可提高学生理论水平和学习热情，同时它打破了传统教学枯燥无味大的封闭的学习空间，使学生得到一个可自由发展个性的空间。课堂的地域性在理论上被无限地扩大了。只要有网络连接的地方，就可以实施网络教学。
1.3 临床麻醉虚拟训练中心
实验室里采购了多种模式的软件系统，训练者可从其软件程序中观看各种临床麻醉的操作视频，如全身麻醉、神经阻滞疗法、椎管内麻醉等各种技能操作，同时软件也可模拟临床给药方式，让学生尽快熟练掌握各种物及临床常见血管活性药物剂其它常用药物的药效学药动学特点，还可进行血气酸碱失衡分析，并可模拟各种常用的麻醉气体、呼末二氧化碳监测，使学生快速掌握各种临床所需知识。同时，教研室还将筹建仿真手术室，使学生以后教学更接近于临床教学。
2 讨论
近几年，模拟技术在医学教育中的运用受到了广泛的关注，特别是西方各国的医学院校，相继建立了临床技能中心，使用各种模拟设备对学生、专业人员进行培训。随着模拟技术的不断发展以及医学教育环境的不断变化，虚拟技能培训系统在医学教育中的作用显得越来越重要，尤其在提高病人的安全性、培养学生能力感与自信心、教育标准化与规范化等方面显示出了巨大的优势。随着《执业医师法》、《医疗事故处理条例》等一系列法律法规的出台，对临床医生的准入制提出了要求，我国临床教学过程也需要相应改进，本研究课题将虚拟技能培训系统用于临床麻醉学的教学过程，能为学生在校早期接触临床提供机会和条件，可以提高学生的临床麻醉理论水平、各种基本技能操作能力以及临床麻醉的综合诊断思维能力，还可以激发学生的学习热情和潜力，使他们能够运用各种临床理论知识较快地掌握临床麻醉专科的各种病例的处理要点和规律，激发了学生的学习兴趣，加强学生对所学知识的理解和记忆，促进了教学过程的优化和教学效果的提高。同时还有利于学生职业道德和行为规范的养成。
虚拟技能培训系统应用于临床麻醉教学能显著提高教学水平，并可以做到客观化考核，虚拟技能培训系统可以解决目前临床麻醉教学过程中存在的一些问题，如在还没接触过真实患者前可提前将很多所需的技能进行培训，让学生的临床技能和水平得到提高，同时也可提高学生的自信心。
参考文献
一、虚拟现实技术的原理及主要类型
（一）原理
虚拟现实技术，是计算机领域里仿真技术、计算机图形学、传感器技术等多种技术的一种融合，是一门极具挑战性的交叉的且前沿的学科和新型领域。其主要是计算机通过三维信息构成逼真的虚拟环境，并借由特殊的如数据手套、头盔显示器等设备提供用户关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，并且在用户进行位置移动或改变时，设备上的传感器会即使的把这些信息传达给计算机，计算机通过精准的计算重塑场景，因而让人更有种身临其境的感觉。从某种层面上来讲，虚拟技术其实就是一种“欺骗”行为。
（二）主要类型
现在的虚拟现实系统主要有四大类：桌面虚拟现实系统、沉浸式虚拟现实系统、分布式虚拟现实系统和增强式虚拟现实系统。桌面虚拟现实系统主要是利用相应的图形工作站、显示器、输入设备这三者来实现，这里的输入设备是用户参与使用的重要工具。而沉浸式虚拟系统则是通过显示器头盔把用户的各种感官“困在”一个虚拟区域内，使用户完全置身于某种虚拟环境中。分布式虚拟系统，又被叫做DVR，是一种基于网络的虚拟环境，在这个系统中，不仅可以使不同地理位置的多个用户或者多个虚拟环境通过网络实现互联，也可以让多个用户同时参与到一个虚拟环境中，以此实现资源的共享或者协同作业。
二、虚拟现实技术的特点
（一）沉浸性
沉浸性又被叫做临场感，是虚拟技术通过多维的方式与计算机联合所创造的一种虚拟环境，可以使用户全身心的沉浸在这个虚拟环境中与之进行交互，进而达到人境合一的感觉，但值得一提的是，在这个环境中用户确实为真实的参与者。
（二）交互性
交互式是指人们可以在这个特定的虚拟空间中与其呈现的事物之间进行交互，比如用户可以用手去抓握环境中的物体，而这个设备能触发用户的神经，让用户真实的感受到抓取的东西重量，并且场景中物体也会随着用户手的移动而移动。
（三）多感知性
由于虚拟现实技术中配备有各种各样的如听、触、动等的传感装置和反馈装置，这样就可以使用户对事物的了解不再简单的通过眼球去被动接受，而是在听觉、触觉等多种感官下的刺激下的类似于真实的感知。
（四）构想性
由于虚拟现实技术的主要处理核心还是计算机，而且在大数据技术的蓬勃加持下，使得虚拟现实技术具有宽阔的令人想象的空间。因此人们不仅可以借助这一优势对现实存在的环境进行再现，还可以随意的构想客观不存在甚至是不可能发生的环境，这样就在一定程度上拓宽了人们的认知范围。
三、虚拟现实技术在教学中的应用与软件开发研究
（一）虚拟技术在教学中的应用
1、促?M知识学习
虽然中国优秀的教师不少，但在教学的过程中对于某些抽象的、难以理解的知识或者过程，也很难用有限的词语去形容或者描述清楚，即便是网络上的资源很多，学生也能从那些资源中得到一些浅薄的体会，但总的来说还是没有身临其境来的震撼，来的有高度。
2、方便探索学习
建设“创新型国家”、培养“创新型人才”一直是我国竭力的追求。虚拟现实技术在教学中的运用，给学生的提供了这样一个平台。学生在学习过程中提出的一些假设或者建立的某种模型可以通过虚拟现实技术进行仿真，与此同时还可以对其过程、结果、效果等进行观察和验证。比如学生在进行电路设计的时候，可以通过虚拟现实技术对所设计的电路进行模拟，毕竟理论在大部分情况下都是一种理想的概念，但在实际运用中不仅受内因的影响，外在因素也不可忽视。而且这样也可以激发学生创造的积极性，因为以往的学习，即使学生自己设计出了东西，也没有相应条件去进行实验和验证，到最后也只会不了了之，也就不利于学生创造力的培养。
3、开设虚拟实验和技能训练
虚拟现实技术完全就是实验研究和技能训练的福音，学生可以通过虚拟现实技术对多种实验进行虚拟模拟，比如物理中的匀速运动、加速度运动，化学中的金属与酸性物质的反应、氧化物的燃烧等等。此外，对于需要动手操作的一些学生来说，也是大有益处，比如医学院的学生可以通过虚拟现实技术进行动物解剖、人体手术等技能操作，驾校学生也可以通过虚拟技术进行驾驶技能学习，军校学生也可以进行虚拟的军事作战指挥等等，这样不仅降低了学生因技能不熟练而造成的不必要的损害，还可以让学生反复的进行操作实训，直到掌握技能为止。
（二）基于VR的教学软件开发研究
VR可以模仿真实世界的3D窗口，是一种非常优秀的教育媒介。欲实现VR教学软件的开发，必须有一个前提：统一的操作系统软件开发平台。此外，还须得有满足以下几个问题：第一，有一个开放的一整套的专业的VR课堂教学管理系统，包括稳定的网络层、完备的教学指挥系统等，使内容的开发者可以轻松的开发出真正适用于课堂教学的VR内容；第二，课件支持市场上主流的如VR眼镜、头盔等设备，使开发者和硬件商不必考虑兼容性的问题；第三，平台要同VR教育云相连，集中整合优秀的VR教育内容，再打包输送给学校的需求端。这样才能在适配问题、接口问题、教育应用方面没有顾忌。
