浅析虚拟实验室在临床诊断学教学中的应用

刘 岩，李艳霞，路 岩，张盛林

（大连医科大学附属第一医院，辽宁大连116011）

浅析虚拟实验室在临床诊断学教学中的应用

刘 岩，李艳霞，路 岩，张盛林

（大连医科大学附属第一医院，辽宁大连116011）

临床诊断学是由医学基础理论过渡到临床医学的一门桥梁课程，是医学生从事临床工作的基础。因此，诊断学教学具有重要意义。但目前临床诊断学教学中存在医学生数量增加，教学资源短缺，学生实践机会缺乏等问题。利用虚拟实验室进行临床诊断学教学，能够为学生提供一个生动逼真的学习平台，激发学生学习兴趣，增加实际动手机会，提高教学效果，节约教学资源。虚拟教学在临床诊断学教学的4个主要部分（问诊、系统体格检查、辅助检查的判读和临床基本操作）中都具备不可替代的作用，是一种高效、实用的教学手段，有很好的应用前景。

虚拟实验室； 临床医学； 诊断； 教学形式； 学生

临床诊断学是医学生的主干课程之一，诊断学不但是临床各学科的基础，而且是由医学基础理论过渡到临床医学的桥梁课程[1]。掌握诊断学的基本技能是医学生从事临床工作的基本功。因此，临床诊断学教学任务通过理论授课和临床实践，使医学生逐步掌握诊断疾病的原理和思维方法，掌握如何采集病史、系统进行体格检查及综合分析辅助检查的结果，并能够进一步准确给出诊断结论，为今后学习临床课程奠定坚实的基础。但以往诊断学教学中存在诸多不足：教学模式单一，教学效果欠佳；理论授课与实践技能训练分别授课，造成二者脱节，不能很好的结合；由于医学生逐年增多，而医患关系紧张，造成诊断学见习中学生不能充分接触患者，得不到问诊和体格检查的实战训练。为了弥补教学中的不足，采用现代计算机技术，构建虚拟实验教学平台是一个很好的选择[2]。虚拟教学是以计算机软件和硬件技术为支撑，借助多媒体、虚拟现实等技术营造可辅助传统实验各项操作中的相关环境，操作者可以像在真实的环境中一样，完成各个操作或实验项目，对实验结果和实验过程中产生的现象进行预测和评价的一种教学方法[3]。

1 虚拟实验教学所具备的优势

1.1 能够激发学生的学习兴趣，使其发挥主观能动性虚拟实验室具有3个特色，即沉浸性、交互性和构想性[4]：能够使学生沉浸在虚拟场景中，投身于实验活动中，并及时准确得到反馈信息，使学生从视听触摸各方面获得直观感受。虚拟实验技术是将文字、图形、声音、图像、动画有效的结合在一起全方位地呈现给学生，这样就可以不断地刺激学生的感官，激发学习兴趣。而且，虚拟实验技术采用问题式教学法，将学生带入问题存在的环境，有针对性启发性地引导学生思考；并能将抽象的学习和现实病例结合起来，诱导学生展开联想，主动思考；学生可以直接与周围虚拟环境进行交流，图文并茂的功能使其获得丰富的感性认识，加深对抽象概念的理解和记忆，逐步培养学生分析、综合、归纳等思维能力，并能最大程度激发学生的学习兴趣[5]。

虚拟实验室应用于临床诊断学，打破传统教师在学习过程中的主导地位，使学生能够很好地发挥主观能动性，提高主动思考，逐步解决问题，培养临床思维的能力。将学习新知识、反复练习和自我测试有效地结合，形成一种积极、生动、高效的教学模式。这是以往传统教学方式无法比拟的，因此在教学中具有重要的、不可替代的作用。

1.2 节约教学资源，弥补教学条件欠缺 传统的临床诊断学包括理论授课和实习教学两部分，主要以教师讲授、书写板书、结合幻灯片演示和示教来进行教学。面临教学场地限制、教学经费缺乏、师资力量不足等问题。而且，学生主要获得的是间接知识。虚拟实验室可以创建出虚拟的学习环境，解决上述存在的教学问题，使学生能够直观形象的进行观察和学习。而且能够反复利用，节约教学成本和资源。诊断学教学无论问诊、体格检查还是辅助检查的判读，都需要反复演练，逐步培养学生的临床思维和实践能力，利用虚拟实验技术可以解决日益增长的医学生数量和有限的教学资源之间的矛盾。

1.3 提高医学生临床实践经验，减少医患矛盾 在医学院校中以往的传统教学以课堂授课为主，学生缺乏实践经验，纸上谈兵难以很好掌握诊断学基本功。虚拟实验技术的优势之一就是可以让学生们反复实践，改变原来只能听，而摸不着看不见的状态。能够模拟各种疾病，不同的症状和体征，医学生可以根据自己的情况，自由选择，因材施教，反复训练。另外，医学领域需要与患者、家属密切接触，而目前医患关系欠佳，学生很难单纯通过临床实习全面系统获得诊断学的实践经验，甚至存在增加医患矛盾和医疗隐患的风险。而虚拟现实技术既能提高教学质量，又可以规避矛盾，消除隐患，减少风险。

1.4 完善临床技能考核综合评估体系 以往的医学考试通常重视理论知识的掌握，而轻视临床实际操作能力的检验。学生往往死记硬背，而不会活学活用。虚拟实验室应用于诊断学考核中，可以根据情况设计出各种模块，如某种疾病的问诊，阳性体征的查体，心电图的判读及临床基本穿刺操作，可以全面考核学生的临床技能的实际掌握情况，便于发现教学中存在的问题和遗漏，查漏补缺，及时修正，确保教学质量的提高。

2 虚拟实验室在临床诊断学各部分教学中发挥的作用

医学教育涉及人体的复杂结构和功能，传统教育依靠教师口头讲授、板书、挂图，即使结合多媒体声音、图像等也无法将人体的立体结构呈现给学生。而虚拟实验技术可以将人体从整体到局部，从内部到外部，包括神经系统、血管系统等，均可立体形象的展示出来，使学生一目了然，从感性认识开始，逐步掌握相关知识[6-7]。临床诊断学作为各临床学科的基础，将虚拟实验技术贯穿至诊断学各部分教学内容中，可大大提高教学质量和效果。临床诊断学主要包括4个部分：

2.1 问诊 问诊是医学生成长为临床医生前所必须掌握的重要技能，而且对于疾病的诊断至关重要。但初学诊断学的学生，在学习问诊阶段也会遇到很多问题，比如患者的配合、语言表达能力、沟通能力、受教育程度等都会影响问诊的效果。而利用虚拟患者，人机对话问诊，模拟问诊全过程，反复演练，有利于医学生掌握规范的问诊用语和正确的问诊方法。也能激发学生的学习兴趣，增强信心，有效地掌握问诊方法和技巧。

2.2 系统体格检查 该部分是临床诊断学教学中的重点和难点，理论授课讲述内容多，必须结合实际演练才能很好掌握，而临床实习中，由于患者数量及病种的限制，常常出现实习内容与住院患者不匹配的现象。而且，目前医患关系紧张，患者维权意识强，很难充分配合。利用虚拟标准化病人可以解决这些问题。虚拟标准化病人系统是由两部分组成：电子标准化病人和多媒体软件。多媒体教学软件可将相关的文字、图片、声音等有机地结合在一起，尽可能模拟真实患者设计[8]。学生可以在虚拟标准化病人身上进行系统的体格检查，可以反复练习心肺腹部视触叩听4步查体操作；可以看到虚拟标准化病人疼痛、病理反射等反应；触到甲状腺肿大、肝脾肿大等阳性体征；叩出清音、浊音、鼓音、实音；听到正常或异常的心音、呼吸音、心脏杂音、肠鸣音等。其中，心脏听诊最为复杂抽象，学生难以很好掌握，虚拟标准化病人可设计各种类型的杂音反复对比，并结合多媒体技术可将杂音产生原理与心脏运动、心动周期、心电图相结合以动画的形式演示给学生，将抽象复杂的知识形象生动的呈献给学生。另外，虚拟标准化病人具有纠错功能，并给出评分，使学生们在反复演练中逐步掌握扎实的临床基本功。

2.3 辅助检查 以心电图教学为例，在心电图学习过程中，学生往往感到抽象、难以理解记忆。要想提高心电图认识的水平与能力，就要让学生们从原理入手，了解心脏的结构，传导系统解剖以及心电图形成的原理。虚拟实验技术可以创建出心脏三维模型，让同学们直观地从不同角度、不同切面研究心脏结构，明确心电活动的产生原理[9]。另外，给虚拟标准化病人反复行心电图检查可使学生多动手、多练习、多思考，一边操作，一边学习图形，并结合具体病例判读各种异常心电图。理论联系实际，提高医学生的动手能力和临床思维能力。

2.4 临床基本操作 比如胸腔穿刺术、腹腔穿刺术、骨髓穿刺术等，以往医学生在诊断学实习阶段不可能在患者身上进行操作，只能通过听课、读书、观摩来学习，没有实战经验。利用虚拟标准化病人则可进行各种穿刺操作，而且可以反复练习，体会穿刺针进入皮肤的阻滞感，进入胸腹腔的落空感，抽出液体时的感受等。从而提高学习兴趣和热情，真正掌握操作技巧，积累经验教训，成为一名合格的医学生，为今后从事临床工作奠定坚实的基础。

此外，虚拟实验室的模拟病例系统还可以客观且逼真的模拟医生的临床诊疗过程，使医学生在逼真的环境下，对虚拟标准化病人进行系统问诊、查体、检查及给出相应的诊断治疗意见[10]。计算机可将每个步骤记录并评分反馈，使学生在不断练习中逐步提高基本检查能力、结果判断能力、诊治能力等综合素质。

总之，虚拟实验室应用于临床诊断学的教学中，为医学生提供生动逼真的学习环境，使知识立体直观，便于掌握，使学生动手实践机会增加，调动学生学习积极性，有利于医学生掌握临床诊断学的相关知识，培养临床思维和提高临床实践能力。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.12.069

:B

:1009-5519（2015）12-1913-03

2015-02-23）

刘岩（1977-），女，山东济宁人，博士研究生，主要从事心血管内科临床与教学工作；E-mail：15541191236@163.com。

张盛林（E-mail：slzhang2991@outlook.com）。