基于虚拟仿真实验平台的病理学实验教学模式研究与实践

赵贵芳,张以忠，王玮瑶,钟秀宏，赵丽微，赵东海

(吉林医药学院病理学教研室，吉林，吉林 132013)

虚拟仿真数字化技术系统作为当前较为先进的医疗信息技术之一，在当前的医疗信息化教学中已经进行了大规模的研究和运用，不仅加大了计算机在医疗信息化方面的实际应用，更新了课堂教学的手段和方法，也极大地使得课堂教学效果进一步提高和得到优化，增强了课堂教学的整体性和综合素质。医学中的虚拟仿真和数字化技术可以帮助我们在教育实践的过程中创造性地营造一种身临其境的环境和感受，增强对学生的认知、记忆以及体验，为今后的进一步研究和学习打下基础。

1 传统病理学实验教学的不足

1.1 实验课程内容单一

传统病理科实验课程中的研究者主要是采用显微镜下的观察性切片，肉眼看到的是大体上的标本。教师可以通过亲身的指导、多媒体的示范课程进行教学；学生通过自主的观察，实现了对疾病的表征和形态学的认知。这种以验证性和实践教学模式为主的课堂教学方法虽然有助于促进学生对理论知识的掌握和巩固，但实验的方式单一、枯燥，实验过程中的气氛呆板，学生难以充分享受到实验的快乐。而且其他的例如病理化学尸检、取材和生物医学中的最新进步技术的试点和实验工程，也因为时间、资源或者操作的专业水平等问题而难以顺利开展，对于学生的动手能力培养作用有限。

1.2 实验教学资源的匮乏

目前已经开展很多面向社会的各类实验性教学遗体权益保护和社会捐赠等公益活动，但仍然不再出现能够充分有效满足社会实验教学的市场需求。医学技术日益精进，医疗教学环境的不断优越和逐步完善，过去常见的慢性人体疾病，已经逐渐得到了良好的临床预防和有效救治。目前临床常见的典型人体慢性疾病已在减少，致使临床标本已经难以及时搜集和不易寻获，即便已经成功取得了人体病变也可能并非典型。以上种种原因都可能使得独立人体疾病科研和临床教学实验室的资源越来越稀少。

1.3 实验操作不当涉及的实验安全问题

病理科学在实验教学中运用了许多高精密度的仪器，并且与患病的身体或者动物组织、细胞等相互接触的实验资源。进入实验室的每个学生都有着不同的技术层次，他们在操作上也不尽相同，甚至一些学生在操作上也不规范，容易出现各种安全隐患。虽然实验课的老师在实践中一直都会反复地强调对实验操作的具体要求和注意事项，但是因为学生的动手技术能力较弱，依旧存在着一些同学未能按照实际操作的规程要求去实施这个任务，增加了对病理实验室的安全和管理工作难度。

2 虚拟仿真技术在病理实验教学中的应用

2.1 虚拟仿真平台在病理学实验教学中优化教学资源

优化病理学教学资源，通过仿真平台高度模拟真实病理切片的操作，从不同方向、不同层次观察病理图片，从形态学实验教学的角度模拟显微镜的虚拟操作、三维显示和虚拟读片，并进行检查和自检，优化教学资源配置。改进后的数字仿真功能突破了显微镜本身的放大和测量功能。理论联系实际，这种灵活的教学方法的运用，为病理学教学提供了充分发挥启发和创新的空间。该虚拟仿真模型能充分激发学生的学习兴趣，增强学生的实践能力。不仅加深了学生对于各种疾病和遗传的了解，优化了课堂教学的难度和成本，而且使更多的学生动手能力得到了大幅度提高。

2.2 虚拟仿真技术能够提高学生的兴趣

虚拟模拟仿真技术通过虚拟的形式营造了一个比较真实的模拟化实验课堂教学环境，一改传统课堂教学模式下的学生一味地接受所学知识的局限性情况，有助于进一步激发和提升学生在学习过程中的积极性。并且能够通过虚拟实体的呈现来促进学生与老师之间的互动和交流，增强了学生对于所学病理知识的认可程度以及对其运用掌手指掌握。由于目前的虚拟仿真技术在其应用过程中不但包含了画面，还同时蕴涵着声乐，这就促成了教学的过程中变得更加丰富以及生动，能够更好地从视觉上吸引学生的注意力，提升了综合学习效率。

2.3 虚拟仿真技术能够提高医学生人文素养

虚拟仿真技术在病理学实验中的应用以其生动、形象的特点，弥补了非医学专业人员的医学知识，降低了门槛。可以通过虚拟画面对于各个实验中的动态画面进行了观察，有助于学生更好地进行学习。虚拟仿真技术可以把在实验的过程中所要反映出来的速度变化的快慢、多少都清楚明确地表现出来，进一步帮助大家进行学习。同时，病理学实验虚拟仿真平台的建立可以减少实验动物标本的利用。虚拟仿真技术的应用可以在传授病理学知识和技能的基础上，激发学生的兴趣和创新意识，丰富实验教学手段，提高实验教学质量，使学生在学习病理学实验的过程中获得知识、技能和能力。

2.4 虚拟仿真技术避免了真实动手操作中的危险性

在进行病理学实验教学过程中对病人活体组织进行解剖、涂片、染色等，难免会遇到具有传染性疾病的患者。如在对艾滋病患者进行活体组织切片实习，就存在着被传染的风险。而采取虚拟和仿真的技术则更好地避免被传染的可能，同时也能防范和避免实习学员交叉感染。实习学生在实验过程中没有直接接触患者组织，因此起到了安全和保护的作用，通过这种虚拟模仿技术的广泛应用也使我们可以帮助学生看到不同类型和种类的疾病，拓宽了学生的视野，有助于培养出一批全方位健康发展的优秀素质人才。

虚拟仿真等新技术的广泛应用，不仅可以使得病理医学实验教育的效果得到大幅度的提升，也加强了学生自主参与实践的积极性和学习的积极性，解决了目前我国病理医学实验教育中普遍存在的各种实验教育资源的匮乏和各种实验安全隐患。但是同时还存在一些问题亟待改进，病理实验真正的现场化实验操作并未与传统的虚拟模仿教学的授课方式紧密地结合起来，学生的实际动手能力培养相对较差。