仿真模拟技术在“防生医学”课程教学中的探索

钱汐晶 赵平 任浩

[摘 要] 仿真模拟技术利用虚拟三维场景，辅以人机交互设备，有效节约教学成本，突破场地等因素限制，给传统医学教育带来了新的变革。针对医学院校在“防生医学”课程中遇到的实践性、操作性不强的问题，提出建立以仿真模拟技术平台为主体的辅助教学，打造贴近实际生物突发事件环境的虚拟仿真训练场景，建立多元交互的生物防护教学模式，以提高学员对这门课程的兴趣与认知，使学员初步具备应对生物突发事件的基本能力。

[关键词] 基础医学;仿真模拟;防生医学

[基金项目] 海军军医大学教学成果立项培育重点项目“卫生防疫教学理论与技能训练改革”（JPY2020A08）

[作者简介] 钱汐晶（1988—），女，江苏常州人，博士，海军军医大学海军医学系讲师，主要从事医学微生物及防生医学研究;

任 浩（1973—），女，山东曹县人，博士，海军军医大学海军医学系教授（通信作者），主要从事医学微生物学、重要病原微生物的致病机制与检测研究。

[中图分类号] G642.0      [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）32-0091-04    [收稿日期] 2020-10-10

一、引言

近几年，全球生物安全形势相对严峻。生物恐怖袭击时有发生，致病微生物实验室泄露风险不容忽视，新发或再发的传染性疾病全球大流行更是严重威胁到全世界人民的切身安全。在新冠肺炎疫情常态化的背景下，生物安全、生物国防更被提到前所未有的高度。医学生在进入工作岗位前，对生物医学防护这一重要领域最基本的知识及操作技能进行相应的学习与培训，具备初步识别和应对生物突发事件的基本能力，对提高生物国防的整体实力具有重要意义。

“防生医学”是一门实践性、应用性很强的课程。随着新冠肺炎疫情在全球范围内的迅速蔓延，疫情常态化已不可避免。在此大环境下，更要进一步夯实医学生的生物医学防护相关知识。此外，整个社会对实用型生防医学人才的需求也在不断增加。通过生防相应课程，积累并获得切实有效的相关技能，是刻不容缓的重要任务。然而，“防生医学”课程中的知识点较为繁多、枯燥，内容缺乏联想性，如果仅依靠传统书本授课的教学模式，很难达到理想的教学效果。仿真模拟教学历来在实用型医学人才培养中发挥重要作用[1]。在施教过程中，若能利用仿真模拟技术引入虚拟仿真三维教学场景，同时辅以人机交互设备，可以最大限度模拟实训操作的真实体验。此外，该技术也能解决大型、危险、投入高的实训场地等的因素限制，有效节约教学成本，同时提高教学质量[2，3]。目前的计算机技术发展水平，已具备将多种生防场景引入课堂的功能。在此基础上，打造贴近实际生物突发事件环境的虚拟仿真训练场景，建立虚实结合、人机结合、技评结合的多元交互生物防护教学模式，是防生课程走向实战化教学的关键一环。

二、仿真模拟教学系统的发展及在教学中的应用

仿真模拟技术作为一种新型教学模式，通过外形仿真、操作仿真、视觉感受仿真等，使用真实的现代化、智能化的模型作为参与者的操控平台，利用虚拟现实技术，通过实际操作，使参与者有身临其境、切身体会，大大提高和促进实用型人才的培养。国外仿真模拟教学系统从1969年开始广泛运用于高等教育、能源化工、计算机及电子商务领域。1989年，美国弗吉尼亚大学的威廉沃尔夫教授首次提出了虚拟实验室的概念。2002年，虚拟仿真技术在与医学教育相关的心肺复苏教学中得到运用，并且依旧是迄今为止运用最为广泛、有效的心肺复苏教学方法之一。我国教育部自2013年以来，在全国启动了国家级虚拟仿真实验教学中心建设项目。国内许多高校已建立了自己的虚拟仿真实验室，其中医学类有25家、军事类有1家。可见，将该技术引入高校本科教学，尤其是实践性强的学科，已成为必然趋势。目前，仿真模拟技术已成为继理论研究、实验研究后又一种科学研究的方式。在仿真模拟教学中，医学仿真模拟教学一直是运用最为广泛的实践教学方法之一。参照未来生防岗位需求和应对生物突发事件工作流程，建立重点突出的仿真模拟实训中心，为理论、实践一体化教学提供有力支撑，使学员在校园便可接受高质量的生防能力训练，完美对接未来卫生岗位上可能遭遇的各种生物突发情况。随着技术的进步与提高，生物医学仿真模拟教学将进一步得到发展，呈现仿真教学全方位、多样化、全智能的趋势。

三、“防生医学”课程设置及实施

现代军事战争已不是传统意义上的战争，生物突发事件以及生物恐怖活动仍是当今世界最重要的安全问题之一。同样，随着经济全球化的进程，以及中国国力的提高，医疗外交、国外基地驻防亚丁湾护航等任务愈加增多。在这些过程中，都不可避免要出现生物医学防护。新冠肺炎疫情蔓延至今，全球感染人数仍节节攀升，疫情防控常态化已成为一项重要的基础措施。医务工作者必须具备这一重要领域的基础知识，培养具有这方面识别和救治能力的医学人才是我们国家及军队刻不容缓的一项任务。

“防生医学”正是这些背景下具有针对性的生物医学防护相关课程，主要涉及生物安全的理论和技术，国际生物安全的历史、现状与发展趋势，生物安全装备，全球突发新发传染病分布概况，生物突发事件甄别与应急处置等。国内外生物安全形势不断变化，新发、再发传染病的国际流行时有发生。然而，传统的生防教学模式主要集中在以课本理论知识为基础、教员制作课件并口授为主，对实际操作的培训由于场地、设备、费用等限制较为缺乏。授课过程中，学员无法完全将课本知识与实际生物突发事件或生物恐怖袭击相联系，实际操作應用机会难以保证，生物医学防护课程学习效果较差。防生医学的实践教学活动开展刻不容缓。通过实践教学，学员能更好地将学习到的侦、检、消、防、治贯穿到生物突发事件处置的整个流程中，在将来的医学防护工作中也能具备基本的处置能力。