疫情下新技术在临床医学教学中的应用*

于晓雯，曾蜀雄，佟智颖，赵家义，商 艳，姚均迪

(海军军医大学第一附属医院：1.老年病科；2.全科医学教研室；3.泌尿外科，上海 200433)

2019年新型冠状病毒肺炎(新冠肺炎)大流行对临床医学教育产生了深远影响。尽管不同地区和国家的疫情后受影响程度有所不同，但学生可以从学校接受的教育质量和数量均低于疫情前是毋庸置疑的。根据美国疾病控制和预防中心(CDC2020)的说法，新冠肺炎疫情极可能持续很长时间，目前均还无人能够估计疫情结束之日何时到来，故有了“后疫情时代”之说。

由于互动性强，疫情后新技术在临床医学课上的使用越来越广泛。此外，许多研究得出结论，学生对应用了增强现实(AR)和虚拟现实(VR)等技术的课程更感兴趣[1]。诸如此类新技术的应用可以极大地丰富疫情后临床医学教学的可选择方法。如果长时间需要保持社交距离，或者学校不允许学生课堂聚集，这些新技术也可以为临床医学教学提供替代方法[2]。令人惊讶的是，布伦纳等早在2003年就提出了使用各种新技术用于医学教育:包括VR、AR和三维(3D)技术等基于计算机的教学方式。

主动学习方法，如翻转课堂、问题式学习、小组讨论和案例式教学及受众反应系统均是在传统大型小组讲座的基础上以学习者为中心的教学方法[3-4]。然而，由于新冠肺炎的存在，学生需要保持社交距离，教育者需要寻找替代的教学方法。学生和教师比例、可用教具数量、空间和教室，甚至互联网的接入情况每所学校均各不相同，因此，教师应该做好准备应对任何情况下使用现有的创新方法。

1 教学新技术举例

1.1视频教学 一般来说，学生更倾向于使用视频辅助学习。有报道显示，视频教学往往可以提高学生的学习满意度[5]。然而，LANGFIELD 等[6]指出，由于构成被动学习，单独的视频教学并不能提高学生的学习成绩，他们建议视频应该用作主动学习工具。GROSSER等[7]强调成功使用视频教学的关键目的是为了加强临床实践和基础知识之间的联系。

1.2线上资源 受疫情影响，人们对医学的关心达到了前所未有的高度，一些线上医学教育平台也免费或通过优惠的手段开放了多类学习课程，既有临床、护理等面向专业人士的，也有针对普通人的线上科普。2020年教育部发布的《国务院办公厅关于加快医学教育创新发展的指导意见》就指出要强化现代信息技术与医学教育教学的深度融合，探索智能医学教育新形态，建设400门左右国家级医学虚拟仿真实验教学一流课程，推出1 500门左右国家级医学线上线下精品课程；建设国家临床医学、中医学、公共卫生等教学案例共享资源库。同年2月4日国家卫生健康委员会办公厅发布《关于加强信息化支撑新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控工作的通知》，要求进一步强化疫情防控工作的信息化支撑，强调充分发挥中国继续医学教育网等平台作用，通过远程教育方式开展新冠病毒自我防护、诊疗救治等培训，提高基层医务人员医疗服务和个人防护能力。国家对这种教育方式的官方认可无疑是推动市场发展的重要力量。网络教育通过互联网可以将学校任何一门优质课程、教学成果传至更远的地方，突破时间、空间的限制，将优质资源充分利用[8]。在我国，也可促进教育公平，让一线城市教育资源进入十八线小城市或者农村变得有可能。机构如Coursera、edX、Openlearning、学堂在线、中国大学慕课(MOOC)、可汗学院等是实际提供课程的“课程平台”，表1总结了国外主要的MOOC平台。它们有的是和大学合作制作课程，有的是和科技公司合作，并且根据收费情况可以分为营利性和非营利性，根据其合作机构的不同，每个平台提供的学习资源也是各有特色。虽然缺乏系统性，不同于大学里有学院安排的条理进度妥当的专业课，MOOC依旧可以作为一块“敲门砖”、一个通向专业知识的起点。

表1 国外主要MOOC平台

1.3社交媒体 在高速发展的数字化世界，社交媒体对人们生活的影响不容忽视，学校可以利用其优势特点，让其在教育中体现作用。通过合理使用，社交媒体可以提升学生学习效果，增强学生和教师之间的联系。社交媒体其实延长了教师的办公时间，方便教师和学生课后互动，对于没有机会或者羞于在公共课堂提出自己问题的学生，社交媒体为他们提供了一个相对隐私的平台，可以提出并寻求帮助以解决困惑。医学类的社交媒体最常用的就是丁香园，不过丁香园基本就是医生之间的社交媒体，医生与患者之间的社交媒体有微博、各类微信公众号、好医生、丁香医生等网站平台，丁香医生这样的微信公众号，可以给大众普及很多健康知识。针对患者的社交媒体，暂时还比较少，不排除患有同类疾病的患者或其家属自发组织病友群等。

1.43D打印 3D打印数字模型可以由各种材料制成，例如尼龙、聚乙烯醇、聚乙酸、丙烯腈丁二烯苯乙烯、木材、金属和碳纤维细丝等[9]。3D打印为医疗领域带来了巨大的创新。其应用领域非常广泛，包括以下内容：手术准备、假肢、牙科义齿的制备、组织和器官的3D打印、药物剂量和药理学、医疗工具和设备的制造等[10]。例如：3D打印正被用于复制患者特定的器官，这些器官将在实际的复杂操作发生之前进行实践准备。与仅查看X射线、CT扫描和MRI相比，3D打印效果更好，且准确度更高。使用3D打印进行外科手术模拟和准备还具有节省大量成本和时间的潜力。得益于医学3D打印技术，皮肤组织修复和重建、肢体置换、肾脏移植和心脏移植等已成功实现。同样，通过骨科植入物的生产，用医学上的3D打印可以进行骨骼和肌肉修复[11]。能够 3D打印组织细胞和器官的研究促进了癌症等疾病的研究工作，通过研究肿瘤如何生长和发展以寻求治疗。药物中的3D打印也可以简化药理学和药物管理。3D打印药丸可一次容纳多种药物，每种药物具有不同的释放时间，从而为患有多种疾病的患者提供了一种简单的解决方案。一种名为“Polypill”的3D打印药片已针对糖尿病患者进行了测试，还解决了各种药物相互作用的问题。在今年新冠肺炎的治疗过程中，湖南郴州市的医院打印出感染新冠肺炎患者的肺部模型用于医护人员的科学研究。彩色3D打印逐渐普及之后，3D打印在科普教育领域将大放异彩。原本涉及血管、人体结构分布之类复杂的模型非常难制作，导致教学模型简陋粗糙，使用3D打印后，现在制作的模型更加精细可靠，虽然价格高昂，但只要电脑中可以建模的样本现在基本均能打印出来，配合透明材料，其中的血管、组织均能直观查看。

1.5AR AR是新一代 3D 可视化技术。与传统教育相比，通过AR技术以直观易懂的方式展现在课堂中。这种高科技形式的知识点呈现对于提高课堂氛围，提升学生在课堂上的专注度大有裨益[12]。AR技术在职业教育实训中的应用也越来越多，例如AR形象设计实训、AR服装设计实训等。借助AR技术，学生的课堂体验融合了虚拟与现实，不再是图书或黑板呈现出的平面内容，而是栩栩如生的VR内容。AR的可视化、互动性可以自然而然地设计出非常吸引人的游戏化教学内容，寓教于乐，从而大幅度提升学生的学习意愿、激发学习兴趣。AR可以让不同地区的教师、学生聚集在一个虚拟课堂中上课，并且达到真实、实时的互动。因此，优质教育资源能以非常低的成本倾斜到三四线城市、农村等教育欠发达的地区。而互联网化的教育模式，应用AR可以提升产品的附加值，带来更优质的用户体验[13]。

近年来，AR技术也越来越多地被应用于医学教育、病患分析及临床治疗中，对于注重实践的医疗教学来说，AR技术的应用使深奥难懂的医学理论变得形象立体、浅显易懂，大大提高了教学效率和质量[14]。Anatomy 4D这样的AR产品应用可以让学生利用闲暇时间仔细研究人体骨骼，从不同的角度去看，可以放大缩小，还可以自由旋转。学生还可以选择观看肌肉系统、神经系统或者循环系统。通过使用AR眼镜进行直播能让学生以第一视角观摩现场专家的手术实操，这无疑大大增加学生的学习兴趣和技能掌握熟练程度。新西兰奥塔哥大学一个研究团队研发出一个AR应用，学生可通过手机扫描非处方药，然后就可以看到药品的主要成分，还可以转动3D模型以更好地观察药物、查看药物的化学结构。这个应用可以让学生可视化地感受到：药物的作用必须与机体内的接受物质结合，才能发挥药理作用。

1.6VR 早在20世纪30年代初，蒙台梭利博士就提出：“通过运动，我们接触到外部真实世界，正是通过这些接触，我们最终获得了抽象知识。学习的过程是依赖于我们的身体如何与环境相互作用的。”几十年来，教育技术的主要界面一直是鼠标和键盘，然而，这些均不是高度具象化的界面工具。出于教育的目的，具象化意味着学习者开始通过姿势或运动来操控所学事物。例如：想象在一堂关于齿轮和机械优势的课程中，如果学生敲击键盘上的“s”使齿轮旋转，这就不如在屏幕上旋转指尖同步操纵齿轮来得具体。随着更自然的用户界面的出现，数字化教学内容的整体用户感即将改变[15]。可以用手操作的高度沉浸式虚拟环境将影响内容的编码和保留方式。VR最有趣的方面之一是用户可以与虚拟生成的交互环境互动。与 VR 相关的2个独特属性使该技术能够对教育产生积极影响：(1)沉浸式体验感；(2)3D环境中手势与操作的具象化体现。结合了教育行业和 VR 技术行业2个角度，找到二者之间的契合点能够提高课堂教学效率和学生学习主动性。

2 小 结

后疫情时代，为了克服物理空间上的阻隔，保证教学工作的正常进行，需要通过信息化手段构造教学、学习的“虚拟空间”，通过新技术手段的应用，将疫情期间物理空间隔离的影响降到最小，为师生提供便利。