蒙医学虚拟仿真实验教学中心建设的探讨*

王 星 史 君

(内蒙古医科大学基础医学院，内蒙古 呼和浩特 010110)

在高等医学教育教学环节中，积极创制并利用虚拟仿真技术向医学生提供自主、开放、交互的网络教学环境已经成为当今医学高等教育主要的发展趋势[1]。“内医人”始终秉承 “博学、尚行、精诚、至善”的校训，坚持以教学为中心，以创新促发展，艰苦奋斗、开拓进取，将建设虚拟仿真教学中心作为契机，培养世界一流的现代化蒙医学人才作为己任，传承与发扬民族医学瑰宝作为使命，努力开创内蒙古医科大学美好的未来。本文探讨内蒙古医科大学在医学虚拟仿真实验室建设过程中的优势与问题，并给出一些建议，更好地为基础医学教育的改革与创新提供助力。

1 虚拟仿真实验教学中心的建设

2013年内蒙古医科大学蒙医学虚拟仿真实验教学中心成立，搭建了一个功能完备、综合性的虚拟仿真教学平台，平台以基础医学虚拟仿真资源作为支撑，数字医学中心作为支柱，蒙医资源作为特色整合而建立。该平台目前有蒙医学、基础医学、虚拟病人PBL教学和数字医学中心四大模块。蒙医学模块是自主开发的蒙医特色诊疗技术虚拟操作系统等虚拟资源；基础医学模块内容包涵生理学、组织胚胎与解剖学、机能学、病原生物学、病理生理学、生物化学与分子生物学等系列实验课程内容，其中有110多项虚拟仿真实验项目以及大量的实验操作视频与微课，为实验线上教学、学生虚拟仿真项目的学习和操作以及拓展学习提供了良好的条件；数字医学中心是由山东易创研发的人体数字解剖系统、医学形态学数字化教学平台，具有Mimics 16.01、Amira 5.4、Anybody、Geomagic Studio等数字转化软件。教师和学生可利用这些数字资源开展设计性、综合性与创新性的实验，同时学生可不受限于时间地点，通过网络平台开展自主性、探究性、PBL等模式的学习。平台除虚拟实验教学功能之外，还具有用户管理、学生实验信息管理、在线师生互动交流、网上在线考试、教师教学管理等功能。虚拟仿真实验教学系统将计算机图像学、数据挖掘、互联网紧密结合，可以将实验场景、实验步骤、实验现象及数据指标等进行动态化地模拟。软件使用3D Max和Unity 3D等软件实现三维模型场景、人机交互等功能，利用虚拟仿真技术优势，动态模拟动物实验、临床案例，将实验操作过程和患者查体等现象进行动态化展示，让学生更直观地理解并掌握相关器官系统的结构与功能。

2 虚拟仿真实验在医学教学改革中的优势

2.1 提高教学效果 学生在课前通过拍摄的实验教学视频，可以很清晰的了解实验的每个步骤，三维逼真的表现形式能够形象真实地演示实验过程，从而去除传统的实验教学方法中的枯燥感以及程序化，提高学生在学习中的积极性。模拟操作还可提升学生分析问题与解决问题的能力，使学生可以更好的对实验的过程及结果进行探索和思考，增加实验成功率，甚至某些环节中优于线下的实验操作。而且，教师可结合实际的教学需求以及实验中遇到的问题优化课程设计，在实验项目中设置相关思考题，最大限度的发挥虚拟资源的长处及优势，最终达到提升教学效果的目的。因此，教学中应用虚拟仿真技术，不仅能够使学生的专业知识与实践技能得到提升，而且可以将多种教学方法灵活运用，有机地结合人文与专业知识，增加学习的趣味性，提升教与学的高效性[2]。

2.2 节约教学资源 虚拟仿真实验可以高度模拟真实的教学场景实现情景再现，学生通过在虚拟实验室中操纵虚拟器械与虚拟货物进行实验，并且不消耗实验耗材。同时，学生可以通过网络进入虚拟实验室演练实验，经人机交互界面的形式开展模拟操作，完成设置的实验项目[3-5]。医学教学中应用虚拟仿真技术，既减少实验的损耗，补充教学条件的缺乏，又突破时空的制约，避免实际操作的各种危险，满足教学中的需求，还提升了教学效益。

2.3 在系统整合课程中的创新性 为满足系统整合课程的要求，实验内容应尽可能反应新技术、新进展的运用等，做到科学性、综合性、多学科融合性，淡化传统学科的界限。虚拟仿真实验教学具有综合性、多维性的特征，并不一定局限于某一学科，而是虚拟仿真实验教学模式既要考虑某一学科自身的特点，还要兼顾各学科之间的关联性、互通性、综合性，这就要求在设计虚拟教学模式时，采用多学科的研究方法，实现学科间的融合，帮助学生理解并验证相关疾病理论内容中难以理解的抽象理论知识。在系统整合课程中应用虚拟仿真技术，有利于指导和训练学生分析、处理问题的综合技能和素养，进而培育高素质的应用型医学生[6，7]。

3 虚拟仿真实验教学中心存在的问题

3.1 虚拟实验教学的管理尚不到位 目前，固有的实验教学观念仍旧强盛，多数的教师依旧按部就班，不愿意尝试新的教学方法，所以对虚拟仿真的实验项目认识常常不够深刻和周详，或由于缺少相应的系统完备的量化指标监督实验教学的质量环节，较难把控其在实验教学中的比重，因此亦只是浅尝辄止，限制了各学科实验教学当中虚拟仿真实验项目的有效运用。同时，尽管与线下实验相比，虚拟的线上实验有许多显著的优势，但仍不能够全盘代替，因此需要强调“虚实结合，能实则不虚”的原则[8]。

3.2 教学资源的开放分享程度不足 “中心”应具有前瞻性、示范性与扩展性，并且可实现在校内外的数字教学资源的共享，进而推进多学科教育以及医学整体教育的进步，但是目前几乎全部国内高校的教学资源只开放于本校学生[9]，对本区其他高校或者更广地域的高校，则没有起到显著的演示与辐射作用，更难提及共建与共享资源。内蒙古医科大学“中心”的建设应以提升教育质量，培养学生临床思维素养与创新实践素质为目标，重视且强调实现数字教学资源的“开放与共享”，坚持深度融合现代化、信息化技术与医学的教学改革，不断推进教学模式的改革，革新管理体制，提高医学的教学水平。

4 结语

虚拟仿真数字资源是目前建设国内外高校信息化教育的首要内容，建立虚拟仿真教学的地位，形成新的一体化实验教学体系，即“虚实互补，能实则不虚”，是今后致力教改的方向。因此，依据医学院校人才的培养方案以及各学科的专业目标定位与教学特点，应该继续完善虚拟仿真实验的内容，既防止重复建设实验项目，还要重视实验项目的更新扩展能力，合理配置实验室系统[10]。同时，借助校内外教学基地、专家和公司的研发技术力量，依据中蒙医学科的优势与特色不断完备现有数字资源，逐步创建资源丰裕、高效共享的蒙医学虚拟仿真实验教学平台，并且不断革新固有的教学模式，使医学课程真正地形成不受时空制约的开放课程[11]。