基础医学教育阶段融合实验改革的优化

包丽丽，张子英，李雅静，张少杰，纳仁高娃，云齐乐木格，福 泉

（1.内蒙古医科大学基础医学院，内蒙古 呼和浩特 010059；2.内蒙古医科大学附属医院检验科，内蒙古 呼和浩特 010050）

2018 年教育部发布了《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》（以下简称标准），要求积极开展以“学生为中心”和“自主学习”为主要内容的教育方式和教学方法的改革，将科学研究活动作为培养学生科学素养和创新思维的重要途径，安排适当的综合性、设计性实验，积极开展有利于培养学生科研能力的活动[1]。综上所述，培养创新型医学人才是医学高校的教育理念。在新医科背景下，内蒙古医科大学将加快医学教育改革，致力于培养高素质创新型医学人才。安排综合性、设计性实验是培养医学创新人才的重要途径。基础医学融合实验具有综合性和设计性，是培养创新人才的关键。结合我校基础医学院近五年的发展态势及存在的问题，浅谈我院对临床医学专业在基础医学教育阶段欲进行的融合实验教学改革的设想。

高校在新冠疫情防控期间，理论课程实行在线教学，实现了“停课不停教、停课不停学”的目标[2]。理论课通过学习通、智慧树平台能较好实施，但实验课线上教学受到限制，需依赖于教育部实施的国家虚拟仿真实验平台才能实现。课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定人才培养质量[3]。目前平台的实验局限于某一学科，因此，建立一个适合我校培养创新人才的基础医学融合实验很有必要。实验教学多学科高度融合便于学生将理论运用于实践，在实践中发现问题、解决问题，用实验反哺理论。传统的实验教学不能实现临床医学、形态学、机能学、病原微生物学及免疫学等学科的大融合实验，而临床医学生在今后的职业中需要运用各学科知识，系统推理判断患者的病程变化。基于虚拟现实技术的基础融合实验课程，为学生系统学习医学知识和培养创新思维提供了可能。

基础融合实验教学方法的开展与实施基于“虚拟现实技术(virtual reality，VR) +线上线下混合+多学科融汇案例情景”的多元化教学模式。VR 利用计算机图形系统虚拟实验场景，模拟人机互动，提供沉浸式体验来解决医学问题。基于VR 技术开发的实验，可以让学生不受时间、仪器设备、实验试剂等条件的制约，反复模拟实验过程、优化实验步骤、分析实验结果，帮助学生更好地探讨、验证相关科学问题，使教学内容记忆更深刻、课堂氛围更生动、知识掌握更牢固[4]。临床课程应用VR 技术建立虚拟实践教学，使传统枯燥乏味的教学课堂充满趣味性，激发学生的学习兴趣[5]。由于基础医学融合实验是为培养高素质创新型医学人才而服务的，创新型人才要求学生具有自主学习能力，而线上教学为学生的自主学习提供了可能。线上教学主要依托学习通平台开展，并将积极向上的思政素材（文章、视频链接）放入课程，培养学生科学探究创新的精神和态度，树立“人民至上、生命至上”的情怀和理念[6]。线下采用选做动物实验和/或基于VR 融汇临床情景的基础医学融合实验，增强学生实践技能。基础医学融合实验为优化临床医学专业人才培养体系奠定基础，是基础医学教育阶段的实验教学改革设想。本文将综述该教学改革设想的研究目标、研究方法、促进教学工作的意义、特色和推广应用价值。现报道如下。

1 基础融合实验教学方法实施的研究目标

1.1 基础融合实验促进学生进行新模式、新常态的自主学习

基础融合实验结合以问题为导向的教学方法（problem-based learning，PBL）、案例为导向的教学方法（case-based learning，CBL），提高学生的学习兴趣，将理论联系实践，围绕信息化资源学习，培养学生主动发现问题的能力，培养学生创新思维；使学生的自主学习成为新模式、新常态，提升了教学质量和内涵。线下实验可供学生自主选择练习，增强学生动手操作能力。

1.2 建立基础融合实验，构建客观、标准的形成性评价，便于推广使用

基础融合实验要求基础联系临床，融合基础各学科知识，打破了教学过程中时间、空间和学科的限制。构建客观、标准的形成性评价，便于推广并使用基础融合实验。

2 基础融合实验教学方法

在实验课中引入“虚拟现实+线上线下混合+多学科+多平台融汇案例情景”的基础融合实验，卓越医师教改班学生随机分为传统实验教学组和实验组，以开课前考试成绩作为基线，确定组间可比性，并与其他线下教学分学科的实验教学模式进行对比。

通过分析学生的实验设计能力、后期的临床学习能力、自主学习能力、分析问题和解决问题的能力，综合评价对基础融合实验教学模式的认可度，初步形成多元化教学评价体系。

2.1 教学方法

传统实验教学组和实验组的教学目标、学时安排和教师相同，同期开展相同的实验教学内容。传统实验教学组的教学方法仍以形态学实验（包括组织胚胎学和病理解剖学）、解剖学实验、机能学实验（包括生理、病生和药理学实验）为模块，采用教师示教-学生联系-教师指导-学生回示+教学平台的模式，主要以线下教学为主。实验组采用“虚拟现实+线上线下混合+多学科+多平台融汇案例情景教学”的基础融合实验教学方法，实验组教学以基础医学融合实验为主、线下实验（选做实验）为辅的教学手段。

2.2 实施内容

搭建“虚拟现实+线上线下混合+多学科+多平台融汇案例情景教学”平台，实验组的参与者通过虚拟仿真介导现实第一人称视角，其他学生通过第三人称视角浸润性学习，以虚拟现实场景交互的方法进行教学。登录平台后，真实还原案例第一现场，激发学生学习的主动性，触动学生思考、体验，培养学生发现问题的能力[7]。本平台需要授课教师找到最适合的方式方法，实现教师学生双进步，教学创新、学习方式创新，提高学生学习效率，最终实现高效率的知识传播和传授[8]。

模拟临床接诊不同类型的休克患者，学生自行处理。当发现患者病情加重时，找到引起病情加重的问题，让学生带着问题进行实验操作。通过VR搭建相关的案例情景进行动物实验造模，通过病理结果和临床表现明确造模是否成功；通过病原学和免疫学实验明确病因，不同病因采取不同的处理措施。根据造模实验动物的阳性体征，结合病理生理学推演疾病的病变过程，推演抢救原则；根据药理作用机制选取救治药物，观察救治前后实验动物的体征变化。根据动物实验结果，处理VR 的休克案例，继续完成学生作为主治医生的角色接诊患者，进行问诊、查体、开辅助检查，推演休克的临床路径。操作结束后，重新练习另一种休克，通关后再让学生自行设计一个未练习过的休克类型，进行造模和抢救，考核通过后，随机抢救该类型休克的虚拟患者。操作结束后，系统自动生成评价和知识点回顾。线下动物实验设置为选做实验。

3 对教学工作和教学质量的影响

3.1 激发学生兴趣，促进学生自主学习，培养学生处理案例的思维

基础融合实验应用虚拟现实（virtual reality，VR）和增强现实（augmented reality，AR）技术，让实验过程形象、逼真、立体地演示出来，让学生身临其境，感到生命相托的崇高职业使命。在虚拟临床情景时，能发现自己的不足，激发学生自主学习的欲望。基础融合实验结合临床情景为学习临床医学课程提供方法。

3.2 通过基础医学各学科间的融合，提升教学效果，培养创造性思维

基础融合实验打破了教学过程中时间、空间和教师知识“天花板”的限制，为培养全方位发展的高素质医学人才提供了可能，为开拓医学生的创新思维创造了可能。

3.3 设计不同实验的临床情景，反复演练，提高临床操作技能

教师根据教学需求设计一些易错操作，促使学生发现错误操作带来的严重后果，避免临床出错。虚拟仿真实验可以反复演练，避免现实中的错误操作，最大限度地发挥虚拟资源的优势。基础融合实验培养学生处理不同类型休克的能力，培养学生处理疾病的临床思维，增强学生分析问题和解决问题的能力。

4 基础融合实验的特色和创新

（1）基础融合实验教学方法融汇案例情景提升了学生的临床体验，培养了学生发现问题的能力，便于学生带着问题学习实验原理、实验步骤及技术要领，激发学生的学习动力；

（2）基础融合实验课程能培养医学生综合运用基础医学知识，进一步推动基础医学教学方式与教学内容的改革，提高学生分析和解决问题的能力，提高学生自主学习的能力；

（3）基础融合实验搭建了联合各基础学科的虚拟教学平台，引入虚拟现实体验，利于衔接基础医学课程与临床医学课程的教学内容，提升临床学习能力和操作技能。

5 基础融合实验的推广应用价值

（1）作为系统教学的整合实验课，同时又可以拓展为平行班的实验课；

（2）可作为基础医学过渡临床医学课程的阶段考察内容；

（3）可作为临床本科生（分为对照组和研究组）和研究生（分为对照组和研究组）的科研思维启发课程和综合思维拓展的训练课程。

由于基础医学教育阶段未接触临床，可通过构建临床情景进行启发式教育。基础医学融合实验在学习机体正常形态和功能后，复制动物疾病模型研究疾病的病理生理学变化过程及伴随的病理学结果，明确病理机制后选取合适的药物治疗，从动物实验追溯到临床情景推演临床路径，为学习临床课程打基础。我校现有的形态数字化教学平台、人体解剖学虚拟教学平台以及国家医学虚拟仿真实验平台便于建立基础医学融合实验。

基础医学融合实验通过试错环节，引导学生回顾分析错误的原因，找到改进措施；通过选做动物模型实验，验证虚拟实验步骤和结果，为学生创造动手机会；通过多学科融汇情景教学为学生处理临床案例提供体验，有利于培养学生的临床思维，符合医学教育国标课程计划的要求；基础医学融合实验模拟临床情景有助于提升学生实践技能。实践技能是执业医师考试的第一关考试，对提高考试通过率、促进现代医学教学改革具有十分重要的意义[9]。本实验的开展将提升课程的高阶性，突出创新性，提高挑战度，实现虚拟建设标准的“两性一度”，为搭建更多的医学教育综合实验平台提供经验。