元宇宙在临床医学学术学位硕士研究生培养中的应用探索

孙笑影，崔雯菁，韩 冰

（哈尔滨医科大学附属第二医院研究生部，黑龙江 哈尔滨 150000）

1 研究背景

教育与信息技术深度融合发展，是高等教育信息化发展的远景目标。大数据、云计算、人工智能、区块链等信息技术的快速发展，加速了高校教育信息化。如何有效运用新型信息技术，实现与高等教育深入融合，支撑引领教育现代化，这是未来一段时间内亟待解决的问题。元宇宙作为多种新技术的混合体，其在教育领域的应用得到了重视，并衍生出教育元宇宙这一概念。医教协同背景下，临床医学学术学位硕士研究生（以下简称“临床学硕”）的培养存在重科研轻临床的现象，研究生阶段承担较重的科研任务，导致大多数临床学硕在毕业时面临着临床经验缺乏、技能生疏的困境。将元宇宙引入临床学硕的培养中，有望解决这一困境，通过重塑学习环境、革新教育方法等，在培养临床学硕科研能力的同时提升其临床实践技能，并使临床学硕在了解临床现状的基础上进行科研工作。

1.1 元宇宙的概念

在尼尔·史蒂文森（Neal Stephenson）于1992 年撰写的科幻小说Snow Crash 中，元宇宙的概念首次被提及；2021 年Roblox公司上市宣称打造早期的元宇宙，同年10 月美国社交网络Facebook 更名为Meta，推动了元宇宙概念在全球热议[1]。然而，元宇宙作为一个不断发展、演变的概念，至今其定义尚未统一：（1）《2020—2021 年元宇宙发展报告》指出：“元宇宙是整合多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态，它基于扩展显示技术提供沉浸式体验，基于数字孪生技术生成现实世界的镜像，基于区块链技术搭建经济体系，将虚拟世界与现实世界在身份系统、社交系统、经济系统上密切融合，并且允许每个用户进行内容生产和世界编辑。”（2）王运武等[2]表示，从不同的视角分析元宇宙有不同含义，但总而言之元宇宙是数字化理念、是虚拟的数字空间和数字世界，其实现需要多种技术支撑。（3）蒲清平等[3]认为元宇宙并非虚拟世界，而是通过新技术融合虚拟与现实世界，并结合自己主观想象重构的虚实相融的现实镜像世界。（4）柳亮等[1]认为元宇宙可实现虚拟与现实世界间的自由切换，并从产业、文化、社会学、经济学、教育学等多视角分析元宇宙，为人们认识元宇宙提供了新的认知方法。综上所述，元宇宙可以理解成是一种整合多种新技术的互联网新形态，是基于各项技术支撑所构建的平行于现实世界的“虚拟+现实”融合空间。

1.2 元宇宙的特征

关于元宇宙的特征，学者持有不同看法。（1）张阿雲等[4]认为元宇宙有虚实融合、开放式创造与交流、智能数字化集合、线上线下一体化等特征。（2）Roblox 公司提出“元宇宙”具有三大属性和八大基本特征：代表个人属性的身份、朋友；代表空间属性的沉浸感、低延迟、多元化、随地；代表社会属性的经济和文明。（3）还有学者[5]认为元宇宙具有高度自由、高沉浸感、新的社交交流空间的特征。当前教育界广泛使用的在线办公、在线会议、在线学习等仅作为二维的互联网教育，不能视为教育元宇宙。

2 教育元宇宙的概念及特征

2.1 教育元宇宙的概念

教育元宇宙可被视为由元宇宙相关技术增强的教育环境，这些技术融合了虚拟和真实教育环境的元素[6]。它使学习参与者不受时空限制，通过穿戴设备进入教育环境，并允许他们使用数字身份在元宇宙中进行具身交互，有助于学习资源的共享和学习体验的提升。

2.2 教育元宇宙的特征

蔡苏等[7]研究指出教育元宇宙至少具备3 个核心特征：（1）社会交互性，为师生提供更多互动机会、促进学习资源的分享；（2）体验沉浸性，学生在三维空间里可通过嗅觉、触觉、听觉等感受教育内容，极大地提高了虚拟世界的真实感和沉浸性；（3）活动多元性，教育元宇宙中的用户可根据自己的需求设定学习环境、学习方式、学习活动等。其他研究同样表明[6]，相比于传统的线下教学和基于电子屏幕的远程学习，教育元宇宙具有独特特征：一是可视化和多样化的教学资源，使得学习者能够交互；二是更容易促进学习者发展高阶认知的学习目标；三是结合形成性和总结性数据进行学习评价，更加关注学习者的成长。

3 教育元宇宙的理论基础及应用案例

3.1 教育元宇宙的理论基础

具身认识理论、分布式认知理论和沉浸理论为教育元宇宙的发展提供了理论启示[8]，见表1。

表1 教育元宇宙的理论基础Table 1 Theoretical basis of educational metaverse

3.2 教育元宇宙的应用案例

教育元宇宙得到了广泛关注，应用案例大体可分为两大类：开展教学与培训、建立虚拟实验室，见表2。

表2 教育元宇宙的理论基础Table 2 Theoretical basis of educational metaverse

4 临床学硕培养面临的问题

2014 年教育部等六部门印发了《关于医教协同深化临床医学人才培养改革的意见》（以下简称《意见》）。《意见》指出要着力推进与住院医师规范化培训有机融合的临床医学专业学位硕士研究生（以下简称“临床专硕”）培养改革，2015 年后统招的临床专硕纳入住院医师规范化培训，经过3 年临床轮转及考核后实现毕业证、学位证、执业医师资格证、住培合格证“四证合一”。临床专硕经过规培，具有研究生和“临床小医生”的双重身份，从务实角度而言，考生及医疗机构均更倾向于临床专硕。

相比之下临床学硕培养面临诸多问题[12]：（1）考生的认同度普遍较低。除对科研有浓厚兴趣的考生外，大多考生因临床专硕竞争压力大而报考学硕，考生的生源质量低、读研动机不明确。（2）科研与临床难平衡。临床学硕注重科研能力的培养，各类课程的设置和培养方案的制定均偏向于完成科研项目，但对于医学研究生而言，临床实践技能的提升也不容忽视，因此读研期间二者很难平衡。（3）就业压力大。医疗单位招聘时更倾向于临床专硕，而高校及科研机构等更倾向于学术型博士，临床学硕面临两难的就业局面，就业前景堪忧。（4）培养成本相对较高。研究生期间，大多数临床学硕以完成科研项目为主，但科研思维和科研能力的培养需要较长时间，且毕业后需进行3 年的规范化培训才可进入临床，因此学硕的培养成本高，但回报收益低。

科研始于临床又应用于临床，二者的有机平衡才能提高医疗水平。因此在培养临床学硕科研能力的同时，应加强课程建设，创建更多实践平台，缓解临床学硕实战时的不适感、紧张感，从而缩短其毕业后规培时间，降低临床学硕的培养成本。

元宇宙在医学教育领域的应用，有望解决临床学硕面临的诸多问题。可将临床学硕进入元宇宙的学习设为选修课程，因教育元宇宙不受时空限制的学习方式，使得选修课程设置具有可行性。沉浸式体验感可帮助临床学硕在未进行临床轮转的情况下，也能深入了解临床管理、查房、手术操作等实际临床情况。根据科研需求，切换不同科室学习环境，多角度学习和多学科见习交叉渗透，有利于科研思维的培养和科研能力的提升。

5 元宇宙在临床学硕培养中的应用探索

将元宇宙应用在临床学硕的培养中，可增强临床学硕的体验感，激发学习热情，进而提高临床学硕的实践能力。教育元宇宙的应用可填补临床教学资源紧张的短板，平衡临床学硕的科研能力和实践技能，进而有望改善临床学硕面临的现状。

5.1 实施路径引导

5.1.1 社会层面（1）政府政策支持引导。数字化教育逐渐成为医学教育的热点，各地政府也出台了相关政策。上海市电子信息产业发展“十四五”规划和电子信息制造业发展“十四五”规划等相关政策都大力支持元宇宙相关技术的发展；浙江省将元宇宙列为未来产业技术的重点方向；江苏省无锡市的《太湖湾科创带引领区元宇宙生态产业发展规划》等强调要推动元宇宙技术在多领域的深度应用[2]。利用政府的宏观政策使学校、企业更加注重元宇宙这种新型教学模式，进一步推动教育元宇宙的发展。（2）“政府—企业—学校”三方合作共赢。政府的政策支持、企业的资金和技术投入以及高校的高端人才输出，三者的交叉融合共同推动了教育元宇宙的发展[13]。在政策出台的契机下，应抓住机遇，建立紧密的校企合作和校际合作关系，融合学生需求，构建基于元宇宙时代的临床学硕的轮科实践教学资源平台，从而推动医学教育向智能化阶段迈进。

5.1.2 学校层面（1）教学管理。元宇宙将对教学的多个方面产生影响，突破原有的教学形式、教学体系和教研体系等[14]。首先，应建立元宇宙教学的规章制度和行为准则，例如临床学硕在切换轮转科室前，需向管理人员提出申请。其次，应建立元宇宙式教学质量和教学效果反馈体系，重视对教学过程和教学效果的数据分析，并注重过程性评价。此外，转变教学模式，由传统的灌输式转为自主学习式，以有效提升学生的学习热情和创造力。（2）教师。首先，需进行师资队伍培训。在教育元宇宙中，教师的角色不再是传统意义上的单一教授者，而是引导者、参与者和陪伴者，因此教师要适应这种身份的转变。加强教师对于元宇宙相关知识和技术的培训，更利于专业知识与元宇宙、智能化相结合[15]。其次，需创建学习资源。学习资源是学习的根本，教师在元宇宙中可动态掌握资源、筛选资源和整合资源，以创建出满足学生实际需求的学习资源。（3）学生。首先，元宇宙提供了临床轮转的全新体验，高沉浸体验使学生专注力集中，还可有效降低高成本、高难度等操作带来的风险。不同场景下的学习者可以相互交流，不断加强临床思维和批判性思维的培养[16]。其次，元宇宙可对学习情况进行智能分析，以提供个性化的学习场景或学习资源，学习者可以得到实时反馈。为临床学硕提供有针对性的实践平台，提升其自主学习能力。

5.2 教学模式设计

元宇宙利用区块链、人工智能、网络及运算技术、交互技术、电子游戏技术和物联网六大技术优势，突破教育的时空界限，提供全真虚拟学习平台，进而探索全域一体化综合教学模式[16]。具体来说，教师和学生共同讨论后，将现实学习内容、学习场景上传到边缘云服务端，在六大技术的支持下形成元宇宙世界的学习资源，学生通过脑机设备沉浸式体验，并在虚实情境中进行智能交互，最终产出学习成果，如图1 所示。例如，教师可模拟医院或社区等真实场景导入虚拟教室中，学生进行虚拟仿真的临床实践操作，切实做到理论与实践结合，且临床学硕可在各个虚拟仿真科室进行轮转学习，在不影响培养科研能力的前提下，为临床学硕提供更多实践操作平台。

图1 元宇宙在临床学硕培养中的教学模式设计图Figure 1 Design diagram of teaching model for metaverse in clinical academic master's training

6 挑战与展望

尽管教育元宇宙有诸多优势，但教育元宇宙从 “概念”到“落地”仍需全面考虑现存的各类问题：（1）缺乏系统规划和评估机制[7]。尽管我国对于元宇宙的发展应用已出台各类纲领性政策的支持文件，但对于不同学科、不同学段培养如何与教育元宇宙结合，尚未形成系统规划和统一方案，同时其应用效果缺乏相应的考核标准和评估机制。（2）技术尚不成熟，设备不够完善。目前教育元宇宙底层核心支撑技术仍有很多难点有待突破，如普及5G 网络、增强虚拟现实的沉浸感、强化增强现实的虚实融合等。此外，眼镜、头盔等各类设备不够便携，长时间使用穿戴设备后可能出现头晕等症状，甚至出现设备掉落等危险情况[6]。（3）隐私和数据安全问题。元宇宙世界的高匿名性特点，使用户更容易接触犯罪活动（诈骗、泄密等），并可能侵犯学习者的隐私权。由于元宇宙允许用户收集面部影像、消费记录、交易信息等详细数据，因此保护数据安全至关重要。（4）存在伦理风险。元宇宙的高自由度使得不同身份群体均可进入教育元宇宙，不同价值观和意识形态的碰撞可能引起跨国家、跨种族、跨宗教等潜在的伦理挑战，因此需通过法律、相关制度等加强公民意识的道德教育。（5）成瘾性。教育元宇宙因具身交互、高沉浸体验等特点，容易让缺乏自制力的学生陷入成瘾状态，这一风险需要给予高度关注，以防因技术带来的虚假精神满足。

教育元宇宙作为视觉沉浸感、具身体验交互的最高形态，更易激发学习者的创新思维，发展前景乐观，将对医学教育产生深远影响。为解决存在的问题并结合医学教育的特点，提出以下新展望：（1）扩展教育教学虚拟场景应用。教育元宇宙可有效整合国内外各类教学场景和资源，从而创建出高性能一体化的学习场景[17]。（2）形成系统规划和评价体制。①要深入调研以了解不同专业对于教育元宇宙的需求，并开发相应的课程等，以调动市场的积极性进而推进教育元宇宙的发展。②结合学科特色和培养目标，形成统一方案，然后选取本领域前沿学校或机构推进试点工作，同时制定评价和反馈机制，以不断改进和完善实施过程中的不足之处。（3）加强与技术部门的协作。教育元宇宙的发展离不开技术的支持，突破各项技术难题将加速其应用。与技术部门的有效协作可保护用户隐私权和数据安全，利于营造良好的学习空间。（4）注重人文关怀，加强医德医风教育。教育元宇宙仍要保持以人为本的理念，在传道授业解惑的基础上加强医德医风建设，增强学生的责任感和使命感，在高度自由的元宇宙世界恪守伦理道德，守住医学生的底线。

7 结语

基于临床学硕培养中亟须提高实践技能的现状，从元宇宙的概念和特征展开，陈述教育元宇宙的理论基础及目前的应用案例，设计元宇宙应用于临床学硕的教学模式，为临床学硕提供一种新的培养模式。同时，客观审视教育元宇宙面临的挑战和发展前景，规避资本与技术的结合对教育产生异化的风险，坚持现实导向和以人为本的教育理念，进一步探索元宇宙的积极作用。