虚拟仿真实验教学在“预防医学”课程教学改革中的应用研究

岳 嘉，张 艳，李金娟，裴凌云，王新华

（甘肃中医药大学公共卫生学院，甘肃 兰州 730000）

在2018年新时代全国高等学校本科教育工作会议上，教育部明确提出要“淘汰水课”“打造金课”，并启动了建设10 000门左右国家级一流课程和10 000门左右省级一流课程的“双万计划”[1]。根据教育部《关于一流本科课程建设的实施意见》（教高〔2019〕8号），“金课”包含线上一流课程、线下一流课程、线上线下混合式一流课程，虚拟仿真实验教学一流课程和社会实践一流课程五种类型[2]。虚拟仿真实验是一种利用互联网、虚拟现实等信息技术，通过构建虚拟实验场景、实验内容、操作对象，以及灵活多样的交互环节，使学生可以不受时空限制进行在线实验的一种全新的教学手段和教学方式[3-6]。因此，建设高质量虚拟仿真实验教学课程是发展高质量高等教育的具体任务，是创新人才培养方式、实现“智能+教育”的具体举措[7]。

“预防医学”课程是面向临床医学、中医学、中西医结合、针灸推拿学、护理学等专业开设的专业基础课程。根据国家虚拟实验项目“重点解决真实实验项目条件不具备，涉及高危环境”问题的建设精神，我们教学团队选择严重危害人类健康和生命的烈性传染病，且仍有散发流行、难以实现“真实实训”、彰显甘肃疾病防控优势的自然疫源性疾病——鼠疫进行仿真实验。甘肃有3块2类鼠疫自然疫源地，面对因动物间鼠疫活跃且疫点逼近人口密集区、人口流动日益频繁等因素，造成人间鼠疫存在爆发的风险，已建立了防控鼠疫的疫情监测、预警、报告及处置技术工作的体制机制，形成了鼠疫防控的优势。因此，在面向全校各类医学专业的“预防医学”中开设虚拟仿真实验内容，既能突出地域特色，又能应时代需求推进医教协同，强化岗位胜任能力。

1 虚拟仿真实验开设的必要性

1.1 甲类传染病具有高危性，在专业实践中防控技术操作不可逆

鼠疫是《中华人民共和国传染病防治法》规定的甲类传染病，具有传染性强、传播速度快、病死率高的特点[8]。我国鼠疫疫情上升势头得到遏制，但人间和动物间鼠疫疫情持续存在，鼠疫死灰复燃的风险不能排除。作为甲类传染病，学生在专业实践中见到鼠疫的概率较低，难以通过真实的鼠疫防控过程完成甲类传染病应急能力训练。

1.2 鼠疫防控技术具有地域优势，促进“医教协同”育人

针对教学难点，本着深化“医教协同”，提升教学质量的原则，联合甘肃省疾病预防控制中心技术力量，依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通信等技术[9-10]，构建高度仿真的人间鼠疫突发的虚拟实验环境。

2 虚拟仿真实验的教学内容及应用情况

2.1 虚拟仿真实验教学内容

本实验根据医院鼠疫上报流程，现场流行病学调查及相关技能，实验室检查，制定防控方案，疫点、疫区卫生处理5大虚拟情境，创设了14个交互式情境教学过程，学生可借助鼠标切换不同场景，选择不同角色，操控3D虚拟人完成突发人间鼠疫的应急处置任务，并回答相应的问题和撰写疫情处理报告。其中虚拟仿真实验2学时，回答相应的问题和撰写疫情处理报告1学时，共计3学时。根据甘肃人间鼠疫典型防控案例的经验，构建高度仿真的人间鼠疫突发的虚拟实验环境，通过设计知识点，学生分别以临床医生、疾控医生的身份，通过浸入式、交互式等学习方式，完成鼠疫诊断、疫情报告、传染源管理、流行病学调查、标本采集、个人防护、环境消杀、密切接触者追踪管理、疫区处理等操作。最后，教师根据系统记录学生参与情况和过程给评分结果，形成即时性评价和综合性评价，达到培养学生处理甲类传染病应急处置能力的目的。

2.2 虚拟仿真实验的应用情况

本实验在临床医学、中医学、中西医结合、针灸推拿学、护理学等专业二、三年级本科生中均有开设，并在疾控中心相关人员中推广应用。截至2023年4月31日，共有2 870人参与实验，其中临床医学专业本科生1 154人、中医学专业本科生639人、中西医结合专业本科生496、针灸推拿学专业本科生235、护理学专业本科生296人，疾控中心相关人员50人。实验通过率82.6%，成绩优秀占比61.74%。

笔者以所带班级为例，以本校护理学本科2020级和护理学（涉外护理特色班）本科2020级，共计94名学生为研究对象，2个班级为随机分班，没有组间差异。采用抽签法随机选取护理学（涉外护理特色班）本科2020级（48人）作为对照组，护理学本科2020级（46人）为试验组。其中对照组授课采用的传统教学法，试验组授课采用虚拟仿真实验教学。同时为保证教学同质化，涉外护理班进行试验后，再对学生进行虚拟仿真实验教学。针对学生实验汇报及疫情处置分析报告的得分情况，统一标准，给予相应的分数。

2.3 数据录入与统计分析

数据采用Excel 2020双人录入，采用SPSS 26.0软件进行数据统计分析，计量资料用±s表示，2组比较采用独立样本t检验，2组前后比较采用配对样本t检验，检验水准α=0.05。

3 结果

两组学生实验成绩比较，用独立样本t检验，试验组学生的实验汇报及疫情处置分析报告成绩均高于对照组，且差异具有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 两组学生实验成绩比较

4 讨论

虚拟仿真实验教学已成为高校实验室建设和实验教学改革，特别是公共卫生实验教学未来发展的必然趋势[11-12]。本实验通过虚拟仿真实验教学项目，使得医学类专业学生掌握及时发现疫情，规范、有效处置疫情的技能，继而帮助学生树立预防为主的理念，提升其应对突发甲类传染性疾病的应急能力和水平，为以后的工作和学习奠定扎实的基础。同时，虚拟仿真实验也可在各级疾控中心开展鼠疫日常训练中得以应用和推广。虚拟仿真实验教学推进了现代信息技术与实验教学项目深度融合[13-14]，打破了传统教学中甲类传染病的教学受时间、地点、人力、物力、财力等限制，拓展了实验教学内容的广度和深度，延伸了实验教学的时间和空间[15-17]，提升了实验教学质量和水平。本着深化“医教协同”，联合甘肃省疾病预防控制中心技术力量，依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通信等技术，打破固有课堂边界，构建“设计+学习”的新型课程教学模式。推动终身在线学习，鼓励发展以学习者为中心的智能化学习平台，提供丰富的个性化学习资源，创新服务供给模式，实现终身在线学习和职业再教育。■