虚拟仿真教学平台在诊断学实验教学中的探索与思考

2024-03-21扎西卓玛

中国继续医学教育 2024年1期

扎西卓玛

在医学专业中，诊断学既是基础学科也是与其他学科专业连接的桥梁学科，课程涉及的教学内容包括问诊、身体检查、心电图测试以及穿刺技术等，是医学生必须掌握的知识和核心技能[1]。但以往的教学模式存在显著的局限性，无法满足日益提升的教学需要和标准。虚拟仿真教学平台能够规避以往诊断学教学中教学效果以及质量的不足，在此教学平台的支持下，整个诊断教学更具实效。尤其是实验教学，学生的诊断技能和学习质量能得到显著提高。虚拟仿真教学平台能够弥补以往教学中的弊端，借助各种先进的设备和信息数据实现“真实”学习氛围，对提升学生学习效果有积极作用。

1 医学诊断学教学的挑战与虚拟仿真教学平台的优势

随着社会的不断进步和发展，患者的自我保护意识也越来越强，医学诊断学教学无法进行实地、实体的操作练习，导致学生无法掌握这一科目知识的具体技能和内涵[2]。同时医学专业人数不断增加，与临床教学资源之间的平衡被打破，诊断学教学面临严峻的发展困境[3]。基于这一现状，催生了很多新型的教学技术以及教学模式，其中虚拟仿真教学平台就是现阶段医学教学中较为先进且常用的教学手段，该教学平台主要借助计算机技术和仿真技术创造出一种具有视觉、听觉、触觉以及视觉等多种感官体验的“学习感受环境”，学生在此环境中身临其境地感受和体验诊断学的临床操作。

2 虚拟仿真教学平台发展面临的困境

2.1 建设费用高昂，维护成本过高

虚拟仿真教学平台中的很多设备价格高昂，如穿刺模型、心肺腹触模型、高级综合模拟人（emergency care simulator，ECS）等，价格基本在几十万到几百万不等，而且后期的维护费用也非常高。许多设备购进后不注重科学地使用与管理，部分设备出现老化或者反应不灵敏的现象，导致教学质量降低。为保障教学实效必须购买和更换新设备，高昂的购买价格以及后期的维护都会使得这一教学技术难以在医学专业教学中进行推广[4-5]。

2.2 对教师计算机素养及能力要求较高

虚拟仿真教学平台的教学主要借助计算机技术进行，在诊断学实验教学中，病例的设计、三维建模等都是教学中的重要内容。相较于其他教学平台，三维建模能够帮助学生更直观、清晰地了解诊断教学中的具体内容，但是此部分内容的建设难度较大，对教师的计算机能力要求非常高，部分教师无法掌握和熟练应用计算机技术，也会影响整体实验教学质量[6-7]。

3 虚拟仿真教学平台在诊断学实验教学中的重要性

3.1 有助于提高诊断学教学质量和学生学习效果

虚拟仿真教学主要借助计算机技术为学生建立模拟诊断学实验教学的场地和情景，能够将诊断学中的知识重点和难点进行整合，引导学生在创设的“真实环境”中学习，将知识中的难点和重点转变成可视化、具体、形象的知识内容。学生在仿真的学习环境中能够更加有效地掌握诊断涉及的设备以及应用方法，实验教学质量显著提升[8]。虚拟仿真教学平台还可提供实时反馈和评估，学生可通过虚拟平台了解自身的不足之处，及时纠正和改进，有利于提高学习效率和学习质量。除此之外，虚拟仿真教学平台可以根据学生的不同需求和学习能力等因素，提供个性化的学习内容和学习方式。这种个性化的学习方式有助于更好地满足学生的学习需求，提高学习效果。学生可根据自己的具体情况选择不同的实验项目以及项目难度，开展自主学习活动，有利于更好地激发学生的学习兴趣和积极性。

3.2 有助于拓展学生的知识视野

随着医疗水平的不断提高，很多疾病谱发生了较大的变化。同时部分疾病有较为显著的季节性和地域性特征。受到上述因素的影响，学生的知识会被局限于课本中。在虚拟仿真教学的支持下，学生能够在虚拟的学习情境中更好地认识和掌握这些疾病的典型症状，帮助学生加深印象和理解。虚拟仿真教学平台可集成教材、视频、模拟实验等教学资源，学生可结合自身学习需求和兴趣等选择学习内容，帮助学生在学习课本相关知识的同时，了解更多的实际应用和案例，拓宽学生的知识视野[9]。

4 虚拟仿真教学平台在诊断学实验教学中的应用

4.1 加强计算机模型以及智能模拟人建设

随着人们生活意识以及观念的改变，能够支持进行诊断学实验教学的患者数量越来越少，学生的诊断技能的掌握因此受到较大影响[10-11]。为了解决这一教学困境，应注重建设以计算机为基础的模型以及模拟人。例如体格检查是诊断学实验教学中的重要内容，也是学习难点，特别是心肺听诊，学生的学习掌握具有较大的难度。在以计算机为基础建设的模型中，能够将心肺系统直观、具体地展现出来。穿刺是诊断中的难点和重点知识，对学生的操作要求较高，借助模拟人，学生能够实现腰椎、腹膜腔、脊髓穿刺术等实际操作，特别是在进针的过程中，模拟人的效果与真人相差无几，产生的阻滞感以及落空感都比较真实，再加上模拟人中还有人造腹水和血液等，一旦穿刺部位出现错误，其产生的反应与真人相同，学生也能够由此了解到操作失误，便于及时改正[12-13]。在模型和模拟人的支持下，诊断学实验教学更具实效。

4.2 重视标准化病人教学体系的应用和完善

标准化病人（standardized patients，SP）是医学专业中重要的教学模式[14-15]，当前我国采用SP 教学模式的学校较少，但由于诊断学实验教学中的临床互动患者数量逐渐减少，为保障实验教学的质量，部分学校开始注重自身SP 的建设，所涉及的人群也越来越广泛，例如学生或没有医学背景的社会人群等，其中学生的参与可显著降低相应费用支出，教学质量也得以提升。在进行实验教学时，涉及的SP 主要是进行病史采集和体格检查等，学生可以借助自身的专业知识进行判断，在与SP的交流中，学生能够锻炼和优化自身的人文关怀能力，掌握的诊断学知识也更加全面，对其日后的发展有非常积极的影响[16-17]。

4.3 优化学生诊断学实验教学在线学习和考核

床旁见习是诊断学实验教学中的重要内容，但受到患者对自身的保护意识强化等因素的影响，学生在见习过程中难以进行旁听和学习[18]。再加上一些疾病会受多种因素的影响，学生很难接触和诊断典型病例，仅能够通过患者的病例报告或者影像图片学习，无法在实际诊断中亲身体会典型的临床症状和特征，限制了学生诊断素养的提升[19-20]。结合虚拟仿真教学平台，能够使学生在较为逼真的环境中认识和了解更多典型病例，对提升学习实效有积极的作用。学校可以依托附属医院的治疗资源进行教学环境创设，通过完善和健全医院以及学校的信息化系统和局域网，建设以病例为基础、以临床诊断治疗为导向的诊断学实验教学环境和平台，借助涉及的图片、视频以及其他多种模型的医疗信息资源，为学生创设适宜的实验学习环境，引导学生掌握和认识更多的病例。这样的教学既能够提升学生的诊断实验学习效果，同时也能够发挥附属医院医疗资源的优势。

传统的考核方式主要通过实验报告和实验成绩对学生的实验能力进行评估，但该类方式存在一定局限性。通过开展在线实验模拟、实验数据分析等方式，全面评估学生的实验能力和创新思维。同时，结合自动化评估系统可提供实时的评估反馈，帮助学生及时发现和纠正问题，提高学习效果。虚拟仿真教学是有组织、有计划、有评价系统的教学活动，与传统教学的灌输式教育有明显区别，建立了教师引导-师生讨论-共同总结-深化主题的双向和多项互动的模式，模拟临床实际情境作为教学计划设定和制定的基础，为学生制定有趣味性的教学方式，以及多元化的教学评价和有序的教学框架，确保教学顺利地开展。虚拟仿真教学以学生作为主体，教师在教学过程中不仅要完成知识和技能目标，还要注意学生在学习过程中的方法和态度等，这就要求教师在备课时坚持因材施教的原则，将理论和实践紧密联系，认真规划教学内容，制定教学计划，培养学生对问题的探究能力、实践和创新能力，确保课程的顺利开展。虚拟仿真教学以学生自主学习和思考为前提，应用探究式、自学式、讨论式、合作式等多种教学方式，这也要求教师自身具备全面的基础知识，在实践教学中不断改善教学方式，提高教学能力。在教学过程中，采用沟通和交往等方式为学生创建自主、合作的良好氛围，学生间能够互帮互助，关心对方，主动配合教师开展教学。教师在课前告知学生下一节课的教学内容，让学生养成提前学习的习惯，主动查阅文献，更有利于对知识点的掌握。此外，虚拟仿真教学平台为创新教学模式也提供了有力的技术保障。借助该平台，教师能构建真实场景的虚拟环境，让学生在安全、可控的条件下进行实践操作，提升学生实践能力。虚拟仿真教学平台汇集了众多教学资源，如教学视频、课件、实验数据等，便于学生自主学习及教师开展课堂教学。