浅谈新医科背景下的医学虚拟仿真教学师资队伍培训

2024-06-04王方辉张俊花张云涛孙丽华

基层医学论坛 2024年10期

王方辉张俊花张云涛孙丽华

【摘要】为进一步提高滨州医学院医学虚拟仿真教学师资队伍培训水平，探究新医科背景下的医学虚拟仿真教学师资队伍培训，就新医科下的医学虚拟仿真教学师资队伍培训的必要性、虚拟仿真技术的定义、医学虚拟仿真技术的现状进行了阐述，以滨州医学院虚拟仿真技术及实验平台为例，就如何提高医学仿真技术培训水平进行实施路径分析。高校虚拟仿真教学师资培训仍存在很多问题，为进一步更有效地提高师资队伍培训水平，更好地服务于新医科背景下的广大医疗团队建设，提出了一些改進方法。

【关键词】新医科；虚拟仿真；师资培训

文章编号：1672-1721（2024）10-0004-03 文献标志码：A 中国图书分类号：R4；G642

新医科建设是教育强国、健康中国战略的重要组成部分。2020年9月，国务院办公厅印发《关于加快医学教育创新发展的指导意见》，提出“把医学教育摆在关系教育和卫生健康事业优先发展的重要地位，立足基本国情，以服务需求为导向，以新医科建设为抓手，着力创新体制机制，分类培养研究型、复合型和应用型人才，全面提高人才培养质量，为推进健康中国建设、保障人民健康提供强有力的人才保障”[1]。这一重大部署吹响了新时代我国新医科建设的号角。加强研究型、复合型和应用型医学人才培养，全面提高人才培养质量，是新医科建设的出发点和落脚点。推进“新医科”人才的培养，对师资水平提出了更高的要求。随着新技术涌入课堂，医学教育已经发生了革命性的变化。现在，新技术进入了临床领域，用以教育医生和其他卫生专业人员，在攻读学位、研究生培训、执业医师继续教育方面大有作为。在医学教育中，虚拟仿真技术是一种新型的教育技术，是一种传递信息和增强医者体验的手段，用于改善有意义的学习活动流程和资源，有助于传递信息和改善体验，创造了一种模拟现实世界的环境。新医科背景下的虚拟仿真教学已成为师资队伍培训的一种趋势。本研究探索如何更有效地提高虚拟仿真技术的应用水平，从而更好地服务于广大医疗团队。

1 虚拟仿真教学综述

虚拟仿真（virtual reality）教学是一种探索与发现的模式，借助多媒体信息化辅助教学，为学生提供视觉、听觉、触觉等感官的模拟，使学生如同身临其境，对所学的知识进行融会贯通并学以致用，提升学生的学习兴趣，从而提高教学质量[2]。虚拟现实是近年来在卫生领域得到广泛应用的一项新技术，被应用于各种疾病的临床诊疗与教学中。虚拟现实技术使用计算机模拟外围世界，通过接收器进行通信，整套系统由输出工具（视觉、听觉、触觉和电力发射器）、输入设备（鼠标、追赶器、手套等）、虚拟环境的图形制造系统以及信息软件组成。在虚拟环境中，可以根据疾病类型和个人特征，如持续时间、严重程度和反馈类型等，进行个性化虚拟仿真设计。医疗环境的紧张及资源极度紧缺，使学生共同参与治疗的机会越来越少，学生不能真正掌握实践技术，不利于后期成长。积极探索和应用虚拟仿真教学系统已成为未来医学教育的发展趋势[3]。医学是一门强调实践的学科，实验操作及临床实习是医学教育的重要组成部分。学习成果直接关系着医学生成为临床医生的诊疗技术水平。受制于医疗教学资源的缺乏，学生全面参与实践的机会难得，不利于激发学生的积极性与主动性，难以培养出色的医学人才[4]。医学生见习时间有限，接触的手术次数较少、暴露于罕见疾病的机会有限、临床培训场所的短缺，影响了培训效果。患者安全是推动虚拟仿真技术推广的另一个关键因素。众所周知，由经验不足的外科医生进行手术效果较差。虚拟仿真技术可以作为一种替代设置，例如使用虚拟仿真技术培训外科医生，在医学教育中发挥更大作用。与接受传统方法训练的医学生相比，接受虚拟现实训练的医学生有更低的性能误差和更高的准确性。与传统训练方法相比，虚拟仿真教学可以解决资源稀缺、降低教学成本、还原真实场景等问题。因此，在当前“互联网+”时代，虚拟仿真教学已成为高等医学院校教育改革的重点研究方向。

2 医学虚拟仿真教学的国内现状分析

将虚拟仿真教学课程建设与企业融合，涉及大数据、人工智能、3D打印等新技术，紧跟时代发展步伐，符合“新医科”教育需求[5]。积极“引企入校”，搭建合作平台，既为教师、学生提供真实的实践环境，又为企业生产经营服务，加强了企业的研发实力，促进了企业的科技进步和技术创新[6-7]。医学虚拟仿真实验教学中心坚持“科学规划、虚实结合、共享资源、持续发展”的指导思想，以提高学生创新精神和实践能力为宗旨，以共享优质实验教学资源为核心，以分阶段建设具有滨州医学院特色的虚拟化、信息化实验教学资源为重点，持续推进实验教学虚拟化、信息化建设，推动实验教学改革，为高素质应用型人才的培养提供保障。每个模块都通过模拟工具提供内容，提高对信息的利用，让学生学习概念及现实案例。随着学生在每个模块中的进步，学生的知识和认知复杂度逐渐增加。在大多数模块的学习中，学生是从基本的认知类型（事实认知和概念认知）转向程序认知。基于跨专业团队的模块需要元认知，这是最先进的认知类型。所有模块都从记忆和理解开始，这是学习的2个最低层次。虚拟仿真模块在分析和应用所学知识方面取得进步，而基于多学科团队的模块提高了对评估过程的信心。这是因为学生需要根据特定的学习标准和实际情况进行批判性评估和判断。国内医学虚拟仿真教学可以借助于具有实力的公司为高校建设优质教学资源，以教育信息化推动教育现代化，促进教学质量提升，推动教学模式改革和创新。教育部认定的具有资质的公司往往拥有教学研究、视频现场拍摄、汇总制作、虚拟仿真等技术开发团队，为学校提供全方位的教学资源建设服务和在线教学解决方案，可协助学校开展宣传片、微课慕课、动画设计、虚拟仿真、虚拟现实、增强现实、实训室等建设性服务。

3 滨州医学院虚拟仿真教学现状分析

滨州医学院医学虚拟仿真实验教学中心建设历经整合资源加强建设、加大投入巩固建设、资源共享强化建设3个阶段，在现有3个省级实验教学示范中心（医学基础实验教学示范中心、临床技能实训中心、口腔医学实验教学中心）的基础上，建成了包括基础医学、临床医学、口腔医学、护理学和中医学五大平台的医学虚拟仿真实验教学中心。虚拟仿真教学项目组积累了丰富的教学经验，秉承以学生为中心的教学理念。项目组成员多年来一直从事虚拟仿真教学和科研工作，先后承担了临床医学、生物医学工程、药学、生物技术等专业的系统虚拟仿真教学工作。以口腔科虚拟仿真教学师资为例，课题组在工作中做了大量前期准备工作和预研究，对3D打印数字化导板下种植有系统的认识，自2013年从事口腔临床工作以来，在口腔临床方面积累了丰富的经验，成功解决了多例疑难病例的诊治，为该项目提供了理论指导。虚拟仿真技术用于促进系统、流程和程序的管理，便于完成任务。媒体和其他工具也可以帮助访问内容，这对于庞大且不断变化的医学知识至关重要。这些工具用于其他形式的信息传递，可以优化学生学习和巩固知识的能力。并非每个人都以同样的方式学习，虚拟仿真技术的使用对于确保所有学生都有机会学习并保留成为成功从业者所需的信息至关重要。虚拟仿真技术可以实现同步和差异化学习活动、多媒体在线讲座、虚拟患者以及其他在线交流反馈和自我评估。虚拟仿真是一种新兴的教育技术，可以通过实时处理信息将信息分类到一个有组织的框架中来优化信息的获取和临床决策。

4 有效提高医学虚拟仿真技术师资培训水平

在教育部产学合作协同育人的指导思想下，不断提高师资队伍培训水平。学校与教育部备案的相关技术有限公司联合，建立和完善虚拟解剖学实验室的基地场地、设备、管理制度等一系列工作。依托虚拟解剖学实验室建设平台，对各专业相应教师进行信息化教学培训，使虚拟解剖学平台能够发挥更出色的教学效果。组织教师进行深度学习、医学图像三维重建、CT和MRI人体结构的圖像分析等技术的集中培训和研讨，打造具备相关理论和实际教学、科研能力的师资队伍，通过项目实施，以提升教师素质、服务基础教学、提高教学质量为研究目标，研究师资队伍建设理论。以行业服务为切入点，以“新医科”计划实施为契机，引导教师了解医学虚拟仿真专业发展技术与人才需求[8]。鼓励教师深入积极参与到公司企业的相关课题研发活动，协助解决技术难题，使学校教师与医疗相关企业工程师之间形成良性交流互动及技能培养关系，进而提高教师整体学历层次。以项目为依托，以学术交流为载体，以团队建设为支撑，大力培养医学虚拟仿真师资培养及教育教学研究[9]，为我国医学虚拟仿真技术专业建设和改革起到示范和带动作用，为促进地方医疗事业奠定基础。打造医学虚拟仿真技术师资培训基地，为教师发展、培训、学习和交流提供软硬件支持。举办医学虚拟仿真技术教育教学专题培训班、专题研讨会、经验交流会、沙龙等，促进全国医学虚拟仿真技术教师进行教育教学交流并分享成功经验，帮助教师解决教育教学中遇到的问题。通过项目建设，以校为主、校企合作，提高实验教学资源质量。学校教师拥有丰富的医学专业知识和教学实践经验。企业具有利用信息技术将数据和创新想法转化为实际产品的能力，可根据学校的教学需求提供产品服务。以学校和教师为主导，校企合作，加快学校医学虚拟仿真实验教学资源的建设，实现“共建、共管、共享”。

5 医学虚拟仿真技术师资培训的意义

临床教育工作者必须迅速适应新的教学方式。医院临床学生人数较多，学校必须过渡到虚拟模拟学习环境，替代医学生实习操作的医学虚拟仿真实验策略对于医学生的持续进步是必不可少的[10-11]。研究表明，多数教师同意“虚拟仿真技术对学生学习具有有效性”这一结论，医学虚拟仿真技术对于医学生培训有效率达86.8%～97.4%。教师认为，该方案是替代临床实践的有效工具，能非常好地满足临床学生的学习需求[12]。教师可以做出数据驱动决策，支持学生在临床实践中取得成功。学员在培训结束时通过汇报等方式总结是虚拟模拟的重要组成部分。受训者通过虚拟仿真模拟，提高了手术技能。与非虚拟仿真培训相比，与多项试验中的对照组相比，沉浸式虚拟仿真技术展示了更快的程序完成时间、更高的任务完成分数以及更高的手术器械植入准确性[13]。虚拟仿真技术是医学教育中使用的关键技术，包括动手技能培训、计算机化标准化患者、增强现实和虚拟现实。虚拟仿真将医学教育推向一个基于计算机技术、三维建模技术和虚拟现实技术的全新教学模式，极大地改变外科技能培训方式。虚拟仿真还可以提高患者的安全性。训练在安全的环境中进行，错误也可以允许被发生。与传统方法相比，实习生的操作技能显著提高，基于虚拟仿真技术的培训可能扩展到医学知识和技能的纵向评估。虚拟仿真技术可以提供从医学生到未来医学从业者的整个医学教育过程中的知识、技能获取和行为表现。例如，继续教育允许医学从业者加强技能、获得新技能、重新实践或满足监管需求。虚拟仿真教育使得医学教育更加数字化、智能化。虚拟仿真技术中的反馈系统包含基于证据的知识和个人经验。与传统的医学教育方法相比，虚拟仿真技术还可以通过提供学习环境，让学习者沉浸在情感奖励和动态体验中，从而增强动力并获得成就感，提高记忆效果。应该正确评价加强医学虚拟仿真技术培训的优势，阐明其在大规模、综合外科住院医师培训计划中的作用。

虚拟现实应该作为补充训练，不能替代现实环境中的训练。虚拟现实技术有可能重塑当代对外科培训的看法，作为对住院医师无法在临床得到有效动手能力培训的有力补充。大多数研究报告了应用虚拟现实训练医疗团体的积极影响。鉴于少数研究报告虚拟现实应用缺乏有效性，需要在这方面进行进一步研究，以确定该方法的有效性以及学员和患者的满意度。

参考文献

[1] 王凯利，任家银，唐蓓，等.口腔医学影像检查虚拟实训系统在本科教学中的应用研究[J].中国医学教育技术，2022，36（5）：548-552，562.

[2] 党洁，王娅娜，马占兵，等.新医科背景下地方医科院校医学遗传学混合式教学改革的创新与实践[J].卫生职业教育，2022，40（18）：56-58.

[3] 李骥业.虚拟仿真技术运用于实践教学改革的必要性及路径研究[J].齐齐哈尔师范高等专科学校学报，2022（4）：125-128.

[4] 皈燕，谢力.放疗软件联合仿真实验室在放射肿瘤学教学中的应用[J].中国继续医学教育，2022，14（12）：29-32.

[5] 华康民.高等学校虚拟仿真实验教学项目开放共享模式探索[J].大学，2021（27）：14-16.

[6] 刘书阁，赵笑笑，王玺，等.职业教育“电网运行与控制”虚拟仿真实训基地建设研究[J].中国电力教育，2021（7）：27-29.

[7] 邢健，佟靖雯，李一萱，等.虚拟仿真培训项目在放射科专业基地住院医师规范化培训中的实践[J].中国毕业后医学教育，2022，6（5）：447-451.

[8] 李亮，李晓宁，曲琳，等.虚拟仿真训练实时评估系统在口腔修复科住院医师规范化培训中的应用[J].中国毕业后医学教育，2022，6（4）：330-334.

[9] 石秀玲，付铖.信息化背景下职业教育虚拟仿真教学探究[J].河北职业教育，2020，4（2）：47-49，53.

[10] 李忠玉，刘彦，赵飞骏，等.“互联网+”背景下虚拟现实技术在卓越医生培养中的应用[J].基础医学教育，2018，20（9）：799-801.

[11] 杨书聪，索源，曹伟，等.沉浸式虚拟现实结合高仿真化妆技术在灾难现场紧急医学救援教学中的应用[J].中华医学教育杂志，2022，42（9）：819-822.