高职院校数字化医学虚拟仿真实训基地建设研究

［摘 要］ 高职院校数字化医学虚拟仿真实训基地建设顺应新时代卫生职业教育发展，以满足培养高素质技术技能卫生人才需求，助力医学人才培养，实现数字化资源的重复有效利用。但在当前卫生高职院校虚拟仿真实训基地建设过程中，仍存在人工智能技术与卫生职业教育融合不够、虚拟仿真技术在专业教学中应用不足、虚拟仿真基地覆盖面专业面较窄等现实问题。为此，提出通过建设数字化医学虚拟仿真实训基地、整合医学相关专业虚拟仿真资源、打造专职实训基地管理队伍及建立运行管理机制等，实现新时代卫生职业教育数字化虚拟仿真实训基地建设的新突破。

［关键词］ 高职院校；数字化；虚拟仿真；实训基地

［基金项目］ 2021年度江苏省“十四五”规划课题“产业链人才链耦合视域下卫生高职院校专业群动态调整路径与机制研究”（D/2021/03/115）；2022年度江苏医药职业学院校本教改重点课题“医学高职院校虚拟仿真实训基地建设研究与实践”（Z202206）

［作者简介］ 魏志明（1979—），男，山西汾阳人，硕士，江苏医药职业学院护理学院副教授，主要从事护理教育研究；张小蒙（1984—），男，山东临沂人，硕士，江苏医药职业学院护理学院副教授，主要从事医药信息检索研究；朱石兵（1996—），男，江苏南通人，硕士，江苏医药职业学院护理学院讲师，主要从事中医学研究。

［中图分类号］ G647 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）02-0153-04 ［收稿日期］ 2023-10-11

引言

2020年，教育部等九部门印发的《职业教育提质培优行动计划（2020—2023年）》指出，引导职业学校提升信息化基础能力，建设高速稳定的校园网络，联通校内行政教学科研学生后勤等应用系统，统筹建设一体化智能化教学、管理与服务平台。鼓励职业学校利用现代信息技术推动人才培养模式改革，满足学生的多样化学习需求，大力推进“互联网+”“智能+”教育新形态，推动教育教学变革创新［1］。在推动新一代人工智能技术和卫生职业教育改革融合的背景下，许多高职院校研究探索虚拟仿真实训基地建设，通过引入AR、VR、动捕等技术实现实训教学的虚实结合，拓宽学生多样化学习途径。建设数字化医学虚拟仿真实训基地可促进卫生高职院校培养的学生更好地适应新时代“互联网+医院”的发展趋势，紧跟智慧医学数字化、智能化的发展趋势［2］。

一、智慧医学虚拟仿真实训基地建设的必要性

医学是一门实验科学，其理论建立在医学实验基础之上，实验教学是医学专业教育必不可少的重要环节。但在实验运行中，受制于多种因素，实验教学开展存在许多问题，主要表现在以下几点。

第一，受医学伦理学的限制，如心肺复苏、气管插管、各种有创穿刺等技能操作不允许学生直接在病人身体上进行练习；涉及病人隐私的操作，如导尿、乳腺检查、前列腺触诊等同样不允许直接在病人身体上进行练习。第二，实验特殊条件的限制，如高致病性病原微生物实验、具有电离辐射生物效应的肿瘤放射治疗实验等的实验条件非常高，一般不具备开设此类实验的条件，即使开设，面临的风险很大。第三，实验成本和资源的限制，基础医学实验教学每年都要消耗大量的实验动物及实验材料、药品和试剂，对环境的负面影响较大。另外，人体解剖实验的资源难得，且重复使用率低，即使实验开出，但因为每组实验人员过多，教学效果不甚理想。

上述条件的限制，导致在医学人才培养方面存在严重的瓶颈，迫切需要“以虚补实”，使抽象的医学机理直观易懂。

二、智慧医学虚拟仿真实训基地建设的可行性

江苏医药职业学院依托省级医学检验集成平台和高水平专业群，通过校企合作，校院合作，开发了较为丰富的虚拟仿真实验教学资源，构建了高度仿真的虚拟实验软件和实验对象，促进了实验教学改革和技术技能型人才的培养［3］。

首先，学校高度重视虚拟仿真实验教学中心的建设工作，制定并实施了一系列配套措施，在开展线上教学的期间完善了基于虚拟仿真平台开展线上教学的实施流程及评价体系。其次，推行校企共建共管模式，进一步对原有各教学平台资源进行整合，打破实验教学内容的学科、课程限制，形成了基于器官、系统、疾病的综合虚拟仿真实验教学格局。再次，由具备良好的虚拟仿真实验教学资源的研发能力及开展虚拟仿真实验教学能力的教师组成了较高素质、稳定的虚拟仿真实验教学队伍。最后，依托强大的师资力量和高水平专业群支撑条件，学校每年设专项预算资金用于完善和丰富虚拟仿真实验教学平台功能，为虚拟仿真实验教学活动的开展提供有力保障。

三、智慧医学虚拟仿真实训基地建设的基本思路

以虚实结合、能实不虚、体现智慧为智慧医学虚拟仿真实训基地建设的总体思路。以培养学生实践应用能力和创新精神为宗旨，落实人才培养目标定位，建设适用于医学院校学生的虚拟仿真实训项目。以打造虚拟仿真实训教学资源为重点，加强自主研发和合作研究，建设门类齐全、资源充足的虚拟仿真实训资源库。以高效管理虚拟仿真实训教学资源为抓手，构建集成式管理和服务平台，创新虚拟仿真实训教学资源管理模式。以提高实训教学水平与质量为目标，推动实训教学改革与创新，推进实训教学队伍建设和虚拟仿真实训教学体系完善。以共享虚拟仿真实训教学资源为出发点，注重开放性建设，培育和建设具有示范引领作用的智慧型虚拟仿真实训教学基地。

四、智慧医学虚拟仿真实训基地建设内容

（一）虚拟仿真实验教学资源建设

1.基础医学虚拟仿真实验教学资源建设。（1）基于VR技术的医学机能学虚拟实验室项目。以共同研发为手段，以实现资源共享为目的，全面推进机能学网络化虚拟仿真实验室建设。让学生可以在任意时间地点，通过网络进入虚拟实验室进行机能学实验。丰富医学机能学虚拟实验教学模块，全部采用人机互动的虚拟仿真操作来完成，同时配合动画演示相关仪器设备的使用和操作知识。（2）ESP功能数字人虚拟仿真教学系统项目。借鉴医学教育改革中机能与形态整合、基础与临床整合、理论与案例整合、线上与线下课堂整合的教学理念，以全互联网化覆盖的使用模式提供服务，不断迭代更新的优质教学资源，方便了教学全流程，为“医学机能学”实验教学、“生理学”课堂与实验教学提供智慧化教学整体解决方案。（3）“运动解剖学”虚拟系统项目。克服传统教具无法演示骨骼肌作用及相关运动、无法形象地展示骨骼肌的作用分析的限制，拟建设3D运动解剖学虚拟系统，包括肌肉动画、动作分析、肌肉训练和康复运动等内容。（4）“分子生物学”虚拟实验室项目。在数码互动教室安装分子生物学虚拟实验教学软件，将“分子生物学”实验教学与电脑多媒体及网络相结合。学生在实验前即可熟悉实验过程，了解和掌握实验步骤，明确实验中的注意点。

2.临床医学虚拟仿真实验教学资源建设。（1）临床助理执业医师考试系统。配置大量执业助理医师考试的真题及模拟题，满足学生参加临床执业助理医师资格考试的医学生自我练习、模拟考试、在线考试的要求。支持教师对系统已有资源进行管理，支持教师自主增加新的资源。既可以用于实验室，也可以用于校园网。（2）手术导航示教系统。模拟手术中跟踪手术器械，并将手术器械的位置在病人影像上以虚拟探针的形式实时更新显示，使学生对路径、手术界面解剖、手术器械相对病人解剖结构的位置一目了然，使外科手术学习更快速、更精确，基础结合临床更紧密。（3）医学影像设备结构虚拟仿真实训平台项目。将教材和临床实验相结合，以当今医疗设备中最主要的医学影像类设备CT、Dr和MRI等为仿真对象，构建三维影像设备仿真模型及设备实训室虚拟场景，实现医学影像设备主要结构和元器件1∶1的仿真再现。（4）医学影像诊断虚拟仿真实训教学平台项目。将虚拟仿真技术应用在医学影像诊断课程教学中，可模拟医院诊断工作站，进行检查申请单的调阅及诊断报告的书写评价功能，同时进行诊断考核，并导入医院资源，制作医学影像诊断实际案例等。（5）医学影像检查技术虚拟仿真实训平台项目。按照医院影像科室的实际工作任务，结合全国卫生专业技术资格考试的考核标准，将医学影像专业与信息化技术有机融合，开发了Dr、CT、MRI三个虚拟仿真实训平台，以提高学生临床技能操作能力。（6）医学模拟培训系统项目。通过院内模拟培训系统让学生学习医学相关知识，通过模拟病例，培养学生解决疑难和临床判断及决定的能力。（7）急救技能训练系统项目。通过提供急救操作流程训练，采用图文、声像、视频相结合的方式，实现考核评估、成绩打印、网络交互等功能，培养学生的急救技能。（8）医学仿真模型应用项目。通过各种临床模型使学生形象、客观掌握各种生理、病理及临床罕见病例体征的特点，模拟训练临床操作技能，为学生走向临床打下坚实基础。

3.护理虚拟仿真实验教学资源建设。（1）护患沟通及临床思维虚拟仿真实训平台项目。自主研发人机交互护患沟通软件，训练护生的人文关怀及临床思维能力，对学生的沟通思维过程进行反馈，辅助学生进行自我剖析和反思。通过门诊、病房、重症监护室和手术室等案例，训练护生的整理护理及临床思维能力，促进护生综合素质提高。（2）虚拟医院项目。通过虚拟手段全景、真实再现医院场景布局、常用临床操作技能、典型病例、医护工作流程等，将以往现场实物教学转变为虚拟场景互动教学。（3）高级综合模拟人项目。通过系统中案例的编辑与创设，模拟患者的病理学特征，模拟临床治疗操作及各种操作后的反应。通过高仿真情境模拟教学法，提升学生临床思维能力、团队合作能力、应急救护能力等，实现理论知识与临床实践的转化与过渡。（4）基于3D动作捕捉及混合现实的护理培训与评估系统项目。通过3D建模，让学生在教室就可以真实感受心肺复苏的急救场景，模拟人可实时反馈学生按压的位置、力度、吹气的潮气量等关键数值，将学生现实的操作同步到虚拟场景中，达到虚实融合的效果。（5）智能化心肺检查、腹部检查综合训练实验系统项目。包括心肺听诊、腹部触听诊，主要以临床实际案例进行模拟教学，通过课堂教学和课后练习，使学生在掌握正常人体呼吸、循环、消化系统评估技能的基础上，初步了解呼吸、循环、消化系统异常体征，提高护生的临床思辨能力。（6）静脉穿刺虚拟训练系统项目。满足不同专业学生的静脉穿刺技能训练要求，内含成人、婴幼儿静脉输液训练内容，每条手臂、每个血管走形均单独采用三维建模生成，体现不同的力反馈手感模拟静脉穿刺操作全流程，标准的操作手法，权威的评判标准。（7）妇科检查虚拟训练系统项目。通过仿真盆腔模型，带有多种正常及病变子宫、附件模块和跟踪评估系统，进行妇科相关解剖、分娩过程、妇科检查手法的学习，让学生反复进行妇科基本操作的训练，提高学生的动手能力和实践能力。（8）虚拟针灸模拟训练系统项目。采用虚拟现实和三维建模技术，构建高精度的人体解剖模型，并将经络腧穴及针灸治疗知识融合到虚拟的人体中，通过针刺硅胶人模型，将真实与虚拟进行联动，让学生全方位地了解经络腧穴背后的理论知识，并训练和提升针刺技能。（9）肌动学虚拟仿真教学系统项目。采用虚拟现实技术，在高精度人体解剖模型的基础上，专注骨骼、肌肉以及关节的运动和力学分析，通过数量众多的临床和教学案例，为教师授课和学生学习提供教学—临床—考核“三位一体”的一站式解决方案。

（二）虚拟仿真实验教学平台建设

在学校网络信息化和实验室信息化的基础上建设虚拟仿真实验教学平台，全面覆盖了学校的教学、科研、管理等范围，同时建立基于网络的实验室管理系统，包含实验室基础信息、教学及开放过程智能数据采集子系统和视频监控管理子系统。将实验项目导入网络平台，使上实验课的学生和教师充分了解实验室的容量、实验室的相关设备及技术等，并可让上实验课的教师通过网上信息充分了解实验室的使用情况，学生可以网上了解实验项目，可以网上预约实验时间，也可以与教师网络互动交流等［4］。实现大规模、在线、共享的虚拟实验教学活动。支持任意时间、任意地点的远程访问，支持教师在线作业布置和测试、实验报告提交批改、成绩自动统计、师生互动交流等各种功能。

（三）虚拟仿真实验教学队伍建设

采用多种形式充实虚拟仿真实验教学队伍，特别是高层次、高素质的虚拟仿真实验教学人员，建立适应虚拟仿真发展、具有丰富实践经验的虚拟仿真实验教学教师和管理人员队伍［5］。完善相应岗位职责，加强虚拟仿真实验教学教师（管理）人员培训和绩效考核，健全虚拟仿真实验教学管理责任体系。建立虚拟仿真实验教学人员培训进修常态机制，进一步完善虚拟仿真实验教学教师考核方法，充分调动虚拟仿真实验教学教师的积极性。建立虚拟仿真实验教学教师增加实践经历、参与产业化科研项目激励机制。鼓励虚拟仿真实验教学教师增加实践经历，参与产业化科研项目，不断提高虚拟仿真实验教学教师队伍的综合素质和业务水平。