医学学科

1.1学科背景

医学教育是一种高级专业技能教育，实验和实训贯穿整个医学教学过程中，传统的医学实验在开展过程中存在的问题主要包括：

（1）实验教学资源不足：传统的医学基础性实验需要消耗大量的动物、尸体、实验试剂及各类耗材，但目前解剖学用的尸体来源有限，同时由于疾病发生，发展转变及治疗措施的改进，典型病例大体标本、切片已很难找到，实验动物也在日益涨价，生物类试剂等成本过高，都客观导致了医学学生在传统技能训练中的不足；

（2）医学专业性技能训练不足：随着患者个人维权意识增强，我国医患矛盾日益紧张，医学生临床动手实践操作的机会越来越少已成为客观事实；

（3）实验受到时间与空间的限制：理想的临床医学教育阶段是让学生能见习丰富的、典型的、复杂的临床教学真实案例，但现实中却很难实现。

随着计算机技术和信息技术的发展，结合高等教育信息化建设开展医学类专业实践教学改革是克服实践教学环节技术困难的一个重要途径。

1.2解决方案

北京润尼尔具有丰富的医学类虚拟仿真实验项目建设经验，采用三维仿真虚拟技术开发了医学类系列虚拟仿真实验资源。

合作的院校包括：南开大学、浙江大学、浙江中医药大学、温州医科大学、福建医科大学、南方医科大学、中山大学、南昌大学、北华大学等。

北京润尼尔医学类虚拟仿真实验项目资源涵盖：医学检验学、口腔医学、公共卫生学、护理学、人体解剖学、组织胚胎学、生理学、生物化学、药理学、病理学、预防医学、免疫学、诊断学、内科学、外科学、妇产科学、儿科学、中医学、法医学等19个方面，总计90多个实验。

1.3典型案例

1.3.1温州医科大学

1.3.1.1建设内容

2016年3月，我公司与温州医科大学进行合作定制开发了医学类系列实验。通过三维仿真技术，还原一个突面型青少年正畸治疗的全过程，包括医患对话、特征识别、选择治疗方案、选择“戴用TwinBlock矫治器”、托槽粘结等实验环节，学习者通过该项目，不仅对正畸型治疗的流程有全面的熟悉，而且还能熟练掌握上颌扩弓、调磨矫治器等具体知识技能运用。

该实验可以作为实物实验的补充和替代，在虚拟实验环境中，用户可以根据系统文字图片提示，控制鼠标键盘进行交互，多视角观看牙齿的模型、选择光固化粘贴剂、开口器、弓丝、镊子等实验仪器或工具进行操作，掌握相关知识点。用户能通过完成该虚拟实验，达到认知实验总体流程，掌握病变特征判别、治疗方案操作方法，实验相关理论知识的效果。

1.3.2福建医科大学

1.3.2.1建设内容

2017年10月，我公司与福建医科大学进行合作定制开发了临床类实验，该虚拟仿真实验课程真实模拟了标准化病人在问诊、体格检查、辅助检查、腹腔穿刺术、胸腔穿刺术、骨髓穿刺术、诊断、治疗整个过程中临床医生的临床思维训练。虚拟仿真实验结合相关理论知识，学生可以反复进行实验和学习，从而提高学生理论水平和实践能力，节省大量教学资源和时间。

临床教学中，很多疾病学生难以全程参与并进行独立诊疗。原因如下：一、因实习时间和教学场景的限制，学生接触到的病人和病种十分有限；二、出于医疗安全等角度的考虑，学生较少有动手实践的机会。本项目通过制作数字化标准化病人模型，使学生模拟医生角色，通过人机交互及文字、图片等各种媒介，与虚拟病人进行各种诊疗互动，对虚拟病人进行独立诊疗。实验过程不唯一，治疗不当会引起虚拟病人出现相应的表现，甚至死亡。通过线上的学习和线下的课堂学习、模型练习等相结合，弥补临床教学的不足，并通过过程性评价、及时反馈等，培养学生的临床思维能力和临床操作能力等。

1.3.3宁夏医科大学

1.3.3.1建设内容

2018年5月，我公司与宁夏医科大学进行合作定制开发了医学类系列实验，该虚拟仿真实验课程真实还原了犬小肠切除术实验操作步骤。虚拟仿真实验结合相关理论知识，学生可以反复进行实验和学习，从而提高学生理论水平和实践能力，节省大量教学资源和时间。

学生通过在三维场景中操作实验，熟悉犬小肠切除的实验步骤，根据实验场景展示，实验过程中根据实验操作提示和物体高亮提示，使用各种工具进行实验操作，最后完成整体的实验流程；关键计分点在无操作提示条件下进行实验操作，系统可自动判断操作是否正确，实验操作结束后，针对操作过程设置考核点可弹出最终操作得分。

1.3.4中山大学护理学院

1.3.4.1建设内容

2018年7月，我公司与中山大学护理学院合作开发了压力性损伤护理的虚拟仿真实训实验，实训过程包括理论学习、技能训练、综合实训。本项目通过线上虚拟仿真、线下模拟、临床实训等多种手段的有机融合，学生将能够进行有效的护理思维实训。

压力性损伤是临床常见的问题，也是护理学专业本科生必须掌握的重要技能。常规教学中，因存在病人资源有限，学生在单位时间内难遇到不同类型压力性损伤患者，慢性伤口护理的周期长，对真实病人进行护理实践存在安全风险，也无法体验不同护理措施对压力性损伤患者的结局影响等诸多问题，模拟训练与床边见习难以在本科生和低年资护士中实施。

本项目包含6个实验模块，24个知识点，分别是：理论学习、压力性损伤的评估、压力性损伤的临床分期识别、压力性损伤的临床处理、压力性损伤的预防、压力性损伤的综合训练。

本项目借助虚拟现实技术高度仿真了2期压力性损伤标准化病人，虚拟再现了学生难对虚拟病人实施评估-完成评估-临床分期识别-临床处理-预防等操作让学生切身体验与熟练压力性损伤的护理技术，有效解决了传统教学中的不足，培养学生发现问题-分析问题-解决问题的能力，增强学生创新创造能力。打造了压力性损伤的完整实验教学体系，填补了国内虚拟仿真实验教学关于压力性损伤实验教学的空白。

1.3.5中山大学光华口腔医学院

1.3.5.1建设内容

2018年7月，我公司与中山大学光华口腔医学院合作开发了活髓切断术虚拟仿真实验，学生通过在三维场景中操作实验，熟悉活髓切断术操作流程的实验步骤，根据实验器材展示，了解实验过程中所用的器材。点击学习模式，根据实验操作提示，进行活髓切断术等一步步操作，最后完成整体的实验流程。

该实验可以作为实物实验的补充和替代，在虚拟实验环境中，学生任意视角观察活髓切断术操作流程实验中各类仪器的结构，学生按照实验操作提示选择操作，播放实验操作动画，通过开展该实验，让学生了解活髓切断术的实验操作步骤，以及实验中涉及器材的使用方法，掌握活髓切断术原理和操作流程。该实验在实际实验中主要存在实验器材昂贵，实验室实验器材少，实验步骤机械、繁琐；因操作不慎造成安全隐患等问题。通过在网上开展虚拟仿真实验，不限制学生做实验的时间、地点，让学生在三维的实验场景中完成胶合板生产模拟实验，了解活髓切断术的基本实验流程。

1.3.6南方医科大学公共卫生学院

1.3.6.1建设内容

2016年12月，我公司与南方医科大学进行合作定制开发了公共卫生类实验，该虚拟仿真实验课程真实还原了突发公共卫生事件的应急演练实验过程。虚拟仿真实验结合相关理论知识，学生可以反复进行实验和学习，从而提高学生理论水平和实践能力，节省大量教学资源和时间。

高致病性病原体的卫生应急演练对公卫专业学生的传染病处置能力培养非常重要，但由于其高致病性、高实验要求和条件限制，在实体实验中难以完成。学生通过在三维场景中实现从队伍响应、物资准备、个人防护、疫情控制、现场流行病学调查、样本采集、疫点消毒、个人洗消、疫情处理信息报送等方面的演练操作，熟悉突发公共卫生事件的操作过程，根据实验操作提示和物体高亮提示，使用各种工具进行实验操作，最后完成整体的实验流程；关键计分点在无操作提示条件下进行实验操作，系统可自动判断操作是否正确，实验操作结束后，针对操作过程设置考核点可弹出最终操作得分。

1.3.7南开大学医学院

1.3.7.1建设内容

2018年7月，我公司与南开大学医学院合作开发了临床样本病原微生物检测虚拟仿真实验。学生通过在三维场景中操作实验，熟悉医学微生物学的实验步骤，根据实验场景展示，了解实验过程中各类仪器的操作。根据实验操作提示和物体高亮提示，进行病毒培养、病原细菌、临床样本微生物检测等一步步操作，最后完成整体的实验流程；关键计分点在无操作提示条件下进行实验操作，系统可自动判断操作是否正确，实验操作结束后，针对操作过程设置考核点可弹出最终操作得分。

该实验可以作为实物实验的补充和替代，在虚拟实验环境中，学生任意视角观察医学微生物实验的各类仪器，学生按照实验操作提示选择操作，播放实验操作动画，通过开展该实验，让学生了解医学微生物学的实验步骤，掌握医学微生物学的实验过程。该实验在实际实验中主要存在实验原材料难取材；实验步骤机械、繁琐；因操作不慎造成安全隐患等问题。通过在网上开展虚拟仿真实验，不限制学生做实验的时间、地点，让学生在三维的实验场景中完成医学微生物学的实验步骤，掌握医学微生物学的实验过程。

1.3.8 南开大学医学院

1.3.8.1建设内容

2019年7月，我公司与南开大学医学院合作开发了肾组织活检标本病理诊断虚拟仿真实验。本虚拟实验主要通过虚拟仿真技术仿真肾组织的采样、病理切片的制备实验过程，实验设备与仪器，让学生在三维的虚拟空间中进行交互实验，从而弥补实际实验中实验设备不足，实验环境危险等一系列问题。

本实验通过三维场景和模型，模拟肾组织活检从超声引导下穿刺到活检标本的制片和观察的完整流程，学生在学习的过程中，可以熟悉完整的病理检查的流程，掌握对应仪器的操作方法和操作流程，实验还有对应的考核模式，可以考察学生对实验和知识点的掌握程度。

1.3.9 贵州中医药大学针灸与骨伤学院

1.3.9.1建设内容

2019年7月，我公司与贵州中医药大学针灸与骨伤学院合作开发了基于针灸复合应用能力为导向的针灸-苗医外治适宜病种及技术交互训练实验。本虚拟实验以多媒体、虚拟现实软件、数据库、人机交互等搭建虚拟诊疗环境，以培养和训练学生的针灸-苗医外治复合诊疗技能力。

在实验中，涉及中医四诊、西医体格检查、经络腧穴、刺灸等关键知识点，建立优势病种痹证的临床数模型，进行“虚拟临床”人机交互，尤其是在技术操作中虚拟与临床场景高度吻合，从而使学生如同“真实门诊”一样，提高学生的体验度。本实验包含对应的考核模式，可对学生的学习效果进行考核和评价。

1.3.10 右江民族医学院护理学院

1.3.10.1建设内容

2019年6月，我公司与右江民族医学院护理学院合作智能化虚拟仿真胸部损伤的急救思维训练实验。本虚拟实验主要通过虚拟仿真技术仿真胸部损伤急救环境，实验设备与仪器，让学生在三维的虚拟空间中进行交互实验，从而弥补实际实验中实验设备不足，实验环境危险等一系列问题。

在实验中，学生可以体验从急救中心接到报警电话、现场处理以及转运至医院的完整过程，学生可以参与患者伤情的判断和临床处置，根据病人的生命体征变化和辅助检查结果得出初步的病情判断，并能根据患者接受的治疗进行合适的护理操作，从而提高学生的临床护理知识和分析问题解决问题的能力。

1.3.11 湖南中医药大学中西医结合学院

1.3.11.1建设内容

2019年7月，我公司与湖南中医药大学中西医结合学院合作开发了儿科常见疾病中西医诊治思维训练虚拟仿真实验。本虚拟实验主要借助3D建模、动画、人机交互、语音识别等技术进行实验设计，让学生在三维的虚拟空间中进行反复的操作，掌握儿科病史采集、常见疾病的临床表现（以普通肺炎为示例），如何选择必要的实验室检查，相似疾病的鉴别诊断，完成正确的临床诊断和合适的中西医治疗，从而全面深刻认识和理解小儿常见疾病的中西医诊治过程，建立中西医结合的诊疗思维，达到现实教学过程中无法达到的教学效果。

该实验可以作为实物实验的补充和替代，在虚拟实验环境中，用户可以根据系统文字图片提示，控制鼠标键该实验可以作为实物实验的补充和替代，在虚拟实验环境中，用户可以根据系统文字图片提示，控制鼠标键盘进行交互，观看实验过程，阅读相关知识点。用户能通过完成该虚拟实验，达到认知实验总体流程，掌握实验相关理论知识的效果。该实验在实际实验中存在案例选择不稳定，典型案例重复性差，不能反复观摩学习，带教老师人手不足等现实问题，这些问题会导致实验教学质量下降，本实验可以为这些问题提供良好的解决方案。实验还有对应的考核题目及模式，可以直观地体现学生的掌握程度，对老师的教学活动提供参考。

1.3.12 青岛大学基础医学院

1.3.12.1建设内容

2019年7月，我公司与青岛大学基础医学院合作开发了单纯疱疹病毒的分离与鉴定虚拟仿真实验。本虚拟实验主要通过虚拟仿真技术仿真单纯疱疹病毒的分离与鉴定实验过程，实验设备与仪器，让学生在三维的虚拟空间中进行交互实验，从而弥补实际实验中实验室条件要求严格，实验设备不足，实验环境危险，存在感染风险等一系列问题。

实验三维模拟了完整的生物安全实验室场景，共包括标本采集、实验前准备、细胞传代、HSV的分离培养、HSV的分型鉴定五个实验流程，学生在实验操作的过程中，可以熟悉完整的实验流程，掌握仪器设备的操作方法，掌握相关试剂的使用和操作规范，从而对实验形成完整形象的认知，为以后实验实操打下相应的基础。

1.3.13 南方医科大学

1.3.13.1建设内容

2019年7月，我公司与南方医科大学法医学院合作开发了交通事故法医现场虚拟仿真实验。交通事故法医现场勘验是法医学本科生的重要实验课程，但现实情况不允许在事故现场开展实验，主要原因有：第一，实验环境危险。实际的交通事故现场错综复杂，车来车往，有时还伴随着爆炸和火灾，非常危险，无法保障学生的安全；第二，实验时间紧迫。发生交通事故后，需要立即清理现场，尽快疏通道路，时非常紧迫，难以保证学生有充足的时间开展实；第三，实验资源缺乏。交通事故多数发生在空旷露天的道路，实验窣无法模拟真实或者似真实的环境。本虚拟实验主要通过虚拟仿真技术解决了以上问题。

项目基于真实的交通事故案例开发，注重学生思维模式的培养，具有高阶性、创新性、挑战度。学生利用现场勘验得到的所有证据进行逻辑推理，分析判断谁是驾驶员，充分展现了法医学破案的全过程，弘扬“为生者权，为死者言”的法医精神，从而激发学生的学习兴趣，培养学生的社会责任感、创新精神和实践能力。

1.4建设效果

虚拟仿真实验可以作为实物实验的补充和替代，在虚拟实验环境中，学生任意视角观察实验场景及器材，学生按照实验操作提示选择操作，播放实验操作动画，通过开展该实验，如突面性青少年的正畸虚拟仿真实验，让学生了解导致突面性青少年的正畸实验步骤，掌握突面性青少年的正畸的实验过程。

虚拟仿真实验在实际实验中主要存在实验原材料难取材；实验步骤机械、繁琐；因操作不慎造成安全隐患等问题。

通过在网上开展虚拟仿真实验，不限制学生做实验的时间、地点，让学生在三维的实验场景中完成该医学系列的实验，掌握发病及治疗全实验过程。

附录：医学虚拟仿真实验产品目录