趙貴芳,張以忠，王瑋瑤,鐘秀宏，趙麗微，趙東海

(吉林醫(yī)藥學(xué)院病理學(xué)教研室，吉林，吉林 132013)

虛擬仿真數(shù)字化技術(shù)系統(tǒng)作為當(dāng)前較為先進(jìn)的醫(yī)療信息技術(shù)之一，在當(dāng)前的醫(yī)療信息化教學(xué)中已經(jīng)進(jìn)行了大規(guī)模的研究和運(yùn)用，不僅加大了計(jì)算機(jī)在醫(yī)療信息化方面的實(shí)際應(yīng)用，更新了課堂教學(xué)的手段和方法，也極大地使得課堂教學(xué)效果進(jìn)一步提高和得到優(yōu)化，增強(qiáng)了課堂教學(xué)的整體性和綜合素質(zhì)。醫(yī)學(xué)中的虛擬仿真和數(shù)字化技術(shù)可以幫助我們?cè)诮逃龑?shí)踐的過程中創(chuàng)造性地營造一種身臨其境的環(huán)境和感受，增強(qiáng)對(duì)學(xué)生的認(rèn)知、記憶以及體驗(yàn)，為今后的進(jìn)一步研究和學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

1 傳統(tǒng)病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足

1.1 實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容單一

傳統(tǒng)病理科實(shí)驗(yàn)課程中的研究者主要是采用顯微鏡下的觀察性切片，肉眼看到的是大體上的標(biāo)本。教師可以通過親身的指導(dǎo)、多媒體的示范課程進(jìn)行教學(xué)；學(xué)生通過自主的觀察，實(shí)現(xiàn)了對(duì)疾病的表征和形態(tài)學(xué)的認(rèn)知。這種以驗(yàn)證性和實(shí)踐教學(xué)模式為主的課堂教學(xué)方法雖然有助于促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握和鞏固，但實(shí)驗(yàn)的方式單一、枯燥，實(shí)驗(yàn)過程中的氣氛呆板，學(xué)生難以充分享受到實(shí)驗(yàn)的快樂。而且其他的例如病理化學(xué)尸檢、取材和生物醫(yī)學(xué)中的最新進(jìn)步技術(shù)的試點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)工程，也因?yàn)闀r(shí)間、資源或者操作的專業(yè)水平等問題而難以順利開展，對(duì)于學(xué)生的動(dòng)手能力培養(yǎng)作用有限。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的匱乏

目前已經(jīng)開展很多面向社會(huì)的各類實(shí)驗(yàn)性教學(xué)遺體權(quán)益保護(hù)和社會(huì)捐贈(zèng)等公益活動(dòng)，但仍然不再出現(xiàn)能夠充分有效滿足社會(huì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的市場(chǎng)需求。醫(yī)學(xué)技術(shù)日益精進(jìn)，醫(yī)療教學(xué)環(huán)境的不斷優(yōu)越和逐步完善，過去常見的慢性人體疾病，已經(jīng)逐漸得到了良好的臨床預(yù)防和有效救治。目前臨床常見的典型人體慢性疾病已在減少，致使臨床標(biāo)本已經(jīng)難以及時(shí)搜集和不易尋獲，即便已經(jīng)成功取得了人體病變也可能并非典型。以上種種原因都可能使得獨(dú)立人體疾病科研和臨床教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的資源越來越稀少。

1.3 實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)涉及的實(shí)驗(yàn)安全問題

病理科學(xué)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用了許多高精密度的儀器，并且與患病的身體或者動(dòng)物組織、細(xì)胞等相互接觸的實(shí)驗(yàn)資源。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的每個(gè)學(xué)生都有著不同的技術(shù)層次，他們?cè)诓僮魃弦膊槐M相同，甚至一些學(xué)生在操作上也不規(guī)范，容易出現(xiàn)各種安全隱患。雖然實(shí)驗(yàn)課的老師在實(shí)踐中一直都會(huì)反復(fù)地強(qiáng)調(diào)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的具體要求和注意事項(xiàng)，但是因?yàn)閷W(xué)生的動(dòng)手技術(shù)能力較弱，依舊存在著一些同學(xué)未能按照實(shí)際操作的規(guī)程要求去實(shí)施這個(gè)任務(wù)，增加了對(duì)病理實(shí)驗(yàn)室的安全和管理工作難度。

2 虛擬仿真技術(shù)在病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 虛擬仿真平臺(tái)在病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中優(yōu)化教學(xué)資源

優(yōu)化病理學(xué)教學(xué)資源，通過仿真平臺(tái)高度模擬真實(shí)病理切片的操作，從不同方向、不同層次觀察病理圖片，從形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的角度模擬顯微鏡的虛擬操作、三維顯示和虛擬讀片，并進(jìn)行檢查和自檢，優(yōu)化教學(xué)資源配置。改進(jìn)后的數(shù)字仿真功能突破了顯微鏡本身的放大和測(cè)量功能。理論聯(lián)系實(shí)際，這種靈活的教學(xué)方法的運(yùn)用，為病理學(xué)教學(xué)提供了充分發(fā)揮啟發(fā)和創(chuàng)新的空間。該虛擬仿真模型能充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。不僅加深了學(xué)生對(duì)于各種疾病和遺傳的了解，優(yōu)化了課堂教學(xué)的難度和成本，而且使更多的學(xué)生動(dòng)手能力得到了大幅度提高。

2.2 虛擬仿真技術(shù)能夠提高學(xué)生的興趣

虛擬模擬仿真技術(shù)通過虛擬的形式營造了一個(gè)比較真實(shí)的模擬化實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)環(huán)境，一改傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式下的學(xué)生一味地接受所學(xué)知識(shí)的局限性情況，有助于進(jìn)一步激發(fā)和提升學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的積極性。并且能夠通過虛擬實(shí)體的呈現(xiàn)來促進(jìn)學(xué)生與老師之間的互動(dòng)和交流，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)于所學(xué)病理知識(shí)的認(rèn)可程度以及對(duì)其運(yùn)用掌手指掌握。由于目前的虛擬仿真技術(shù)在其應(yīng)用過程中不但包含了畫面，還同時(shí)蘊(yùn)涵著聲樂，這就促成了教學(xué)的過程中變得更加豐富以及生動(dòng)，能夠更好地從視覺上吸引學(xué)生的注意力，提升了綜合學(xué)習(xí)效率。

2.3 虛擬仿真技術(shù)能夠提高醫(yī)學(xué)生人文素養(yǎng)

虛擬仿真技術(shù)在病理學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用以其生動(dòng)、形象的特點(diǎn)，彌補(bǔ)了非醫(yī)學(xué)專業(yè)人員的醫(yī)學(xué)知識(shí)，降低了門檻。可以通過虛擬畫面對(duì)于各個(gè)實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)態(tài)畫面進(jìn)行了觀察，有助于學(xué)生更好地進(jìn)行學(xué)習(xí)。虛擬仿真技術(shù)可以把在實(shí)驗(yàn)的過程中所要反映出來的速度變化的快慢、多少都清楚明確地表現(xiàn)出來，進(jìn)一步幫助大家進(jìn)行學(xué)習(xí)。同時(shí)，病理學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬仿真平臺(tái)的建立可以減少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物標(biāo)本的利用。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用可以在傳授病理學(xué)知識(shí)和技能的基礎(chǔ)上，激發(fā)學(xué)生的興趣和創(chuàng)新意識(shí)，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生在學(xué)習(xí)病理學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中獲得知識(shí)、技能和能力。

2.4 虛擬仿真技術(shù)避免了真實(shí)動(dòng)手操作中的危險(xiǎn)性

在進(jìn)行病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中對(duì)病人活體組織進(jìn)行解剖、涂片、染色等，難免會(huì)遇到具有傳染性疾病的患者。如在對(duì)艾滋病患者進(jìn)行活體組織切片實(shí)習(xí)，就存在著被傳染的風(fēng)險(xiǎn)。而采取虛擬和仿真的技術(shù)則更好地避免被傳染的可能，同時(shí)也能防范和避免實(shí)習(xí)學(xué)員交叉感染。實(shí)習(xí)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中沒有直接接觸患者組織，因此起到了安全和保護(hù)的作用，通過這種虛擬模仿技術(shù)的廣泛應(yīng)用也使我們可以幫助學(xué)生看到不同類型和種類的疾病，拓寬了學(xué)生的視野，有助于培養(yǎng)出一批全方位健康發(fā)展的優(yōu)秀素質(zhì)人才。

虛擬仿真等新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不僅可以使得病理醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教育的效果得到大幅度的提升，也加強(qiáng)了學(xué)生自主參與實(shí)踐的積極性和學(xué)習(xí)的積極性，解決了目前我國病理醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教育中普遍存在的各種實(shí)驗(yàn)教育資源的匱乏和各種實(shí)驗(yàn)安全隱患。但是同時(shí)還存在一些問題亟待改進(jìn)，病理實(shí)驗(yàn)真正的現(xiàn)場(chǎng)化實(shí)驗(yàn)操作并未與傳統(tǒng)的虛擬模仿教學(xué)的授課方式緊密地結(jié)合起來，學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力培養(yǎng)相對(duì)較差。