徐海明 德小明 關(guān)素珍 李麗萍 張鵬舉 喬 慧

（[1]寧夏醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生與管理學(xué)院 寧夏·銀川 750004；[2]寧夏環(huán)境因素與慢性病控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 寧夏·銀川 750004；[3]寧夏醫(yī)科大學(xué)護(hù)理學(xué)院 寧夏·銀川 750004）

自2018年6月教育部陳寶生部長在“新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會”上第一次提出“金課”概念以來，“金課”逐漸成為高等教育領(lǐng)域的熱詞（表1）。關(guān)于“金課”的基本內(nèi)涵，可以概括為“兩性一度”，即高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度?！敖鹫n”的提出給高等醫(yī)學(xué)教育的發(fā)展帶來了新的契機(jī)。作為高等醫(yī)學(xué)教育的一個重要組成部分,預(yù)防醫(yī)學(xué)的地位及重要性不斷突顯。2016年10月25日，中共中央、國務(wù)院公布了《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》，“綱要”旨在推進(jìn)健康中國建設(shè)，提高人民健康水平。新時代的到來為公共衛(wèi)生賦予了新的內(nèi)涵，同時也為公共衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展提供了新的機(jī)遇。作為公共衛(wèi)生領(lǐng)域人才培養(yǎng)的基石，預(yù)防醫(yī)學(xué)教育應(yīng)加快改進(jìn)人才培養(yǎng)模式，由理論性人才向務(wù)實(shí)創(chuàng)新的高素質(zhì)應(yīng)用型預(yù)防醫(yī)學(xué)專業(yè)人才轉(zhuǎn)變。作為五大“金課”成員中的一員，虛擬仿真“金課”可以借助信息技術(shù)、智能技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度融合，有效破解高校實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)中的難題。將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)引入實(shí)踐性較強(qiáng)的預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和提高公共衛(wèi)生與預(yù)防醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要。

表1：與“金課”有關(guān)的重要事件梳理

1 預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的突出問題

預(yù)防醫(yī)學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用型學(xué)科，其開課時間一般集中在本科教學(xué)的中后階段。在前期的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生已掌握了一定的常規(guī)實(shí)驗(yàn)技能。而預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程更加注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。但是，大多數(shù)高校在開展預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時多采用“教師按部就班地教，學(xué)生按部就班地學(xué)”的程式化模式。在這個過程中，學(xué)生的注意力通常集中在具體的實(shí)驗(yàn)操作上，不利于學(xué)生分析并解決實(shí)際問題以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。進(jìn)而言之，這種培養(yǎng)模式不能滿足當(dāng)今社會對預(yù)防醫(yī)學(xué)人才的需求。例如，隨著突發(fā)公共衛(wèi)生事件的不斷涌現(xiàn)，公共衛(wèi)生領(lǐng)域?qū)l(wèi)從業(yè)人員的應(yīng)急準(zhǔn)備和應(yīng)急處置能力的要求越來越高。但是，突發(fā)公共衛(wèi)生事件通常具有“突發(fā)”的屬性，學(xué)生鮮有機(jī)會“身臨其境”。部分內(nèi)容只能選擇觀看視頻的方式進(jìn)行名不副實(shí)的實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生難以將課堂所學(xué)運(yùn)用到實(shí)際工作中。

此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)常受到場地、課時、經(jīng)費(fèi)投入等多方面限制。例如，《環(huán)境衛(wèi)生學(xué)》及《職業(yè)衛(wèi)生及職業(yè)醫(yī)學(xué)》課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及大氣、水體、職業(yè)場所等采樣內(nèi)容。出于安全考慮，大部分高校并不具備將學(xué)生帶進(jìn)現(xiàn)場開展實(shí)際采樣的條件。尷尬的是，此類實(shí)驗(yàn)難以在常規(guī)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行較好地模擬。

綜上，現(xiàn)有的培養(yǎng)路徑限制著預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展，同時無法滿足當(dāng)今社會對于公共衛(wèi)生領(lǐng)域?qū)嵱脛?chuàng)新型人才的培養(yǎng)需求。因此，如何有效的解決上述問題，成為擺在每一位預(yù)防醫(yī)學(xué)教育工作者面前的一個難題。

2 在預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的必要性和價值

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，是推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)、拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容廣度和深度、延伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)時間和空間、提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和水平的重要舉措（表2）。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，2013年-2015年先后成立33個醫(yī)學(xué)類國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。此后，在《教育部辦公廳關(guān)于2017-2020年開展示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)的通知》（教高廳〔2017〕4號）文件中明確，除了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等醫(yī)學(xué)學(xué)科外，預(yù)防醫(yī)學(xué)也有布局。尤為值得一提的是，在教育部推出的首批國家級一流本科課程中，包括7項(xiàng)公共衛(wèi)生與預(yù)防醫(yī)學(xué)類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目（表3）。因此，將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課中已是大勢所趨，將會為預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展及實(shí)用創(chuàng)新型預(yù)防醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)提供全新的手段。

表2：與“虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目”有關(guān)的重要事件梳理

表3：2017年-2020年示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)規(guī)劃（醫(yī)學(xué)）

2.1 豐富教學(xué)方式，拓展教學(xué)范圍，提升教學(xué)效果

實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)共同組成一個完整的教學(xué)過程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生將理論知識具體化的最主要手段。所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)應(yīng)相輔相成，并且實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段應(yīng)該更加豐富，以便達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力的要求。虛擬仿真技術(shù)將實(shí)驗(yàn)以更為直觀和形象的方式向?qū)W生展現(xiàn)，可以刺激學(xué)生的視覺和聽覺等各種感官系統(tǒng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。在這個過程中，學(xué)生由單純的模仿者向探究者和創(chuàng)造者轉(zhuǎn)換。同時，教師可以將課程內(nèi)容相關(guān)的教學(xué)資源上傳至虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺，便于學(xué)生開展課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，從而取得更好的教學(xué)效果。

預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課中經(jīng)常需要用到大型儀器設(shè)備，這些儀器都需要經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)后才能上手操作，這就給實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了一定限制。例如，衛(wèi)生化學(xué)是高等醫(yī)學(xué)教育預(yù)防醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要任務(wù)是為學(xué)生講授專業(yè)課和生產(chǎn)實(shí)習(xí)所必需的分析科學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識及基本技能，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，儀器分析是其重要的課程內(nèi)容，但目前無法做到讓每個學(xué)生都可以動手操作，教學(xué)效果不盡如人意。虛擬仿真技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備到儀器上機(jī)操作整個環(huán)節(jié)的仿真模擬，每一個學(xué)習(xí)者都可以參與到整個實(shí)驗(yàn)操作過程中來（可以借助頭盔顯示器或VR眼鏡等設(shè)備獲得更佳的感官體驗(yàn)），可以從一定程度上改善儀器設(shè)備對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的限制。

2.2 突破傳統(tǒng)限制，“親臨”公共衛(wèi)生突發(fā)事件現(xiàn)場

預(yù)防醫(yī)學(xué)專業(yè)人才是突發(fā)公共衛(wèi)生事件應(yīng)急處置的排頭兵和主力軍。近年來，尤其是2019年年底新冠肺炎疫情（COVID-19）發(fā)生以來，其應(yīng)對突發(fā)公共事件能力受到各級醫(yī)療、疾病防控部門及教育部門的高度重視。在這個時代背景下，提升學(xué)生大預(yù)防觀思維和協(xié)同處置能力，特別是突發(fā)公共衛(wèi)生事件應(yīng)急能力顯得尤為重要。例如，公共場所生物恐怖襲擊是重要的公共衛(wèi)生突發(fā)事件。在常規(guī)教學(xué)過程中，教師無法在課堂上進(jìn)行實(shí)例教學(xué)。虛擬仿真技術(shù)可以彌補(bǔ)這種弊端，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對公共場所生物恐怖襲擊衛(wèi)生應(yīng)急處置的仿真模擬，讓學(xué)生“身臨其境”，通過交互式操作步驟引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)此類公共衛(wèi)生突發(fā)事件發(fā)生時的規(guī)范化處置流程。特別值得一提的是，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)吳群紅教授申報(bào)的《公共場所生物恐怖襲擊衛(wèi)生應(yīng)急處置關(guān)鍵技術(shù)仿真與模擬》被評為國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目和首批國家級一流本科課程。

再如，傳染病疫情的預(yù)防和控制是疾控系統(tǒng)工作的重點(diǎn)。但是，在傳統(tǒng)的預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，多采用理論教學(xué)方式，教學(xué)效果不甚理想。我們可以充分利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)手段，以互動式的情節(jié)“還原”傳染病暴發(fā)、疫情上報(bào)、疫情防控等場景，讓學(xué)生可以“零距離接觸”此類公共衛(wèi)生突發(fā)事件現(xiàn)場并參與整個應(yīng)急處理過程。通過虛擬仿真項(xiàng)目學(xué)習(xí)，可以加深對理論知識的掌握，鍛煉動手能力，為今后走向疾控工作崗位打下良好基礎(chǔ)。西藏民族大學(xué)和東南大學(xué)聯(lián)合建設(shè)的《呼吸道傳染病突發(fā)事件應(yīng)急處置及效果的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)》應(yīng)用系統(tǒng)動力學(xué)模型和虛擬仿真技術(shù)對呼吸道傳染病突發(fā)事件應(yīng)急處置的過程進(jìn)行仿真模擬，通過事件發(fā)現(xiàn)與報(bào)告、流行病學(xué)調(diào)查、事件現(xiàn)場處置、事件總結(jié)報(bào)告的四個階段以及實(shí)時的結(jié)局監(jiān)測，突出以公共衛(wèi)生應(yīng)急核心勝任力為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生熟悉應(yīng)急處置過程中的15個知識點(diǎn)和掌握應(yīng)急處置的14種能力。學(xué)生通過虛實(shí)結(jié)合，反復(fù)訓(xùn)練或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，從而提高學(xué)生對突發(fā)公共衛(wèi)生事件現(xiàn)場的處置能力。

2.3 助力實(shí)驗(yàn)室管理，保障實(shí)驗(yàn)室安全

實(shí)驗(yàn)室安全是開展實(shí)驗(yàn)的前提和保障，然而近些年實(shí)驗(yàn)室安全事故頻發(fā)，代價慘痛，給全社會敲響警鐘。通過虛擬仿真技術(shù)可以創(chuàng)建危險品泄露、火災(zāi)、爆炸等實(shí)驗(yàn)室常見安全事故的虛擬現(xiàn)場，成為提升學(xué)生及實(shí)驗(yàn)室管理人員現(xiàn)場應(yīng)急處理能力的最佳方法。筆者申報(bào)的《CDC病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全事故應(yīng)急處置》利用“場景構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法”，實(shí)現(xiàn)了對CDC病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全事故應(yīng)急處置全過程的仿真。通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)室生物安全事故應(yīng)急處置的要點(diǎn)，進(jìn)而為預(yù)防和迅速控制病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全事件，最大程度地減少實(shí)驗(yàn)室生物安全事件造成的危害，保障公眾、環(huán)境的生物安全，維護(hù)社會穩(wěn)定提供有力支撐，該項(xiàng)目在實(shí)驗(yàn)空間的鏈接為http://www.ilabx.com/details/v5?id=3806&isView=true（圖 1）。

圖1：《CDC病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全事故應(yīng)急處置》虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目截圖

3 結(jié)語

長期以來，中國普通高校公共衛(wèi)生教育主要是效仿蘇聯(lián)的模式。到目前為止，培養(yǎng)框架一直沒有發(fā)生實(shí)質(zhì)性改變。由于受到重理論輕實(shí)踐思想的禁錮，普通醫(yī)學(xué)院校培養(yǎng)的預(yù)防醫(yī)學(xué)人才并不能完全滿足疾控一線工作的實(shí)際需要（如缺乏對突發(fā)公共衛(wèi)生事件的應(yīng)急處置能力等）。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是推動實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新的重要手段，是提高教學(xué)效率、提升教學(xué)效果的重要途徑。虛擬仿真“金課”，已經(jīng)成為中國教育“變軌超車”的創(chuàng)新一招。作為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的重要補(bǔ)充，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展是順應(yīng)時代改革的必然趨勢。有理由相信，隨著虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的不斷完善，將會為培養(yǎng)務(wù)實(shí)創(chuàng)新的高素質(zhì)應(yīng)用型預(yù)防醫(yī)學(xué)專業(yè)人才提供更好的平臺，也會為預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來新的機(jī)遇和突破。