黃 坪，李紅松，潘克儉，張 曉

（1.成都醫(yī)學(xué)院 教務(wù)處，四川 成都 610500；2.成都醫(yī)學(xué)院 國有資產(chǎn)與設(shè)備管理處，四川 成都 610500；3.成都醫(yī)學(xué)院 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，四川 成都 610500）

大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程 （massive open on－line course，MOOC）的概念于2008年由Dave Cormier與Bryan Alexander教授首提出。2011年底，斯坦福大學(xué)嘗試將“機器學(xué)習(xí)”等3門課程免費發(fā)布到網(wǎng)上，世界各地有10余萬學(xué)生注冊學(xué)習(xí)了這些課程。2012年6月，麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)聯(lián)合投資創(chuàng)建了edX，德克薩斯大學(xué)和加利福尼亞大學(xué)伯克利分校后來加入其 中。 自 此，MOOC發(fā)展的風(fēng)暴熱遍全球［1－4］。MOOC易于使用、費用低廉（絕大多數(shù)MOOC是免費的）、覆蓋的人群廣、支持自主學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)資源豐富，因而迅速發(fā)展，并對高等教育產(chǎn)生了重大影響［5］。

我國高校繼推出精品課程、視頻公開課、精品資源共享課后，也密切關(guān)注MOOC的發(fā)展。2013年，上海交通大學(xué)成為加入MOOC的第一所中國內(nèi)地高校，和耶魯、斯坦福等世界一流大學(xué)共建、共享全球最大在線課程網(wǎng)絡(luò)。此后，清華大學(xué)、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等高校也申請加入。目前，MOOC已經(jīng)成為我國國家精品開放課程建設(shè)項目的重要組成部分，是國家建設(shè)虛擬仿真重點實驗室的重要促進力量。但是，加入MOOC的醫(yī)學(xué)理論課程和實驗課程非常少，只有美國用醫(yī)學(xué)模擬技術(shù)來判定疾病的場景等少數(shù)應(yīng)用。

1 醫(yī)學(xué)實踐教學(xué)存在的問題和解決思路

醫(yī)學(xué)教育是一種技能教育，實驗和實習(xí)貫穿了整個醫(yī)學(xué)教學(xué)過程。醫(yī)學(xué)生只有通過足夠的驗證性實驗和一定數(shù)量的綜合性實驗，才能獲得必要的綜合技能并初步具備實際工作能力［6］。長期以來，醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)實驗、臨床教學(xué)和實習(xí)受多種因素制約，實踐教學(xué)的開展存在許多問題。

第一，受倫理學(xué)的限制。醫(yī)學(xué)倫理學(xué)要求善待患者，實驗動物倫理學(xué)要求善待動物［7］。因此，學(xué)習(xí)心肺復(fù)蘇急救、各種危險的臨床穿刺治療等技能操作不允許學(xué)生直接在病人身體上進行，動物實驗也要遵循減少 （reduction）、替 代 （replacement）和優(yōu)化 （refinement）的3R原則［8］。

第二，受實驗條件的限制。一些高致病性病原微生物實驗、具有放射性的實驗和劇毒類物質(zhì)實驗對實驗開設(shè)條件要求高，即便開設(shè)，也面臨較大安全風(fēng)險。

第三，受實驗成本和資源的限制。有些醫(yī)學(xué)實驗設(shè)備昂貴、實驗動物缺少、醫(yī)學(xué)生物類實驗試劑和耗材價格過高。尤其是人體解剖實驗所需要的尸體，不僅難得，而且重復(fù)使用率低，即便實驗開出，但每組實驗人員過多，并且實驗操作不可逆、不可重復(fù)。

第四，受時空限制。如藥物穩(wěn)定性考察、藥物毒副作用實驗等，實驗時間跨度長達幾個月甚至數(shù)年，是常規(guī)實驗教學(xué)無法企及的。

由于上述條件的限制，學(xué)生動手實踐不充分，往往存在臨床思維欠缺、創(chuàng)新意識不夠、專業(yè)能力不足的問題［9］，成為制約醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的因素之一。

在信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展及教育國際化的大背景下，筆者提出以MOOC為平臺，以校企合作為基礎(chǔ)，以疾病研究為導(dǎo)向，以人體生理系統(tǒng)為中心，對醫(yī)學(xué)實驗課程進行全面的綜合改革，建立新的與MOOC相適應(yīng)的醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗，以滿足醫(yī)學(xué)教育開放性在線課程的需求，滿足醫(yī)學(xué)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求。

2 醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗室建設(shè)原則

醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗室建設(shè)的理念是充分利用虛擬實驗開放、互動、共享的優(yōu)勢，促進醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)改革、提升教學(xué)質(zhì)量，更好實現(xiàn)應(yīng)用型醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)。

2.1 以實為本、以虛補實、虛實結(jié)合

醫(yī)學(xué)的實踐性、醫(yī)學(xué)教育的技能性特征，決定了醫(yī)學(xué)實踐教學(xué)必須建立在“實訓(xùn)”的基礎(chǔ)上，包括實驗原理、實驗內(nèi)容、實驗步驟等理論知識的“實”訓(xùn)和實驗項目實際操作的“實”訓(xùn)，兩者缺一不可。雖然虛擬仿真實驗教學(xué)源于現(xiàn)實的、真實的實驗，具有實踐的本性，但其本身并非真實的實驗，學(xué)生也無法體會實際操作中可能出現(xiàn)的各種誤差［10］。因此，虛擬仿真實驗只能對學(xué)生的實踐操作進行“形式訓(xùn)練”，而不能對學(xué)生動手操作能力進行“實質(zhì)訓(xùn)練”。

在醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中，讓學(xué)生先進行虛擬實驗操作后再進入實際操作，不但能提高實驗效果，還可節(jié)約資源。利用虛擬仿真也可進行一些大型綜合性實驗，如細胞培養(yǎng)實驗、PBL病例討論、臨床思維訓(xùn)練等；受條件限制不能開展的實物實驗，都可以用虛擬仿真實驗替代。虛擬仿真實驗與實際實驗的結(jié)合，相互補充、能實不虛，可以提高實驗教學(xué)效果，是提高實驗教學(xué)質(zhì)量的有效手段，是對實物實驗教學(xué)的有力補充。

2.2 安全、開放、共享

基于MOOC的醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗室是信息技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容深度融合的產(chǎn)物，具有安全、開放、共享的特點。為實現(xiàn)校內(nèi)外、本地區(qū)及更廣范圍內(nèi)的實驗教學(xué)資源共享，滿足多地區(qū)、多學(xué)校和多學(xué)科專業(yè)的虛擬仿真實驗教學(xué)需求［11］，使平臺效益最大化，保持平臺旺盛的生命力和擴展能力，我校醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗室按照醫(yī)學(xué)院校的大學(xué)科模塊分類，對于每一個大的學(xué)科再進行細分，形成層次結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了一個便于分布式開發(fā)和層次結(jié)構(gòu)清晰的醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺。該平臺既利于課程的實驗教學(xué)，也兼顧課程整合，形成基于器官、系統(tǒng)、疾病的系統(tǒng)化體系。為了更好地服務(wù)全校師生和社會，中心采用分布式網(wǎng)絡(luò)平臺架構(gòu)，便于其他學(xué)校、醫(yī)院等共享訪問；為了提高訪問速度，可在其他單位建立鏡像服務(wù)器。

3 建設(shè)內(nèi)容

目前，我校醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗室的建設(shè)以教學(xué)資源建設(shè)為重點，包括虛擬實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)和臨床仿真實驗室兩大部分。

3.1 醫(yī)學(xué)虛擬實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)

虛擬實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)主要包括基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、PBL實驗教學(xué)、測試項目5個模塊。

（1）基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)模塊。包括人體解剖學(xué)的數(shù)字人解剖系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)的數(shù)字切片庫系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)機能學(xué)的生理學(xué)、藥理學(xué)、病理生理學(xué)的虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)的醫(yī)學(xué)寄生蟲、細菌形態(tài)學(xué)綜合實驗和細胞微生物學(xué)的細胞培養(yǎng)綜合實驗等40多個綜合性實驗，包括200多個實驗項目。

（2）臨床醫(yī)學(xué)模塊。主要是臨床思維仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，可開展氣道及呼吸、心臟停搏、心律失常、胸痛、代謝和循環(huán)造成的急診、中毒及服藥過量等6個模塊的臨床思維訓(xùn)練綜合實驗。通過實驗課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生對病案的分析、診斷和自我獲取知識的能力，加強臨床思維方法，達到教學(xué)大綱對學(xué)生實驗技能的要求。

（3）藥學(xué)模塊。包括藥物化學(xué)、藥物分析、藥物制劑方面的實驗項目，主要有常壓蒸餾、酸堿滴定、pH計測定醋酸的電離常數(shù)、重結(jié)晶、色譜分析、分光光度法測定Fe的含量、有機物熔點沸點測定、藥物制劑仿真實訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)、藥物壓片技術(shù)仿真實訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)等。

（4）PBL模塊。結(jié)合PBL的教學(xué)理念和模式，對臨床標(biāo)準(zhǔn)病人進行體檢、實驗室輔助檢測、診斷、案例分析與討論（含文獻檢索、閱讀、發(fā)病機制演示等），目前有心衰類疾病與中風(fēng)、細胞增殖分化凋亡異常與疾?。ò籽。┑?個PBL案例。

（5）測試項目模塊。主要是對正在開發(fā)的實驗項目進行網(wǎng)上試運行，以測試該模塊的運行穩(wěn)定性并收集教師、學(xué)生的使用反饋意見。

3.2 臨床仿真實驗室

臨床仿真系統(tǒng)主要由仿真設(shè)備和模型構(gòu)成，包括心肺聽診訓(xùn)練系統(tǒng)、腹部觸診訓(xùn)練系統(tǒng)、心肺復(fù)蘇急救高端模擬人、腰椎穿刺、胸腔穿刺、腹腔穿刺、氣管切開、各種輸液穿刺模型，以及仿真OSCE考試、手術(shù)直播、錄播示教系統(tǒng)等。臨床仿真以技能實訓(xùn)為主，并附以視頻演示，可開展30余項實驗項目，可在網(wǎng)上預(yù)約實驗。將那些無法在病人身上練習(xí)或醫(yī)療危險性較大的實驗集中在實驗室中，可以通過模擬訓(xùn)練的方式讓學(xué)生操作練習(xí)。

4 醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗室建設(shè)特色與創(chuàng)新

4.1 靈活應(yīng)用先進網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化教學(xué)平臺

成都醫(yī)學(xué)院把品質(zhì)放在首位，堅持高起點，嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)建設(shè)教學(xué)資源。在建設(shè)伊始，實驗室人員對國內(nèi)外較好的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源進行了學(xué)習(xí)，并在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，結(jié)合醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)的特點和學(xué)校的實際，形成了以下資源建設(shè)的特點。

（1）教學(xué)平臺具有技術(shù)先進性，可以在Windows、Linux或Mac OS等操作系統(tǒng)上運行，也可以在PC機、平板電腦或手機上運行，靈活自如的跨平臺使用功能，促成學(xué)生無處不在的學(xué)習(xí)。

（2）資源具有逼真性。無論是外購還是研發(fā)的虛擬實驗，必須與真實實驗步驟和過程高度逼真，盡量采用3D表達，且必須通過實驗專家的實驗和鑒定后才能放到平臺上使用。

（3）教學(xué)資源具有完整性。虛擬實驗包括實驗原理介紹、實驗操作錄像、仿真交互操作、結(jié)果模擬顯示等基本內(nèi)容。

（4）虛擬仿真實驗具有一定的靈活性。學(xué)生根據(jù)平臺提供的器材自主設(shè)計實驗，可以觀察到不同條件下的實驗結(jié)果，提高研究能力。

（5）資源具有針對性和普適性。主要針對實際實驗難以開展或消耗較大的項目及大型綜合性實驗進行開發(fā)和建設(shè)，實驗資源向醫(yī)學(xué)及相關(guān)專業(yè)均要開設(shè)的基礎(chǔ)性實驗傾斜，不但供本校絕大多數(shù)學(xué)生使用，還向全國醫(yī)藥高等院校以及中職、高職醫(yī)學(xué)專科學(xué)校輻射利用，使其發(fā)揮廣泛的教育作用。

4.2 整合教學(xué)資源，構(gòu)建集約化和系統(tǒng)化平臺

成都醫(yī)學(xué)院整合了解剖學(xué)、組織學(xué)、病理學(xué)、機能學(xué)等學(xué)科的實驗項目，以人體器官、組織結(jié)構(gòu)、病理過程及臨床診療為主線，以病原微生物、細胞、分子檢驗技術(shù)為輔線，形成基于器官、系統(tǒng)、病例為核心的系統(tǒng)化虛擬實驗教學(xué)體系。虛擬實驗平臺支持學(xué)生自由搭建合理的實驗或案例，有利于學(xué)生對實驗基本功的掌握，也有利于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識。內(nèi)建的題庫系統(tǒng)，可提供在線自測，是一個良好的自我學(xué)習(xí)、測試平臺。

4.3 整合學(xué)校資源，深入開展校企合作

成都醫(yī)學(xué)院整合了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中心、臨床醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中心、藥學(xué)技能實驗教學(xué)中心等3個省級實驗教學(xué)中心的資源，擁有一支職稱、學(xué)歷、年齡、學(xué)科結(jié)構(gòu)合理的師資隊伍。同時，學(xué)校深入開展校企合作，采取“校－企合作、校－校合作、校－院（教學(xué)醫(yī)院）合作”的方式，以成都泰盟科技有限公司為紐帶，以10余所高等醫(yī)學(xué)院校合作為基礎(chǔ)，加快平臺教學(xué)資源的建設(shè)，實現(xiàn)了平臺資源的共建、共管、共享。

5 建設(shè)成效

成都醫(yī)學(xué)院充分利用醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)資源開展實驗教學(xué)，針對不同專業(yè)，選擇性增加了實驗項目，其中新增21項由于受條件限制而無法開設(shè)真實實驗的虛擬仿真實驗項目，新增大型綜合、設(shè)計性項目24項，新增PBL實驗項目4項。利用虛擬仿真設(shè)備，在解剖學(xué)、形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)中同時展開了真實實驗和虛擬仿真實驗。隨著中心教學(xué)資源日益豐富，平臺為學(xué)生提供了直觀實驗預(yù)習(xí)環(huán)境，實現(xiàn)教學(xué)環(huán)境立體化［12］，對實驗教學(xué)質(zhì)量提升的貢獻度不斷加大，成為高素質(zhì)應(yīng)用型醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的重要平臺。

2011—2012年，成都醫(yī)學(xué)院畢業(yè)生參加臨床醫(yī)師執(zhí)業(yè)資格考試的通過率分別達到63.06%、74.02%，高于全國平均水平，近三年畢業(yè)生就業(yè)率始終保持在90%以上。2012年，本校學(xué)生獲“全國高等醫(yī)學(xué)院校大學(xué)生臨床技能競賽”西南西北賽區(qū)一等獎和全國總決賽一等獎；2013再獲西南西北賽區(qū)一等獎和全國總決賽二等獎；2011—2013年獲全國大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”科技作品三等獎2項；2010年和2012年參加全國大學(xué)生基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新實驗大賽各獲1項三等獎。2014年，我校醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)中心成為教育部首批國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心。

6 結(jié)束語

正如德國哈素·普拉特納學(xué)院院長克里斯多夫·梅內(nèi)爾（Christoph Meinel）教授所言：“MOOC是對傳統(tǒng)大學(xué)的顛覆性延伸而不是威脅，它將創(chuàng)造一個傳統(tǒng)的大學(xué)過去無法企及的、完全新的、更大的市場?！被贛OOC的醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗室建設(shè)的意義在于利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與云端開放式教育平臺，實現(xiàn)高等教育優(yōu)質(zhì)資源共享，對于推動高等醫(yī)學(xué)教育改革，創(chuàng)新醫(yī)學(xué)教育教學(xué)模式，促進高校與企業(yè)的交流與合作，擴大大學(xué)的社會影響力，提高優(yōu)秀教師社會知名度，提高醫(yī)學(xué)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量都具有十分重要的意義。

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［11］教育部高等教育司.關(guān)于開展國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)工作的通知［EB／OL］.（2013－08－13）［2014－03－25］.http：／／www.moe.gov.cn／publicfiles／business／htmlfiles／moe／A08 ＿gggs／201308／156121.html.

［12］梁楠，張曉.創(chuàng)新實踐教學(xué)以促進示范中心建設(shè)［J］.重慶醫(yī)學(xué)，2013，42（14）：1667－1668.