劉 巖，李艷霞，路 巖，張盛林

（大連醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院，遼寧大連116011）

淺析虛擬實驗室在臨床診斷學教學中的應(yīng)用

劉 巖，李艷霞，路 巖，張盛林

（大連醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院，遼寧大連116011）

臨床診斷學是由醫(yī)學基礎(chǔ)理論過渡到臨床醫(yī)學的一門橋梁課程，是醫(yī)學生從事臨床工作的基礎(chǔ)。因此，診斷學教學具有重要意義。但目前臨床診斷學教學中存在醫(yī)學生數(shù)量增加，教學資源短缺，學生實踐機會缺乏等問題。利用虛擬實驗室進行臨床診斷學教學，能夠為學生提供一個生動逼真的學習平臺，激發(fā)學生學習興趣，增加實際動手機會，提高教學效果，節(jié)約教學資源。虛擬教學在臨床診斷學教學的4個主要部分（問診、系統(tǒng)體格檢查、輔助檢查的判讀和臨床基本操作）中都具備不可替代的作用，是一種高效、實用的教學手段，有很好的應(yīng)用前景。

虛擬實驗室； 臨床醫(yī)學； 診斷； 教學形式； 學生

臨床診斷學是醫(yī)學生的主干課程之一，診斷學不但是臨床各學科的基礎(chǔ)，而且是由醫(yī)學基礎(chǔ)理論過渡到臨床醫(yī)學的橋梁課程[1]。掌握診斷學的基本技能是醫(yī)學生從事臨床工作的基本功。因此，臨床診斷學教學任務(wù)通過理論授課和臨床實踐，使醫(yī)學生逐步掌握診斷疾病的原理和思維方法，掌握如何采集病史、系統(tǒng)進行體格檢查及綜合分析輔助檢查的結(jié)果，并能夠進一步準確給出診斷結(jié)論，為今后學習臨床課程奠定堅實的基礎(chǔ)。但以往診斷學教學中存在諸多不足：教學模式單一，教學效果欠佳；理論授課與實踐技能訓(xùn)練分別授課，造成二者脫節(jié)，不能很好的結(jié)合；由于醫(yī)學生逐年增多，而醫(yī)患關(guān)系緊張，造成診斷學見習中學生不能充分接觸患者，得不到問診和體格檢查的實戰(zhàn)訓(xùn)練。為了彌補教學中的不足，采用現(xiàn)代計算機技術(shù)，構(gòu)建虛擬實驗教學平臺是一個很好的選擇[2]。虛擬教學是以計算機軟件和硬件技術(shù)為支撐，借助多媒體、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)營造可輔助傳統(tǒng)實驗各項操作中的相關(guān)環(huán)境，操作者可以像在真實的環(huán)境中一樣，完成各個操作或?qū)嶒烅椖?，對實驗結(jié)果和實驗過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象進行預(yù)測和評價的一種教學方法[3]。

1 虛擬實驗教學所具備的優(yōu)勢

1.1 能夠激發(fā)學生的學習興趣，使其發(fā)揮主觀能動性虛擬實驗室具有3個特色，即沉浸性、交互性和構(gòu)想性[4]：能夠使學生沉浸在虛擬場景中，投身于實驗活動中，并及時準確得到反饋信息，使學生從視聽觸摸各方面獲得直觀感受。虛擬實驗技術(shù)是將文字、圖形、聲音、圖像、動畫有效的結(jié)合在一起全方位地呈現(xiàn)給學生，這樣就可以不斷地刺激學生的感官，激發(fā)學習興趣。而且，虛擬實驗技術(shù)采用問題式教學法，將學生帶入問題存在的環(huán)境，有針對性啟發(fā)性地引導(dǎo)學生思考；并能將抽象的學習和現(xiàn)實病例結(jié)合起來，誘導(dǎo)學生展開聯(lián)想，主動思考；學生可以直接與周圍虛擬環(huán)境進行交流，圖文并茂的功能使其獲得豐富的感性認識，加深對抽象概念的理解和記憶，逐步培養(yǎng)學生分析、綜合、歸納等思維能力，并能最大程度激發(fā)學生的學習興趣[5]。

虛擬實驗室應(yīng)用于臨床診斷學，打破傳統(tǒng)教師在學習過程中的主導(dǎo)地位，使學生能夠很好地發(fā)揮主觀能動性，提高主動思考，逐步解決問題，培養(yǎng)臨床思維的能力。將學習新知識、反復(fù)練習和自我測試有效地結(jié)合，形成一種積極、生動、高效的教學模式。這是以往傳統(tǒng)教學方式無法比擬的，因此在教學中具有重要的、不可替代的作用。

1.2 節(jié)約教學資源，彌補教學條件欠缺 傳統(tǒng)的臨床診斷學包括理論授課和實習教學兩部分，主要以教師講授、書寫板書、結(jié)合幻燈片演示和示教來進行教學。面臨教學場地限制、教學經(jīng)費缺乏、師資力量不足等問題。而且，學生主要獲得的是間接知識。虛擬實驗室可以創(chuàng)建出虛擬的學習環(huán)境，解決上述存在的教學問題，使學生能夠直觀形象的進行觀察和學習。而且能夠反復(fù)利用，節(jié)約教學成本和資源。診斷學教學無論問診、體格檢查還是輔助檢查的判讀，都需要反復(fù)演練，逐步培養(yǎng)學生的臨床思維和實踐能力，利用虛擬實驗技術(shù)可以解決日益增長的醫(yī)學生數(shù)量和有限的教學資源之間的矛盾。

1.3 提高醫(yī)學生臨床實踐經(jīng)驗，減少醫(yī)患矛盾 在醫(yī)學院校中以往的傳統(tǒng)教學以課堂授課為主，學生缺乏實踐經(jīng)驗，紙上談兵難以很好掌握診斷學基本功。虛擬實驗技術(shù)的優(yōu)勢之一就是可以讓學生們反復(fù)實踐，改變原來只能聽，而摸不著看不見的狀態(tài)。能夠模擬各種疾病，不同的癥狀和體征，醫(yī)學生可以根據(jù)自己的情況，自由選擇，因材施教，反復(fù)訓(xùn)練。另外，醫(yī)學領(lǐng)域需要與患者、家屬密切接觸，而目前醫(yī)患關(guān)系欠佳，學生很難單純通過臨床實習全面系統(tǒng)獲得診斷學的實踐經(jīng)驗，甚至存在增加醫(yī)患矛盾和醫(yī)療隱患的風險。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)既能提高教學質(zhì)量，又可以規(guī)避矛盾，消除隱患，減少風險。

1.4 完善臨床技能考核綜合評估體系 以往的醫(yī)學考試通常重視理論知識的掌握，而輕視臨床實際操作能力的檢驗。學生往往死記硬背，而不會活學活用。虛擬實驗室應(yīng)用于診斷學考核中，可以根據(jù)情況設(shè)計出各種模塊，如某種疾病的問診，陽性體征的查體，心電圖的判讀及臨床基本穿刺操作，可以全面考核學生的臨床技能的實際掌握情況，便于發(fā)現(xiàn)教學中存在的問題和遺漏，查漏補缺，及時修正，確保教學質(zhì)量的提高。

2 虛擬實驗室在臨床診斷學各部分教學中發(fā)揮的作用

醫(yī)學教育涉及人體的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能，傳統(tǒng)教育依靠教師口頭講授、板書、掛圖，即使結(jié)合多媒體聲音、圖像等也無法將人體的立體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)給學生。而虛擬實驗技術(shù)可以將人體從整體到局部，從內(nèi)部到外部，包括神經(jīng)系統(tǒng)、血管系統(tǒng)等，均可立體形象的展示出來，使學生一目了然，從感性認識開始，逐步掌握相關(guān)知識[6-7]。臨床診斷學作為各臨床學科的基礎(chǔ)，將虛擬實驗技術(shù)貫穿至診斷學各部分教學內(nèi)容中，可大大提高教學質(zhì)量和效果。臨床診斷學主要包括4個部分：

2.1 問診 問診是醫(yī)學生成長為臨床醫(yī)生前所必須掌握的重要技能，而且對于疾病的診斷至關(guān)重要。但初學診斷學的學生，在學習問診階段也會遇到很多問題，比如患者的配合、語言表達能力、溝通能力、受教育程度等都會影響問診的效果。而利用虛擬患者，人機對話問診，模擬問診全過程，反復(fù)演練，有利于醫(yī)學生掌握規(guī)范的問診用語和正確的問診方法。也能激發(fā)學生的學習興趣，增強信心，有效地掌握問診方法和技巧。

2.2 系統(tǒng)體格檢查 該部分是臨床診斷學教學中的重點和難點，理論授課講述內(nèi)容多，必須結(jié)合實際演練才能很好掌握，而臨床實習中，由于患者數(shù)量及病種的限制，常常出現(xiàn)實習內(nèi)容與住院患者不匹配的現(xiàn)象。而且，目前醫(yī)患關(guān)系緊張，患者維權(quán)意識強，很難充分配合。利用虛擬標準化病人可以解決這些問題。虛擬標準化病人系統(tǒng)是由兩部分組成：電子標準化病人和多媒體軟件。多媒體教學軟件可將相關(guān)的文字、圖片、聲音等有機地結(jié)合在一起，盡可能模擬真實患者設(shè)計[8]。學生可以在虛擬標準化病人身上進行系統(tǒng)的體格檢查，可以反復(fù)練習心肺腹部視觸叩聽4步查體操作；可以看到虛擬標準化病人疼痛、病理反射等反應(yīng)；觸到甲狀腺腫大、肝脾腫大等陽性體征；叩出清音、濁音、鼓音、實音；聽到正?；虍惓５男囊簟⒑粑?、心臟雜音、腸鳴音等。其中，心臟聽診最為復(fù)雜抽象，學生難以很好掌握，虛擬標準化病人可設(shè)計各種類型的雜音反復(fù)對比，并結(jié)合多媒體技術(shù)可將雜音產(chǎn)生原理與心臟運動、心動周期、心電圖相結(jié)合以動畫的形式演示給學生，將抽象復(fù)雜的知識形象生動的呈獻給學生。另外，虛擬標準化病人具有糾錯功能，并給出評分，使學生們在反復(fù)演練中逐步掌握扎實的臨床基本功。

2.3 輔助檢查 以心電圖教學為例，在心電圖學習過程中，學生往往感到抽象、難以理解記憶。要想提高心電圖認識的水平與能力，就要讓學生們從原理入手，了解心臟的結(jié)構(gòu)，傳導(dǎo)系統(tǒng)解剖以及心電圖形成的原理。虛擬實驗技術(shù)可以創(chuàng)建出心臟三維模型，讓同學們直觀地從不同角度、不同切面研究心臟結(jié)構(gòu)，明確心電活動的產(chǎn)生原理[9]。另外，給虛擬標準化病人反復(fù)行心電圖檢查可使學生多動手、多練習、多思考，一邊操作，一邊學習圖形，并結(jié)合具體病例判讀各種異常心電圖。理論聯(lián)系實際，提高醫(yī)學生的動手能力和臨床思維能力。

2.4 臨床基本操作 比如胸腔穿刺術(shù)、腹腔穿刺術(shù)、骨髓穿刺術(shù)等，以往醫(yī)學生在診斷學實習階段不可能在患者身上進行操作，只能通過聽課、讀書、觀摩來學習，沒有實戰(zhàn)經(jīng)驗。利用虛擬標準化病人則可進行各種穿刺操作，而且可以反復(fù)練習，體會穿刺針進入皮膚的阻滯感，進入胸腹腔的落空感，抽出液體時的感受等。從而提高學習興趣和熱情，真正掌握操作技巧，積累經(jīng)驗教訓(xùn)，成為一名合格的醫(yī)學生，為今后從事臨床工作奠定堅實的基礎(chǔ)。

此外，虛擬實驗室的模擬病例系統(tǒng)還可以客觀且逼真的模擬醫(yī)生的臨床診療過程，使醫(yī)學生在逼真的環(huán)境下，對虛擬標準化病人進行系統(tǒng)問診、查體、檢查及給出相應(yīng)的診斷治療意見[10]。計算機可將每個步驟記錄并評分反饋，使學生在不斷練習中逐步提高基本檢查能力、結(jié)果判斷能力、診治能力等綜合素質(zhì)。

總之，虛擬實驗室應(yīng)用于臨床診斷學的教學中，為醫(yī)學生提供生動逼真的學習環(huán)境，使知識立體直觀，便于掌握，使學生動手實踐機會增加，調(diào)動學生學習積極性，有利于醫(yī)學生掌握臨床診斷學的相關(guān)知識，培養(yǎng)臨床思維和提高臨床實踐能力。

[1]黃英，劉國祥，楊和平，等.在診斷學教學中重視醫(yī)學生素質(zhì)培養(yǎng)[J].實用預(yù)防醫(yī)學，2008，15（1）：257-259.

[2]王俊學，徐文勝，倪武，等.網(wǎng)絡(luò)互動教學在醫(yī)學網(wǎng)絡(luò)課程中的應(yīng)用[J].中國醫(yī)學教育技術(shù)，2007，21（3）：205-206.

[3]葛巖，楊雪.虛擬實驗在醫(yī)學教育中的應(yīng)用[J].中國教育技術(shù)裝備，2012，11（33）：134-135.

[4]Burdea G，Coiffet P.Virtual reality technology[J].Teleoperators Virtual Environ，2003，12（6）：663-664.

[5]李云，羅剛，凌冠華，等.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)學教育中的應(yīng)用[J].檢驗醫(yī)學與臨床，2014，11（17）：2485-2487.

[6]霍妍，婁巖.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)學中的應(yīng)用研究與設(shè)計[J].中國醫(yī)學工程，2014，22（9）：191-192.

[7]劉小鴻，王亞平，李冰，等.醫(yī)學虛擬現(xiàn)實教學融入多元化教學設(shè)計的思考[J].實驗室研究與探索，2014，33（10）：180-183.

[8]賴銘裕，程鵬，林梓，等.心肺腹電子標準化病人應(yīng)用于臨床醫(yī)學生畢業(yè)實習崗前培訓(xùn)中的優(yōu)勢探討[J].中國繼續(xù)醫(yī)學教育，2015，7（1）：27-28.

[9]田茵.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在心臟醫(yī)學教學中的應(yīng)用與實現(xiàn)[J].電腦知識與技術(shù)，2014，10（32）：7786-7788.

[10]孫昕，王麗美，劉宜鑫，等.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機模擬病例系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國組織工程研究，2012，16（26）：4918-4922.

10.3969/j.issn.1009-5519.2015.12.069

:B

:1009-5519（2015）12-1913-03

2015-02-23）

劉巖（1977-），女，山東濟寧人，博士研究生，主要從事心血管內(nèi)科臨床與教學工作；E-mail：15541191236@163.com。

張盛林（E-mail：slzhang2991@outlook.com）。