基于AR技术的缺血性脑损伤电生理虚拟仿真教学项目
重庆医科大学,坐落于美丽山水之城---重庆;是国务院学位委员会批准的首批具有博士和硕士学位授予权的单位;是国家卫健委、教育部和重庆市共建高校,并于2016年成为“高等学校学科创新引智计划”(“111计划”)首批立项的地方高校之一。
基础医学实验教学中心于2015年被评为国家级医学虚拟仿真实验教学中心。中心承担了30个医学相关专业的基础医学实验,年均达到100万学时数,年均培养本科生4500人。
近年来,虚拟仿真实验教学已成为实验教学的有力支持与补充。2014年,通过校企合作,共同研发了虚拟仿真实验教学软件,并且已经用于教学,成功将虚拟仿真实验学习评价纳入学生形成性评价考核体系中。
在原有基础上,我们开发了“基于AR技术的缺血性脑损伤电生理虚拟仿真教学项目”。项目以临床真实病例导入实验课程,在实验中体现临床-科研-教学的结合,注重培养学生的实验操作能力,注重培养学生发现及阐释科学问题的创新科研能力。
缺血缺氧性脑病严重危害人类健康,可在短时间内导致大脑的不可逆性损伤。临床常见的心搏骤停、休克、窒息等危急症状均可引起。了解全脑缺血的发病机制、疾病特点,能够建立全脑缺血的动物模型是医学生必须掌握的机能学基本技能。并且针对临床医学专业学生,在住院医师规范化培训时期将临床常见疾病与理论知识、实验室检查手段、科研探索结合起来,将促进学生临床思维能力发展以及提高解决临床实际问题的能力。项目以临床全脑缺血性脑损伤的真实病例为导入,介绍该病例的检查、诊断、治疗等详细情况。而后构建动物模型,通过多普勒血流成像、脑电监测、脑片膜片钳等项目深层次观察该疾病的病理生理改变。但由于存在设备昂贵、技术难度高、实验成功率低等问题,无法全面开展相关实际操作实验。从而采用虚拟仿真的形式,学生可以在网络条件允许的任何时间任何地点,登录重庆医科大学虚拟仿真实验教学中心门户网站,多次反复学习。
更为重要的是,本项目完全支持智能手机和平板电脑等移动端的使用,这将极大的提高学生的使用便利度,极大的增强学习热情,并极大的提高项目的共享效率。
学生首先通过程序进行实验预习,学习相关背景知识和原理,并完成预习测试,带着问题进入实验去探寻答案。接着观看病例,并在设定的四个实验场景中进行实验。其中包括使用AR技术的缺血再灌注大鼠模型的建立、多普勒血流成像检测、脑电图的记录以及3d建模的脑片膜片钳等四项实验。然后根据学习情况进行水迷宫和高压氧治疗的拓展实验。最后完成课后测试,巩固学习效果。教师将根据学生完成实验的情况,对本次实验进行总结、评讲,并展开PBL教学,和学生一起开展讨论。实验过程中,设有自测题;实验操作提醒和思考题。网站平台通过统计实验完成率、是否触发错误操作及测试题的成绩,给出最终的实验成绩。
本项目“注重培养两个能力,实现三个创新”,力争培养学生“在临床上发现问题,在实验中找寻答案,在理论中阐明机制”的创新科研思路!本项目于2019年6月在医学虚拟仿真实验教学中心投入使用。