1. 知识目标：学生能辨识疾病的病理学形态特点，包括肉眼和镜下改变，能理解和解释其发病机制、临床病理联系和转归，能进行常见病和多发病的鉴别诊断。
2. 能力目标：
（1）病理诊断和鉴别诊断能力：引导学生抓住疾病的特征性病理学形态，培养学生的形态学识别能力，锻炼其病理诊断能力和鉴别诊断能力。
（2）临床思维能力：引导学生通过机制结合形态、形态结合功能，分析解决临床病例，锻炼学生自主思考、独立诊断和解决临床问题的能力。
实验的必要性及实用性
病理学是一门医学主干课程和必修课程，其任务是通过教学使学生掌握常见病和多发病的发病学、病理学形态和临床病理联系，培养学生的病理诊断思维、科学思维和临床分析能力，因此病理学是一门实践性很强的学科。
病理学的教学分为理论课和实验课。实验课是学生通过自己的亲自实践去观察标本和组织切片。自2010年以来，我们将面试环节引入实验考核模式中，具体过程为：学生先按要求在指定地点完成2例大体标本和2张切片的病理诊断，然后各自携带标本和切片进入面试考场，由一位教师从概念、发病机制、临床病理联系和表达逻辑性等多方面综合考察学生的病理诊断能力以及对基础病理知识的掌握度和纠错能力。
在多年的病理学实验考核中，我们逐渐发现存在如下问题：
1.切片脱色：部分切片因年代久远发生脱色，重新染色效果不佳且工作量巨大。
2.考试专用的典型病变和少见/罕见疾病的大体标本/切片被不断损耗：我系拥有国内基本销声匿迹或罕见的疾病，例如麻风病、肠蛔虫病、肺吸虫病、肠血吸虫病、肝包虫病、阿米巴病等珍贵的大体标本和切片。在长期的实验考核中，这些大体标本和切片不断出现意外摔碎、标本缸漏液、未及时修缮等情况，造成数量持续减少。
3.教学专用的大体标本和切片在实际教学中不断损耗：我们在病理实验教学中采用的是专门用于日常教学的一套标本/切片，在多年的实际教学中不断发生损耗。虽然其中大部分已经转化为数字标本/切片，建立了现有的病理学线上实验教学平台，然而平台里的标本和切片数量有限，且病变形态单一，学生容易通过死记硬背记住平台中的实验样本，因此不能用于考试；此外，该线上实验平台由公司操作，我们教师均没有进行编辑的权限，无法及时添加或更改平台中的资料。因此，现有的线上实验教学平台不能满足考试需要。
4. 实验考核面试工作量巨大：在春季学期中，参与面试的学生高达450人，用于考试的大体标本/切片周转不畅，且不断损耗；此外，教学团队仅有9人，面试工作量巨大。
5.教师在人工阅卷和面试学生时的打分偏差：教师的性格差异、病理学知识的专长、面试时提出问题的难度等因素，都影响教师对学生考试情况的打分，造成分值偏差，从而引起学生情绪波动而影响其考试或面试效果。
6.学生课时紧张，没有实验复习机会。
因此，我们拟构建一个专门用于病理学实验考试的虚拟仿真平台，客观评价学生的病理实践能力，减少珍贵标本/切片的损耗，拓展学生的实践机会，且能显著提高教师工作效率。
该病理学虚拟仿真实验平台包括病理标本VR库、病理切片VR库、病理虚拟仿真VR实验室。我们将为学生提供丰富的VR资源，支持高清逼真的标本观察和动画讲解，支持触屏效果和3D/VR动态切换，方便学生理解和掌握。我们将基于真实切片标本和临床病理科工作流程，真实还原常规病理诊断全过程。该平台支持模拟考试、线上互动讨论、弹幕、师生交流等，可进行随片练习、切片考试、理论考试、“数字人教师”面试等。整个系统可供学生反复训练，将显著提高病理实验考核的效率和质量。
教学设计的合理性
我们选择本系丰富的“尸体解剖库”（7000多例）和“肝/肾活检病理库”（已积累2万余例）中的真实案例，按照以学为中心的教学理念全新打造，采用最新先进3D数字技术、轻量级压缩技术、模型文件在线载入快、无卡顿，以数字资源的形象直观且综合展现知识点和相关教学内容，提供3D数字资源、全景数字切片、高清全景图、3D动画/视频等优质数字教学资源。该平台将包含病理学3D虚拟模型、病理学3D大体标本模型、病理学数字切片、切片微视频、3D动画等五大部分内容，生动展示疾病的发病机制、大体和镜下的形态特点、病变演变过程和鉴别诊断要点，且紧密结合发病机制和临床表现设计多角度的知识点，以满足学校的实验教学需求和实验考核需求。
总之，该平台一方面将为学生提供真实、全面、灵活且客观的实验考核，另一方面将极大地保存现有的珍贵标本和切片，减少不必要的损耗，并显著提高教师工作效率。
实验系统的先进性
经过广泛检索，我们未发现本校及国内外有类似的教学项目或相关论文发表，在“国家虚拟仿真实验教学共享平台”中也未检索到相似项目。
该虚拟实验项目深度融合虚拟现实（VR）与先进的仿真技术，精心打造一个高度逼真的病理实验考核的虚拟场景。我们致力于直观、有趣地呈现疾病的肉眼和镜下改变（尤其模拟复杂病例），同时精心设计与之相匹配的发病机制、临床表现和预后等知识点，让学生能身临其境地体验和完成整个实验考试流程。我们特别强调学生的互动参与，精心设计互动环节；我们引入实时反馈机制，确保学生在操作过程中能够即时获得反馈，从而及时调整学习策略，提高学习效率。更重要的是，我们注重个性化学习体验，通过智能算法分析学生的学习行为和偏好，为他们提供定制化的学习内容和建议，帮助他们更好地掌握病理知识，提升病理诊断技能。总之，本虚拟仿真实验项目将成为学生进行病理实验模拟考的重要助力，并将成为学生病理学实验正式考试的重要平台。
（1）实验原理
① 技术基础
该虚拟仿真实验项目依赖于虚拟现实（VR）和仿真技术，通过结合我系丰富的尸体解剖和肝/肾活检资料，高度还原疾病的病理形态形成及病理诊断过程的虚拟场景，并设计相应的临床诊治经过和预后等知识点，使学生能够在计算机上完成病理学实验模拟考试和正式考试。
② 仿真过程
在该虚拟仿真实验平台中，我们将首先构建丰富的仿真大体标本库，并结合其病理特点设计临床信息和问题。对于部分表现为不同病变分期的疾病，例如大叶性肺炎、风湿病、肠伤寒等，我们将通过动画展示其病理形态演变过程和机制，以促进学生的思考和学习。在“面试”环节，我们将设计一个“数字人教师”，该平台系统将结合大体标本/切片的病变特征，围绕知识点，由数字人教师对学生展开面试。
③ 交互性设计 我们针对每个标本/切片，将病理改变和临床表现进行紧密融合，设计多角度的问题，系统根据学生的回答情况进行反馈提问，并由数字人教师面试，帮助学生逐步掌握相关知识，深入和全面地理解病理诊断流程。
我们在该虚拟项目的设计过程中，通过合理布局、图形化展示、和谐的色彩搭配，来设计简洁、清晰明了的操作界面；通过设计实时反馈、案例分析、互动问答和学习进度跟踪，实现实时互动、高度还原病理诊断场景和个性化学习。此外，为优化学生在该虚拟实验室中的学习体验，我们将尽量简化操作流程和步骤，降低学习门槛和难度，并提供帮助文档以方便学生随时查阅和学习。
通过上述交互性界面和功能的设计，该虚拟仿真实验项目可以为学生提供一个更加丰富、有趣、有效的学习环境，帮助学生更好地掌握病理诊断知识和技能，系统性地构建学生的病理诊断思维，熟悉病理实验考试流程，并在该系统完成正式病理学实验考试的全过程。
④ 大规模用户的在线使用和共享性 采用B/S（Browser/Server）型系统架构，优化软件资源包，设计系统以支持300人以上的同时在线实验，并通过负载均衡、分布式部署等技术手段来提高系统的并发处理能力。此外，我们设计丰富的实验内容以涵盖不同难度级别和知识点；设计实验管理功能，包括虚拟实验考试安排、反馈、数据存储等，以便于教师进行组织和管理。
⑤ 该虚拟项目共包含5大知识要点：
知识点1. 常见病和多发病的器官组织的大体改变；
知识点2. 常见病和多发病的光镜改变；
知识点3．少见病、罕见病的大体标本和光镜切片的病理改变；
知识点4. 上述疾病的发病机制和临床病理联系；
知识点5. 常见病和多发病的鉴别诊断。
我们坚持以基础结合临床、形态结合功能、真实案例结合动画的原则构建该虚拟仿真平台，在模拟考试中切实提高学生的病理诊断思维能力和鉴别诊断能力，锻炼学生自主思考、解决临床问题的能力，并在该平台完成病理学实验正式考试的全过程。
（2）核心要素仿真设计
我们将每个大体标本进行虚拟仿真设计，切实解决目前3D大体标本的失真问题和观察角度问题；对存在不同分期的疾病，结合发病机制，设计VR动画以显示其肉眼形态的演变过程；围绕每个大体标本的发病机制、病理特点和临床表现，设计多角度问题用于模拟考试及正式考试。
我们将每个章节的重点疾病的切片，经全片扫描制作成数字切片；对存在不同分期的疾病，结合发病机制，设计VR动画以显示其镜下病理形态的演变过程；围绕每张切片的发病机制、病理特点和临床表现，设计多角度问题用于模拟考试及正式考试。
对于常见病和多发病的大体标本和切片，我们将设置鉴别诊断。
在设计“面试”问题时，我们将注重“四结合”，即机制结合形态、形态结合功能、大体结合镜下、病理结合临床，从而全面考察学生的病理诊断思维和能力、以及鉴别诊断的能力。
学生登录该虚拟仿真平台后，首先看到两个模块：模拟考试模块和正式考试模块。
无论是模拟考试模块还是正式考试模块，均包括大体标本模块和数字切片模块。每个标本/切片的界面里，学生除看到仿真虚拟的大体标本、真实的数字切片之外，还会在模拟考试模块看到病变形成机制、形态演变过程、临床信息和临床病理联系等内容。当学生点击大体标本/切片的相应部位时，系统将“提问”相应知识点，并要求学生做出病理诊断和鉴别诊断。学生以“闯关”形式进入下一环节，即一边学习一边模拟考核的模式。在学生完成相应互动点之后，系统会给出基础参与分，同时系统设置自动为每一位学生提供一份模拟考试报告，展示该学生对知识点的掌握程度，以便其对学习内容进行查缺补漏。
在正式考试模块，将由系统随机抽取题目组成考卷，并由数字人教师进行面试和点评。
该虚拟仿真项目将形态与功能、基础与临床进行有机融合，充分训练学生对疾病的发病学、病理形态和临床表现的学习和实践能力，并显著提高病理实验考试的客观性和准确性。
2） 交互性步骤详细说明
该虚拟仿真实验平台包括两个模块，即模拟实验考试模块和正式实验考试模块。这两个模块的基本流程均为，学生先分别围绕2例大体标本和2例切片进行病理诊断，随后由“数字人教师”进行面试，最后由系统给出病理考试成绩。分数构成比：2例大体标本（20分/例，总计40分），2例切片（20分/例，总计40分），数字人教师面试20分，满分100分。因此，我们将以正式实验考试模板的一例大体标本和一例切片的病理诊断、数字人教师面试为例说明交互性步骤。
一例大体标本的病理诊断（满分20分）的交互性步骤：
步骤1.屏幕显示系统提示语句：“请使用鼠标自动转动或放大该标本，仔细观察，并在规定时间内在提示框中输入组织/器官类型”；
学生：利用鼠标操作观察该3D大体标本，在2分钟内用键盘输入组织/器官类别。
步骤得分: 2分（占10%）：回答完全正确（2分）；部分正确（1分）；完全错误（0分）
步骤2：屏幕显示系统提示语句：“请仔细观察该大体标本，并按照屏幕提示填入相关信息，主要病变位于 ”
学生：在2分钟内输入答案。
步骤得分:2分（占10%）：回答完全正确（2分）；部分正确（1分）；完全错误（0分）
步骤3：屏幕显示系统提示语句：“请仔细观察该大体标本，并在提示框中填入相关信息，该病变的形状特点是 ”。
学生：在2分钟内输入答案。
步骤得分：2分（占10%）：回答完全正确（2分）；部分正确（1分）；完全错误（0分）
步骤4：屏幕显示系统提示语句：“请仔细观察该大体标本，并在提示框中填入相关信息，病变的大小 ”
学生：在2分钟内输入答案。
步骤得分：2分（占10%）：回答完全正确（2分）；部分正确（1分）；完全错误（0分）
步骤5：屏幕显示系统提示语句：“请仔细观察该大体标本，并在提示框中填入相关信息，病变的颜色是 ”
学生：在1分钟内输入答案。
步骤得分:1分（占5%）：回答完全正确（1分）；部分正确（0.5分）；完全错误（0分）
步骤6：屏幕显示系统提示语句：“请戴上VR虚拟头套，以力回馈仪“触摸”大体标本尤其是病变部位，感受组织质地，并在提示框中填入相关信息，病变部位的质地为 ”
学生：按照系统提示，戴上VR头套，“触摸大体标本”，并输入答案。
步骤得分:5分（占25%）。其中,操作步骤：完全正确（2分），部分正确（1分），不正确（0分）；输入的答案：完全准确（3分），部分正确(1.5分)，完全错误（0分）
步骤7：屏幕显示系统提示语句：“请思考并在5分钟内作答，该病变与整个脏器以及其周围组织病变的关系是 ”。
学生：在规定时间内输入答案。
步骤得分：4分（占20%）；完全正确（4分），基本正确（3分），部分正确（2分），少数正确（1分），完全错误（0分）
步骤8：屏幕显示系统提示语句：“请根据前面的观察，对该例大体标本进行病理诊断，并填写入对话框中，病理诊断是 ”
学生：在规定时间内输入答案。
步骤得分:2分（占10%）：回答完全正确（2分）；部分正确（1分）；完全错误（0分）
一例切片的病理诊断（满分20分）的交互性步骤：
步骤1：屏幕显示系统提示语句：“请使用鼠标自动放大该数字切片，仔细观察，并在规定时间内在提示框中输入组织/器官类型”；
学生：利用鼠标操作观察该数字切片，在2分钟内用键盘输入组织/器官类别。
步骤得分: 2分（占10%）：回答完全正确（2分）；部分正确（1分）；完全错误（0分）
步骤2：屏幕显示系统提示语句：“请仔细观察该数字切片，并按照屏幕提示填入
相关信息，病变累及的主要组织结构是 ”
学生：在2分钟内输入答案。
步骤得分:2分（占10%）：回答完全正确（2分）；部分正确（1分）；完全错误（0分）
步骤3：屏幕显示系统提示语句：“请仔细观察该数字切片，并在提示框中填入相关信息，主要病变的特征性改变是 ”。
学生：在5分钟内输入答案。
步骤得分：6分（占30%）：回答完全正确（6分）；基本正确（4.5分）；部分正确（3分），少数正确（1.5分），完全错误（0分）
步骤4：屏幕显示系统提示语句：“请仔细观察该数字切片，主要病变的特征性细胞有 ，其形态学特点是 ”。
学生：在5分钟内输入答案。
步骤得分：4分（占20%）：回答完全正确（4分）；基本正确（3分）；部分正确（2分），少数正确（1分），完全错误（0分）
步骤5：屏幕显示系统提示语句：“请仔细观察该数字切片，主要病变对周围组织的影响或其与周围组织的关系是 ”
学生：在4分钟内输入答案。
步骤得分：4分（占20%）：回答完全正确（4分）；基本正确（3分）；部分正确（2分），少数正确（1分），完全错误（0分）
步骤6：屏幕显示系统提示语句：“请根据前面的观察，对该数字切片进行病理诊断，并填写入对话框中，病理诊断是 ”
学生：在规定时间内输入答案。
步骤得分:2分（占10%）：回答完全正确（2分）；部分正确（1分）；完全错误（0分）
数字人教师面试的交互性步骤：
[先围绕学生答错的大体标本/切片进行提问；根据学生答题情况，系统自动设置10个步骤，2分/步骤，满分20分；步骤得分：回答完全正确（2分）；部分正确（1分）；错误（0分）]
步骤1. 数字教师：**同学，你好！有关第*例大体标本/切片，你判断的组织器官类型是XXX，你的主要诊断依据是什么？请在对话框中输入关键词。
学生：在对话框中输入关键词。
步骤2. 数字教师：**同学，你好！有关第*例大体标本/切片，你的诊断是XXX，你的主要诊断依据是什么？请在对话框中输入关键词。
学生：在对话框中输入关键词。
步骤3. 数字老师：（显示学生答错的大体标本/切片的局部放大图）**同学，这是什么病变？
学生：在对话框中输入关键词。
步骤4. 数字老师：该疾病的病因是什么？请在对话框中输入关键词。
学生：在对话框中输入关键词。
步骤5. 数字老师：该疾病最常见的临床表现是什么？请在对话框中输入关键词。
学生：在对话框中输入关键词。
步骤6. 数字老师：该疾病最常见的并发症症状是什么？为什么？请在对话框中输入关键词。
学生：在对话框中输入关键词。
步骤7. 数字教师：该病变一定提示XX疾病吗？还有什么疾病/损伤可以表现为该病理形态？请在对话框中输入关键词。
学生：在对话框中输入关键词。
步骤8. 数字教师：该疾病的发展进程可以分为哪几期？请在对话框中输入关键词。
学生：在对话框中输入关键词。
步骤9. 数字教师：若不采取及时治疗，该病变可能导致什么并发症？请在对话框中输入关键词。
学生：在对话框中输入关键词。
实验条件与操作概述
在本虚拟仿真项目中，我们充分利用本系丰富的尸体解剖和肝肾活检病例库的病史和病理资料，构建专门用于病理学实验模拟考试和正式考试的平台，并通过设计病理形态演变机制，结合相应的临床资料，让学生以“闯关”形式进行模拟测试以提高其病理诊断能力，并在正式考试中客观而高效地评估学生的病理实践能力。
实验结果与结论
（1）对器官组织类型的判断对考试结果的影响
学生对器官/组织类型的判断失误，可能直接影响他们在后续疾病类型判断的成绩。在此环节中，如果学生没有做出正确判断，则后续相应的临床资料和相应的光镜切片会提醒其错误判断；如果学生继续错误判断，则最终病理诊断将指向错误疾病类型。
（2）对大体标本的诊断对考试结果的影响
由于不同性质的大体改变可能相似，例如肺脏的小叶性肺炎和局灶干酪样肺结核，在肉眼观察上可都呈现为肺脏的局部灰白色实变区。学生对其不同判断将指向不同诊断。但如果学生能准确描述出主要病变特点，也给予相应的分数。
（3） 对数字切片的诊断对考试结果的影响
学生对组织类型、光镜改变的错误判断，将直接导致疾病类型的诊断错误。如果学生在诊断要点描述中能正确回答某些关键形态学变化，例如主要炎症细胞类型、实质细胞的损伤类型、发生病变的关键组织结构等，系统会给予相应的分数。
（4）鉴别诊断和临床病理联系的能力对考试结果的影响
我们要求学生能对常见病和多发病进行鉴别诊断，并能进行临床病理联系和分析。在模拟考试模块，我们设计疾病的发病机制和临床病理联系的相关动画，学生在模拟考试中可通过学习该动画而更好得提高其鉴别诊断能力。数字人教师在面试中会围绕学生的错题展开纠错性提问，并着重考核其鉴别诊断能力和临床病理联系能力，根据学生回答情况进行打分。
综上，该项目内容一环扣一环地推进，从发病机制～明确的病理诊断~疾病转归逐步展开。我们充分考虑专业特点和学生自身信息贮备量，在各个互动点及考核点预先设置不同的选项和结果，基本涵盖了可能出现的各种学习和考核结果。
电话: (021)65642805
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