3-1-1实验的必要性和实用性

在我们的日常生活中，中毒的情况非常普遍，例如食用野生蘑菇，可能会引起毒蘑菇中毒；农药使用不当，可能导致农药中毒；燃气热水器安装不当，可能导致一氧化碳中毒等。另外，自杀、投毒他杀案件也时有发生，如2018年“杀鱼弟喝百草枯自杀案”，2020年“游族网络董事长林奇中毒案”等。法医毒物鉴定人员在中毒案件侦破和审理过程中发挥至关重要的作用，他们出具的鉴定报告是判定当事人是否中毒或中毒死亡的关键证据。

《法医毒理学》和《法医毒物分析》是法医学专业本科生的专业必修课程。由于大多数毒物为化学物质，法医毒物鉴定主要依赖分析化学的技术手段，对毒物进行定性和定量分析，因此《法医毒理学》和《法医毒物分析》两门课程对学生的化学基础要求较高，对于医学背景的法医学专业的学生来说，学习起来往往非常吃力。为了帮助学生理解和消化理论课上学习的知识，《法医毒理学》和《法医毒物分析》课程还设置了实验课。学生通过实验课的学习，将加深对理论的理解和认识，学习理论联系实际，也将培养观察能力、实践探索能力及综合运用能力。可见，提高《法医毒理学》和《法医毒物分析》实验课的教学质量，对于培养合格的法医人才至关重要。

目前，《法医毒理学》和《法医毒物分析》实验课存在高危险、高成本、高消耗的难题。

（1）部分毒物毒性较大，学生实验课上使用存在较大的安全隐患；

（2）课程所涉及的毒物往往是管制药品，购买困难；

（3）实际检案中常会碰到慢性中毒的情况，但慢性中毒的检材准备周期较长、对毒物的消耗大，将慢性中毒纳入学生实验课存在较多困难。

因此，理论课上讲述的多种毒物，如河豚毒素、硫化氢等暂无法纳入我校《法医毒理学》和《法医毒物分析》实验教学。

本项目拟将虚拟仿真技术运用于《法医毒理学》和《法医毒物分析》实验课的教学，以增加实验课上毒物的种类、扩展中毒的类型、提高课程的安全性，改变以往实验课教学内容中未涉及剧毒物质、未涉及慢性中毒的情况，在避免学生接触一些剧毒物质的基础上，完成《法医毒理学》和《法医毒物分析》实验课的教学。使学生能够加强对理论课上所学知识的理解，提高将所学知识综合运用于实践操作的能力，以培养理论扎实、实践能力强的法医人才。

3-1-2教学设计的合理性

本项目拟通过虚拟仿真技术，按照创新性、高阶性、挑战度的建设要求，对《法医毒理学》和《法医毒物分析》实验课进行仿真模拟，构建不同情景的中毒案例数据库，通过展现不同的中毒表现（体内、体外），让学生自行分析其中毒原因及过程。系统将内置充足的检测工具供学生选择，提供极大的操作自由度，学生的操作过程会被全程记录，并自动形成实验报告，发送至教师端。除此之外，

系统会对不同的学生用户随机进行案例的选取，突破了传统的单一训练模式，使实验更加丰富。

3-1-3实验系统的先进性

1.系统案例库可持续升级和扩充

为保证系统运行稳定，软件研发过程中采用热更新技术，实现对中毒案例库的统一管理，系统提供可扩展接口，后期仍可以持续建设，不断丰富数据库，这样对应的毒物种类、中毒类型更加全面。

2.系统设计注重细节表现

当系统随机给出中毒案例时，通过展现细节，让学生通过当事人的身体状态提出设想，以训练法医学毒物鉴定的思维。中毒表现既包括中毒症状，手指发绀、出汗、呼吸情况，呕吐物颜色等，例如百草枯中毒后当事人肺部纤维化导致出现呼吸急促等表现，也包括体内生化指标的变化。

3.实验条件注重多样性，实验结果注重开放性

本实验操作过程中，将设置多种毒物的干扰项，干扰学生的判断，让学生在多种毒物中选择跟当事人中毒表现最为相似的毒物，并进一步进行鉴定，来实现自己的猜测。且实验过程中，学生操作错误，实验仍可继续进行，只是当实验结果未达到预期时，学生可以随时进行反思，是否是自己操作失误导致的，并给予学生容错的机会，在实验过程中可随时进行调整，直到得到正确的实验结论。

4.系统延伸至社会面，对社会人员进行科普

系统建成后的主要目的是为了教学，其次是共享，除了本专业的学生受益之外，未来将考虑增加一些社会面的知识普及和分享。当今社会，除了医务工作者和法医外，社会人员对于中毒知之甚少，时常发生误食毒蘑菇、误服百草枯等案件，需要引起大家的警惕。本项目拟开发的系统可扩展一些生活中常见的急、慢性中毒类案例，通过生动形象地展示中毒机制、中毒症状、紧急处理措施、预防措施等内容，以起到给社会大众科普和警示的作用。

实验教学目标（实验后应该达到的知识、能力水平）

本实验课总体要求掌握中毒案件鉴定工作的基本要求，通过分析不同情景的中毒案例展现出不同的中毒表现来判断其中毒原因及过程，从而掌握法医毒物鉴

定的基本方法。

通过实验，应该达到的知识、能力水平：

1.明确法医毒物鉴定的性质、任务、内容、特点和工作程序，掌握中毒案件

鉴定工作的基本要求；

2.系统掌握毒物鉴定的基本理论基本方法和基本技能，了解和掌握常用的化学分析方法和现代仪器分析方法的基本原理、基本知识和基本方法;

3.熟练掌握检材的采取和各类常见毒物的理化性质、体内过程、分离、提取、净化方法和常用分析方法，掌握毒物分析所得结果的科学分析与辨证方法；

通过实验，可以进一步加深对基本理论和基本知识的理解，进行实际应用和操作技能的训练，掌握法医毒物鉴定的基本方法。具备一定的毒物鉴定的能力，并具备进行毒物分析和毒理机制科学研究的初步能力，为今后从事涉及中毒案件的法医学鉴定工作奠定良好的基础。

建设目标如下：

1. 建立“虚拟+现实”、“线上+线下”相结合的《法医毒理学》和《法医毒物分析》实验课教学体系，通过虚拟仿真技术，建设模拟中毒案例库，扩展实验课涉及的毒物种类、中毒类型，改变以往实验课教学内容中未涉及剧毒物质、未涉及慢性中毒的情况，让学生对理论课上讲授的内容能够有全面的认识，为工作后开展法医鉴定的实践打下坚实基础。本项目拟线上模拟“砷中毒”、“一氧化碳中毒”、“百草枯中毒”3个实验。未来考虑将本课程其余线下实验全部线上模拟，以将本项目扩展为整套课程，实现“点—线—面—体”的转变，点为某个知识点，线为完整的虚拟仿真实验，面为虚拟仿真课程，体为虚拟仿真实训室。

2. 构建“法医毒物鉴定虚拟仿真”教学平台，强化交互功能设计，使得学生在上《法医毒理学》和《法医毒物分析》实验课时能够有身临其境的学习体验，能够提升学习兴趣和参与度。

3. 通过与公安实战单位、虚拟仿真公司合作， 提高《法医毒理学》和《法医毒物分析》实验课教学团队的教案编写能力。

4. 通过游戏化编程的设计模式， 精心打造一套完备的虚拟仿真体验系统， 实验过程富有趣味性，操作具备灵活性，寓教于乐，提高学生的参与感。

5. 打造共享机制，将建设好的虚拟实验系统进行全国范围内的共享。