一、 实验的必要性及实用性
眼科学教学在授课过程中发现以下问题亟需解决,因此需要开展虚拟仿真教学课程,对理论、操作及应用多方位进行教学设计。
1. 教学内容上,眼科学课程内容抽象,知识点多。眼球结构精细复杂,检查设备操作技巧高,除了要需要基础医学知识外,还需有物理光学、心理学、神经科学等学科基础,如何让初次接触眼科学的同学在短暂的教学实践过程中理解、掌握并学会应用,是需要解决的重点问题。
2. 教学模式上,常规教学学生参与度弱,主动学习新技术、新理论意识不强。学生学到的理论知识无法内化并应用于临床实践,如何锻炼临床思维及知识应用能力,同时兼顾发展的教学模式,解决经典理论与现代发展之间的关系,启发学生能够从临床问题出发,进行科研探索,掌握医学科学研究的基本方法,具有一定的从事科研和教学的能力,并为今后从事临床医学工作奠定基础。
3. 教学手段上,临床实践机会少,操作能力欠缺。本科生尚无行医资格,只能在带教老师指导下进行一些有限的操作,如何利用先进的技术手段让学生将课堂内所学得到应用。
二、 教学设计的合理性
针对眼科学教学过程中最基础的内容,即是眼解剖及裂隙灯检查这一章节,传统的教学方法在理论授课及示教过程中,都显不足,结合浸入式VR教学模式可以提高眼科学教学、实验及临床的逼真性、实效性和经济性,让学生更直观地学习到眼解剖及裂隙灯检查的相关知识点。见习期间,学生跟随临床带教老师,通过临床实践及观摩手术对眼科基本知识、操作及手术有了更感性认知。在此基础上,在Wetlab眼科显微手术训练实验室,让学生动手,培养显微手术技巧和动手能力,增强学习兴趣。
三、 实验系统的先进性
眼科学虚拟仿真实验教学,结合国内外最新的教学手段,参考基于虚拟的临床解剖图谱和案例,构建正常及异常眼部的三维仿真模型,根据不同疾病特点赋予相应的贴图,学生可以从虚拟环境中学习基本知识点和临床操作要点,提高学生学习的兴趣,锻炼学生的临床思维,团队协作能力,还可通过系统,增强师生互动,教师操作系统在学生学习过程及时给予反馈,完成形成性评价,帮助学生及时夯实知识点。在最终考核中,VR系统同样可以给出相应的考核题目及评分。
四、 实验教学目标
提高眼科学理论教学、技能操作及临床病例分析的逼真性、实效性和经济性,让学生更直观地学习到眼科相关的理论知识、临床操作技能及临床病例分析。通过互动体验提高学生的积极性和主动性,提高学习效率,并通过反馈,提高师资进一步优化。
(1)实验原理
利用VR设备,对眼科学解剖、裂隙灯操作进行教学、实践及考核。
知识点数量: 4 (个)
(1)VR眼解剖相关教学知识点
(2)眼科检查-裂隙灯检查相关操作要点
(3)正常图谱识别及裂隙灯操作考核
(2)核心要素仿真设计(对系统或对象的仿真模型体现的客观结构、功能及其运动规律的实验场景进行如实描述,限500字以内)
A. 眼球结构认识
正常眼的解剖组织结构
眼附属器的解剖组织结构
眼附属器之间的功能关联展示
眼科各附属器检查法展示
各种眼病的解剖学展示
B. 裂隙灯操作
认识裂隙灯外观
认识裂隙灯功能
裂隙灯模拟操作
裂隙灯病例实操
1、任课教师介绍教学目标
2、运用眼球VR模型认识正常眼球三维立体结构
3、运用眼VR情景教学,演示并实践操作使用裂隙灯
4、学生进行实验学习,并同时完成考核
(1)学生交互性操作步骤,共10步
步骤序号 | 步骤目标要求 | 步骤合理用时 | 目标达成度赋分模型 | 步骤满分 | 成绩类型 |
1 | 正常解剖结构认知 | 15分钟 | 关闭语音提示,可填写出结构 | 15 | √操作成绩 √实验报告 £预习成绩 √教师评价报告 |
2 | 病变读图 | 15分钟 | 可通过手柄放大缩小并点出病变位置 | 15 | |
3 | 学习标注 | 15分钟 | 通过对解剖结构的文字标注或语音标注,小结学习成果 | 15 | |
4 | 了解眼科学常用检查 | 10分钟 | 可对相关疾病选择合适的眼科检查仪器 | 10 | |
5 | 裂隙灯检查基本操作 | 20分钟 | 打开裂隙灯总电源-打开裂隙灯总电源-上下按钮调整裂隙灯平台高度-旋转调整患者下巴高度-旋转调整光线强弱-旋转调整光线粗细-操纵杆调整平台水平方向-操纵杆旋钮调整平台垂直高度-旋转拨片向上调整为散光-向左旋钮调整为钴蓝光-旋转调整钴蓝光线强弱-旋转调整钴蓝光线粗细-旋转调整目镜放大倍率 | 20 | |
6 | 裂隙灯检查判读 | 20分钟 | 调整裂隙灯后获得需要的图像,并判读结果 | 15 | |
7 | 完成学习报告 | 15分钟 | 将裂隙灯检查获得的体征形成病历文书 | 10 |
(2)交互性步骤详细说明
登录系统
选择模块(教学模块、VR情景模拟模块、考核模块)
选择教学模块
-根据知识点进行结构的认知
-可关闭开启选择显示,可关闭开启透明显示,可关闭开启介绍语音
-可通过手柄进行放大缩小
-学生可以在虚拟情况下可查看相关病变(病变图片来源于临床真实图片),同时也可以通过与系统互动,查看相关生理功能及相关神经机制
-学生可进行文字标注,可添加语音讲解,作为学习的小结
VR眼解剖教学
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VR眼球 | 单个/多个组织显示 | 结构描述 | 教学标注 |
VR 技术显示整个眼球及各个组织的形态,空间位置关系 | 可以单个组织或同时多个组织显示立体结构和剖面,相互空间位置关系,并进行移动和复位 | *文字描述 *语音朗读 *从解剖结构、生理功能、代谢及血供、神经机制、病理机制进行文字和语音教 | *教棒标注工具 *教学/宣教视频录制 |
选择眼部检查
-学生可以选择裂隙灯检查,检查环境模拟现实诊室,图片均来自临床检查室真实图片。打开裂隙灯总电源-打开裂隙灯总电源-上下按钮调整裂隙灯平台高度-旋转调整患者下巴高度-旋转调整光线强弱-旋转调整光线粗细-操纵杆调整平台水平方向-操纵杆旋钮调整平台垂直高度-旋转拨片向上调整为散光-向左旋钮调整为钴蓝光-旋转调整钴蓝光线强弱-旋转调整钴蓝光线粗细-旋转调整目镜放大倍率-自由操作。
眼科检查-裂隙灯检查
| *裂隙灯基本操作 -裂隙灯带的调节 -裂隙灯的移动 -下颚托的调节 -裂隙灯的开关 *升降桌的操作 -升降桌的开关 -升降桌的移动 *模拟实际诊室环境 |
选择考核模块
在前两种模块的训练下,可以切换模块,直接进入考核模块,学生进行眼解剖、裂隙灯检查技能操作等考核,可以实时得到系统反馈,提高学习效率
病例诊断
听取患者主诉 (可通过病例库设置) | 模拟裂隙灯检查过程 (记录操作者动作) | 病例报告显示及作出初步诊断 (可通过病例库设置) |
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1.眼解剖模块:学生可在关闭语音提示后,标注出正常及异常的解剖结构。
2.眼科操作:规范裂隙灯使用步骤,系统识别正确后进入下一部,理解不同疾病可选的操作类型;可操作虚拟裂隙灯,发现病变部位。
3.记录裂隙灯检查结果,获得病历文书中的体格检查结果。

担任复旦大学附属眼耳鼻喉科医院眼科青光眼与视神经疾病学科主任,卫生部近视眼重点实验室主任,复旦大学上海医学院眼科学与视觉科学系主任。中华医学会眼科学分会候任主任委员,中国研究型医院学会眼科学与视觉科学专委会主任委员,中国医师协会眼科分会副会长,上海市眼科专委会候任主任委员,上海市眼科医师协会会长。
专业特色: 主要从事青光眼及相关视神经疾病的临床诊疗和研究,具有处理各类复杂性青光眼、难治性青光眼的丰富经验。
个人主页:https://www.fdeent.org/home/doctor/intro/id/909/uid/28.html