学院虚拟仿真 实验教学中心申报书Word文档格式.docx
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博士/博士后
联系电话
13507358694
主要职责
2004年至2010年先后任湘南学院教务处副处长（主管实验教学）、湘南学院国资办主任，2010-2012年任湘南学院临床医学系主任、湘南学院医学虚拟仿真实验教学中心主任，2013年至今任湘南学院基础医学部主任。
全面负责虚拟仿真实验教学中心的实验教学、中心建设和管理工作。
主持制定中心建设规划，负责虚拟仿真实验教学中心实践教学体系、课程体系和实验内容的制定与改革，负责虚拟仿真实验教学资源和共享平台建设，仿真实验室的管理工作，制定实
验师资培训计划，负责和学校的工作联系等。
教学科研主要经历
1、实验教学管理工作：
2004-2006年任湘南学院教务处副处
长主管全校实验室工作。
2008-2010年为湘南学院国资办主任，
主管教学设备论证采购。
2010-2012年作为系主任负责省级临床技能实践教学示范中心建设工作并获得验收通过。
2013年为校级优秀教学团队负责人。
2、教学经历：
从事医学本科诊断学、内科学理论教学和实验
教学30年。
现任全国高等医学教育学会临床医学教育发展建设
督导专家委员会委员、湖南省临床专业委员会委员、郴州市学术和科技带头人、郴州市内分泌专业委员会主任委员。
担任2届国家英语口语考试（PETS）郴州点主考官之一。
被选举为首届湖南省欧美同学会及海外留学人员联合会（HORSA）理事，主持了省教育厅教改项目“湖南省海外名师项目”（2011年）及湖南省外国专家局的“湖南省国外智力引进（美国）项目计划”（2011年）。
近年来主持了“大学生研究性学习和创新实验计划项目”2项（2012年、2013年）。
3、科研经历：
自中南大学湘雅医学院毕业后一直在湘南学院
从事科研、教学及临床工作。
2004评聘为医学教授、主任医师
（双职称）。
2000年考取国家教育部公派留学生[证书号：
留金出（2000）3030号]，赴加拿大多伦多大学“内分泌及糖尿病研究中心”（即“班廷”实验室）做研究工作，发表SCI论文2篇
（IF=9.3），2002年按期出研究站并获博士后证书。
教学科研主要成果
近10年来教学主要成果：
1、湘南学院医学虚拟仿真实验教学中心，负责人，2012年。
2、省临床技能实践教学示范中心建设验收获通过，负责人，
2012年。
3、湖南省医学类大学生创新训练中心，方向带头人，2012年。
4、湘南学院硕士培育点，负责人，2013年。
5、湘南学院协同创新中心培育点，主要负责人，2013年。
6、指导本科生获得第二、三届全国临床技能大赛（华中）三等奖。
7、湖南省“十二五”重点建设学科：
流行病与卫生统计学，方向负责人，2011年。
8、湘南学院专业综合改革项目（临床医学），负责人，2012年。
9、湘南学院优秀教学团队，负责人，2012年。
10、郴州市临床1类重点专科：
内分泌及代谢疾病专科，负责人，
2011年。
11、湘南学院教学成果奖：
按认知规律探讨诊断学实践教学改革。
主要参与人，2012年。
12、副主编省级教材1部：
临床诊断基本操作技能（M），中南大学出版社。
2006年。
13、参编国家级教材：
内分泌代谢病学（第三版）.上下册（M）.
全书509万字.人民卫生出版社。
14、所获荣誉：
郴州市学术和科技带头人、湘南学院学生社团优秀指导老师（2013年）、教师联系学生制优秀教师（2012年）。
近10年来科研主要成果：
1、共发表教学及科研论文46篇，代表作有：
“Angiopoietin-
likeprotein3andadiponectinlevelsinpatientswithmetabolicsyndrome.中南大学学报.医学版（英文）,2010.3，第一作者，被Medline全文收入”、“Geneand
ProteinKinaseExpressionProfilingofReactionOxygenSpecies-AssociatedLipotoxicityinthePancreaticLineMIN6.Diabetes;
Vol.53:
129-140,January,2004.（IF=9.3）”。
2、主持省级以上教学科研课题2项，主要参与指导省级以上科研课题5项。
3、获郴州市科技进步一等奖1项：
湘南林区莱姆病治疗的对策性研究（2006年）、郴州市科技论文成果二、三等奖各1项。
虚拟仿真
教师基本情况
正高
副高
中级
其它
博士
硕士
学士
总人数
平均年龄
人数
44
42
60
21
33
99
3
5
167
40.3
验教学中心
所占比例
（%）
26.3
25.7
35.9
12.6
19.7
59.3
2
1
实验教学情况
实验课程数
面向专业数
实验学生人数/年
实验人时数/年
210
7
6100
1816400
2.建设内容
2-1虚拟仿真实验教学中心的建设概况
湘南学院于2003年以郴州医专、郴州师专为主体合并组建，是一所以医学教育为特色的地方性本科院校，现在校生18114人，医学生人数达6千余人，占1/3。
湘南学院医学虚拟仿真实验教学中心2012年由学校立项建设，依托省级临
床技能实践教学示范中心、省级医学类专业大学生创新训练中心、校级形态学实验教学示范中心和机能学实验教学示范中心，由形态学虚拟仿真、机能学虚
拟仿真和临床技能虚拟仿真实验平台组成，依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等信息化技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，学生在虚拟环境中开展实验，达到教学大纲所要求的教学效果。
虚拟仿真实验教学中心的宗旨是提高医学生的实践应用能力和创新精神，核心是共享优质实验教学资源，重点是建设信息化实验教学资源，是我校信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是学科专业与信息技术深度融合的产物，也是“十二五”期间实验教学的发展方向。
实验项目覆盖医学本科教育整个过程，开设虚拟实验和仿真实践项目309个，设备总值4668.9万元，另有湘南学院附属医院教学设备总值1.5亿元，湘南学院第一附属医院（郴州市第一人民医院）教学设备总值2.4亿元，用房面积6万余平方米。
1.建设背景
（1）医学是一门实践性很强的学科，实验和实践贯穿整个教学过程。
随着高校扩招，迫切需要“以虚补实”。
（2）《医师法》实施后医学生临床医疗实践与患者权利之间的矛盾日益突出，医疗真实实践机会相对不足，迫切需要“以虚补实”。
（3）随着动物实验“3R”原则的实行，生物安全的强调，真实动物实验项目的减少为大势所趋，迫切需要“以虚补实”。
（4）医学综合实验中的高成本、高消耗及高危的实验实训项目，如真实人
体标本、罕见病理病原标本及病例、医学分子生物学试剂、传染性强的病原实验、CT、核磁共振等，迫切需要“以虚补实”。
（5）我校是湖南省高校信息化首批示范单位、湖南省信息化运用优秀单位，并作为第二批教育信息化示范单位推荐到全国参评。
我校已广泛开展的空间教
学、MOOC教学与PBL教学改革，实现基础与临床教学的无缝对接，迫切需要数字化的网络资源作补充，需要实验教学平台进行自主学习，迫切需要“以虚补实”。
（6）我校新建的附属医院和教学医院存在师资水平、教学资源不足，为了缩短培训时间，使其尽快达到直属附属医院教学及教学管理水平，迫切需要
“以虚补实”。
在此背景下，我校整合基础和临床实验教学资源，建立了医学虚拟仿真实验教学中心。
利用我校为省级信息化教学试点单位的优势，将医学教育与信息技术深度融合，促进现代化教学手段的广泛应用，提高医学实验实践教学水平
和质量。
2、建设理念
虚拟仿真是一种可创建和体验虚拟世界的计算机系统，信息科学是实现虚拟现实的基本前提。
虚拟实验教学在培养学生的实践能力、研究能力、创新能力
和综合素质等方面有着其他教学环节所不能替代的独特作用。
中心按照“能力
培养，虚实结合、以虚补实、能实不虚”的原则建立实验教学体系，以全面提升学生能力为宗旨，以共建共享优质实验教学资源为核心，以建设信息化实验
教学资源为重点，持续推进实验教学信息化建设。
紧贴多学科协同创新发展的现实需求，全面开展“虚拟仿真实验+校企合作实践” 模式的实践教学形式改革，打破传统实验室的建设模式和思路。
3.建设平台
中心包含形态学虚拟仿真、机能学虚拟仿真和临床技能虚拟仿真实验平台，拥有丰富的软体与实体实验教学资源。
面向校内临床医学、护理学、康复医学、
医学影像学、医学检验、预防医学、药学7个专业本科生教学及继续教育和执业医生培训及考试，近3年，已有2万多不同层次人员接受医学虚拟仿真实验培训，在我校医学人才培养中发挥了重要作用。
4.建设队伍
（1）中心主任:
郭皖北教授是中南大学湘雅医学院毕业医学博士，2000年赴加拿大多伦多大学“内分泌及糖尿病研究中心”（即“班廷”实验室）做研究
—9—
工作，2002年按期出站并获博士后研究证书。
主持建立了临床技能实践教学省级示范中心，现任全国高等医学教育学会临床医学教育发展建设督导专家委员会委员、郴州市学术和技术带头人、国家英语口语考试（PETS）郴州点主考官、湖南省欧美同学会和海外留学人员联合会（HORSA）理事、湖南省科技项目评审专家、湖南省高级职称评审专家。
发表教学及科研论文46篇，代表作为“GeneandProteinKinaseExpressionProfilingofReactionOxygenSpecies-Associated LipotoxicityinthePancreaticLineMIN6.Diabetes;
Vol.53:
129-140,2004.（IF=9.3）”。
主持省级以上教学科研课题2项，指导省级以上科研课题5项，获郴州市科技进步奖一等奖1项（见附件1）。
（2）中心队伍：
医学虚拟仿真实验教学中心有一支结构合理、教学科研能力强、勇于创新的实验教学和管理团队。
目前，中心实验教学人员167人。
其中教授44人，博士（含在读博士）33人，湖南省“121”人才工程人选4人，省级教学名师1人，省级优秀实验实训老师1人，省级教学奉献奖1人。
中心重视青年教师培养，有省级青年骨干教师10人，学校实施“三百工程”（即分阶段引进100名高层次人才、派出100名教师出国访学、派出100名教师到基层企业锻炼），中心已引进博士2人，出国培训3人，到企业锻炼6人。
广泛进行国内外学术交流，并建立长期合作关系，如美国新泽西医学与牙科大学王湘兵教授（湖南省海外名师）、范辉宙教授（教务主任），中山大学中山医学院吴忠道教授等国内外知名学者。
（3）成果转化：
中心积极将科研成果转化为实验所用，有国家发明专利5项，2013年获第十届湖南省高等教育省级教学成果一、三等奖各1项。
强大的教学及科研团队为医学虚拟仿真实践教学提供了质量保障。
5建设目标
依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，学生在虚拟环境中开展实验，达到教学大纲所要求的教育效果。
以提高学生创新精神和实践能力为宗旨，以建设信息化实验教学资源为重点，以共享优质实验教学资源为核心，以深化实验教学改革为突破，最终建设成为省内先进、省内同类院校中领先的医学虚拟仿真实验实践教学与医学新技术、新方法培训基地，为国家培养更多高素质、综合性医学人才。
在省内同类型医学院校中起着引领、示范和辐射作用。
中心已逐步发展成为集教学、培训、考核与社会服务为一体高水平医学教育平台，传承50余年优良教学传统，依托强大的师资力量和学科支撑条件，抓
住发展机遇，探索校企共建共管模式，进一步建设具有扩展性、兼容性、前瞻性的医学虚拟仿真实验平台，满足医科多学科多专业教学需求，发挥辐射示范作用，一如既往为郴州地区、全省乃至国家医学人才培养与医疗卫生事业发展服务。
2-２虚拟仿真实验教学资源（实验项目、功能及效果等）
1教学任务
中心面向临床医学、预防医学、医学影像技术、护理学、药学、医学检验技术、康复治疗学等7个本科专业开设210门实验课程，年实验学生人数：
6100人/年，年实验人时数：
1816400人时数/年，开放实验课：
39500人时数/年；
培训住院医师1166人次；
还承担了职业医师考试与培训，连续5年承担郴州地区国家职业医师考试技能考核任务，每年考生上千人。
中心已组织基础医学技能大赛、医学生创新大赛各一届，临床技能大赛二届。
图1中心现有结构图
2中心资源
中心包含形态学虚拟仿真、机能学虚拟仿真和临床技能虚拟仿真实验平台组成，拥有丰富的软体与实体实验教学资源。
（1）形态学虚拟仿真实验教学平台：
①中国数字人解剖系统：
由山东易创电子有限公司研发，以窗口形式显示人体断层解剖、系统解剖和局部解剖，具有三维图像显示功能。
系统面向全校师生和社会医务人员开放，起到了对实体解剖的补充和拓展作用。
②数字切片库系统：
由山东易创数字切片网络浏览系统建设，拥有组织胚胎学、病理学等数字切片1500余张的数据资源，通过数码显微镜与数字切片进行互动教学和学习，增强了学生的操作能力与学习兴趣。
（2）机能学虚拟仿真实验教学平台：
内容包括生理、药理、病生三门课程
67个实验项目。
系统包含资料室、动物房、实验准备室、模拟实验室、考试房
（练习题、考试题）等模块。
每个仿真实验项目包含有实验简介、实验原理、操作仿真、实验录像、实验波形5个部分内容。
模拟各种不同条件下波形的实时变化，实现对真实实验的补充与拓展，有利于学生综合分析问题及创新精神的培养提高实验室开放性，突破传统实验模式，突出实验的自主性。
（3）临床技能虚拟仿真实验教学平台：
由基本技能训练模块、专科技能训
练模块和综合技能训练模块组成，构建多角度、全方位、深层次、系统化的虚拟仿真临床技能实验实践教学体系。
实验室配置有SimMam综合模拟人2套；
ECS综合模拟人1套，心肺听诊仿真实验系统，心肺复苏（CPR）仿真实验系统，OSCE考站，高智能数字化综合护理人、神经电检诊仪、脑电仿真电刺激仪等高端临床训练教学模型，以及核磁共振技术试验仪、高档数字化黑白超声诊断仪并配有手术直播系统，可实施远程教学,学生通过该平台的训练，为见习与实习打好基础，通过反复训练，临床技能得以提高。
目前共开展虚拟实验项目309项（见附件5），典型实验项目或系统如下：
1）中国数字人解剖系统
①项目概况：
从界面上主要分为三个区域，即断层显示区域、三维显示区域、目录及结构说明。
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图2系统界面
②功能：
断层显示区域包括人体的横断面、冠状面、矢状面截面图。
其中横断面尸体断层2110层，精度为0.1mm—1mm。
可进行层面、文字标注、边界提取、影像保存。
三维人体展示是根据目录结构展示人体所有解剖结构的三维形态，可进行三维人体平移、缩放、旋转、解剖结构的隐藏、显示和着色等。
系统目录区域功能从医学角度，对人体的所有已知的解剖结构进行科学分类，形成的一个完整的目录体系，包含了人体的十大系统。
③效果：
中国数字人系统既可以作为学生上解剖课的辅助教学系统应用，也可以安装与校园网上作为学生自学之用，特别是在当前解剖标本比较紧张的情况下这套系统的应用能有效节省尸体的用量，能够很好地帮助学生掌握人体解剖知识。
可用于临床医生进行模拟手术，也可供人体解剖学课堂教学和临床医生参考。
2）数字切片系统
“数字切片”也称虚拟显微镜，它是由上万个显微视场的图像拼接而成，图像信息采集于真实的标本切片。
汇集了显微图像连续采集，图像融合、拼接、压缩、网络浏览和考试等多项高新技术。
包括组织胚胎学和病理解剖学2个模块。
图3系统界面
图4观察界面
图5考试系统界面
②功能:
无需显微镜，可以不受实验室的限制自由学习，方便学生预习与复习，为教师备课提供丰富的资源（提供了极为珍贵数字切片图像）。
可进行后台管理，包括设置相应目录、切片显示或隐藏、以及切片的添加、删除，对相应切片的附加信息、文件说明、标注进行管理。
分配不同用户权限、角色分配、实现学生端管理。
系统留有标准化接口，为以后增加其它学科实验模块提供方便。
采用C/S网络系统架构，不限使用场地，只限使用点数，支持远程教育，可支持200个终端以上同时访问该服务器数据，局域网内无延时。
应用数字切片为形态学实验教学和学术交流提供了有效工具，教师通过数字切片的缩略导航图指导学生点击典型结构区局部放大或缩小，方便讲授和学习，组织病理阅片直观易懂。
学生通过电脑屏幕近距离观察切片参照编辑标注好的数字切片，有更好的指导性，学生能更快更好地理解和掌握切片的内容，提高学习效率。
应用数字切片组织生动活泼的实验讨论课，教师将重点难点的数字切片作为疑难标本，附加一些文字问题，作为学生讨论的内容。
学生之间以协作伙伴的关系相互交流和借鉴，实现合作学习模式，激发学习热情，培养发现和解决问题的能力，充分发挥学生在教学中的主体作用。
3）机能学虚拟仿真系统
①项目概况:
机能学虚拟仿真实验系统涵盖了生理学、药理学、病理生理学三门学科的67个实验项目。
包含资料室、动物房、实验准备室、模拟实验室、
考试房。
每个实验项目包含有实验简介、实验原理、操作仿真、实验录像、实验波形5个部分内容。
VBL-100医学机能实验室模块采用客户/服务器体系结构，既可以在
实验室局域网，又可以在校园网范围内进行访问，供全校医学各专业学生同时
使用。
在计算机系统中运用各种虚拟实验器械、实验药物和仪器设备,对“实验对象”进行虚拟操作，完成各种预定的实验项目。
通过虚拟操作的动画演示和互动操作，把实验中的重点、难点表示
出来，使学生通过该虚拟实验掌握各项基本操作技能。
模拟实验对生理、药理、病生、人体实验以及综合性实验的波形进行逼真模拟，模拟各种不同条件下波形的实时变化；
波形模拟逼真，比如对血压波形的模拟，表现出心室收缩与心房切迹，叠加在血压波形上的呼吸二级波。
④典型实验介绍：
生理学—呼吸运动调节
本实验包括5个模块：
家兔呼吸运动调节实验简介；
家兔呼吸运动调节实验原理；
动手模拟操作家兔的麻醉固定，气管插管、分离迷走神经等；
录像显示家兔动物手术操作的全过程；
通过点击不同的处理因素可观察到家兔呼吸的波形变化过程。
图6呼吸运动调节原理
图7呼吸运动调节实验结果记录
药理学—神经体液因素及药物对家兔心血管活动的影响
心血管活动调节实验简介；
心血管活动调节实验原理；
动手模拟操作家兔麻醉，气管插管、分离减压神经、迷走神经、交感神经；
录像显示家兔动物手术操作的全过程；
观察神经体液、7种药物对家兔心血管活动包括血压的影响，主要有以下内容：
药物作用、夹闭右颈动脉、刺激右侧降压神经、刺激右侧迷走神经对血压的影响。
学生通过选择相应工具，对家兔进行以上各种不同的处理因素，同时血压曲线发生相应的变化。
图8神经体液因素及药物对家兔心血管活动的影响生理学—神经干动作电位
实验包括五个基本模块：
神经干动作电位的引导实验简介；
神经干动作电
位的引导实验原理；
动手模拟操作；
录像显示坐骨神经的分离；
实验结果的波形图。
图9坐骨神经分离
图10神经干动作电位
生理学—影响尿生成的因素
家兔尿生成影响因素简介；
家兔尿生成原理；
动手模拟操作家兔的麻醉固定，动脉插管、腹部膀胱插管等手术过程；
通过点击不同的处理因素可观察到家兔血压及尿生成的变化。
图11 影响尿生成的因素
图12 影响尿生成的因素
药理学—多次给药对药物血浓度的影响
多次给药对药物血浓度影响实验的简介、原理；
动手模拟操作过程；
录像显示操作的全过程；
通过点击不同的处理因素可观察到多次给药对药物血浓度影响的变化。
图13 多次给药对药物血浓度的操作过程
图14 多次给药对药物血浓度的影响结果
药理学—强心苷对离体蛙心的影响
实验包含四个基本实验元素：
离体心脏制备操作录像；
强心苷、低钙、高钙对蛙心灌流影响的虚拟子实验；
在已知药物对蟾蜍心脏灌流的虚拟实验中，为同学提供了心脏灌流的动画与3D心脏的虚拟环境，学生亲自动手在虚拟空间内使用不同的药物分别加入灌流液中，观察不同药物、不同剂量对离体心脏功能的影响，实验操作过程基本不7。
受时间限制。
图15 强心苷对离体蛙心的影响
图16强心苷对离体蛙心影响的结果记录
病理生理学－急性失血性休克
虚拟实验模块包括：
家兔急性失血性休克实验简介、实验原理；
动手模拟操作的全过程，录像显示家兔动物手术操作的全过程；
少量失血，大失血，输血补液抢救休克、药物抗休克治疗，血流动力学和肠系膜微循环变化录像，每个子实验完成后的知识点自测。
通过基础与临床、整体与微观有机结合，大大提高了学生的学习兴趣与教学效果。
图17急性失血性休克
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