数智赋能教学——《心血管系统》整合课程推行虚拟仿真与实体实验融合的教学模式
近日，中山医学院在开展基础医学专业《心血管系统》整合课程教学过程中，积极推行虚拟仿真与实体实验融合的教学模式。课程紧扣教育强国建设规划纲要及教育部等五部门最新印发的“人工智能+教育”行动计划，聚焦基础医学拔尖创新人才培养，借助数字化和AI工具破解心血管系统知识抽象、实践训练受限等教学难点，构建心脏生理与冠脉系统、心脏发生与先天性心脏病成因以及心血管疾病诊疗规范的系统化教学体系，同步提升学生的自主学习能力和医学综合素养。课程依托两项特色虚拟仿真项目开展，将AI智能助手、虚拟病人训练和实验操作有机结合，形成两大核心教学模块。
1 掌握心脏生理与心搏骤停急救——AI辅助虚拟仿真融合线下实验操作
课程利用课程负责人、医学虚拟仿真中心主任向秋玲教授团队设计制作的《急性心肌梗死致心搏骤停虚拟仿真实验》，以真实临床病例为原型，依托虚拟标准化病人（Virtual standardized patient, VSP）构建虚拟患者，对学生进行训练。课程以运动时突发心搏骤停的情景作为引入，引导学生对虚拟患者进行心肺复苏等急救处理，之后模拟开展临床诊疗训练，让学生在安全环境中规范掌握急救流程和疾病处理规范。同时通过3D动画直观呈现心脏功能、冠脉血管分布等核心知识，巩固心血管基础知识。项目紧扣“AI for学校教育”理念，搭建AI智能助手，实时对学生问题进行答疑，实现AI赋能学生自主学习。
线下实验课中，向秋玲教授指导学生开展蛙心期前收缩、家兔动脉血压测量和人体心电图测量等机能实验操作，并同步讲解心脏生理和心梗相关基础理论，帮助学生深化对心脏功能、血压和心电图等基础知识的理解，实现理论知识、虚拟仿真和实操实验的深度融合。
图 1急性心肌梗死致心搏骤停虚拟仿真实验（左）；向秋玲教授指导学生完成家兔动脉血压实验（右）
2 探析心脏发生与先天性心脏病成因——虚拟仿真教学结合模型示教
课程借助丁英教授团队建设的国家级一流虚拟仿真课程《基于心脏发生的先天性心脏病成因及其临床诊断虚拟仿真实验》，开展心脏发生与先心病成因教学。项目通过3D高保真动画动态展示心脏发生和房室分隔等发育过程，将抽象知识具象化，帮助学生理解心脏结构与疾病成因。同时依托电子标准病人（Electronic standardized patient, ESP）构建先天性心脏病患儿诊疗场景，引导学生完成病史采集、体格检查和综合诊断等全流程训练，在沉浸式学习中强化知识应用能力。
实验课中，丁英教授带领学生观察心脏和血管染色切片，并结合不同发育阶段的心脏实物模型现场示教，帮助学生深入理解先心病的胚胎发育异常机制，实现理论教学、实操实验和虚拟仿真的有机融合。
图 2先天性心脏病虚拟仿真实验（左）；丁英教授运用心脏模型直观讲解心脏发育过程（右）
图 3学生利用虚拟仿真平台，在课室和宿舍开展心血管疾病模拟诊疗训练
虚拟仿真与实体实验融合的教学模式，既发挥了虚拟仿真的优势使抽象的心血管知识更直观，又通过实体实验操作帮助学生扎实掌握基础知识和实验操作能力，增强学生学习自主性，提高学习效果和教学质量。面向“十五五”，《心血管系统》整合课程将持续深化人工智能与医学教育全要素、全流程的深度融合。以构建智能时代的新型教育体系为目标，打造更加系统、高效的教学体系，为培育适应时代变革、基础扎实、具备创新潜质和综合素养的基础医学拔尖创新人才提供更坚实支撑。
学生感想
张洺潞（24级强基计划）：课程将虚拟仿真和线下实验课相结合，我觉得相比纯书本学习更加通俗易懂。通过虚拟仿真平台我可以反复学习心脏生理、冠脉组成以及疾病急救诊疗等内容，不断巩固理论知识。同时线下蛙心实验、家兔动脉血压测量和心电图等实验操作，让我把理论知识真正运用到实验实践中。我希望后续可以建设配备头戴沉浸式设备的专用实训室，打造高度仿真的实训环境，帮助我们更好理解和掌握心血管系统知识。
陈以恒（24级基础医学）：我认为虚拟仿真结合线下实验操作的教学模式非常适合学习心血管系统知识。依托仿真平台的3D动画和虚拟病人场景，抽象的心脏生理机制和病理变化变得直观易懂。线下实验课上，在老师的指导下，我完成了动物实验和标本模型观察，这既锻炼了我的实验操作能力，又让我灵活运用了理论知识。我希望后续可以增设更多心血管相关的虚拟仿真项目，扩充临床病例，让我们在课堂就能接触各类心血管病症，积累学习经验。
周为峰（24级基础医学）：在心血管系统整合课程学习中，虚拟仿真平台简单便捷。我可以自主练习心梗急救和先心病诊疗流程，系统学习心脏生理和冠脉分布等专业知识。线下实验课观察血管标本和心脏模型以及开展动物实验，我能够直观明晰心脏结构和心脏发育的生理变化。
GARALLAH（24级基础医学留学生）：我非常喜欢心血管整合课程中的虚拟仿真项目，仿真场景真实，感觉就像在现实中一样。我也非常期待学校能够搭建配备头戴沉浸式设备的专用实训室。
