醫學專業課程具有很強的實踐性，實驗教學是培養中學生實踐能力的關鍵物理虛擬仿真實驗室，在醫學教育中起著至關重要的作用。為了拓展實驗教學內容廣度和深度，延展實驗教學時間和空間，提高實驗教學質量和水平，清華上醫高度注重虛擬仿真實驗教學項目的建設工作，推動實驗教學變革和實驗教學信息化建設。
新技術推動新實踐，虛擬仿真實驗的舉辦，在過去實驗教學的理論基礎上，實現了傳統“理論+實驗”教學模式的新升級，還能幫助醫學生突破實驗室化學空間和實際操作時間的局限，更好地學習理論知識、熟練專業技能、鍛煉實踐能力，同時培養她們的自主學習意識。
官微聚焦這一新技術，于近日介紹了公共衛生大學、藥大學和護理大學的虛擬仿真實驗（），以及兒科診所、婦產科診所和眼耳鼻外科診所的虛擬仿真實驗（）。明天，讓我們繼續走進基礎醫大學系統解剖學、醫學遺傳學和病理解剖學的虛擬仿真實驗教學項目。
系統解剖學：人腦解剖與影像結構虛擬仿真實驗教學系統
戴上醫用手套，當心翼翼地將腦標本捧到放療燈下，對照著教科書鉆研起腦部的結構及其功能分區——這是系統解剖學課程實驗環節中常見的一幕。該課程根據人體的臟器功能系統，探討正常人體臟器的形態、結構、生理功能及其生短發育規律，是醫學教育中最重要的課程之一。其中，“人腦”作為人體最復雜的臟器，才能確切把握人腦各結構的形態、影像和鄰近關系，是醫學人才培養的重要基礎。
基于傳統“理論+實驗”教學模式中存在的“盲點”，基礎醫大學解剖與組織胚胎學系開發了人腦解剖與影像結構虛擬仿真實驗教學系統物理虛擬仿真實驗室，作為課程的線上教學部份供醫學生補充學習。
該系統設置了“解剖腦”、“數字腦”和“虛擬腦”三大模塊。“解剖腦”以志愿者捐贈的真實人腦進行3D掃描、建模而成；“數字腦”則在高精度數字的人腦斷層解剖和正常人腦的磁共振影像數據的基礎上，借助圖象分割、三維重建和可視化技術，展示腦部結構在各層面上的形狀、位置，仿真度高達100%；“虛擬腦”則是將時下熱門的VR技術應用到了醫學解剖領域。
在清華學院人體科學館的虛擬解剖實驗室外，李文生老師率領中學生們熟悉人腦解剖與影像結構虛擬仿真實驗教學系統。
操作中，“虛擬腦”將為朋友們構建起人腦的三維結構提供輔助，中學生戴上虛擬頭盔后，可通過聯通搖桿將虛擬場景中人腦結構的各個部位“解剖”出來。借助正常和腫瘤人腦MRI多模態影像建模數據，“虛擬腦”將通過圖象分割、融合、三維重建和VR技術，360度全方位地展示腦部的外型功能區及內部結構。極具真實感和沉溺感的訓練環境除了能迸發醫學生的學習興趣，能夠加深她們對相關結構位置及其空間鄰近關系的理解，同時鍛練她們獨立發覺問題和解決問題的能力。
據介紹，人腦解剖與影像結構虛擬仿真實驗教學系統還將不斷更新升級，加入更多全腦標本和腦斷層標本，呈現出更優質、立體的療效，幫助醫學生熟悉把握更多、更全面的解剖知識。不僅面向醫大學的中學生，未來該系統也會面向骨科學工作者開放，為她們提供一個科普性學習平臺。
醫學遺傳學：遺傳咨詢虛擬仿真診室
遺傳病的發病率并不高，還有不少屬于罕見病，為此，在短期的臨床見習過程中，醫學生無法接觸到足夠多的相關病例；而當碰到這種病例時，朋友們又大多不具備遺傳咨詢的專業資格，出于倫理、保密等誘因，未能更好地和病人接觸、溝通，更難以獲得病人的樣本進行遺傳學實驗研究。為了更好地解決上述矛盾并規避倫理風險，基礎醫大學細胞與遺傳醫學系在原有積累的大量珍稀遺傳病視頻和資料的基礎上，設計開發了遺傳咨詢虛擬仿真診室，為醫學生創造虛擬現實的環境，幫助她們在其學校習和完成醫學遺傳學的確診操作。
步入遺傳咨詢虛擬仿真診室，醫學生將變身“福爾摩斯”，找尋任何可能幫助確診遺傳病的誘因：病程要看全，出生史、發育史、用藥史、致畸因子曝露史，還要考慮家族史；確診的根據更要追求嚴謹，咨詢對象的臨床病癥、體格檢測、實驗室檢測結果、家系信息……一樣都不可以忽視，在這種醫學資料和文獻檢索的基礎上，醫學生對咨詢對象所患肝病的種類進行初步判定后，將跳轉步入實驗環節。面對人體染色體標本制備、基因組DNA抽提、PCR擴增、產物的酶切鑒別、瓊脂糖凝膠電泳五個實驗，醫學生將根據實驗提示，進行實驗操作，結合實驗結果，判定遺傳病所屬的類別，并結合醫學專業知識給出建議。
校園封閉管理期間，虛擬仿真實驗教學的順利進行，最大限度地填補了實地操作的缺位，做到疫情下在線實驗罷課不停教。醫學遺傳學課上，朋友們在線學習知識點后，按照相應的病例，在班主任的指導下，通過遺傳咨詢虛擬仿真診室進行操作和學習，完成病例剖析報告，并在課堂上展示；老師再依照中學生學習操作的情況和病例報告對她們進行考評，并通過交流反饋，達到翻轉課堂的療效。
病理解剖學：胃壞疽型腫瘤病理學實驗虛擬仿真教學課程
病理解剖學是醫學教育中最重要的基礎學科之一，也是一門臨床實踐性很強的學科。但是，在大專教育階段，醫學生僅在基礎醫學課程學校習病理解剖學相關知識；在臨床見習和實習階段，醫學生鮮有在臨床病理科操作的機會和經歷。對此，基礎醫大學病理學系設計開發了胃腸炎型腫瘤病理學實驗虛擬仿真教學課程。
胃腸炎型腫瘤病理學實驗虛擬仿真教學課程負責人王淑陽副院長介紹道：“該課程依托病理解剖學課程，以中學生發展為中心，突出病理形態學教學特性，強化理論結合實踐、基礎結合臨床，通過模擬臨床病理科的病理確診過程舉辦探究式學習，推動中學生病理確診思維的完善和對基本腫瘤、常見癌癥的病理確診能力的初步產生。”
朋友們可以先在平臺上觀看講解視頻進行預習，提早了解實驗內容，之后通過對數字系列切塊的觀察、3D大體標本的剖析，自行找尋腫瘤、描述腫瘤特性并作出正確的病理確診，進而把握病理學基本腫瘤和常見病的確診和鑒定確診。通過人機交互性操作，醫學生可以在線進行大體取材、制片、閱片、診斷、完成報告，體驗一個病例的確診全過程。
相比較傳統教學，虛擬仿真實驗有助于醫學生課前預習和課后備考，以及反復訓練和操作，同時有效解決了特殊時期中學生難以實際動手操作標本取材、制片的難點，讓中學生才能更形象地認識病理確診的過程，更容易地把握胃胃炎型腫瘤的確診和鑒定確診。“更重要的是，醫學生作為操作主體步入虛擬仿真實驗，能充分迸發她們的主動性和探求性，為深層次的醫學學習和醫學科研打下基礎。”