数字化时代公卫实训教学的虚拟化创新路径

数字化时代公卫实训教学的虚拟化创新路径演讲人01数字化时代公卫实训教学的虚拟化创新路径02引言：数字化浪潮下公卫实训教学的变革必然03技术赋能：构建公卫实训虚拟化的底层支撑04模式重构：从“单向灌输”到“多元协同”的实训范式转型05资源建设：打造“标准化、动态化、共享化”的虚拟实训生态06评价机制：构建“多维度、全周期、智能化”的能力评价体系07保障体系：为虚拟化创新提供“政策-师资-伦理-协同”支撑08结论：以虚拟化创新引领公卫实训教学现代化目录01数字化时代公卫实训教学的虚拟化创新路径02引言：数字化浪潮下公卫实训教学的变革必然引言：数字化浪潮下公卫实训教学的变革必然作为公共卫生领域的工作者，我始终认为，实训教学是连接理论与实践的核心纽带，是培养公卫人才应急响应能力、现场处置能力与综合分析能力的关键环节。然而，传统公卫实训教学长期面临“三重三轻”的困境：重理论灌输轻实践操作、重单一技能轻综合演练、重固定场景轻动态模拟。尤其在新冠疫情、禽流感等突发公共卫生事件频发的背景下，传统实训的局限性愈发凸显——场地资源紧张、高风险场景难以复现、跨区域协作演练成本高昂、学生实践机会分配不均等问题，已成为制约公卫人才培养质量的瓶颈。数字化时代的到来，为破解这些难题提供了全新视角。虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、数字孪生、人工智能（AI）等技术的成熟，不仅打破了时空限制，更构建了“沉浸式、交互式、可重复、全要素”的实训新生态。从2019年参与某高校突发传染病应急演练虚拟平台设计开始，我深刻体会到：虚拟化创新不是对传统实训的简单替代，引言：数字化浪潮下公卫实训教学的变革必然而是通过技术赋能实现“实训场景无限延伸、教学过程精准映射、能力评价科学量化”的范式重构。本文将从技术支撑、模式重构、资源建设、评价机制、保障体系五个维度，系统探讨数字化时代公卫实训教学的虚拟化创新路径，以期为公卫教育现代化提供参考。03技术赋能：构建公卫实训虚拟化的底层支撑技术赋能：构建公卫实训虚拟化的底层支撑虚拟化创新的核心在于技术深度应用。公卫实训涉及流行病学调查、疫情处置、卫生应急、健康促进等多场景，其技术支撑需兼顾“沉浸感”与“专业性”，形成“多技术融合、多场景适配”的立体化技术体系。沉浸式交互技术：让实训场景“触手可及”VR/AR技术是构建沉浸式实训场景的“基石”。通过VR头显、数据手套、力反馈设备等硬件，学生可“进入”虚拟的传染病病房、社区采样点、突发事故现场，完成从个人防护装备穿脱、标本采集到环境消杀的全流程操作。例如，在新冠疫情防控实训中，我们曾开发“负压病房VR操作模块”，学生需在虚拟环境中完成“三级防护穿脱流程”，系统会实时监测动作规范性（如防护服是否破损、手部消毒是否达标），并通过触觉反馈设备模拟“操作阻力”（如拧紧消毒液瓶盖时的力度），实现“视觉-听觉-触觉”多感官协同训练。AR技术则侧重“虚实叠加”，适用于现场调查类实训。例如，在食物中毒事件调查中，学生通过AR眼镜扫描虚拟的“餐厅环境”，可实时看到污染食品的扩散路径、病例的空间分布热力图，甚至能与虚拟的“厨师”“顾客”进行对话（AI驱动），模拟流行病学访谈场景。这种“虚实融合”的模式，既保留了真实场景的代入感，又避免了高风险操作的安全隐患。数字孪生技术：让复杂系统“可推演、可优化”公卫事件的处置往往涉及“人-物-环境”多要素交互，数字孪生技术通过构建物理实体的数字化镜像，可实现复杂系统的动态推演。例如，在“城市新冠疫情传播模拟实训”中，我们基于某城市的真实人口密度、交通网络、医疗资源分布数据，构建了“城市疫情数字孪生模型”。学生可调整“封控范围”“核酸检测频次”“密接者追踪效率”等参数，实时观察疫情传播曲线的变化，并分析不同干预措施的成本效益。这种“推演-反馈-优化”的闭环训练，有效培养了学生的系统思维与决策能力。数字孪生的另一大优势是“全要素复现”。在突发化学中毒事件实训中，我们通过数字孪生技术模拟了“化工厂泄漏”场景，包含毒物扩散模型（风速、湿度影响）、人员疏散路径、应急医疗点布局等细节，学生需在虚拟环境中完成“毒物浓度监测”“人员疏散指挥”“医疗救援调度”等多任务协同，极大提升了复杂场景下的综合处置能力。人工智能技术：让实训过程“个性化、智能化”AI技术为公卫实训注入了“智慧大脑”，主要体现在三个层面：一是“智能导师”，通过自然语言处理（NLP）技术，AI可实时解答学生在实训中的疑问（如“如何判断聚集性病例的标准是什么？”），并根据学生的操作步骤提供个性化指导（如“您的流调问卷遗漏了近期旅行史，请补充询问”）；二是“虚拟标准化病人（VSP）”，通过AI语音识别与情感计算技术，VSP可模拟不同症状的患者（如发热、咳嗽、呼吸困难），甚至表现出“焦虑”“不配合”等情绪，训练学生的沟通技巧与人文关怀能力；三是“学习行为分析”，AI通过追踪学生的操作数据（如实训时长、错误次数、决策路径），生成“能力雷达图”，精准定位薄弱环节（如“个人防护操作熟练，但流调逻辑混乱”），为教师提供教学干预的依据。04模式重构：从“单向灌输”到“多元协同”的实训范式转型模式重构：从“单向灌输”到“多元协同”的实训范式转型技术是基础，模式是关键。虚拟化创新需打破传统“教师演示-学生模仿”的单一模式，构建“沉浸式体验-项目式学习-跨域式协作-反思式提升”的多元实训生态，实现“以学生为中心、以能力为导向”的教学变革。沉浸式体验式教学：让知识“活”起来传统实训中，“纸上谈兵”式的理论讲解与“蜻蜓点水”式的实操训练难以让学生形成深刻认知。沉浸式体验式教学通过“场景化任务驱动”，让学生在“做中学、学中悟”。例如，在“突发公共卫生事件心理危机干预”实训中，我们设计了“校园群体性心因性反应事件”虚拟场景：学生需在虚拟的“校医院”“班级教室”“家长群”等场景中切换，与“焦虑的学生家长”“恐慌的学生”“疲惫的医护人员”等虚拟角色互动，完成“情绪识别”“心理疏导”“信息发布”等任务。实训结束后，系统会回放学生的操作视频，标注关键决策节点（如“是否及时启动心理危机干预预案”），引导学生反思“如果重新选择，会如何优化处置流程？”。沉浸式体验式教学：让知识“活”起来这种“身临其境”的体验，不仅激发了学生的学习兴趣，更培养了其“情境感知能力”与“快速反应能力”。曾有学生在实训后反馈：“以前觉得‘心理危机干预’就是‘说几句安慰的话’，直到在虚拟场景中被‘愤怒的家长’质问时，才真正体会到沟通技巧与专业知识的融合有多重要。”项目式学习（PBL）：让能力“长”起来公卫问题的复杂性决定了实训需突破“单一技能训练”，向“综合问题解决”转型。项目式学习以“真实问题”为导向，让学生以团队形式完成“项目设计-方案实施-成果展示”的全流程。例如，在“农村饮用水安全监测”实训中，我们设计了“某村饮用水砷超标应急处置”虚拟项目：学生需先通过虚拟的“水质监测数据库”获取数据，分析超标原因（如地质因素、管道污染），再制定“应急供水方案”“健康宣教方案”“长效监测方案”，并在虚拟环境中模拟方案实施效果（如“村民接受度”“水质改善情况”）。PBL的核心是“跨学科协作”。项目中，学生需综合运用流行病学、环境卫生学、健康教育学、管理学等多学科知识，团队内部分工明确（如“数据分析师”“方案策划师”“沟通协调员”），有效培养了其协作能力与系统思维。我们曾跟踪对比参与PBL实训的学生与传统实训的学生，发现前者在“案例分析能力”“方案设计能力”上显著优于后者（P<0.05）。跨域式协同教学：让资源“动”起来传统实训受限于地域与师资，优质教学资源难以共享。虚拟化创新通过“远程协作平台”，打破了校校、校企、校地之间的壁垒。例如，我们联合某疾控中心、三甲医院与高校，构建了“公卫实训虚拟协同平台”：疾控中心的专家可通过平台远程指导学生进行“虚拟疫情流调”，医院的医生可演示“虚拟危重症患者转运”，高校教师则负责理论讲解与过程评价。这种“多方参与、资源共享”的模式，让学生接触到一线真实案例，避免了“实训与实际工作脱节”的问题。跨域式协同还体现在“国际交流”层面。我们曾与美国某高校联合开展“全球突发公共卫生事件应对”虚拟实训，中美学生共同完成“虚拟流感大流行处置”项目，通过“时差协作”（中国学生负责“亚洲区域防控”，美国学生负责“北美区域防控”），模拟跨国疫情防控合作，极大提升了学生的国际视野与跨文化沟通能力。反思式提升教学：让经验“沉淀”下来“经验反思”是能力提升的关键环节。虚拟化实训通过“过程全记录+数据可视化”，为学生提供了“可回溯、可复盘”的反思工具。例如，在“核辐射事件应急处置”实训中，系统会自动记录学生的每一个操作（如“是否及时设立警戒区”“个人防护装备级别是否合适”“伤员分类是否准确”），并生成“时间-操作-结果”三维图谱。学生可通过图谱直观看到“操作失误与处置结果的关联”（如“因未及时设立警戒区，导致模拟‘公众’受到辐射暴露”），从而反思“决策逻辑”与“应急意识”的不足。教师则可通过“学生操作数据库”，分析班级共性问题（如“80%的学生在‘伤员分类’环节耗时过长”），在后续实训中针对性强化训练。这种“基于数据的反思”，实现了从“经验型教学”向“循证教学”的转变。05资源建设：打造“标准化、动态化、共享化”的虚拟实训生态资源建设：打造“标准化、动态化、共享化”的虚拟实训生态虚拟实训资源是教学实施的“弹药库”。其建设需遵循“需求导向、标准统一、动态更新、开放共享”原则，构建“案例库-模型库-场景库-数据库”四位一体的资源体系。标准化案例库：让实训内容“有据可依”案例是实训的“灵魂”。公卫实训案例库需覆盖“传染病防控、慢性病管理、突发公卫事件、环境卫生监督”等核心领域，每个案例需包含“背景介绍-核心问题-操作流程-评价标准”四个要素，且案例设计需符合“真实性、典型性、教学性”原则。例如，“某省输入性疟疾疫情处置”案例，以2023年某省真实输入性病例为原型，详细描述了“病例发现-流调排查-媒介控制-健康教育”的全流程，并设置了“如何快速识别输入性病例”“如何确定传播媒介种类”“如何开展社区健康教育”等核心问题，同时提供了“流调报告模板”“消杀药品使用指南”“健康宣教材料”等标准化资源。为确保案例质量，我们建立了“案例评审机制”：由高校教师、疾控专家、一线公卫人员组成评审组，从“科学性、实用性、难度梯度”三个维度对案例进行打分，只有评分≥80分的案例才能入库。目前，案例库已收录案例126个，涵盖甲乙类传染病、食物中毒、职业中毒等20余种公卫事件，并根据最新疫情动态与政策要求每季度更新10%-15%。精细化模型库：让实训要素“精准还原”模型是虚拟场景的“细胞”。公卫实训模型库需包含“人物模型、环境模型、物品模型、数据模型”四大类，且模型需具备“高精度、可交互、参数化”特点。例如，“人物模型”需模拟不同年龄、性别、职业的“患者”“健康人群”“公卫人员”，并具备“表情变化”“语音交互”“行为动作”等功能；“环境模型”需还原“医院病房、社区居委会、农村集市”等真实场景，并包含“空间布局”“物品摆放”“光线温度”等细节；“数据模型”则需提供“人口数据、疾病谱、气象数据”等基础数据，支持学生进行“数据挖掘与分析”。模型建设需遵循“开放共享”原则，我们采用“高校提需求-企业开发-共建共享”的模式，与3家虚拟现实技术企业合作开发了“公卫实训模型库平台”，目前已上线模型860余个，各院校可根据教学需求免费调用或定制模型，极大降低了模型开发成本。动态化场景库：让实训环境“与时俱进”公卫事件的复杂性与多变性，要求实训场景需“动态更新”。场景库建设需关注“热点事件”与“政策变化”，及时将最新公卫事件转化为实训场景。例如，2023年“不明原因儿童肝炎暴发”事件发生后，我们仅用2周时间就开发出“虚拟场景库”，包含“病例聚集发现、病因调查、家长沟通、防控措施调整”等模块，让学生第一时间接触最新案例，学习最新处置规范。场景库还需具备“可组合、可扩展”功能。教师可根据教学目标，自由组合“基础场景+突发因素”（如在“常规疫苗接种场景”中突然加入“疑似预防接种异常反应”事件），生成“个性化实训任务”，满足不同层次学生的训练需求。开放化数据库：让实训数据“流动起来”数据是虚拟实训的“血液”。数据库建设需整合“监测数据、案例数据、学生操作数据”，形成“数据采集-分析-应用”的闭环。例如，我们对接国家传染病网络直报系统、地方疾控中心数据库，获取“实时疫情数据”“病原学监测数据”，用于构建“疫情传播动态模拟场景”；同时，采集学生的“实训操作数据”（如“流调耗时”“防护操作正确率”“决策合理率”），通过AI算法分析“学生能力-操作数据-场景难度”的关联，为“个性化教学方案”提供数据支撑。数据库需遵循“安全可控”原则，采用“数据脱敏”“权限分级”等技术，确保个人隐私与数据安全。目前，数据库已积累数据1.2亿条，为虚拟实训的“科学化、精准化”提供了坚实基础。06评价机制：构建“多维度、全周期、智能化”的能力评价体系评价机制：构建“多维度、全周期、智能化”的能力评价体系传统实训评价多侧重“结果考核”，难以全面反映学生的综合能力。虚拟化创新需通过“过程性数据+多维度指标+智能分析”，构建“知识-技能-素养”三位一体的评价体系，实现“从分数到能力、从单一到综合”的评价转型。多维度评价指标：让能力评估“无死角”评价指标设计需覆盖“知识掌握、技能操作、素养养成”三个维度，每个维度下设具体指标。例如，“知识掌握”维度包括“公卫理论应用”“政策规范理解”“风险评估能力”等指标；“技能操作”维度包括“个人防护规范性”“流调完整性”“应急处置时效性”等指标；“素养养成”维度包括“团队协作意识”“沟通表达能力”“人文关怀精神”等指标。每个指标需赋予不同权重，并根据实训类型调整权重分配。例如，“应急处置实训”中，“技能操作”权重可设为50%，“知识掌握”与“素养养成”各占25%；而“健康宣教实训”中，“沟通表达能力”权重可提升至40%。全周期过程评价：让能力成长“可视化”虚拟实训的“过程全记录”特性，为“过程性评价”提供了可能。系统可自动记录学生的“操作步骤”“决策时间”“错误次数”“交互行为”等过程数据，生成“学习成长档案”。例如，某学生参与“新冠疫情流调实训”后，系统生成如下报告：“总实训时长120分钟，流调对象5人，信息收集完整度85%，关键信息遗漏率12%（遗漏‘近期旅行史’2次，‘接触史’1次），决策平均响应时间3分钟，团队协作评分88分”。过程评价的优势在于“实时反馈”。学生在实训过程中即可收到“即时提示”（如“您已询问患者的症状，但未询问症状出现时间，请补充”），及时纠正错误；教师则可通过“过程数据监控面板”，实时掌握班级整体进展，对进度滞后的学生进行针对性指导。智能化结果评价：让能力画像“精准化”AI技术可将“过程数据”与“结果数据”融合，生成“学生能力画像”。例如，通过聚类算法分析学生的“操作数据”，可将其分为“谨慎型”（操作步骤规范但耗时较长）、“高效型”（耗时短但错误率较高）、“均衡型”（规范性与效率兼具）等类型，并针对不同类型提供“个性化提升建议”（如“谨慎型学生可尝试简化操作流程，提升应急响应速度”）。能力画像还可与“岗位需求”对接。例如，疾控中心招聘“流调人员”时，可重点参考“信息收集完整度”“逻辑推理能力”等指标；社区招聘“健康促进专员”时，则侧重“沟通表达能力”“方案设计能力”。这种“评价-就业”的联动，提升了人才培养的针对性。07保障体系：为虚拟化创新提供“政策-师资-伦理-协同”支撑保障体系：为虚拟化创新提供“政策-师资-伦理-协同”支撑虚拟化创新是一项系统工程，需构建“政策引导、师资支撑、伦理规范、协同联动”的保障体系，确保其可持续发展。政策保障：明确发展方向与资源投入教育主管部门需出台“公卫实训虚拟化教学指导意见”，将虚拟实训纳入“公卫专业认证标准”“一流课程建设体系”，明确“虚拟实训学分占比”“硬件配置标准”“经费投入机制”。例如，某省教育厅规定：“公卫专业虚拟实训学分不低于总实训学分的30%，高校需按生均每年500元标准设立虚拟教学专项经费”。同时，需建立“虚拟教学成果奖励机制”，对“优秀虚拟课程”“创新教学模式”“优质教学资源”给予表彰与经费支持，激发高校参与虚拟化创新的积极性。师资培训：提升教师的“技术应用能力+教学设计能力”教师是虚拟化创新的关键执行者。需构建“技术培训+教学研讨+实践演练”三位一体的师资培养体系：一方面，与VR技术企业合作开展“虚拟教学工具操作培训”，让教师掌握“场景搭建”“案例开发”“数据分析”等技能；另一方面，组织“虚拟教学设计工作坊”，邀请教育专家与一线教师共同研讨“如何将虚拟技术与传统教学融合”“如何设计有效的虚拟实训任务”。例如，我们曾为某高校公卫学院教师开展为期1个月的“虚拟教学能力提升培训”，培训后教师开发的“虚拟疫情处置课程”在全省教学比赛中获得一等奖。实践证明，只有教师的“技术应用能力”与“教学设计能力”同步提升，虚拟化创新才能真正落地见效。伦理规范：坚守“安全、公平、隐私”底线虚拟实训涉及“数据安全”“隐私保护”“虚拟行为边界”等伦理问题，需建立“伦理审查机制”与“行为规范”。例如，在“虚拟病人”场景中，需避免“侮辱性、歧视性”语言；在“数据采集”环节，需对学生个人信息与操作数据进行“脱敏处理”；在“高风险场景”模拟中，需明确“虚拟操作与现实责任”的边界，避免学生将“虚拟行为”迁移至现实工作。我们曾成立“公卫虚拟教学伦理委员会”，由高校伦理学教师、法律专家、公卫工作者组成，对“虚拟案例内容”“数据采集方案”“学生行为规范”进行审查，确保虚拟实训符合伦理要求。