上海云鵬迅康品牌產品成功案例：職業教育示范性虛擬仿真實訓基地
一、建設背景
虛實結合訓練系統是一款基于虛擬與現實結合的智能化教學訓練模擬人，模擬人采用虛擬仿真、智能傳感器等技術，進行智能化的檢測和反饋，模擬臨床患者的不同生理反應和操作過程中的不同手感。系統可植入了臨床教學經驗，以操作指南為依據,實現臨床基本技能的智能訓練。可指導學生按正確的操作流程進行練習，提示和糾正學生的錯誤操作。詳細記錄和分析學生的操作行為，形成分析報告提交給教師。在使用真實器械插管時，可通過智能傳感芯片自動檢測并生成虛擬動畫時時呈現內部操作過程，真正的“虛實結合”，讓理論與實踐相印證，讓實驗更直觀，讓技能掌握更牢固。
隨著經濟社會快速發展、《“健康中國2030”規劃綱要》的發布，“大衛生、大健康”理念深入人心，社會對于醫學人才的需求和要求越來越高，而醫學是實踐性極強的科學，實訓教學質量直接關系到醫學人才培養目標的實現，學生必須通過大量的實訓課程才能獲得足夠的基本操作技能和實踐能力，傳統的實訓教學由于受實訓條件、資源、成本、醫療教學資源及醫學倫理等條件限制，特別是涉及高危環境實訓(如有害試劑、傳染病防控等)和存在不可逆操作（如動物實驗和手術操作等），導致很多實訓難以開展，不能完全滿足實訓教學要求。
為了滿足高素質人才輸出的目的，學校規劃護理學院樂學樓2樓約1050平方米的場地建設虛擬仿真實訓基地，堅持“嚴教嚴管，質量立院”的治院方針，注重學生綜合素質及實踐動手能力培養。堅持育人為本，德育為先，充分發掘中華孝文化資源，把傳統文化與時代精神有機結合起來，在學生中開展感恩教育與職業道德教育，強化學生社會責任感，不斷提高人才培養質量。
二、建設內容
職業技術學院虛擬仿真實訓基地包含6個中心,涵蓋創新化教學、科學研究、行政職能、社會服務等職能，實訓基地深度融合虛擬現實技術、增強現實技術、人機交互技術、動態環境建模技術、實時三維圖形生成技術、立體顯示和傳感器技術、應用系統開發工具和系統集成技術等新一代信息化技術，模擬傳統實驗操作環節的軟硬件實驗環境（包括虛擬的實驗設備、實驗工具、實驗對象等），充分發揮新一代信息技術對教育的影響作用，強化新一代信息技術對學校教學的服務與支撐，從而幫助學校依托新一代信息化技術構建以學習者為中心的教學和學習方式，大幅度提升學校教學應用水平和管理水平，推進學校實踐實訓教學。
1．知識導訓中心
□常規群體教學（包含思政人文）
□AR\VR軟件體驗式教學
□知識競答互動教學
知識訓導中心將科技應用于基礎知識領域教學的各方面，旨在開闊學生視野，培養創新性思維。借助多媒體信息技術、AR/VR虛擬現實技術、人工智能技術向學生傳遞基礎醫學的原理,打破教學模式，不僅教授學生的醫學基礎知識，還傳授孝感人文素養，注重培養學生“專業+創新+科技”相結合的應用性思維。中心配備：多媒體教學顯示主控系統、互動競答系統（公共衛生知識、急救、解剖學）、360°人體器館全息幻影成像系統、虛擬現實系統以及數字人軟件。
2．技能訓考中心
□常規群體教學
□講座
□5G遠程教學
□VR\AR\3d教學
技能訓考中心，借助虛擬現實技術、動作捕捉技術與3D交互技術將護理教學中抽象難以理解的知識或涉及侵入性、隱私部位的操作，形象具體的展示出來，幫助學生實現懵懂到真懂的跨越。在基本掌握原理后，學生可以在座位上自主操作訓練與考核來鞏固所學知識與技能操作流程。
中心配備：沉浸式3D立體虛擬現實交互系統、會議音響系統。沉浸式3D立體虛擬現實交互系統，配有超寬廣的LED大屏，配合動作捕捉軟件與3D交互軟件模擬一些極端環境與臨床場景，在逼真的場景下學習，讓學生身臨其境，鍛煉護生的臨床素養。
教師采用交互設備，模仿真實世界的實驗、實踐教學過程，學生佩戴立體眼鏡，仿佛置身于真實的操作環境中。通過手勢傳感器直接利用抓、握、捏等手勢抓取3D對象，多個角度旋轉觀察，更清晰直觀，也可直接通過手勢切換下一操作步驟，同時頭部跟蹤會對人的位置進行定位，實時移動場景，非常方便快捷。
3．實踐模擬中心
□錄制精品慕課（線上課程）
□情景模擬，實踐教學
醫學教學偏向于實踐與理論結合，但在理論及實踐技能訓練中往往存在以下教學困難：內容較抽象難以理解，常規教學手段難以實現、代價較大、無法批量示教、涉及隱私部位、涉及侵入性操作。在模型上示教范圍有限，且難以反復示教或訓練，和臨床實際差距較大等問題，難以培養學生的臨床應變能力、臨床思維能力、綜合評判能力及溝通能力。
實踐模擬中心，為克服這些傳統教學難點，借助虛擬現實技術、人機交互技術、智能AI、實時三維圖像生成等技術。將虛擬仿真作為傳統教學的補充，“以虛助實”，分析總結學生學習認知的規律，設立VR虛擬現實實訓室與虛實結合訓練室，傳統醫學實驗教學模式。中心配備：VR虛擬現實系統、虛實結合訓練系統、MR混合式錄播系統（三維圖像實時生成技術）
在VR虛擬現實實驗是通過模擬創造一個逼真的臨床環境，在預設的虛擬環境中進行交互式操作。先在VR上鍛煉臨床的沉浸感，通過數據手套，可以精確的定位手部的運動從而實現用雙手操控虛擬世界的三維對象，可以直接用手抓取虛擬現實世界中的手術器械來完成相應的手術操作，他可以用雙手拿棉球消毒，用吸管吸引等各種操作，從而增強學習印象。
沉浸式VR交互教學方式打破了原有對靜止或靜態事物的觀察，實現了在教學過程中不容易操作的實驗案例進行虛擬演練，通過動態全景的環境可以提升學生的學習興趣，激發學生的靈感，增強了學生的動手能力。學生借助VR虛擬現實系統可以熟練的完成技能實驗操作后，就可以進入虛實結合訓練室，在虛實結合操作系統上進行實踐練習。
虛實結合訓練系統是一款基于虛擬與現實結合的智能化教學訓練模擬人，模擬人采用虛擬仿真、智能傳感器等技術，進行智能化的檢測和反饋，模擬臨床患者的不同生理反應和操作過程中的不同手感。系統可植入了臨床教學經驗，以操作指南為依據,實現臨床基本技能的智能訓練。可指導學生按正確的操作流程進行練習，提示和糾正學生的錯誤操作。詳細記錄和分析學生的操作行為，形成分析報告提交給教師。在使用真實器械插管時，可通過智能傳感芯片自動檢測并生成虛擬動畫時時呈現內部操作過程，真正的“虛實結合”，讓理論與實踐相印證，讓實驗更直觀，讓技能掌握更牢固。
MR混合現實錄播教學系統，采用增強現實技術將傳統課堂變成線上線下混合式交互課堂，實現虛實結合，使教學更直觀，實現3D模型、實物標本、教師學生互動融合錄播課堂。拉近線上課堂中教師、學生與實驗室的距離，讓課堂更加生動。
4．產學研用中心
□教學研討會議交流
□參觀接待洽談
□三維數字研發
□校企對接交流
產學研用中心圍繞行業產業人才的技能培養需求，探索校企協同育人創新機制，邀請企業培訓進學校，進課堂，拉進課堂與產業的距離，搭建企業與學校交流互動的平臺。中心配備：辦公桌椅、電腦、會議交互平板等設備。
5．思政文化中心
□參觀交流
□文化建設（孝文化）
□思政教學（潛移默化）
□教學成果展示
思政文化中心是一個開放性的空間，是樂學樓西側的公共大廳同時貫穿連接基地四大中心。利用先進的技術，解決黨建人文建設方面的存在的教學周期長、學習形式單一、學生成果無法展示、教學不理想、學生學習效率不高的問題。在設計布局上有著深刻的含義：潛移默化傳遞價值觀、文化觀，真正是深入根基的立德樹人。區域通過專業LED大屏，配合墻面改建，以文字、圖片、視頻、動畫等方式展示歷史場景，打造紅色文化氛圍，對學生相關知識進行講解的形式。以趣味性的教學方式，增強學生對黨的歷史知識、黨建傳統和黨員精神的認識。學校也可以根據當地的特色或者當前的社會熱點進行定制開發，建設一套擁有本校特色的思政教育系統，打造自身特色化校園文化環境。
6．綜合管理中心
□提供學生線上自學平臺
□提供教師課前、課中、課后教學方式支持
□提供學生成績數據統計分析
□提供教師教學報表統計
□提供學生多元化考核方式手段
□提供教師教學質量管理分析
□提供虛擬仿真基地監控與網絡的管理
綜合管理中心是一間單獨的機房，中心配有：理虛實虛擬實踐仿真平臺、網絡控制系統、監控控制系統、虛擬仿真軟件服務器。
理虛實虛擬實踐仿真平臺構建資源共建共享、教研一體的教學新模式，理論教學和實踐教學相得益章，師生可以便捷應用平臺，通過不同終端接入，登陸不同角色便能夠使用相應授權范圍內的教育資源及教學應用。
虛擬仿真平臺的設計主要是打破時間、空間的限制，在滿足教師日常教學、學生自習任務的同時，也可以做到學生細節性數據采集，反饋到后臺，形成老師的教學任務分析，用來指導教學。對現有的專業虛擬仿真軟件的資源進行擴充，對接平臺與現有零散軟件的數據，實現學生片段化數據的采集。
虛擬仿真實踐基地建設的軟件將滿足以下學科的實踐學習：
□婦產科護理課程
□基礎護理課程
□內科護理課程
□外科護理課程
□急救護理課程
□老年人照護課程
□康復治了技術課程
虛擬仿真軟件采用先進的三維虛擬仿真技術建設，三維虛擬仿真軟件具有操作自由等特點：比如在操作過程中可任意720°旋轉、縮放進行技能熟悉，可以剖視視角進行知識點解讀，這些功能恰恰彌補了醫學實驗教學中看不到，摸不著，危險性大的缺陷。
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