“Med-Lab 逃脫”在醫學基礎研究實踐能力培育中的探索

熊延路 陳慧蕓

1.空軍軍醫大學唐都醫院胸腔外科，陜西西安 710038；2.空軍軍醫大學唐都醫院醫務處，陜西西安 710038

基礎研究在人類與疾病的斗爭中發揮了重要的作用，顯著推動了醫學的發展，故醫學基礎研究能力培育在醫學教學中舉足輕重[1-2]。然而醫學基礎研究中，理論背景要求較多，且實踐操作上側重從宏觀手段描述、剖析介觀或微環，理解較為抽象，醫學基礎研究能力尤其是實踐能力培養難度不小?！肮び破涫?，必先利其器”，教學方法的革新進步則為改善這一困境提供有力幫助。嚴肅游戲是一種新型的教學方式，寓教于樂、主動學習、交互反饋等特點使其在各教育領域大放異彩，在軍事、管理、臨床、駕駛等培訓教學中都取得了不錯的效果[3-9]。然而嚴肅游戲在醫學基礎研究能力培育上卻鮮有研究。本研究以經典醫學基礎研究實踐操作為內容，依托常見實驗室，設計出一款“闖關式”嚴肅游戲——“Med-Lab 逃脫”?！癕ed-Lab逃脫”在內部評估中顯示出較好的教學效果。

1 醫學基礎研究實踐能力培育中的困境

1.1 醫學基礎知識繁雜

醫學基礎研究實踐需要依賴大量繁雜的醫學基礎知識?？v向上包括從亞分子-分子等微觀尺度的改變，引起細胞-亞細胞結構等介觀變化，再到影響組織-活體等宏觀表型；橫向上相互交錯，彼此影響，環環相扣，牽涉多種生物進程及信號機制。以腫瘤生物學基礎知識為例，從基因層面的突變及染色體變異，到RNA 層面表觀遺傳、轉錄調控及轉錄后修飾，再到蛋白的翻譯及翻譯后修飾，才能體現腫瘤某一生物功能；而腫瘤生物表型體現又涉及增殖、死亡、炎癥、遷移乃至微環境交流等各個不同又相互聯系的生物學行為和信號通路[10-13]。

1.2 醫學基礎研究方法抽象

醫學基礎研究方法大多數通過宏觀手段研究微觀、介觀尺度的改變，因此其較為抽象，理解較為困難，導致掌握不易。以最經典的蛋白研究和細胞研究為例：蛋白研究中Western blot 最為常見復雜，宏觀上進行樣品裂解預處理-電泳-轉膜-孵育抗體-顯色等步驟，來實現微觀、介觀上的蛋白提取變性-分離-富集-抗體反應-底物結合等一系列步驟，最終可視化蛋白含量；而細胞研究中，則需要通過實施活性、運動能力、成球、代謝物檢測等多種方式反映細胞生理活動改變，乃至體內改變。

1.3 兩種常見培育方法的不足

醫學基礎研究實踐能力的培育通常依賴兩種方法，但不足較為明顯。一是“學徒式”，通常由一名年資較長的科研人員對一至多名新人進行“傳幫帶”，但是這種模式強烈依賴年資較長科研人員的個人教學能力和培養意愿，不可控因素較多，難以及時管理和評估；二是“盲學式”，通常新入實驗室人員，通過自己鉆研-旁觀-請教-反思等方式逐步學習具體實踐操作，但是試錯空間太多，時間精力浪費嚴重，同樣該種模式對實驗室安全運行和科學管理也不利。

2 嚴肅游戲在醫學教育中的應用進展

2.1 嚴肅游戲的概念

1970 年，Clark C.Abt 首次提出嚴肅游戲的概念：在游戲中融入詳細的規則，用于完成非單純娛樂性質嚴肅的目的[14]。2002 年，Woodrow Wilson International Center for Scholars 在華盛頓發起了“嚴肅游戲計劃”，會議上定義嚴肅游戲為“通過教授專業知識和技能，用于訓練和模擬的游戲”，掀起了歐美學者中嚴肅游戲的設計、開發與研究的浪潮[15]。2003 年，Jason Della Rocca 在China Joy 大會定義嚴肅游戲為“不以娛樂為主要目的游戲”[15]。2006 年Freitas 定義嚴肅游戲為“憑借具有吸引力的交互媒體形式進行的嚴肅目的、超娛樂性質的教育手段”[16]。2009 年，在北京舉辦的第一屆嚴肅游戲創新峰會中，嚴肅游戲概念首次引入中國，被定義為“不以娛樂為主要目的，而是采取寓教于樂的游戲形式，讓用戶在游戲過程中能夠接受信息，得到訓練或者治療”[17-18]。目前嚴肅游戲已經廣泛應用于軍事、職業培訓、環保、管理、康復治療等各個領域，取得了良好的效果。

2.2 嚴肅游戲的特點

嚴肅游戲最典型的特點就是“寓教于樂”，即在游戲中學習知識技能，而在學習中又能體驗游戲的趣味；嚴肅游戲能夠營造“身臨其境”的“沉浸式”效果，尤其是模擬真實場景上；嚴肅游戲充分體現“以學生為中心”的教學理論，促進自主學習；嚴肅游戲具備用戶-系統交互反饋的性質，使得“教與學”及時反饋；嚴肅游戲中獎懲機制的體現，既能刺激學習者完成游戲（達到學習目的），也能加深學習者的印象，尤其是試錯方面；嚴肅游戲能夠培養團隊合作精神[19-20]。

2.3 嚴肅游戲在醫學教育中的應用

嚴肅游戲在教育中逐漸占據重要地位，在理論和實踐相結合的醫學教育中，更是絢爛奪目?！癑Doc”為初級醫生醫患交流提供較好培訓[21]；“eMedOffice”為醫學生掌握全科醫療理論及實踐概念提供有力幫助[22]；“AntibioGame?”在培訓醫學生抗生素管理上效果較好[23]；“Air-Medic-Sky-1”則在培訓醫學生患者安全知識理論上顯示良好成績[24]；“Escape games”在培育牙科團隊合作中成績顯著[25]；“GeriatriX”則在培養應對老年患者臨床正確決策中效果明顯[26]；“Touch Surgery”則顯著促進了胸外科基礎操作的能力鍛煉[27]；“Combat Medic”“3D-SC1”在軍事醫學戰場救護培訓中發揮了顯著作用[28-29]；“岐黃之途”在我國傳統中醫藥教學中也收獲不菲成績[30]。

3 “Med-Lab 逃脫”的設計與應用

3.1 設計思路

本研究根據醫學基礎研究實踐操作中的主要內容，結合常規實驗室布局，在故事性主線牽引下，構造了一種闖關式嚴肅游戲—“Med-Lab 逃脫”（圖1）?！癕ed-Lab 逃脫”分為5 個獨立串聯的“密室”，分別對應醫學基礎實踐操作五大方面：“核谷”（PCR 等核酸研究）、“白城”（Western blot 等蛋白分析）、“組墓”（IHC 等組織檢測）、“胞堂”（細胞培養等體外表型）、“鼠地”（小動物活體實驗）。學習者在開始之初會進行預習、重點輔導等準備。游戲開始后賦予故事特色：每人帶上5 枚黑花，稱之為“惡魔封印”，逃離每個“密室”后，都會解除相應封印，最終逃脫成功會收獲代表勝利的Lab 勇士勛章和精美小獎品?！懊苁摇碧与x策略是完成操作和答題（基礎研究實踐方面的關鍵操作點和理論細節），且有時間限制。學習者有“求助卡”（游戲開始有3 張配備），主要是獲取書籍、資料、筆記等用于自主查閱，或者“光明使者”（工作人員）的提示，額外“求助卡”在每個“密室”內可以通過附加題獲得?！皯土P”機制主要包括操作失誤或回答錯誤后的鳴笛噪音（鳴笛時學習者“冷凍”一定時間，即變相加速時間流轉）。每個密室都有規定時間，進入密室會提示，未能在規定時間成功逃脫則會招致“惡魔使者”（工作人員）的“懲罰”，同時游戲中止（主要是角色扮演“驚嚇式”加強記憶）?！蔼剟睢睓C制則包括成功操作或答題后的愉悅贊美、每個密室逃離的對應黑花解除、全部“逃脫”收獲勇士勛章和精美獎品。

圖1 “Med-Lab 逃脫”設計思路

3.2 執行方案

“Med-Lab 逃脫”的具體執行方案上體現在兩個方面。一是“軟件”的運行，即“密室”內逃離策略方案（醫學基礎研究實踐能力的考察）。方案要突出“精”的特色，即要在包含關鍵具體操作和理論細節問題的同時，又要考慮時間、游戲性質和容易評估的因素。本研究根據團隊成員常年從事醫學基礎研究實踐及帶教的經驗，總結出上述5 類基礎研究的操作關鍵點和理論細節。每一套方案包含各個“密室”的1 個操作+1 個理論，經典方案內容包括“核谷”中qPCR 關鍵點考察，“白城”中Western blot 要素理解，“組墓”中HE 細節掌握，“胞堂”中細胞傳代和鼠地中小鼠抓取技巧學習。二是“硬件”的配備，主要體現在人員和裝備。人員上主要是“光明使者”和“惡魔使者”的選擇，兩者均承擔裁判的功能（“正負”評價提示），所以既要求具備較好專業素養，也要求具有“角色扮演”的能力；裝備上現階段主要依托實驗室現有實驗設備、簡易改造設備、網絡購買道具和獎品，用于完成操作、執行鳴笛懲罰、面具“恐嚇”等游戲反饋。

3.3 應用效果

由于人手、場地、實驗室管理等相關原因，本研究目前選擇了未或較少接觸醫學基礎研究的研究生和年輕醫生，以及不同工作年限的實驗室人員，進行“Med-Lab 逃脫”體驗。通過半結構式訪談，大部分人都覺得“Med-Lab 逃脫”有趣刺激、學習效率高，表達了對“Med-Lab 逃脫”下醫學基礎研究實踐學習的熱情。一些害怕接觸基礎科研的“新人”也增強了學習的信心；大部分已經從事不同年限醫學基礎科研工作的人員，結合自身成長軌跡，也認為“Med-Lab 逃脫”相比傳統方法，能夠激發熱情、促進效率，更為重要的是強化了對醫學基礎研究實踐中細節的培養，尤其是試錯的印象加深。

4 “Med-Lab 逃脫”實施的思考

4.1 優點和不足

“Med-Lab 逃脫”具備嚴肅游戲的優勢：表現在“寓教于樂”，趣味性強，學習者學習興趣濃厚；加強自主學習和主動學習，尤其表現在“求助卡”下自我解決方法的查找以及游戲前的準備上（失敗后再次游戲更為明顯）；對醫學基礎研究操作關鍵點和理論細節進行放大強化，尤其是密室-時間-獎懲等刺激下的印象加深。但是“Med-Lab 逃脫”的缺點依然不可忽視：表現在場景不夠完美，未能較好營造“密室”的緊張刺激（熟悉實驗室下新鮮感相對不明顯，且裝備布置不夠精美、智能、現代）；工作人員現階段人手相對不足，同時工作人員標準化、專業化（知識專業和表演專業）還需進一步加強；“密室”逃脫策略方案稍顯粗糙，不夠豐富，體現在每套方案內容形式等細節制訂和不同方案組合上不夠完美；獎懲措施較為單一和呆板，不夠智能、多樣、模擬“真實性”差，學習者容易疲倦且不夠十分“嚴肅”。

4.2 評價與管理

“Med-Lab 逃脫”的正確評價和科學管理是其規范化、推廣化實施的重要一步。首先是“逃脫前”，方案選擇-人員匹配上，不同階段學習者和不同逃脫方案的科學搭配需要細致的評估和管理；再者是“逃脫中”，逃脫現場的評價和管理需要精細化、科學化、標準化。舉例來說，本研究目前采用“使者在房間中評估”，這可能會干擾學習者，未來需要采用智能化、現代化設備實現設備評估和“使者‘隱身’評估”，同時使者需要更為標準的培訓，增強其專業評判能力和真實表演能力；最后是“逃脫后”效果的評價和管理，較大樣本、不同層次人群、精細化量表、定性+定量統計分析、專業人士評估都是需要加入。

4.3 優化和推廣

“Med-Lab 逃脫”在體現其強大醫學基礎研究能力培育上的同時，也體現了不足，限制了其實施和推廣。本團隊將在未來的工作中進一步優化，形成“Med-Lab 逃脫2.0”“Med-Lab 逃脫3.0”。具體包括密室布局構造上更為真實生動，從而更為緊張刺激；密室的性質和逃脫策略上既要結合實際，充分聽取各方面建議，也要與時俱進，跟上醫學基礎研究手段的進步；密室的“人-機”反饋上更為智能、真實、刺激，克服疲倦，吸引也促使學習者更加“嚴肅”的游戲；密室方案的優化和實施細則要基于大量實驗論證，從而更為豐富、科學、精準；“Med-Lab 逃脫”的推廣上要平衡好經濟成本和教學效果，本團隊目前也在籌劃虛擬版“Med-Lab 逃脫”的設計，App 和微信小程序的開發會大大減輕場地、時間、經濟的壓力；“Med-Lab 逃脫”的運行是否要和標準考核掛鉤，這要平衡好學習者對“管理”的抵觸和促使“嚴肅”游戲（醫學基礎研究實踐能力培育）兩方面，這要通過充分的調研、實驗、評價，要十分謹慎地設計、實施、推廣。

5 結語

醫學基礎研究實踐能力是培育優秀醫學人才的重要環節，然而其繁雜、抽象的特點使其培養較為困難。傳統“學徒式”和“盲學式”學習方法效果不佳。嚴肅游戲在教學中具備較多優勢，本研究根據醫學基礎研究實踐的內容，依托現有實驗室布局，設計出“Med-Lab 逃脫”嚴肅游戲用于醫學基礎研究實踐能力培育?！癕ed-Lab 逃脫”通過故事性主線，闖關式策略，結合獎懲等反饋措施，在娛樂中完成醫學基礎研究實踐能力的培育，內部測試中教學效果明顯。然而“Med-Lab 逃脫”依然存在不足，其科學化革新和智能化優化等將在未來的工作中完成。