食源性疾病現場調查與處理虛擬仿真實驗

食源性疾病現場調查與處理虛擬仿真實驗是華中科技大學建設的虛擬仿真實驗課程、首批國家級一流本科課程。該課程在實驗空間平台授課，課程負責人是劉烈剛，授課教師是姚平、魏晟、楊雪鋒、唐玉涵。據2021年10月實驗空間官網顯示，該課程做實驗人數2919，其中優秀967人、達標1446人、不達標506人，實驗通過率82.7%。

該實驗課程融合食品衛生學、流行病學、衛生毒理學等學科知識點設計的大型綜合性實驗，通過虛擬再現緊急而複雜的食源性疾病暴發現場和對調查、分析、驗證、處理諸環節的互動推演，完成綜合套用預防醫學知識現場應對食源性疾病等突發公共衛生事件的應急演練，重點培養學生的綜合實踐素養和創新潛質。

基本介紹

• 中文名：食源性疾病現場調查與處理虛擬仿真實驗
• 課程負責人：劉烈剛
• 授課教師：姚平、魏晟、楊雪鋒、唐玉涵
• 建設院校：華中科技大學
• 類 別：虛擬仿真實驗課程、首批國家級一流本科課程
• 授課平台：實驗空間

課程建設

開設歷程

2017年9月1日，食源性疾病現場調查與處理虛擬仿真實驗課程在華中科技大學上線；

2018年7月15日，食源性疾病現場調查與處理虛擬仿真實驗課程面向社會開放；

2020年11月24日，食源性疾病現場調查與處理虛擬仿真實驗課程被中華人民共和國教育部認定為“首批國家級一流本科課程”。

服務規劃

該實驗課程未來五年重點針對項目探討的廣度與深度，對案例庫、試題庫等內容持續更新，並根據師生評價和社會反饋持續改進。

該實驗課程教師、實驗技術和技術支持人員分工明確，面向校內外提供科學、連續的軟體教學服務。該實驗課程長期免費對外開放，以本院雙一流學科的影響力帶動其他院校以及預防機構學習，預計服務人數約1000人/年。

課程性質

課程背景

中國公衛應急體系與能力建設不足，在21世紀公共衛生事件頻發、網路輿情影響顯著的背景下，針對暴發事件的現場調查、及時應對與快速專業處理刻不容緩，給公衛人員的快速、專業應急能力帶來了嚴峻挑戰。

課程定位

食源性疾病的現場調查處理、實驗室應急快檢與綜合判斷分析是公衛醫師必備的核心技能，也是公衛醫師實踐技能考核的重點。

適應專業

食源性疾病現場調查與處理虛擬仿真實驗課程適合公共衛生與預防醫學類專業五年級進行學習。

課程簡介

該實驗課程是預防醫學專業本科生在完成營養與食品衛生學、流行病學基本理論與實驗教學內容之後，針對學科知識點分散、公衛綜合實踐技能尤其是現場應急反應能力訓練不足設計的大型交叉性綜合實驗。

該實驗課程通過3D仿真及Unity 3D、Visual Studio、3D Studio、ZBrush等技術虛擬重現事發現場，並隨著調查的展開依次呈現各個環節和場景，以深度融合的食品衛生學調查與檢驗、現場流調分析與決策等多學科知識點、工作規範為指引，設定互動環節，同時嵌入現場調查與採樣、實驗室檢驗與分析、描述性流行病學分析、分析流行病學研究等多個模組的學習資源及問題與成績反饋，便於線上交流、學習與測評。

該實驗課程情景源於諾如病毒誘發的急性胃腸炎案例，通過深度的沉浸感設計，將學生代入到食源性疾病突發現場，充分體驗其複雜、急迫、緊張的震撼氛圍，激發學生系統完成應急演練、全面掌握公衛綜合技能的責任感與使命感。

該實驗課程以深度融合的食品衛生學調查與檢驗、現場流調分析與決策等多學科知識點、工作規範為指引，設定互動環節，遠非諾如病毒誘發的急性胃腸炎為限。因此，該實驗課程在內容設計上源於但明顯高於實際案例，在虛擬演練中提升現場應急技能的同時，更重要的是訓練學生綜合運用預防醫學多學科知識快速應對食源性疾病現場等突發公共衛生事件的大公衛應急思維和人文意識，助力新時期創新型、複合型預防醫學人才的培養。

食品安全事故流行病學調查工作流程圖

該實驗課程包含8個知識點，分別為（1）食源性疾病暴發現場調查：暴發的存在、核實診斷、制定病例定義、搜尋病例與採訪調查；（2）描述性流行病學分析：三間分布、流行病學曲線特點分析；（3）提出假設：致病因子、污染源、傳播方式、暴露時間；（4）現場食品衛生學調查：訪談相關人員、查閱相關記錄、現場勘察；（5）現場採樣與實驗室檢驗分析：現場樣本採集與保存、確定檢驗項目與送檢、實驗室檢驗與分析；（6）分析流行病學研究與假設驗證：病例-對照研究、佇列研究；（7）控制措施與效果評估：排除暴露源、減少暴露機會、防止進一步暴露、保護危險人群、效果評估；（8）報告與總結。

課程步驟

實驗方法

國家社會需求和科學問題導向原則，“食源性疾病的現場調查與處理虛擬仿真實驗”以諾如病毒感染暴發為例，進行場景展示及學習。學生通過本地終端，遠程訪問伺服器進入虛擬仿真實驗系統，即可開展實驗。實驗方法包括三維虛擬情景互動式學習、虛擬仿真互動操作演練、視頻演示、虛擬仿真情景化互動線上答題考試等多種教學功能單元。

實驗步驟

總體步驟

登錄“食源性疾病現場調查與處理虛擬仿真實驗”教學平台網址，觀看項目簡介視頻和引導視頻，熟悉實驗內容；點擊“進入項目”下載客戶端，運行後進入系統登錄界面，註冊登錄後開始實驗。

操作步驟

具體步驟

實驗記錄

是否記錄每步實驗結果：是；

實驗結果與結論要求：實驗報告，心得體會；

其他描述：選擇題、判斷題及計算題通過計算機判斷對錯並計分，實驗過程中設定的思考題環節，通過人機對話提示正確答案，不直接判斷對錯，由後台老師進行分析。

課程特色

該實驗課程把食品衛生學調查與檢驗和現場流調分析與決策及其他學科相關理論深度融合，依據調查流程及相關知識點和工作規範與要求設定互動環節，在調查、分析、檢驗與驗證諸過程、環節的虛擬再現的同時，引導學生互動推演，從“以授為主”的驗證性實驗教學轉到“以導為主”的綜合性、設計性實驗教學，實現實驗教學模式的改變，充分調動學生的自主性，激發探索欲望。

該實驗課程針對食源性疾病暴發現場的調查與處理，傳統的實踐教學受限於現場的特殊性，或偏重於理論性案例分析，或局限於實驗室檢驗分析等部分環節，不利於綜合實踐與應急技能的系統培養。該實驗課程基於食源性疾病暴發現場實際工作流程與規範，以準確和專業地解決食源性疾病等公衛突發現場的實際問題為出發點，通過虛擬再現和互動，在有限的實習時間內實現預防醫學多學科相關知識在本項目的交叉融合與綜合套用，培養學生的大公衛思維和創新精神，從理論與實踐全方位地訓練學生綜合、專業和快速的應急反應能力，助力新型、專業型公衛人才的培養與訓練。

在評價體系創新方面：

該實驗課程把食品衛生學調查與檢驗和現場流調分析與決策及其他學科相關理論深度融合，按照食源性疾病現場調查與處理流程及工作規範，以及其所涉及的各科理論知識與實踐技能要求，最佳化實驗內容，設定互動環節，在調查、分析、檢驗與驗證諸過程、環節的虛擬再現和互動推演中推出通過30餘道選擇題、判斷題、思考題，通過數位化、智慧型化技術手段，線上即時反饋學生相關知識點的掌握情況，最後通過調查分析報告的線上提交，實現課前預習與課中反覆操作演練並線上完成結果分析與總結報告全過程線上評估，教學演練與考核評測一體化。

教學計畫

面向高校

華中科技大學組織團隊與專業公司合作，開發出食源性疾病現場調查與處理虛擬仿真實驗教學實訓系統，並向各高校免費開放，接受來自高校的批評、建議和監督，對項目內容、互動設定、分析討論、管理回饋等內容與形式持續最佳化和更新，滿足預防醫學及相關專業師生對食源性疾病現場調查與處理綜合性、創新性實驗設計的要求。

面向社會

中國其他感染性腹瀉病暴發多以諾如病毒感染為主，暴發疫情大幅增加。在此方面，華中科技大學有所擔當，藉助虛擬仿真實驗教學項目開發之契機，把項目內容向社會公眾免費開放。為各級疾病預防控制中心工作人員的專業培訓考核、社會公眾了解食源性疾病暴發與調查處理流程，提供不同層級的社會服務開放課程，同時接受社會的監督並進行持續改進。

教學目標

1、熟悉食源性疾病現場調查處理工作的內容及基本程式，包括疫情的發現、報告、調查、處置、預防和感染控制等環節；

2、掌握現場流行病學調查的基本步驟，熟悉描述性流行病學與分析性流行病現場調查分析的主要內容與要點；

3、掌握食源性疾病現場食品衛生學調查的基本內容與要求，熟悉現場採樣與實驗室檢驗的工作流程與規範；

4、訓練學生綜合運用所學知識正確、快速應對食源性疾病暴發等突發公共衛生事件的應急處理能力。

教學要點

• 教學方法

虛實結合，激發興趣，全面訓練公衛突發現場的應急技能

該實驗課程情景源於真實的諾如病毒誘發的急性胃腸炎案例，通過3D仿真等深度的沉浸感設計虛擬重現事發現場的各個環節和場景，將學生置入到食源性疾病突發現場，充分體驗其複雜、急迫、緊張的震撼氛圍，激發學生系統完成應急演練、全面掌握公衛綜合技能的責任感與使命感。通過實驗室食品衛生學、環境衛生學及衛生毒理學相關內容的實驗室實訓，充分利用本項目應急演練系統，以虛代實，以虛補實，以虛驗實，全面訓練學生專業應對食源性疾病等突發公共衛生事件現場的實際應急技能與意識。

理論與實踐相結合，樹立大公衛思維，培養綜合運用多學科知識解決公衛突發現場實際問題的創新能力

該實驗課程把食品衛生學調查與檢驗和現場流調分析與決策及其他學科相關理論深度融合，設定互動環節，通過調查、分析、檢驗與驗證諸過程、環節的虛擬再現和互動推演，促進預防醫學各學科知識的交叉融合，培養學生的大公衛思維和創新精神，綜合運用分散於各分支學科的理論知識與實踐技能，快速、準確和專業地解決公衛突發現場的實際問題。

訓練與測評相結合，助力新時期創新型、複合型公衛人才的培養

該實驗課程針對學科知識點分散、公衛綜合實踐技能尤其是現場應急反應能力訓練不足而設計的大型交叉性綜合實驗實訓系統。系統嵌入現場調查與採樣、實驗室檢驗與分析、描述性流行病學分析、分析流行病學研究等多個模組的學習資源及問題與成績反饋，便於線上交流、學習與測評。該系統不僅可用於課堂理論與實訓教學，還可用於公衛現場實踐技能考核和人才選擇，為新時期創新型、複合型公衛人才的培養和技能全面提升提供多方位指導。

學習預備

知識能力

實驗操作者需要學習過營養與食品衛生學、流行病學、衛生統計學等課程。

預設參數

1、登錄網址。

2、虛擬檔案：標準化的病例調查用表、採樣表、實驗室檢測申請表等。

3、虛擬採樣用品

（1）食品（固體和液體食品）採樣用品：滅菌塑膠袋、廣口瓶、剪、勺、鑷子等；

（2）塗抹樣本採集：棉拭子、滅菌生理鹽水試管（有條件應配備增菌液、選擇性培養基）；

（3）糞便採集：便杯、采便管、運送培養基；

（4）嘔吐物採集：滅菌塑膠袋、採樣棉球；

（5）血樣採集：一次性注射針、採血管；

（6）其他採樣必備物品：75%醫用酒精、酒精燈、酒精棉球、油性筆、標籤、橡皮筋、打火機（火柴）、製冷劑、樣本運輸箱、手套、口罩、隔離衣、膠鞋等。

4、虛擬消殺用品：噴霧器、84消毒液、抹布。

裝置軟體

1、聯網計算機

2、虛擬設備

（1）取證工具：照相機、攝像機、錄音筆等。

（2）工作和通訊設備：電腦、印表機、數據統計分析軟體、手機、對講機等。

運行條件

具體條件	具體要求
網路條件要求	說明客戶端到伺服器的頻寬要求（需提供測試頻寬服務）：由於考慮到後期社會推廣，部分高校教育網的整體出口頻寬較小，網速較低的情況，項目採用遊戲引擎常用的C/S構架技術，初次訪問約30-60秒內完成下載完成客戶端，客戶也無需在安裝任何外掛程式，下載後本項目對頻寬的要求極大的降低，僅少部分數據需要通過網際網路和伺服器互動，即使校園網網速很低的情況下，用戶均可正常訪問，華中科技大學校園網到教室的頻寬為100兆接入，完全滿足日常教學要求。 說明能夠支持的同時線上人數（需提供線上排隊提示服務）：500
用戶作業系統要求	計算機作業系統和版本要求：windows 7，64位及以上版本均可運行。 其他計算終端作業系統和版本要求：無 支持移動端：是
用戶非作業系統軟體配置要求	需要特定外掛程式：否 其他計算終端非作業系統軟體配置要求：無其他要求，不提供軟體下載服務
用戶硬體配置要求	計算機硬體配置要求：CPU推薦使用Intel四核以上級別；記憶體至少8G以上；建議用戶顯示器調至最佳解析度1920×1080，兼容16:9的顯示解析度。需要具備獨立顯示卡，系統硬碟剩餘空間不小於1G。 其他計算終端硬體配置要求：無
用戶特殊外置硬體要求	計算機特殊外置硬體要求：無 其他計算終端特殊外置硬體要求：無
網路安全	項目系統是否完成國家信息安全等級保護：是 國家信息安全等級保護：一 級

（註：表格內容參考資料）

考核標準

該實驗課程以食源性疾病突發現場的調查與處理為主線，把食品衛生學、現場流行病學、衛生毒理學、環境衛生學、衛生統計學及人文社會醫學相關知識點融入到食源性疾病現場調查、分析、驗證與控制等各個環節，根據實驗內容及考核要點，把實驗過程中的題目分為以下幾個方面，並根據權重賦予相應分值，構成線上測試考核系統：

1、基礎知識（28%）：相關定義。

2、公共衛生案例分析（41%）：基本特徵、診斷依據、流行特徵、疫情報告、疫情監測、個案調查及處理、暴發調查及處理、預防、突發公共衛生事件報告及管理。

3、公共衛生基本操作技能（18%）：樣品採集，實驗室檢查，衛生處理，消毒的分類和方法，消毒劑的配製與使用，可疑食品的現場處理。

4、公共衛生職業素質（13%）：團隊協作能力，組織協調能力，溝通交流能力，社會動員能力。

教師簡介

劉烈剛，華中科技大學公共衛生學院教授，承擔營養與食品衛生學等課程教學工作·。

姚平，華中科技大學公共衛生學院副教授，從事植物化學物、微量營養素營養干預的信號通路等領域研究工作。

魏晟，華中科技大學公共衛生學院教授，從事新發傳染病及疫苗可預防疾病的流行病學等領域研究工作。

楊雪鋒，華中科技大學公共衛生學院教授。

唐玉涵，華中科技大學公共衛生學院副教授。