项目介绍

背景
        四川大学是教育部直属全国重点大学，是国家布局在中国西部的重点建设的高水平研究型综合大学。四川大学华西公共卫生学院历史悠久，是我国最著名的公共卫生学院之一，已故陈志潜教授，是享誉世界的公共卫生学专家，被誉为“中国公共卫生之父”。华西公共卫生学院是卫生检验学科和专业的发源地，预防医学和卫生检验与检疫两个专业获批国家一流专业建设点。学院拥有食品安全监测与风险评估、分子毒理及职业卫生应急三个四川省重点实验室以及公共卫生与预防医学省级实验教学示范中心，多年来，学院始终坚持“以教学为中心，以育人为根本”，为国家培养了一大批公卫精英人才。

项目概述
        当前，高致病性呼吸道病原引起的突发公共卫生事件已成为人类健康最大的威胁之一，正确应对突发公共卫生事件并在实验室对病原体进行快速甄别鉴定，是现代高素质公共卫生与预防医学类人才必须具备的核心能力之一。学生实验室由于不具备较高的生物安全等级，无法开展高致病性呼吸道传染病病原微生物的培养、分离和鉴定的实操实验。本课程构建了沉浸式3D虚拟生物安全三级（BSL-3）实验室，通过人机互动,还原了高致病性呼吸道传染病从病例报道、流行病原调查、样本采集到实验室确认的全过程，为培养具有大局观、融合贯通和强烈创新思维的行业复合型领军人才服务。

项目特色
本课程的特色在于：
一、契合全球新冠肺炎疫情大背景，模拟高致病性呼吸道传染病突发公共卫生事件，提供了疫情从发生到病原最终确证的完整故事情节，培养学生正确处理公共卫生事件的能力。
二、展示最新前沿分子生物学技术，通过虚拟仿真技术，剖析样本从核酸提取到测序比对的各环节，通过互动知识点学习，使学生掌握最新的二代测序技术。
三、全程考核，课程分为四个实验模块，每一模块根据实验内容设置个性化考评方式，通过整体学习，评估学生对各知识点的掌握情况。
三、开放共享，助力疫情防控。在2020年新冠肺炎疫情期间，对多所高校开放，助力疫情防控。

未来规划
本课程于2020年初向全校师生开放，后续将面向其他高校和社会开放，并提供教学支持。五年内建成一套以高致病性呼吸道传染病病毒的临床样本采集和二代测序分析技术为核心的虚拟仿真实验教学平台。

项目内容

实验目的
利用虚拟场景还原真实的疫情现场，使学生掌握现场采样、调查及实验室病原确证等一系列的知识，为培养具有融合贯通和强烈创新思维的行业复合型领军人才服务。 

实验环境
本实验项目可在电脑、手机、平板等多个平台展示，供教师及学生在多种场景下进行实验。

实验内容
本实验基于3D虚拟仿真技术，结合高致病性呼吸道传染病从病例报道到实验室确证全过程，建立四个相互关联的虚拟整合实验教学模块。

现场流行病学调查和临床样本采集
预设虚拟交互场景，借由传染病医院与疾控中心的对话，模拟某高致病性呼吸道病毒感染突发公共卫生事件，通过虚拟互动操作和人机互动知识点设置，使学生掌握防护服穿戴、临床样本的采集和管理等相关知识内容。

病原的实验室检测
通过人机互动操作，展示 BSL-3 实验室的空间布局、主要设备形态及放置地点，人员流动路径及物品传送路径；通过互动点选，展示临床生物样本核酸提取、纯化、PCR 扩增、核酸定量、文库构建及二代测序的原理、方法和过程。设置人机互动知识点，加深难点记忆。 

查看结果
预设标准答案，串联整体，培养学生严密的逻辑思维。 

在线测试
设置“流调采样”、“穿脱防护服和 BSL-3 实验室”、“测序”3 个主题10余项互动选择题，考察学生对相关知识点的掌握情况。 

实验方法
流行病学调查信息收集，样本采集运输，核酸提取及纯化技术，体外核酸扩增技术、核酸定量、建库及二代测序技术。

实验步骤及操作流程
首先，进入“现场流行病学调查和临床样本采集”模块，疾控人员接到传染病医院的疫情报告后，派专业人员奔赴现场开展流行病学调查。到达现场后系统展现虚拟互动场景，学生根据初步信息自行制定病例定义、选择流调问题，设计采样方案，学习防护服穿戴和第二类病原微生物管理的相关知识。
第二，进入“病原的实验室检测”模块，体验3D虚拟生物安全三级实验室，通过互动点选，了解BSL-3实验室的空间布局、重点设备、物品及人员流动路径;同时，系统将预设标准的高致病性呼吸道病毒确证实验方案和流程，通过人机交互，学生可系统性掌握样本从核酸提取、PCR 扩增到测序比对分析的全过程知识。
第三，进入“查看结果”模块，学生将综合患者临床信息、流调及实验室病原学诊断结果，给出最终结论，并通过人机互动，查看该结论是否与系统预设的答案一致。
最后，“在线测试”模块，进一步强化学生对高致病性呼吸道传染病现场流行病学调查、临床样本采集、病原实验室检测、病原结果分析的认知和理解。

实验要求
本实验面向大学本科三年级以上预防医学、卫生检验及检疫专业学生，建议基础医学及医学技术专业学生选修。线下教学时，可根据实际教学需求选择相应的教学模块。

教学评价
我们会根据学生的评价和反馈意见不断改进完善。

教学考核
我们拟从实验操作技能和理论知识掌握两个方面进行考核，并反馈学生在实验中的学习情况，具体考核内容包括：学生在虚拟平台的学习情况，关键知识点的回答以及在线测试成绩。