梅毒快速血漿反應(yīng)素試驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)的構(gòu)建與應(yīng)用

周 茜，黃衛(wèi)平，宋廣忠，王家學(xué)，楊 臖

(浙江醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校，浙江 杭州 310053)

·教學(xué)研究與管理·

梅毒快速血漿反應(yīng)素試驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)的構(gòu)建與應(yīng)用

周 茜，黃衛(wèi)平，宋廣忠，王家學(xué)，楊 臖@

(浙江醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，浙江 杭州 310053)

虛擬實(shí)驗(yàn)作為一種新的教學(xué)手段已逐步應(yīng)用在醫(yī)學(xué)課程的教學(xué)中。本文介紹了梅毒快速血漿反應(yīng)素試驗(yàn)(RPR)虛擬實(shí)驗(yàn)的構(gòu)建，以及在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)微生物學(xué)檢驗(yàn)課程中的初步應(yīng)用。學(xué)生和教師使用后認(rèn)為，虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展是必要的，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，可以作為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有力補(bǔ)充，將促進(jìn)微生物學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革。

虛擬實(shí)驗(yàn)；微生物學(xué)檢驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

Abstract: The virtual experiment has gradually been applied in medical teaching as a new method. This paper discussed the construction of a virtual experiment ofrapid plasma reagin test for syphilis(RPR), and the application in microbiological testing for laboratory medicine major. The students and teachers considered that it is necessary to develop virtual experimental teaching. It improves the learning efficiency of students, and can be used as a supplement of traditional experiment teaching. It will promote the innovation of the experimental teaching mode of microbiological testing.

Keywords: virtual experiment; microbiological testing; experimental teaching

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，高校的教學(xué)模式也向多元化發(fā)展，教學(xué)創(chuàng)新的實(shí)施也更多地與計(jì)算機(jī)技術(shù)聯(lián)系起來。虛擬實(shí)驗(yàn)是以計(jì)算機(jī)為載體，運(yùn)用音頻、視頻、圖片、動畫等多種形式，構(gòu)造一個(gè)仿真的人機(jī)交互式實(shí)驗(yàn)界面，使學(xué)生可以通過計(jì)算機(jī)操作來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)[1-2]。虛擬實(shí)驗(yàn)作為一種新的教學(xué)手段已經(jīng)應(yīng)用在臨床診斷學(xué)、臨床血液學(xué)檢驗(yàn)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)等醫(yī)學(xué)課程的教學(xué)中，并且取得了良好的教學(xué)效果[3-5]。

微生物學(xué)檢驗(yàn)是高職高專醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)的核心課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和操作性。微生物學(xué)檢驗(yàn)教學(xué)中，涉及多種病原微生物的檢測，梅毒血清學(xué)檢測是患者術(shù)前血液檢查項(xiàng)目之一[6]。該項(xiàng)目常用的初篩試驗(yàn)是快速血漿反應(yīng)素試驗(yàn)(Rapid Plasma Reagin Test，RPR)，是醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)學(xué)生必須掌握的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。但由于梅毒陽性標(biāo)本為感染性材料，其檢測必須在生物安全二級實(shí)驗(yàn)室并且由專業(yè)技術(shù)人員完成，學(xué)生不能進(jìn)行操作。基于這種現(xiàn)狀，筆者設(shè)計(jì)了RPR虛擬實(shí)驗(yàn)，利用計(jì)算機(jī)軟件呈現(xiàn)醫(yī)院檢驗(yàn)科微生物實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，模擬RPR的檢測過程和結(jié)果，使學(xué)生在無法接觸感染性材料的情況下也能熟悉該項(xiàng)目的整個(gè)檢驗(yàn)流程。目前，RPR虛擬實(shí)驗(yàn)已經(jīng)應(yīng)用到我校2013級醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)的微生物學(xué)檢驗(yàn)教學(xué)中。

1 材料和方法

1.1 虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

1.1.1 實(shí)驗(yàn)場景的設(shè)置 虛擬實(shí)驗(yàn)的場景設(shè)置務(wù)求真實(shí)、逼真。以醫(yī)院檢驗(yàn)科的臨床微生物實(shí)驗(yàn)室為背景，實(shí)驗(yàn)臺上的物品、儀器設(shè)備也盡量還原實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的真實(shí)情景。見圖1。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)操作步驟的設(shè)置 學(xué)生的操作從進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開始，操作要點(diǎn)主要包括：(1)實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備。學(xué)生需選擇合適的防護(hù)用品和試劑盒；(2)基本步驟。血液標(biāo)本的處理→加樣→加RPR試劑→混勻→結(jié)果判斷→報(bào)告；(3)實(shí)驗(yàn)后處理。實(shí)驗(yàn)物品歸位和實(shí)驗(yàn)臺面的清潔。在操作界面右上角設(shè)有“實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)”。見圖2。如果學(xué)生不清楚整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，可打開實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)進(jìn)行參考。

1.1.3 設(shè)置問題和障礙 虛擬實(shí)驗(yàn)中設(shè)置了一系列的問題和障礙考察學(xué)生對整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程的掌握情況。對一些不能通過虛擬實(shí)驗(yàn)展現(xiàn)的操作采用問題的形式讓學(xué)生做出選擇，如試劑盒的處理要求等，如果選擇錯(cuò)誤，則無法繼續(xù)操作。見圖3。在本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵步驟也是容易出錯(cuò)的地方設(shè)置障礙，如RPR試劑的混勻等，如果操作出錯(cuò)，則無法繼續(xù)進(jìn)行。見圖4。

1.2 虛擬實(shí)驗(yàn)軟件的制作

采用Adobe DirectorⅡ制作實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目場景，每個(gè)場景內(nèi)部是以實(shí)驗(yàn)開展的順序?yàn)榫€索，以圖片展示鑒定結(jié)果逐步完成實(shí)驗(yàn)。利用Flash面向?qū)ο蟮目梢暬幊?，完成多媒體素材的集成和組織，最終完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目場景的整體制作。運(yùn)用Flash MX 6.0制作動畫，完成模擬實(shí)驗(yàn)操作。

圖1 RPR虛擬實(shí)驗(yàn)的場景 圖2 RPR虛擬實(shí)驗(yàn)的“實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)”

圖3 RPR虛擬實(shí)驗(yàn)中設(shè)置的問題 圖4 RPR虛擬實(shí)驗(yàn)中設(shè)置的障礙

2 結(jié)果

2.1 學(xué)生對虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的體會

將上述虛擬實(shí)驗(yàn)軟件安裝在微生物實(shí)驗(yàn)室的電腦上，供2013級醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)的學(xué)生在微生物實(shí)驗(yàn)課上使用。對74名學(xué)生使用后進(jìn)行問卷調(diào)查，實(shí)際收回問卷65份。

通過問卷調(diào)查，絕大多數(shù)學(xué)生(95%)認(rèn)為在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中增加虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)是必要的，通過虛擬實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)步驟更加清楚、更容易理解。97%的學(xué)生認(rèn)為該虛擬實(shí)驗(yàn)的界面友好、逼真，實(shí)驗(yàn)操作有趣味性。94%的學(xué)生認(rèn)為虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展提高了對實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)興趣。95%的學(xué)生認(rèn)為虛擬實(shí)驗(yàn)不受時(shí)間、空間以及使用次數(shù)的限制，能有效地幫助實(shí)驗(yàn)課的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。

2.2 教師對虛擬實(shí)驗(yàn)的評價(jià)

本專業(yè)3名教師對虛擬實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行操作后，認(rèn)為該軟件的情景真實(shí)清晰，很好地展示了RPR的檢驗(yàn)過程，設(shè)置的問題和障礙能幫助學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。逼真、生動的軟件設(shè)計(jì)能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可應(yīng)用于學(xué)生的課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。可在軟件中增加評分系統(tǒng)，這樣有助于了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，增加師生間的互動。

3 討論

在微生物檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)具有以下優(yōu)點(diǎn)。

3.1 避免生物危害，節(jié)約教學(xué)資源

微生物學(xué)檢驗(yàn)是一門涉及實(shí)驗(yàn)室生物安全的特殊學(xué)科。2003年SARS流行期間，發(fā)生的SARS-CoV實(shí)驗(yàn)室感染，引起國家對實(shí)驗(yàn)室生物安全問題的高度重視，并制定了一系列的法律法規(guī)。根據(jù)對所操作生物因子采取的防護(hù)措施，將實(shí)驗(yàn)室生物安全防護(hù)水平分為一級、二級、三級和四級[7]。在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所涉及的病原微生物大多需要在生物安全二級實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行操作。高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)很大的局限在于生物安全二級實(shí)驗(yàn)室的空間有限、教學(xué)時(shí)間有限，而學(xué)生人數(shù)較多，相對來說能夠讓每個(gè)學(xué)生操作的機(jī)會較少。為了防止實(shí)驗(yàn)室感染，對于一些致病性較強(qiáng)的微生物雖然在臨床檢驗(yàn)工作中很常見，但是在學(xué)校無法開展。而虛擬實(shí)驗(yàn)是將實(shí)驗(yàn)過程用計(jì)算機(jī)軟件的形式進(jìn)行模擬，避免了生物危害，同時(shí)一些無法演示的錯(cuò)誤操作也可以通過虛擬軟件展現(xiàn)出來，使學(xué)生印象更深刻，避免在真正的實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)這樣的錯(cuò)誤。虛擬實(shí)驗(yàn)使原本局限于實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的操作擴(kuò)展到只要有計(jì)算機(jī)就可以進(jìn)行模擬練習(xí)，使實(shí)驗(yàn)室可移動化，不受時(shí)間和空間的限制，可以節(jié)約教學(xué)資源。

3.2 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率

在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，往往都是教師準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)材料、講解并示范實(shí)驗(yàn)過程，以PPT展示實(shí)驗(yàn)步驟，然后學(xué)生對著PPT機(jī)械地做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生處于被動的地位。而虛擬實(shí)驗(yàn)充分利用了現(xiàn)代化的教學(xué)手段，將文字、視頻、動畫等有機(jī)地結(jié)合起來，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加立體、生動，從進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室到離開實(shí)驗(yàn)室的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程都需學(xué)生自行安排，讓學(xué)生成為主角，使學(xué)生的自主性更強(qiáng)，學(xué)習(xí)興趣更高。

虛擬實(shí)驗(yàn)為學(xué)生創(chuàng)建了一種虛擬仿真、人機(jī)交互的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中，學(xué)生可以隨時(shí)并且反復(fù)進(jìn)行練習(xí)，虛實(shí)結(jié)合的方式更有助于強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，提高學(xué)習(xí)效率。

3.3 改革教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量

虛擬實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的新方向。學(xué)生調(diào)查表的反饋信息顯示，在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上有必要增加虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以作為傳統(tǒng)教學(xué)模式的補(bǔ)充和促進(jìn)。虛擬實(shí)驗(yàn)在微生物學(xué)檢驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用尚處于嘗試階段，后期還將建立在線虛擬互動和考核平臺。師生可進(jìn)行在線互動，使教師能及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果并且考核學(xué)生對感染性標(biāo)本的檢驗(yàn)操作，便于教師在線提供有針對性的指導(dǎo)，提高教學(xué)質(zhì)量。

虛擬實(shí)驗(yàn)雖然具有以上這些優(yōu)點(diǎn)，但是與真實(shí)實(shí)驗(yàn)之間仍然存在相當(dāng)大的差距，這就需要虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷提高和改善，而且虛擬的實(shí)驗(yàn)操作始終無法替代真實(shí)的技能訓(xùn)練。所以，在微生物學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，要堅(jiān)持以真實(shí)操作為主、虛擬實(shí)驗(yàn)為輔的原則，在重視培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力的基礎(chǔ)上，發(fā)揮虛擬實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢，將兩者有機(jī)地結(jié)合起來，才能更好地促進(jìn)微生物學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革和發(fā)展。

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[7]GB 19489-2008, 實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求[S].

ConstructionandapplicationofvirtualexperimentofRPR

ZHOUQian,HUANGWeiping,SONGGuangzhong,WANGJiaxue,YANGJun@

(Zhejiang Medical College, Hangzhou 310053, China)

G642.0

B

1672-0024(2016)01-0009-03

周 茜(1985-)，女，湖北潛江人，碩士研究生，助教。研究方向：微生物學(xué)檢驗(yàn)

浙江省教育廳高職高專院校專業(yè)領(lǐng)軍項(xiàng)目(編號：lj2013012)；浙江醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校重點(diǎn)教改課題(編號：kg2013031)

@

楊 臖 jennyyangjun@sina.com