虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課中的應(yīng)用※

陳 沙 劉平安 劉慧萍 張國民 黃姍姍 曹 蓉 李 玲

（湖南中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，長沙 410208）

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課中的應(yīng)用※

陳 沙 劉平安 劉慧萍 張國民 黃姍姍 曹 蓉 李 玲*

（湖南中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，長沙 410208）

基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)情況，以及臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)課特點(diǎn)，湖南中醫(yī)藥大學(xué)充分發(fā)揮虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)優(yōu)勢，為四年制醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)學(xué)生提供一個(gè)虛擬的臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)環(huán)境，利用其可視化、網(wǎng)絡(luò)化、交互化的特點(diǎn)，保證了實(shí)驗(yàn)的安全性，在一定程度上，打破了實(shí)驗(yàn)條件對于實(shí)驗(yàn)實(shí)施的限制，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)是醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)課程。從2012年開始，教育部對該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)定位由原來五年制培養(yǎng)“從事醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)及醫(yī)學(xué)類實(shí)驗(yàn)室工作的醫(yī)學(xué)高級專門人才”改為四年制“從事醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)及醫(yī)學(xué)類實(shí)驗(yàn)室工作的醫(yī)學(xué)技術(shù)高級專門人才”[1]。由此可見，實(shí)驗(yàn)技術(shù)掌握的熟練程度對醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)學(xué)生的重要性。通過模擬實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，每位學(xué)生可以親自進(jìn)行模擬操作體驗(yàn)[2]。臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)課程涉及到多個(gè)臨床生化指標(biāo)的檢測，且樣本為臨床病人血標(biāo)本，具有一定的安全隱患，通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可減少學(xué)生對于標(biāo)本的接觸，加深學(xué)生對于指標(biāo)的臨床理解，拓寬學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維，通過對標(biāo)準(zhǔn)操作的重復(fù)虛擬實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生形成標(biāo)準(zhǔn)化的儀器、耗材操作規(guī)程，最終提高檢驗(yàn)學(xué)生的專業(yè)技能。

1 臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)（以下簡稱“醫(yī)檢專業(yè)”）歸口醫(yī)學(xué)技術(shù)類后，要求在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中強(qiáng)化技術(shù)類元素。目前，臨床生化檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課多以教師為主，按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方法和步驟和注意事項(xiàng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生“循規(guī)蹈矩”“被動(dòng)式”地接受老師安排的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)課上積極性不高。主要存在以下問題：

1.1 基本儀器操作不當(dāng) 對醫(yī)檢專業(yè)的學(xué)生而言，臨床生化實(shí)驗(yàn)課中移液器的使用，是其最基本的操作，“工欲善其事必先利其器”，對于移液器使用是否規(guī)范和移液是否準(zhǔn)確，使用后是否將其調(diào)回最大量程，是醫(yī)檢專業(yè)學(xué)生需重視的問題。檢驗(yàn)專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后，到基層醫(yī)療單位找工作時(shí)，經(jīng)常遇到的一個(gè)考核就是移液器的使用，從該儀器的操作是否規(guī)范上，即可“窺斑見豹”學(xué)生操作的功底。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容太過傳統(tǒng) 當(dāng)前，臨床生化檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)開展的課程主要以一些“經(jīng)典”指標(biāo)為主，學(xué)生多采用手工法，利用分光光度計(jì)對待測指標(biāo)進(jìn)行檢測，涉及到的臨床指標(biāo)主要為肌酐、乳酸脫氫酶、清蛋白以及血糖測定及其質(zhì)控圖的繪制等。學(xué)生較難學(xué)到新的臨床技術(shù)。筆者所在學(xué)校購置了3臺(tái)半自動(dòng)生化分析儀，但其檢測原理也比較基礎(chǔ)，一般為“一點(diǎn)法和兩點(diǎn)法”。

1.3 實(shí)驗(yàn)場地較為有限 我校臨床生化檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課程在固定的3個(gè)教室開展，3個(gè)實(shí)驗(yàn)室還承擔(dān)了細(xì)胞生物學(xué)、臨床輸血檢驗(yàn)、分子生物學(xué)檢驗(yàn)和研究生的高級分子生物學(xué)等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，因此用于放置臨床生化檢驗(yàn)課程儀器的地方不多。生化檢驗(yàn)項(xiàng)目在臨床上的開展多采用全自動(dòng)流水線的形式，該儀器占用地方大，需要不間斷電源，在教學(xué)實(shí)驗(yàn)室購置不是很現(xiàn)實(shí)，從而間接導(dǎo)致學(xué)生對于生化項(xiàng)目原理、實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)過程的理解不是很透徹，降低了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課中的應(yīng)用

我校在現(xiàn)有的校園網(wǎng)和省級醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的基礎(chǔ)上，大力推進(jìn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)工作，致力于將模擬、仿真實(shí)驗(yàn)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)[3]，提升了我校實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)利用其自身沉浸性、交互性和構(gòu)想性特點(diǎn)，將互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢補(bǔ)充到傳統(tǒng)教學(xué)的“短板”之中，使得傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)方法交相輝映，增加師生之間的互動(dòng)，具體體現(xiàn)在：

2.1 儀器操作視頻規(guī)范化 利用虛擬仿真教學(xué)軟件，將臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課中需用到的儀器操作步驟視頻化，直觀形象地展示出儀器操作的每一個(gè)細(xì)節(jié)和注意事項(xiàng)，對重難點(diǎn)深入淺出地分析。實(shí)驗(yàn)所用的儀器、試劑和耗材的圖像采集均以實(shí)體為標(biāo)準(zhǔn)，與此同時(shí)，隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，可以觀察到儀器的動(dòng)態(tài)變化。比如在移液槍的使用上，視頻演示時(shí)，著重介紹移液槍的結(jié)構(gòu)、檔位、最大量程，使用人員的一個(gè)持槍姿勢、與替補(bǔ)頭接觸時(shí)的一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向、移取液體量在槍內(nèi)的一個(gè)狀態(tài)等，將課堂上學(xué)生經(jīng)常忽略的問題，著重標(biāo)記，學(xué)生可通過移動(dòng)APP設(shè)備反復(fù)學(xué)習(xí)觀看，既多樣化了授課形式，又激發(fā)了學(xué)生參與的主動(dòng)能動(dòng)性。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)場地靈活化 隨著高等教育進(jìn)入大眾化階段，高等學(xué)校大學(xué)生數(shù)量急劇增加，實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、人員等教學(xué)資源不足的問題逐步凸顯。實(shí)驗(yàn)場地及實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)匱乏等，一直困擾各大高校[4]。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將虛擬實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)化，無論是學(xué)生還是教師，都可以自由地、無顧慮地隨時(shí)進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)室操作[5]，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式靈活化，且節(jié)約了實(shí)驗(yàn)場地。此外，臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)課程與臨床接軌的儀器主要是全自動(dòng)生化分析儀，儀器價(jià)格昂貴，檢測試劑配套化，需定期做質(zhì)控且占據(jù)空間大。通過虛擬仿真軟件，可將全自動(dòng)生化分析儀進(jìn)行3D建模，打破了場地對于儀器的限制，并對之前不能開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如C反應(yīng)蛋白、γ-GT的實(shí)驗(yàn)過程，動(dòng)畫展示，詳細(xì)記錄，并設(shè)置大量提示框，對實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)進(jìn)行備注說明，有利于學(xué)生創(chuàng)造力的發(fā)散。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容持續(xù)化 為了構(gòu)建充實(shí)、豐富完整的臨床生化檢驗(yàn)知識體系，與時(shí)俱進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是趨勢。學(xué)習(xí)內(nèi)容易于擴(kuò)展的框架結(jié)構(gòu)[6]，將使理論知識的更新與實(shí)驗(yàn)教學(xué)同步化。臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)新版實(shí)驗(yàn)教材，改革了以代謝物檢測為系統(tǒng)的傳統(tǒng)檢測項(xiàng)目，采取以生化檢驗(yàn)技術(shù)為系列的編寫模式。實(shí)用性強(qiáng)，強(qiáng)調(diào)性能檢驗(yàn)方法學(xué)的評價(jià)實(shí)驗(yàn)涉及檢測項(xiàng)目多，重復(fù)性高，若全部采用手工法進(jìn)行檢測，則會(huì)有實(shí)驗(yàn)耗時(shí)長的弊端。通過檢測同一項(xiàng)目采用不同檢測方法，比如醋酸纖維薄膜電泳和瓊脂糖凝膠電泳法測定血清蛋白質(zhì)和同工酶上，體現(xiàn)出方法學(xué)的連續(xù)性，這樣將更有利于學(xué)生知識體系的構(gòu)建。

3 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)進(jìn)展

3.1 管理機(jī)制 我校醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心于2015年通過湖南省普通高校實(shí)踐教學(xué)建設(shè)項(xiàng)目省級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心立項(xiàng)，并積極著手虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建和管理工作，確立中心主任、樓層負(fù)責(zé)人的層級管理制。對于與醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)相關(guān)的新的虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開展，需明確是否與該專業(yè)的更新發(fā)展同步。醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)學(xué)科的飛速發(fā)展要求醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)教育應(yīng)將創(chuàng)新教育置于人才培養(yǎng)的重要位置，務(wù)實(shí)推進(jìn)系統(tǒng)、有效、持久的創(chuàng)新教育，培養(yǎng)具有創(chuàng)新素質(zhì)和創(chuàng)新能力的人才[7]。因此，加強(qiáng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)，并將其推廣、運(yùn)用于學(xué)生群體當(dāng)中，顯得尤為迫切。

3.2 運(yùn)行機(jī)制 當(dāng)下，學(xué)生對于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的了解、APP的使用很熟練，這就要求教師也應(yīng)時(shí)刻加強(qiáng)自己的互聯(lián)網(wǎng)知識儲(chǔ)備，緊跟時(shí)代潮流，改革教學(xué)模式，提高教學(xué)水平。我校實(shí)驗(yàn)中心十分重視虛擬仿真平臺(tái)建設(shè)，積極鼓勵(lì)年輕老師參與相關(guān)會(huì)議，并積極投稿虛擬仿真應(yīng)用方面的論文，加大軟件建設(shè)方面的投入，良性發(fā)展虛擬仿真平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目。

4 結(jié)語

虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)與教學(xué)的不斷整合，必將更好地服務(wù)于教學(xué)，使教學(xué)效果達(dá)到質(zhì)的飛躍，這將對教育的發(fā)展產(chǎn)生積極而深遠(yuǎn)的影響[8]。將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，極大地解放傳統(tǒng)教學(xué)的場地限制、時(shí)間限制和人力限制，減少試劑耗材浪費(fèi)現(xiàn)象，提高學(xué)生的操作技能。同時(shí)，我們也要強(qiáng)化虛擬與實(shí)際同樣重要的意識，做到虛擬與實(shí)際操作并行發(fā)展，切勿舍本逐末[9]。培養(yǎng)高質(zhì)量的醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)人才，服務(wù)臨床，服務(wù)社會(huì)。

[1]陳婷梅，尹一兵，馮文莉，等.四年制醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)的思考[J].中國高等醫(yī)學(xué)教育，2014(8):38-39.

[2]朱滿，李洪春，涂建成，等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在臨床檢驗(yàn)儀器學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用展望[J].中國高等醫(yī)學(xué)教育，2017(1):9-10.

[3]吳若霞，劉慧萍，李玲，等.建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的意義與內(nèi)容初探[J].中國中醫(yī)藥現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育，2017，15(5):48-49.

[4]曾濤，馬麗.臨床檢驗(yàn)基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與體會(huì)[J].國際檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志，2013，34(12):1621-1622.

[5]楊致邦，徐晨，王毅，等.醫(yī)學(xué)微生物學(xué)虛擬試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2014，33(10):46-49.

[6]趙琪，孫紅，孫艷梅，等.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2016，33(11):135-138.

[7]張繼瑜，王前，鄭磊，等.醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建與實(shí)踐[J].中華檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志，2014，37(1):78-80.

[8]曹丁，李文建.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國醫(yī)藥指南，2013，11(3):367-368.

[9]陳沙，劉平安，劉慧萍，等.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國高等醫(yī)學(xué)教育，2017(1):13-14.

The Application of Virtual Simulation Experiment Platform in Experimental Teaching of Clinical Biochemistry Test

CHEN Sha,LIU Pingan,LIU Huiping,ZHANG Guomin,HUANG Shanshan,CAO Rong,LI Ling*
(Experiment Center of Basic Medicine Teaching,Hunan University of Chinese Medicine,Hunan Province,Changsha 410208,China)

Basing on virtual simulation on the construction of experimental platform,as well as the characteristics of clinical biochemistry test experiment,Hunan University of Chinese Medicine gives full play to the advantages of virtual experiment platform,provides a virtual clinical biochemistry inspection experiment teaching environment for four-year medical inspection technology professional students,uses the advantage of the characteristics of the visualization and network,interaction,guarantee the security of the experiment,to a certain extent,breakes the limitation of experimental conditions for experimental implementation,and promotes the development of the experimental teaching.

virtual simulation platform;clinical biochemistry examination;experimental teaching

10.3969/j.issn.1672-2779.2017.23.010

1672-2779（2017）-23-0023-02

湖南省教育廳教改課題【No.2015-215，221；2016-344】；湖南中醫(yī)藥大學(xué)教改課題重點(diǎn)項(xiàng)目【No.2016-JG002】；湖南中醫(yī)藥大學(xué)（校級）教改課題一般項(xiàng)目【No:2016-JG019】

*通訊作者：liling1049@qq.com

2017-09-19）