基于崗位職能的醫(yī)學(xué)檢驗虛擬實驗的構(gòu)建與應(yīng)用

高蓉　馬文卓　楊亮

[摘 要] 本文針對醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)崗位職能需求，借助計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建了醫(yī)學(xué)檢驗虛擬實驗平臺，著重介紹了平臺的構(gòu)建和實踐應(yīng)用，并對其應(yīng)用效果進(jìn)行了分析。

[關(guān)鍵詞] 崗位職能；醫(yī)學(xué)檢驗；虛擬實驗

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 1008-2549（2017） 09-0094-02

一 虛擬實驗平臺的構(gòu)建

虛擬實驗是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建的開放式、網(wǎng)絡(luò)化虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)，能提供實時、三維的虛擬實驗環(huán)境，通過視、聽、觸覺等作用于使用者，使用者則可進(jìn)入該虛擬環(huán)境，借助交互軟件進(jìn)行交互操作[1]。

（一） 模塊構(gòu)建

針對檢驗專業(yè)崗位職能需求，結(jié)合醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)特點，通過制作3D模型、動畫及繪制實驗場景，構(gòu)建醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)虛擬臨床教學(xué)實驗室，涵蓋檢驗專業(yè)常用自動化檢驗儀器，實驗技術(shù)和實驗室安全及微生物防護(hù)三個模塊。自動化檢驗儀器包括臨床常用的六類儀器，實踐內(nèi)容包括儀器基本操作和質(zhì)量控制；實驗技術(shù)根據(jù)學(xué)科性質(zhì)分為五類，具體操作有基礎(chǔ)實驗、綜合實驗及供學(xué)生自主進(jìn)行的設(shè)計性實驗；特別設(shè)計了生物防護(hù)和實驗室安全模塊，目的在于強(qiáng)化學(xué)生生物防護(hù)和實驗室安全意識，內(nèi)容包括實驗室標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和安全防護(hù)。

（三）應(yīng)用方式

（二）功能設(shè)置

虛擬實驗平臺設(shè)置三種功能模式：演示模式，自設(shè)模式和評測模式。演示模式通過視頻、音頻、文字動畫，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。評測模式下沒有任何提示，由學(xué)生自主進(jìn)行選擇項目的實驗進(jìn)程，如果操作有誤，則實驗不會進(jìn)行下去，只有正確的操作實驗才能順利進(jìn)行，完成后，系統(tǒng)將會自動根據(jù)操作評分。自設(shè)模式是通過交互端讓學(xué)生自主選擇儀器設(shè)備、實驗技術(shù)等供學(xué)生自主設(shè)計實驗。

專業(yè)課開設(shè)期間，學(xué)生可以利用交互端：電腦、移動APP進(jìn)入虛擬實驗教學(xué)環(huán)境，先選定實驗?zāi)K和實驗項目后，進(jìn)入到虛擬實驗平臺中，對校內(nèi)可以開設(shè)的實驗進(jìn)行提前預(yù)習(xí)，如果通過虛擬實驗測試，才可以進(jìn)入到真實實驗室進(jìn)行實驗，然后完成實驗報告。如果未通過測試，需返回虛擬實驗室進(jìn)行學(xué)習(xí)，直到通過測試再進(jìn)行真實實驗。實驗考核以后也可以進(jìn)行實驗項目的循環(huán)再學(xué)習(xí)，達(dá)到自身滿意的效果。對校內(nèi)沒有開設(shè)而臨床工作需要的，則可以進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。同時，在學(xué)生進(jìn)入醫(yī)院實習(xí)前，學(xué)生在虛擬實驗平臺集中培訓(xùn)，以縮短學(xué)生進(jìn)入醫(yī)院的適應(yīng)期。

二 虛擬實驗平臺的應(yīng)用

（一）對象與方法

1 研究對象

以甘肅醫(yī)學(xué)院 2015 級醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)?？茖W(xué)生為研究對象，采取整群抽樣的方法隨機(jī)抽取2個班，分為A、B兩個班，兩班學(xué)生均已學(xué)習(xí)了一年的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識，在年齡、性別、理論基礎(chǔ)課成績上差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），具有可比性。

2 教學(xué)方法

A班（45人）采用傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，B班（46人）采用虛擬實驗結(jié)合傳統(tǒng)實驗的教學(xué)模式。教學(xué)內(nèi)容包括：全自動生化分析儀的使用及結(jié)果判定，ELISA實驗-乙肝兩對半的測定，常規(guī)石蠟切片的制作，微生物學(xué)操作技術(shù)共四個內(nèi)容。

（1）A班實驗教學(xué)的實施 教學(xué)過程為教師講解—示范操作—學(xué)生動手完成傳統(tǒng)實驗—課后撰寫實驗報告。（2）B班實驗教學(xué)的實施 實施步驟為：①課前虛擬實驗操作，教師提前1周向?qū)W生告知實驗內(nèi)容，學(xué)生在虛擬實驗室完成虛擬實驗或設(shè)計實驗。②傳統(tǒng)實驗教學(xué)， 教師引導(dǎo)學(xué)生完成傳統(tǒng)實驗。③課后撰寫實驗報告。

3 教學(xué)效果評價

（1）實驗成功率。記錄兩班實驗完成情況，課程結(jié)束時計算實驗總體成功率。（2）考試成績。課程結(jié)束后，兩班采取相同的試卷考試（筆試占50 分，操作占50分），通過考試成績分析實驗教學(xué)效果。

4 統(tǒng)計學(xué)處理 采用 SPSS 統(tǒng)計軟件處理數(shù)據(jù)，用（x±s）表示，采用t檢驗或χ2 檢驗，P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

（二）結(jié)果

1 實驗成功率

結(jié)果顯示，B班的實驗成功率為80.4%，顯著高于A班的71.5% （P<0.05）。

2 兩班學(xué)生檢驗技術(shù)實驗考試成績

由表2可見，B班實驗總成績及操作成績顯著高于A（P<0.05 ）， 但筆試成績兩班比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（ P>0.05 ）。

三 虛擬實驗的應(yīng)用體會

（一）虛擬實驗的功能體現(xiàn)

1 逼真的實驗室場景，讓學(xué)生對檢驗專業(yè)涉及的實驗設(shè)備、實驗技能有一個清晰的認(rèn)識。

2 人機(jī)互動，設(shè)置實驗相關(guān)問題作為互動環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了虛擬工具完成完整的實驗操作功能。

3 演示功能和評測功能可以相互切換。

（二）虛擬實驗應(yīng)用效果

1 提高學(xué)習(xí)效率

（1）轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念。逼真的虛擬環(huán)境提供的人機(jī)交互功能，更強(qiáng)調(diào)了由學(xué)生主動參與構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)，這種教學(xué)內(nèi)容外在形式的生動化與內(nèi)在結(jié)構(gòu)的科學(xué)化更緊密地結(jié)合起來，極大地促進(jìn)教學(xué)觀念發(fā)生變化。

（2）豐富教學(xué)方式。虛擬實驗?zāi)軌蜢`活地提供給學(xué)生不同的實驗教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生可以根據(jù)實際情況確定學(xué)習(xí)內(nèi)容和安排學(xué)習(xí)進(jìn)度，從而最大限度地滿足學(xué)生的不同認(rèn)知水平的需要。

（3）擴(kuò)展實驗的時間和空間。學(xué)生可以隨時隨地進(jìn)行虛擬實驗，獲得與真實實驗一樣的體會，加深對教學(xué)內(nèi)容的理解。

（4）規(guī)范實驗操作。在虛擬實驗平臺中，如果實驗操作錯誤，實驗即刻將被中斷，迫使學(xué)生思考原因、解決問題，從而規(guī)范了實驗操作，同時也避免了實物實驗中時常出現(xiàn)的儀器損壞事故。

2 拓寬教學(xué)資源，彌補(bǔ)校內(nèi)教學(xué)資源的不足

虛擬實驗平臺可以節(jié)省基礎(chǔ)設(shè)施的低水平重復(fù)建設(shè)以及耗材的資金投入，能夠快速的從整體上改善教學(xué)條件和提高教學(xué)水平，實現(xiàn)資源共享。同時，虛擬實驗室能夠給學(xué)生體驗世界上最先進(jìn)的儀器設(shè)備。

3 加強(qiáng)了對生物防護(hù)的認(rèn)識，同時也避免了生物危害

醫(yī)學(xué)檢驗實驗中經(jīng)常要接觸一些病原微生物、傳染性疾病的患者標(biāo)本，虛擬實驗從生物安全的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和安全防護(hù)兩方面，加強(qiáng)學(xué)生對生物防護(hù)的認(rèn)識。而對于危險的或?qū)θ梭w健康有危害的，應(yīng)用虛擬實驗避免了真實實驗或操作所帶來的各種危險隱患，但同時又使學(xué)生獲取了逼真的操作體驗。

四 虛擬實驗的應(yīng)用前景

虛擬實驗作為一種新型教學(xué)手段迅速發(fā)展。國內(nèi)外一些醫(yī)學(xué)院校相繼建立了虛擬實驗室，并探索性地開展了教學(xué)研究。研究顯示，虛擬實驗在實驗項目拓展、 學(xué)生設(shè)計能力培養(yǎng)、 教學(xué)資源節(jié)約等方面具有較大優(yōu)勢[2]。隨著21世紀(jì)檢驗醫(yī)學(xué)的發(fā)展，醫(yī)學(xué)檢驗的任務(wù)不再是單純?yōu)榕R床提供簡單的檢驗報告，而是根據(jù)臨床的需要，迅速、準(zhǔn)確地把簡單的檢驗數(shù)據(jù)科學(xué)地轉(zhuǎn)變?yōu)樵\斷、治療、康復(fù)和預(yù)防的臨床信息，并為臨床提供有意義的咨詢服務(wù)，直接參與臨床的診斷和治療，所以檢驗科向作出診斷報告發(fā)展的趨勢越發(fā)明顯[3]。為了適應(yīng)這種發(fā)展趨勢，醫(yī)學(xué)檢驗虛擬實驗平臺還需向綜合化、系統(tǒng)化方面發(fā)展。

總之，醫(yī)學(xué)檢驗虛擬實驗平臺是一種更高效便捷的教學(xué)方式，彌補(bǔ)了學(xué)校教學(xué)資源的不足，培養(yǎng)和提升了學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力，為學(xué)生進(jìn)入臨床實習(xí)奠定基礎(chǔ)，縮短了學(xué)生進(jìn)入臨床工作的適應(yīng)期，同時也能增強(qiáng)畢業(yè)生的職場競爭力和適應(yīng)性，隨著電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的高速發(fā)展，虛擬實驗將不斷得到完善和提高，在未來醫(yī)學(xué)職業(yè)教育中他將成為高效輔助教學(xué)手段的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

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