醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)模式探索

李旭霞　孟慶瑜　隋文

摘 要 在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)教學(xué)中搭建以虛擬仿真儀器、形態(tài)學(xué)數(shù)字資源庫以及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)三個(gè)模塊為中心的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)不僅能夠提高醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，而且能夠促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力以及創(chuàng)新能力的綜合素質(zhì)培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù) 虛擬仿真實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.07.028

Exploration on the Construction Mode of Medical Inspection

Virtual Simulation Experiment Teaching Platform

LI Xuxia， MENG Qingyu， SUI Wen

（Dalian University， Dalian， Liaoning 116622）

Abstract In the teaching of medical inspection technology， the virtual simulation experiment teaching platform centered on the virtual simulation instrument， the morphological digital resource library and the virtual simulation experiment can not only improve the experimental teaching level of the medical inspection technology professional course， but also improve the experimental teaching system. Moreover， it can promote the comprehensive quality training of students' independent learning ability and innovative ability.

Keywords medical inspection technology； virtual simulation experiment； experimental teaching

0 前言

醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)是一門實(shí)踐性科學(xué)，在傳授給學(xué)生理論知識(shí)的同時(shí)更側(cè)重技能的培養(yǎng)。因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)中占據(jù)了重要的地位。然而由于醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)儀器種類繁多且昂貴、試劑用量大、導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差因素多；形態(tài)學(xué)部分教學(xué)難、過程長(zhǎng)、資源少等，使很多實(shí)驗(yàn)無法開展。隨著自動(dòng)化檢驗(yàn)儀器在臨床檢驗(yàn)工作廣泛應(yīng)用，仍然以傳統(tǒng)手工檢驗(yàn)項(xiàng)目為主的教學(xué)也與實(shí)際工作脫節(jié)。為了提高醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，深入探索及搭建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 虛擬仿真技術(shù)的特點(diǎn)

虛擬仿真技術(shù)（virtual simulation technology ）是20世紀(jì)90年代初開始形成的一個(gè)較為完整的學(xué)科體系，它是由服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、虛擬實(shí)驗(yàn)軟件和客戶端構(gòu)成，通過局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)訪問服務(wù)器完成虛擬實(shí)驗(yàn)操作。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的特點(diǎn)有：

（1）使用無時(shí)間空間限制。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)依靠網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完成的一個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，因此其教學(xué)過程不會(huì)受到時(shí)間和空間的限制，只要做到服務(wù)器全天開放，使用者就可以在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的終端隨時(shí)訪問虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，并且進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，使教學(xué)信息和實(shí)驗(yàn)資源最大程度的共享。

（2）師生之間具有強(qiáng)大的交互能力。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)設(shè)有信息溝通和幫助功能，這為師生互動(dòng)，在線問答提供了平臺(tái)，教師可以及時(shí)針對(duì)學(xué)生的疑問進(jìn)行一對(duì)一的輔導(dǎo)，使學(xué)生更好的理解實(shí)驗(yàn)原理、步驟及預(yù)期結(jié)果。

（3）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)手段，提高教學(xué)效果。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)利用三維軟件技術(shù)提供了真實(shí)、安全、生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，解決了很多現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)不了的困難，并將這些實(shí)驗(yàn)具體化、形象化。提供了真實(shí)、生動(dòng)、安全的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)境，顯著提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

2 醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬仿真平臺(tái)建設(shè)的必要性

2.1 順應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變

目前高等醫(yī)學(xué)教育教學(xué)活動(dòng)深受教育信息化的影響，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課堂極大沖擊傳統(tǒng)理論課堂教學(xué)。醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，它可以提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。如何讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)適應(yīng)網(wǎng)路發(fā)展和學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變化成為醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)教師不能回避的問題。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)構(gòu)建及實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的搭建就很好補(bǔ)充了實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)，它可以通過虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供生動(dòng)形象的場(chǎng)景以及人機(jī)互動(dòng)的途徑。這種教學(xué)形式不僅適應(yīng)新生代的學(xué)生學(xué)習(xí)要求，更能夠?yàn)閷W(xué)生創(chuàng)立一個(gè)主動(dòng)參與以疾病為主線的知識(shí)體系和學(xué)習(xí)平臺(tái)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式從被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，拓展學(xué)生的思維空間。

2.2 銜接學(xué)校和臨床醫(yī)院教學(xué)內(nèi)容

隨著21世紀(jì)的到來，醫(yī)學(xué)教育也進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時(shí)代，臨床醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的繁瑣復(fù)雜人工操作也被高端自動(dòng)化、智能化以及高通量的檢驗(yàn)儀器所取代。目前由于醫(yī)學(xué)院校很難提供醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)所涉及的高端儀器以及復(fù)雜繁瑣的實(shí)驗(yàn)耗材，導(dǎo)致醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)處于一個(gè)原始實(shí)驗(yàn)原理和方法的授課階段，與臨床實(shí)際工作出現(xiàn)嚴(yán)重脫節(jié)的現(xiàn)象。而虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)就很好的補(bǔ)充了這一不足。將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)引入醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，就可以讓學(xué)生在掌握了實(shí)驗(yàn)基本原理和方法基礎(chǔ)上，了解和學(xué)習(xí)臨床醫(yī)院先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法和實(shí)驗(yàn)儀器，很好的將學(xué)校教育和臨床工作有機(jī)的銜接，改變了學(xué)生從學(xué)校進(jìn)入醫(yī)院初期的茫然無助的現(xiàn)象，使學(xué)生很快融入到實(shí)際工作中。

2.3 有助于培養(yǎng)創(chuàng)新人才

醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)科專業(yè)和信息技術(shù)的高度融合的結(jié)晶，它對(duì)提升學(xué)生創(chuàng)新性思維、探索精神、實(shí)踐能力的重要平臺(tái)。這些能力的培養(yǎng)對(duì)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)學(xué)生的臨床工作具有非常重要的意義。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)突破了實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性，通過其全天候的開放式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，為學(xué)生提供了自由的學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)生也可以在教師的指導(dǎo)下依據(jù)不同病例自擬、自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目模擬臨床檢測(cè)過程，通過小組討論方式鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)不同的觀點(diǎn)進(jìn)行交流，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜問題的解決和掌握。這樣的學(xué)習(xí)方式不僅有利于學(xué)生邏輯思維的培養(yǎng)，也能讓學(xué)生從被動(dòng)的填鴨式的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)自覺的學(xué)習(xí)，這種自主協(xié)助學(xué)習(xí)模式有利于激發(fā)學(xué)生的求知欲，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和參與性。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中逼真的立體化教學(xué)情景以及人機(jī)交互的學(xué)習(xí)方式，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，也促進(jìn)學(xué)生形象思維和直覺思維的發(fā)展。

3 醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中虛擬仿真平臺(tái)構(gòu)建的內(nèi)容

依據(jù)國家教育部頒布的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃》的要求，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循“虛實(shí)互補(bǔ)、能實(shí)不虛、以虛促實(shí)”的原則構(gòu)建，不能把實(shí)體實(shí)驗(yàn)完全虛擬化或搬到網(wǎng)絡(luò)中去，也不能因時(shí)間長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)復(fù)雜或設(shè)備不足等原因?qū)?shí)體實(shí)驗(yàn)進(jìn)行虛擬化，而是應(yīng)將虛擬實(shí)驗(yàn)與實(shí)際試驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，做好以虛促實(shí)提高實(shí)驗(yàn)整體效果。所以在構(gòu)建醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)結(jié)合實(shí)際實(shí)驗(yàn)的缺陷將虛擬部分有效契合，以補(bǔ)充實(shí)體實(shí)驗(yàn)的不足提高教學(xué)效果。筆者認(rèn)為在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)涉及到的實(shí)驗(yàn)中以下幾個(gè)部分可以開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)并運(yùn)用到實(shí)際教學(xué)中。

3.1 構(gòu)建虛擬仿真儀器

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)依靠智能化、自動(dòng)化儀器完成高通量的檢驗(yàn)工作。學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)專業(yè)課程期間是沒有機(jī)會(huì)接觸到這些儀器的，當(dāng)進(jìn)入到實(shí)習(xí)工作中時(shí)就會(huì)顯得很茫然，帶教老師也反饋學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)與現(xiàn)實(shí)工作脫節(jié)。所以構(gòu)建虛擬仿真儀器，通過虛擬仿真儀器學(xué)習(xí)實(shí)體儀器的使用原理和方法是緩解這種知識(shí)脫節(jié)的最佳渠道。構(gòu)建醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)仿真儀器主要涵蓋臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)、臨床免疫學(xué)檢驗(yàn)、臨床病原學(xué)檢驗(yàn)以及臨床分子診斷幾個(gè)模塊。比如臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)部分可以以全自動(dòng)生化分析儀、離心機(jī)、水浴箱等構(gòu)建虛擬仿真體系，讓學(xué)生通過虛擬仿真情景的學(xué)習(xí)了解臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)的工作流程，學(xué)習(xí)質(zhì)控原則以及失控原因的分析等生物化學(xué)檢驗(yàn)工作的相關(guān)的重要知識(shí)。

3.2 構(gòu)建醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)形態(tài)學(xué)數(shù)字資源庫

血液學(xué)和寄生蟲學(xué)是醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)學(xué)習(xí)的重要組成部分，同時(shí)也是醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)課教學(xué)的難點(diǎn)，理論學(xué)習(xí)內(nèi)容枯燥，多是對(duì)顯微鏡下特點(diǎn)的描述，學(xué)生難以記憶。而見習(xí)、實(shí)習(xí)階段學(xué)生不易遇到全面而典型的病例，同時(shí)教師也不易收集和保存適合教學(xué)用的標(biāo)本，學(xué)生實(shí)踐技能難以在短期內(nèi)提高。目前，大部分高校的臨床檢驗(yàn)專業(yè)形態(tài)教學(xué)中，存在形態(tài)資源少、涂片難保存、涂片受染色效果影響差異較大等問題，造成形態(tài)學(xué)教學(xué)困難重重。構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化血液學(xué)檢驗(yàn)形態(tài)數(shù)據(jù)庫有非常重要的意義。搭建臨床形態(tài)數(shù)據(jù)庫，可以解決檢驗(yàn)教學(xué)中形態(tài)學(xué)資源短缺問題。在形態(tài)數(shù)據(jù)庫中可隨時(shí)搜索并學(xué)習(xí)到一些在臨床中的血細(xì)胞、白血病等實(shí)際教學(xué)中少見的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果，可以達(dá)到實(shí)際實(shí)驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn)的效果，使學(xué)生的學(xué)習(xí)事半功倍，大大縮短自己進(jìn)入臨床的適應(yīng)期。

3.3 構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)

醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中由于受醫(yī)學(xué)倫理學(xué)限制或?qū)嶒?yàn)本身具有高風(fēng)險(xiǎn)性，許多醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)不具備開設(shè)實(shí)驗(yàn)的條件，比如病原微生物教學(xué)中像艾滋病、乙型肝炎病毒等高致病性微生物的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，劇毒類或含有放射性物質(zhì)實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求非常高。類似這樣的實(shí)驗(yàn)一般不會(huì)實(shí)際開出，只是理論課介紹一下實(shí)驗(yàn)原理、方法及流程，不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握。如果將這些實(shí)驗(yàn)開發(fā)成虛擬仿真實(shí)驗(yàn)就能夠彌補(bǔ)教學(xué)中的遺憾，并減少學(xué)生上崗時(shí)出現(xiàn)的不理解、不明白、甚至不敢承擔(dān)這樣高危實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。

4 展望

醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)教育的課程中，實(shí)驗(yàn)室操作訓(xùn)練是學(xué)生必須掌握的綜合技能。因此，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)融入到醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)踐教學(xué)的一大趨勢(shì)。構(gòu)建先進(jìn)的自動(dòng)化檢測(cè)儀器仿真模塊、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)形態(tài)數(shù)字資源庫以及虛擬部分仿真實(shí)驗(yàn)并將這三部分有機(jī)的融合到醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)教學(xué)中是醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)教師和計(jì)算機(jī)技術(shù)人員解決的中心問題。相信隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的不斷發(fā)展，醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)將不斷豐富、完善，為高等醫(yī)學(xué)教育的發(fā)展和改革注入新的活力，并對(duì)高素質(zhì)創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)帶來深遠(yuǎn)的影響。

基金項(xiàng)目：2016年度遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：201623）

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