虛擬仿真實驗在臨床微生物學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

何濤，湯麗霞，王俊利，李來穩(wěn)，龍顯科，郭子維

（右江民族醫(yī)學(xué)院，廣西 百色 533000）

新時期下，隨著計算機(jī)信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全面發(fā)展，越來越多的現(xiàn)代化教學(xué)方式及教學(xué)方法被應(yīng)用到教育領(lǐng)域中，促進(jìn)了教育改革發(fā)展[1]。虛擬仿真教學(xué)是在信息化教學(xué)背景下，通過網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)庫技術(shù)，構(gòu)建相應(yīng)的實驗操作環(huán)境，使得學(xué)生可以在自主、開放的平臺下進(jìn)行虛擬實驗。將虛擬仿真實驗應(yīng)用在臨床微生物學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)活動中，不僅可以實現(xiàn)對高危、高致病性病原的檢測，還不會受到時間、空間的局限，具有良好應(yīng)用效果。

1 虛擬仿真實驗在臨床微生物學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)中的應(yīng)用價值

虛擬仿真實驗教學(xué)主要是依據(jù)人機(jī)交互、多媒體、虛擬現(xiàn)實、網(wǎng)絡(luò)通信及數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，建立相應(yīng)的高度仿真實驗環(huán)境，并將相應(yīng)的實驗對象模擬出來，指引學(xué)生在虛擬的環(huán)境中開展實驗活動，促進(jìn)實驗教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。在虛擬仿真實驗教學(xué)中，其具備虛實結(jié)合、相互補(bǔ)充的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)真實實驗難以完成的實驗教學(xué)任務(wù)，尤其是一些高風(fēng)險、惡劣環(huán)境、不可逆操作、高消耗高成本實驗等。對于臨床微生物學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)，主要是引導(dǎo)學(xué)生可以系統(tǒng)的掌握基本檢驗知識及相關(guān)操作技巧。在實際中，受生物安全、教學(xué)條件、實驗課學(xué)時等各種因素的影響，在實驗教學(xué)內(nèi)容上，大多局限在簡單的基礎(chǔ)實驗教學(xué)中，對于一些高危、高致病性微生物檢驗實驗，難以有效開展，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)。關(guān)于一些致病性的微生物鑒定、微生物形態(tài)學(xué)、實驗室生物安全等實驗內(nèi)容，只能通過圖片、文字的方式進(jìn)行，很容易造成學(xué)生知識認(rèn)識不全面，難以獲得好的實驗課教學(xué)效果。虛擬仿真實驗可以將通過編排、剪輯等將三維立體動畫資料展示出來，有助于學(xué)生更好的理解知識。同時對于一些高危、高致病性微生物檢驗實驗教學(xué)，通過虛擬仿真實驗，可以讓學(xué)生大膽的進(jìn)行實驗操作，并且學(xué)生可以根據(jù)自身實踐操作水平，反復(fù)操作，節(jié)省了實驗教學(xué)成本，提高了實驗教學(xué)安全性。此外，虛擬仿真教學(xué)平臺還具有相應(yīng)的分享共享功能，能實現(xiàn)課件、講義、多媒體資源、習(xí)題等各種資源的優(yōu)化整合，具備資源開放共享功能，可以讓學(xué)生獲得更多有利于自身發(fā)展的信息，同時也能強(qiáng)化師生、生生之間的互動交流，促進(jìn)了學(xué)生綜合發(fā)展。

2 傳統(tǒng)臨床微生物學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)存在的問題

在傳統(tǒng)臨床微生物學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)活動中，存在的主要問題在于：（1）學(xué)生實驗學(xué)習(xí)處于被動地位，在以往的微生物學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)中，由于學(xué)生人數(shù)相對比較多，加上師資力量不足，實訓(xùn)場地有限，在實驗教學(xué)中，大多是開展簡單的、已知實驗步驟和實驗結(jié)果的驗證性實驗，同時實驗課學(xué)時相對不足，導(dǎo)致臨床微生物學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)內(nèi)容逐步被壓縮，綜合性、研究性實驗[2]比例少，不利于學(xué)生理解理論知識以及臨床思維的培養(yǎng)，當(dāng)學(xué)生遇到實際問題時，會感覺不知所措。這種被動式的學(xué)習(xí)活動會在很大程度上削弱學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也降低了學(xué)生對實驗的興趣，導(dǎo)致實驗教學(xué)效果不佳。（2）學(xué)生生物安全意識較弱，臨床微生物學(xué)實驗對象是病原微生物，而微生物本身具有無處不在、肉眼無法看見的特點，如果在實驗過程中，未能嚴(yán)格做到無菌操作，很有可能引起雜菌污染，而造成實驗失敗。在實驗課堂上，教師雖然不斷的強(qiáng)調(diào)生物安全重要性，但是部分學(xué)生生物安全意識薄弱，在實驗中難以嚴(yán)格的按照無菌操作要求進(jìn)行；另外，因?qū)嶒炇疑锇踩窕虺瑑艄ぷ髋_有限，在這種情況下，為了保證安全，教師只能取消一些危險性實驗。（3）由于臨床微生物學(xué)檢驗技術(shù)實驗課學(xué)時相對不足，導(dǎo)致實驗教學(xué)內(nèi)容安排與臨床實際操作有一定的差距[3]，比如臨床標(biāo)本需要先經(jīng)過分離培養(yǎng)、純培養(yǎng)后再進(jìn)行生物化學(xué)鑒定及藥物敏感性實驗等。為了在有限的學(xué)時里滿足學(xué)生掌握臨床病原微生物鑒定的技能，有些實驗環(huán)節(jié)在前期的準(zhǔn)備工作中由實驗教輔人員完成，因此學(xué)生無法真實體驗臨床微生物鑒定的全過程，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。

3 虛擬仿真實驗在臨床微生物學(xué)檢驗技術(shù)的應(yīng)用策略

3.1 借助虛擬仿真實驗彌補(bǔ)傳統(tǒng)實驗不足 對于臨床微生物學(xué)，其主要研究對象是病原微生物，其具有一定的致病性，特別是一些高危病原菌。在當(dāng)前臨床微生物學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)中，對于這些高危、高致病性實驗教學(xué)，大多是停留在理論教學(xué)層面，教師處于安全性考慮，很少組織學(xué)生開展相應(yīng)的實驗教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生無法針對這些內(nèi)容進(jìn)行實驗，不利于學(xué)生發(fā)展。另外，一些臨床茍養(yǎng)菌的檢測對于實驗室條件、檢測人員、儀器設(shè)備都有一定的要求，這也導(dǎo)致傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，很難開展相關(guān)菌種檢測的實驗教學(xué)。而虛擬仿真實驗教學(xué)的應(yīng)用，可以有效改善實驗室生物安全、場地緊張、儀器設(shè)備昂貴、茍養(yǎng)菌種檢測、實驗課學(xué)時不足等情況，能更好的培養(yǎng)學(xué)生臨床微生物學(xué)檢驗技能，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實驗教學(xué)中的不足。虛擬仿真實驗還可以將一些耗時比較長的實驗縮短呈現(xiàn)出來，如結(jié)核分枝桿菌培養(yǎng)過程，學(xué)生能在虛擬仿真實驗中動態(tài)觀察，以此幫助學(xué)生更好的把握、應(yīng)用知識。

3.2 借助虛擬仿真實驗提升學(xué)生臨床思維能力 在臨床微生物學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)中，通過虛擬仿真實驗，從樣本采集到檢測方法選取，再到檢測方法的實施，學(xué)生都可以利用所學(xué)的知識進(jìn)行，從而提高學(xué)生的綜合分析能力和解決問題能力。例如具有高風(fēng)險性的血源性感染的微生物檢驗，可以通過虛擬仿真實驗進(jìn)行，實現(xiàn)從臨床病例分析討論[4]，血液標(biāo)本的采集，利用血液培養(yǎng)儀培養(yǎng)采集到的血液標(biāo)本，再到對培養(yǎng)陽性報警的標(biāo)本選擇常規(guī)生物化學(xué)鑒定或微生物質(zhì)譜鑒定系統(tǒng)進(jìn)行快速鑒定，最后報告鑒定結(jié)果。這種虛擬仿真實驗來源于臨床案例與臨床檢驗操作相結(jié)合，能為學(xué)生創(chuàng)建一個真實的學(xué)習(xí)情景，并在虛擬仿真實驗中融合相應(yīng)知識點，與學(xué)生互動問答，同時加上三維仿真動畫、聲音講解，學(xué)生通過操作、實踐感悟、分析問題，既能帶給學(xué)生真實的體驗，又能加深學(xué)生對理論知識的理解。有效提升學(xué)生臨床思維能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，強(qiáng)化學(xué)生臨床實踐技能，有助于學(xué)生專業(yè)水平、科學(xué)精神、創(chuàng)造精神的培養(yǎng)。

3.3 虛擬仿真實驗帶給學(xué)生體驗式實驗操作 將虛擬仿真實驗應(yīng)用到臨床微生物學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)中，通過聲音、動畫、圖像等的相互結(jié)合，將臨床真實操作全過程展示出來，能讓抽象的實驗過程變得更加直觀，學(xué)生在虛擬仿真實驗中的活動，就像是自身在玩游戲，還可以帶給學(xué)生體驗式實驗操作感受，能充分調(diào)動學(xué)生積極性。學(xué)生可以在課前通過體驗式實驗操作來預(yù)習(xí)相關(guān)知識，在課上結(jié)合教師講解加深對知識的理解，在課后學(xué)生還能再次進(jìn)行體驗操作、學(xué)習(xí)，加深了學(xué)生感悟。

4 總結(jié)

總而言之，將虛擬仿真實驗應(yīng)用到臨床微生物學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)活動中，可以有效解決傳統(tǒng)微生物學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)中存在的不足，能讓學(xué)生在虛擬的環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)新性學(xué)習(xí)，促進(jìn)了臨床微生物學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)改革，同時虛擬仿真實驗本身具有很強(qiáng)的方便性、靈活性、趣味性，能激發(fā)學(xué)生的主動性、創(chuàng)造性，不僅具備線上教學(xué)資源優(yōu)勢，還融入了課堂教學(xué)的特色，能有效節(jié)約課堂教學(xué)時間，開拓學(xué)生視野，有助于學(xué)生綜合發(fā)展。