衛(wèi)生檢驗學(xué)實驗教學(xué)中引入仿真教學(xué)模式探索

李烏云塔娜，劉艷超，夏 遠，李海玲

（內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022）

衛(wèi)生檢驗學(xué)是高等醫(yī)學(xué)院校醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是應(yīng)用各種檢驗方法和儀器研究預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域與健康相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)、病原微生物的質(zhì)、量及變化規(guī)律的一門學(xué)科[1]。其主要研究內(nèi)容是現(xiàn)代儀器分析技術(shù)的基本理論和方法在醫(yī)學(xué)檢驗領(lǐng)域的應(yīng)用，實踐性、綜合性較強[2]。隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，環(huán)境污染、食品安全等公共衛(wèi)生問題日益突出，衛(wèi)生檢驗學(xué)的科研成果已成為國家制定與健康相關(guān)法律法規(guī)的重要依據(jù)。國家衛(wèi)生檢驗體系的逐步完善、人們對生活質(zhì)量要求的提高，使得培養(yǎng)高質(zhì)量、高水平醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)人才顯得尤為重要。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了衛(wèi)生分析的基本理論、分析方法及實驗技能。衛(wèi)生檢驗學(xué)實驗是衛(wèi)生檢驗學(xué)教學(xué)不可缺少的環(huán)節(jié)，是學(xué)生理解和掌握理論知識，將理論與實踐相結(jié)合的過程，能夠培養(yǎng)學(xué)生基本實驗技能、分析與解決問題能力。傳統(tǒng)的衛(wèi)生檢驗學(xué)實驗教學(xué)以教師講授為主，實驗內(nèi)容多為演示性、驗證性。涉及貴重儀器的實驗，學(xué)生更是以看為主，很難有動手實驗的機會。這種單一、乏味的實驗教學(xué)模式嚴重影響了學(xué)生參與興趣，對學(xué)生動手能力、創(chuàng)新能力和解決問題能力的培養(yǎng)極為不利。學(xué)生在實驗過程中體會不到學(xué)習(xí)的樂趣，尤其是體會不到衛(wèi)生檢驗學(xué)知識在預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，導(dǎo)致其學(xué)習(xí)興趣不濃、不重視衛(wèi)生檢驗學(xué)實驗課學(xué)習(xí)[2]。

利用仿真軟件演示儀器結(jié)構(gòu)、原理、操作方法，實現(xiàn)了教學(xué)與實驗的有機結(jié)合[3-4]。隨著計算機的普及，目前衛(wèi)生檢驗學(xué)實驗教學(xué)中用到的大型分析儀器（如氣相色譜、液相色譜）均有配套仿真軟件[5]，相對低廉的成本和獨特的參與性，使其逐漸被高校采用。

1 傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足

傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式單一，學(xué)生在上實驗課之前對書本上的理論知識只有抽象的概念。由于實驗教師精力有限，不能及時對所有學(xué)生進行指導(dǎo)，學(xué)生只能根據(jù)教師的演示進行簡單模仿，很難對實驗中出現(xiàn)的問題進行思考，也不去想怎樣解決問題，只想趕在下課前上交實驗報告，缺乏教學(xué)互動，難以產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生課后如果想復(fù)習(xí)實驗過程，或者對某個原理有疑問，想動手做實驗，也不能隨時進入實驗室。師生、生生間缺乏有效交流的平臺。這些都限制了學(xué)生動手能力、獨立思考以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.1 學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足

衛(wèi)生檢驗學(xué)涉及較多物理、化學(xué)知識，課程各章節(jié)內(nèi)容相對獨立，不同分析方法的原理也不同。例如，儀器分析法包括光學(xué)分析法、電化學(xué)分析法和色譜法等，分別涉及電磁輻射、電化學(xué)、色譜基礎(chǔ)理論，以往的學(xué)習(xí)方法并不太適合這門課程。因此，許多學(xué)生對此門課的學(xué)習(xí)興趣不是很濃，只是為了應(yīng)付考試。衛(wèi)生檢驗學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科，但學(xué)生對實驗課的重要性認識不足。

1.2 實驗內(nèi)容單一

當前的衛(wèi)生檢驗學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容較為陳舊，特別是隨著檢驗技術(shù)的快速發(fā)展、新的技術(shù)不斷涌現(xiàn)，食品安全、環(huán)境污染、藥物濫用等各種公共衛(wèi)生問題不斷出現(xiàn)，對衛(wèi)生檢驗學(xué)提出了新的要求。但在教學(xué)中，實驗室條件和實驗內(nèi)容卻跟不上時代要求。

1.3 實驗方法單一

由于實驗條件有限，所以衛(wèi)生檢驗學(xué)實驗方法比較單一。例如，氣相色譜儀可以配備多個檢測器，但是由于成本太高，實驗室經(jīng)費有限只能配備一個檢測器，故在設(shè)計實驗方法時只能選擇與之匹配的實驗，而理論課上講的很多實驗方法就無法在實驗室中實踐。

2 仿真軟件

仿真軟件是依托計算機虛擬仿真技術(shù)開發(fā)的，以真實實驗數(shù)據(jù)庫作為支撐，操作過程與真實儀器操作極為相似，結(jié)果與真實結(jié)果也非常接近，能夠滿足日常培訓(xùn)、常規(guī)考核以及技能大賽的需求。利用仿真軟件模擬實驗室場景，將相關(guān)設(shè)備合理地置于其中，使學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識、熟悉設(shè)備操作、選擇儀器分析方法、采集數(shù)據(jù)、繪制標準曲線、解析譜圖等，且該系統(tǒng)還可對操作結(jié)果進行實時評價。

3 仿真軟件的優(yōu)勢

實驗室硬件設(shè)施是評估大學(xué)教學(xué)水平的重要指標之一。但是由于條件限制，如經(jīng)費、空間、時間等，無法配備實驗室所需所有元器件，且讓每個學(xué)生使用一套儀器。因此，只能在規(guī)定時間內(nèi)完成特定實驗。利用仿真軟件則能解決這些問題。利用仿真軟件進行實驗不但能夠設(shè)計實驗關(guān)鍵環(huán)節(jié)，還能用來驗證設(shè)計者的設(shè)計思路是否正確，方便修改設(shè)計方案，同時也節(jié)省了大量實驗材料。

3.1 提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上應(yīng)用仿真軟件進行實驗教學(xué)，具有許多優(yōu)勢。首先，仿真軟件在計算機上運行，成本較低，可以實現(xiàn)大量學(xué)生同時操作；其次，仿真環(huán)境的直觀性、可操作性大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓他們對儀器有一個清晰的認識；再次，仿真軟件的參與性能夠給學(xué)生留下較深的印象，使其更好地掌握操作方法，提高分析、解決問題能力的同時減輕教師授課壓力。

3.2 豐富實驗內(nèi)容

我們結(jié)合臨床工作實際和社會熱點問題，遵循實用性、新穎性、系統(tǒng)性、綜合性和層次性原則，在基礎(chǔ)實驗技能訓(xùn)練與強化理論知識的基礎(chǔ)上，將原來驗證性實驗轉(zhuǎn)化為綜合性、自主設(shè)計和研究型實驗，且基本不存在環(huán)境污染問題。另外，一些可能造成環(huán)境污染的實驗同樣可以利用此方法進行操作訓(xùn)練。

3.3 降低實驗成本

一臺氣相色譜儀或液相色譜儀最少幾萬元，有些高端設(shè)備甚至要幾十萬、幾百萬，對于普通高校來說是一筆很大的資金投入，而且實驗過程中的消耗也是一筆不小的開銷。仿真軟件可以大大降低實驗教學(xué)成本，減少實驗用品消耗。

3.4 克服學(xué)生只能觀摩的缺點

傳統(tǒng)實驗教學(xué)內(nèi)容以演示性、驗證性為主，對于涉及貴重儀器的實驗內(nèi)容，學(xué)生只能觀摩，很難有動手實驗的機會。這種單一、乏味的實驗教學(xué)模式嚴重影響了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，對動手能力、創(chuàng)新能力、解決問題能力的培養(yǎng)極為不利。引入仿真軟件后，每個學(xué)生都可以動手實驗，克服了這一缺點。

4 仿真軟件在衛(wèi)生檢驗學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

衛(wèi)生檢驗學(xué)理論課主要講授分析方法和分析儀器的基本原理與應(yīng)用，而實驗課則是以認識分析儀器的基本構(gòu)造、各部件作用為基礎(chǔ)。利用仿真軟件做實驗，學(xué)習(xí)操作過程，這種模式既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，又能降低儀器損壞率，還能讓學(xué)生做一些綜合性實驗和設(shè)計性實驗，其最大的優(yōu)勢是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)分析方法原理的同時掌握分析儀器的操作步驟。