淺談對醫學院校病原生物學虛擬實驗室建設的思考

李嘉

【摘要】實驗教學是病原生物學教學過程中一個非常主要的部分。但其發展受到實驗設備條件等多方面的制約。通過虛擬實驗室的建設，不但可以提高教學質量，還可以加深學生對所學知識的理解。本文主要對病原生物學實驗室的優勢及局限性的討論，對其建設進行了分析和思考。

【關鍵詞】病原生物學 虛擬實驗室 建設

【中圖分類號】TP391.6 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）20-0238-01

《病原生物學》是一門重要的基礎醫學課程，它由醫學微生物學和人體寄生蟲學組成。該門課程具有實驗操作性強、與臨床檢驗結合緊密、實驗器械設備種類多、實驗儀器精細度高、實驗操作危險性強標本傳染性強安全防護要求高等特點。這些特點均制約著該學科教學實驗的實施和發展。而虛擬實驗室的出現，可以通過在計算機創建一個可視的虛擬實驗環境，在該環境下通過操作鼠標、鍵盤來控制代表不同實驗器材的可視化器件，從而進行并完成各種實驗。

一、醫學虛擬實驗室的定義

醫學類院校建設的虛擬實驗室，是以計算機網絡為基礎，將主機與多個孤立的工作站連接在一起，并通過網絡將教學資源共享的新型實驗課授課方式。虛擬實驗改變了傳統的醫學實驗教學方式，只要通過計算機和網絡，學生就可以模擬操作各類仿真實驗，并得到類似真實實驗的體驗。同時實驗教師也可以經過網絡共享實驗教學資源，指導實驗開展，并能及時掌握教學效果，從而達到提升醫學實驗教學質量的目的。

二、虛擬實驗室在病原生物學實驗教學中的應用優勢

1.增強實驗安全性，拓寬實驗內容：病原生物學實驗與其他專業實驗課相比，存在諸多危險因素，例如：實驗時不慎被病原生物感染，高壓蒸汽滅菌操作不當發生危險等。此外，部分實驗標本對安全防護要求也極高，例如：霍亂弧菌培養觀察、寄生蟲蟲卵檢測這些對生物安全實驗室防護等級要求高的實驗，在一般的本科教學中，無法開展。而學生在虛擬實驗室中進行這些病原生物的實驗操作，則完全不必擔心上述問題，同時又能將實驗學習與理論學習相呼應，增加了病原生物學的實驗項目，拓寬學生實驗操作。

2.強化學生實驗基本技能，縮短實驗時間，排除不穩定因素，增強實驗效果：病原生物學實驗程序比較復雜，操作過程時間較長，實驗結果不易觀察。虛擬實驗室可以幫助學生提前預習實驗操作，加強學生對實驗操作細節的熟悉程度，排除試劑、設備對實驗結果的影響，縮短標本培養時間，有助于保證實驗的完整性，加深學生對實驗的理解和掌握。

3.激發學生求知欲，增強學生的實踐創新能力，做到真正意義上的實驗室開放：虛擬實驗室可通過網絡提供全天候的開放式實驗環境，學生可自擬、自選實驗項目并自行組織實驗，使學生從灌輸式被動學習轉變到主動積極靈活學習。從而開拓學生視野，調動學生的參與熱情，有利于激發學生的求知欲，充分激發學習積極性、主動性及創造性，培養學生創新能力。

4.減少耗材成本，實驗項目更新更快：隨著科技水平的提升，病原生物學中越來越多鑒定性實驗需要借助新的實驗技術手段來完成，例如：RT-PCR、免疫熒光等。但該類實驗所需設備和耗材價格很高，且設備更新速度很快，很難在普通本科生教學中普及。虛擬實驗中使用的設備均是電腦建設的模型，因此，通過虛擬實驗可供學生學習新的實驗方法和新設備，有助于培養學生的學習興趣和提高學生的實驗技能。

三、虛擬實驗室在病原生物學實驗教學中可能存在的局限性

1.缺乏團隊協作：虛擬實驗往往由學生單人即可完成，不利于實驗協作能力的培養。因此，除個別實驗項目因設備價格高昂或實驗過程危險等使實驗進行受限，必須單純依靠虛擬實驗之外，建議其余實驗項目將傳統實驗教學模式與虛擬實驗相結合，采用“先虛擬后真實”或“先真實后虛擬”的模式進行教學。強化操作、鞏固實驗知識，提高了實驗教學效率。

2.缺少實際操作經驗：虛擬實驗雖然可以模擬很多實驗課內容及操作，但是其無法讓學生體驗真實試驗的操作感。所以，我們認為并不是所有實驗內容都可被虛擬實驗室替代，還需在教學過程中認真摸索和研究虛擬實驗室適用的實驗內容范圍。

四、結論

虛擬實驗室作為一種新興的計算機技術，其在醫學領域中的應用愈發廣泛，并具有傳統的教學手段無法取代的優勢，它可以提高實驗的安全性、改善實驗條件，為學生提供一種便利的、直觀的學習環境，有助于培養學生的創新思維和創造力，提高學生的參與度，為病原生物學實驗的教學提供了新的形式和平臺，是對傳統實驗教學很好的改革和補充。雖然目前虛擬實驗室在應用方面仍有些許不足，但我們相信，隨著科技和教學手段的不斷更新提高，虛擬實驗室在病原生物學實驗教學領域中將會有美好的前景。

參考文獻：

[1]廖程靜.對醫學院校虛擬實驗室建設的思考[J].時代教育，2012年14期