基于網絡虛擬實驗室的臨床生物化學與檢驗實踐教學體系構建

王志高

摘 要 網絡虛擬實驗室是通過整合終端技術與網絡技術，為醫學檢驗專業學生提供網絡實驗環境的全新教學模式。網絡虛擬實驗室具備突破傳統教學時空限制的優勢，但在實際應用中需要結合臨床生物化學與檢驗實驗的真實性與客觀性，才能達到優化教學模式的預期目標。為此本文分析了當前臨床生物化學與檢驗實踐教學的現狀，同時提出虛擬仿真實驗的教學優勢，并總結了基于網絡虛擬實驗室的臨床生物化學與檢驗實踐教學體系的構建策略。以便為高校開發網絡虛擬實驗室提供理論依據，并為臨床生物化學與檢驗實踐教學提供虛擬實驗的應用參考。

關鍵詞 網絡虛擬實驗室 臨床生物化學與檢驗 實踐教學

0 引言

網絡虛擬實驗室綜合利用 HTML、3DSMAX、CGI、JAVA及Unity3D等技術，虛擬臨床生物化學與檢驗實踐教學環境，為學生搭建了網絡終端實踐訓練平臺，學生通過終端操作平臺可以隨時完成實驗課題，這打破了傳統實驗教學中的時間限制，另外其實驗場地不同于傳統教學實體實驗室，學生可以隨地學習，這種模式突破了傳統教學的時空限制。

1 運用虛擬仿真實驗在臨床生物化學與檢驗實踐教學中的優勢

1.1 提升教學質量

目前由于生源不斷增加，而各醫學類院校自身條件有限，運用虛擬仿真實驗技術，可以在實訓條件有限的情況下，通過實驗模擬形式輔助學生學習，引導學生掌握相關知識與技能要點，因此運用虛擬仿真實驗能有效提升臨床生物化學與檢驗實踐教學的教育質量。

1.2 提高實驗效率

在臨床生物化學和生物化學檢驗實訓中，學生因操作失誤等因素，需要重復實驗，以得到較好的結果，這不僅浪費了大量的實驗耗材，同時也造成了實驗訓練時間的延長，嚴重影響了實驗效率。運用虛擬仿真實驗，通過虛擬化的實驗結果補充實驗操作誤差，進而得到相對精準的實驗結果，為實踐教學獲得充足的時間提供了保障，節約了實驗消耗。在提高實驗效率的基礎上，達到了優化臨床生物化學與檢驗實踐教學的效果。

1.3 保證實驗先進性

由于臨床醫學檢驗技術和相關設備的快速發展，目前高校醫療專業的相關實驗設備已經落后于臨床科室。如果以相對落后的實驗設備作為臨床生物化學與檢驗的教學工具，無法完全適應當前的臨床醫學發展。而應用虛擬仿真實驗則可以通過模擬先進的實驗設備及耗材，來完成虛擬化的實驗內容，在教學經費相對有限的情況下，發揮模擬實驗的教學優勢，克服了實驗條件滯后的問題，同時將最新的臨床醫學知識和技術引入教學中，確保了臨床生物化學與檢驗的教學先進性。

2 臨床生物化學與檢驗實踐教學應用網絡虛擬實驗室的基本原則

2.1 注重實驗課題預習資料的收集整理

網絡虛擬實驗室并非真實的實驗教學活動，是否能夠滿足學生的體驗度，是利用網絡虛擬實驗室的關鍵環節。臨床生物化學與檢驗實踐教學中，必須注重實驗課題預習資料的收集整理才能達到預期的教學效果。一方面，臨床生物化學和生物化學檢驗課程的相關數據資料需要一定的真實性，學生實驗樣本的虛擬度不可過高，一旦失去了與真實標本的對照，學生實驗基礎能力或辨識能力都會受到影響。另一方面，臨床生物化學和生物化學檢驗的課程是以客觀的實驗反應為學習基礎，學生如果在網絡虛擬實驗室中無法得到客觀的實驗結果，勢必容易產生實驗誤區或者偏差，那么反復實驗的訓練也只能形成教學質量下降的不利結果。因此，在運用網絡虛擬實驗室完成臨床生物化學與檢驗實踐教學的過程中，必須完善并健全實驗數據的相關資料，在補充實驗數據庫信息之后才能達到預期的輔助實驗教學效果。

2.2 協調課堂實驗教學與網絡實驗教學對比

網絡虛擬實驗室提供的是虛擬仿真實驗環境，雖然其教學效果可以通過反復虛擬實驗來完成，但是并無法提供完全符合真實實驗結果的課題內容。因此，虛擬仿真實驗環境中也存在體驗度不足的問題。在課堂教學中，教師需要輔助學生認清真實實驗過程與虛擬實驗環境的對比，才能引導學生明確兩種實驗環境的輸出信息。一方面，教師可以在課堂教學中引入網絡虛擬實驗室的操作課程，由教師指導學生掌握虛擬實驗流程的操作技能，并提供實驗信息的相關數據，作為對比學習的參考資料。另一方面，教師可以在傳統實驗教學的過程中，引入網絡虛擬實驗室教學流程，通過雙向實驗結果對比，反映出真實實驗環境中容易出現的實驗現象不足問題。以便通過兩種教學方式，加強學生對于臨床生物化學和生物化學檢驗的實驗課題對比理解，并掌握其中的檢驗實踐原理，完善教學質量的雙向教學基礎，達到預期的教學目標。而對比環節中，需要以學生的體驗度作為教學評價基礎。當學生感受到真實實驗環節的操作要領之后，才能將所學內容合理應用在網絡實驗室中，以便完善多次實驗練習的相關細則，支持網絡實驗教學的補充與完善，形成教學效果與體驗度的綜合對比成效。

3 基于網絡虛擬實驗室的臨床生物化學與檢驗實踐教學體系的構建策略

3.1 教學內容框架關聯度設計

臨床生物化學與檢驗實踐教學如何建立網絡虛擬仿真實驗教學平臺最為關鍵的是教學體系框架，其難點在于教學中教師是否能夠引導學生掌握實驗流程的具體操作和關鍵技術。而利用網絡虛擬實驗室的最大特點在于實驗數據與實驗材料皆為虛擬化的操作內容。如果實驗設計本身與真實實驗內容偏離較大，其教學效果必然大打折扣。為此，教師應當盡量設計實驗課題的真實性以及與真實實驗內容的關聯度，才能優化教學效果與教學質量。例如，在糖尿病的病案討論中，為學生提供患者病史以及生化檢測項目資料，以學生判斷患者可能存在的并發癥類型，設計實驗流程，進而增強實驗教學內容與臨床醫療的內在聯系。通過甄別實驗條件與實驗方式是否能夠對應糖尿病的具體癥狀，以便規劃出網絡虛擬實驗中針對血糖、尿糖、口服糖等相關檢測計量的界定指標，以關聯度較高的實驗課題引導學生掌握實驗方法。

3.2 教學流程資源整合設計

運用網絡虛擬實驗室的過程中，教師可以設置課前預習和課中對比學習的教學流程，但是最為重要的是課后實驗練習效果。在網絡虛擬實驗室所構建的虛擬實驗環境中，學生并未得到課后參考，是網絡虛擬實驗室的詬病。如果學生在操作中出現了不規范的實驗技術，不容易第一時間發現，由此產生了教學質量弱化的不利現象。為此，教師需要完善并補充實驗課題的課后學習資源整合。其資源整合需要通過兩個方向完成，一方面，需要教師搭建實驗現象討論平臺。這一平臺是網絡實驗教學的關鍵技術點，多個檢測學習小組在終端完成實驗課題之后，需要進行組內討論。另一方面，需要組間課后實驗的檢測學習小組，由小組成員相互探討和交流，加強實驗效果的認知與理解。進而通過設置網絡交流平臺，補充網絡虛擬實驗室教學環境中信息對接時效性較差的問題，完善臨床生物化學與檢驗實踐教學中課后學習資源整合。

3.3 教學評價方法設計

設計實驗討論環節是加強教學評價效果的必要措施，當組內討論完成之后也會遇到無法直接掌握的實驗重點內容，此時需要在交流信息平臺中提出，由教師逐一解答。在反饋信息由網絡反饋至日常教學環節后，教師可以總結相關信息，了解學生對于臨床生物化學和生物化學檢驗課程的知識點掌握情況，進而作為教學評價的基礎單元。并通過教學評價及時更新網絡虛擬實驗室的教學流程，達到優化配置教學資源、教學內容以及教學過程設計方案的目的，以便為合理應用網絡虛擬實驗室提供技術支持與反饋信息支持。此外，由于臨床生物化學與檢驗實踐教學中實驗設備與實驗耗材皆為最直接的實驗成本。雖然不需要反復更新實驗設備，但是實驗耗材的更新頻次也會隨實驗次數的增加而不斷消耗，那么高校實驗室的經費問題仍然無法得到解決。那么應用網絡虛擬實驗室可以引導學生在計算機終端完成操作，相關的實驗耗材皆為虛擬元素，因此并不需要反復增加實驗經費投入，在很大程度上降低了實驗材料反復應用的浪費情況。但是在教學過程中，教師也需要根據學生的反饋信息，評價教學方法的適應度，才能在降低實驗器具使用頻次的基礎上，保證教學質量，以便為學生創建更為完善的臨床生物化學與檢驗實踐教學環境。

4 結語

綜上所述，網絡虛擬實驗室本身具備了突破傳統教學時空限制的優勢，但是并不代表教師可以完全摒棄傳統實驗教學的模式。由于網絡虛擬實驗室僅為虛擬教學環境，并不具備真實實驗的結果。因此，在規劃教學內容和教學體系的過程中，教師需要注重實驗課題預習資料的收集整理，協調課堂實驗教學與網絡實驗教學對比，加強實驗課題的課后學習資源整合。才能最終達到優化臨床生物化學與檢驗實踐教學體系的最佳效果。

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