虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在臨床微生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

何濤，湯麗霞，王俊利，李來(lái)穩(wěn)，龍顯科，郭子維

（右江民族醫(yī)學(xué)院，廣西 百色 533000）

新時(shí)期下，隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全面發(fā)展，越來(lái)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(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，構(gòu)建相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境，使得學(xué)生可以在自主、開放的平臺(tái)下進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)。將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用在臨床微生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高危、高致病性病原的檢測(cè)，還不會(huì)受到時(shí)間、空間的局限，具有良好應(yīng)用效果。

1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在臨床微生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是依據(jù)人機(jī)交互、多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)、網(wǎng)絡(luò)通信及數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)，建立相應(yīng)的高度仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境，并將相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)對(duì)象模擬出來(lái)，指引學(xué)生在虛擬的環(huán)境中開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，其具備虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充的優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)難以完成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，尤其是一些高風(fēng)險(xiǎn)、惡劣環(huán)境、不可逆操作、高消耗高成本實(shí)驗(yàn)等。對(duì)于臨床微生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，主要是引導(dǎo)學(xué)生可以系統(tǒng)的掌握基本檢驗(yàn)知識(shí)及相關(guān)操作技巧。在實(shí)際中，受生物安全、教學(xué)條件、實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)等各種因素的影響，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上，大多局限在簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)于一些高危、高致病性微生物檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)室生物安全等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，只能通過(guò)圖片、文字的方式進(jìn)行，很容易造成學(xué)生知識(shí)認(rèn)識(shí)不全面，難以獲得好的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以將通過(guò)編排、剪輯等將三維立體動(dòng)畫資料展示出來(lái)，有助于學(xué)生更好的理解知識(shí)。同時(shí)對(duì)于一些高危、高致病性微生物檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生大膽的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并且學(xué)生可以根據(jù)自身實(shí)踐操作水平，反復(fù)操作，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)安全性。此外，虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)還具有相應(yīng)的分享共享功能，能實(shí)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(shí)也能強(qiáng)化師生、生生之間的互動(dòng)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(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

在傳統(tǒng)臨床微生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，存在的主要問(wèn)題在于：（1）學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)處于被動(dòng)地位，在以往的微生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于學(xué)生人數(shù)相對(duì)比較多，加上師資力量不足，實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地有限，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，大多是開展簡(jiǎn)單的、已知實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)相對(duì)不足，導(dǎo)致臨床微生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容逐步被壓縮，綜合性、研究性實(shí)驗(yàn)[2]比例少，不利于學(xué)生理解理論知識(shí)以及臨床思維的培養(yǎng)，當(dāng)學(xué)生遇到實(shí)際問(wèn)題時(shí)，會(huì)感覺不知所措。這種被動(dòng)式的學(xué)習(xí)活動(dòng)會(huì)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(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不佳。（2）學(xué)生生物安全意識(shí)較弱，臨床微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)象是病原微生物，而微生物本身具有無(wú)處不在、肉眼無(wú)法看見的特點(diǎn)，如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，未能嚴(yán)格做到無(wú)菌操作，很有可能引起雜菌污染，而造成實(shí)驗(yàn)失敗。在實(shí)驗(yàn)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(shí)薄弱，在實(shí)驗(yàn)中難以嚴(yán)格的按照無(wú)菌操作要求進(jìn)行；另外，因?qū)嶒?yàn)室生物安全柜或超凈工作臺(tái)有限，在這種情況下，為了保證安全，教師只能取消一些危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)。（3）由于臨床微生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)相對(duì)不足，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容安排與臨床實(shí)際操作有一定的差距[3]，比如臨床標(biāo)本需要先經(jīng)過(guò)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(shí)驗(yàn)等。為了在有限的學(xué)時(shí)里滿足學(xué)生掌握臨床病原微生物鑒定的技能，有些實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)在前期的準(zhǔn)備工作中由實(shí)驗(yàn)教輔人員完成，因此學(xué)生無(wú)法真實(shí)體驗(yàn)臨床微生物鑒定的全過(guò)程，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。

3 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在臨床微生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用策略

3.1 借助虛擬仿真實(shí)驗(yàn)彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)不足 對(duì)于臨床微生物學(xué)，其主要研究對(duì)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(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)于這些高危、高致病性實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法針對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不利于學(xué)生發(fā)展。另外，一些臨床茍養(yǎng)菌的檢測(cè)對(duì)于實(shí)驗(yàn)室條件、檢測(cè)人員、儀器設(shè)備都有一定的要求，這也導(dǎo)致傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，很難開展相關(guān)菌種檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用，可以有效改善實(shí)驗(yàn)室生物安全、場(chǎng)地緊張、儀器設(shè)備昂貴、茍養(yǎng)菌種檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)不足等情況，能更好的培養(yǎng)學(xué)生臨床微生物學(xué)檢驗(yàn)技能，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的不足。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)還可以將一些耗時(shí)比較長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)縮短呈現(xiàn)出來(lái)，如結(jié)核分枝桿菌培養(yǎng)過(guò)程，學(xué)生能在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中動(dòng)態(tài)觀察，以此幫助學(xué)生更好的把握、應(yīng)用知識(shí)。

3.2 借助虛擬仿真實(shí)驗(yàn)提升學(xué)生臨床思維能力 在臨床微生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，從樣本采集到檢測(cè)方法選取，再到檢測(cè)方法的實(shí)施，學(xué)生都可以利用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行，從而提高學(xué)生的綜合分析能力和解決問(wèn)題能力。例如具有高風(fēng)險(xiǎn)性的血源性感染的微生物檢驗(yàn)，可以通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，實(shí)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(duì)培養(yǎng)陽(yáng)性報(bào)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(bào)告鑒定結(jié)果。這種虛擬仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)源于臨床案例與臨床檢驗(yàn)操作相結(jié)合，能為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情景，并在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中融合相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)，與學(xué)生互動(dòng)問(wèn)答，同時(shí)加上三維仿真動(dòng)畫、聲音講解，學(xué)生通過(guò)操作、實(shí)踐感悟、分析問(wèn)題，既能帶給學(xué)生真實(shí)的體驗(yàn)，又能加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)帶給學(xué)生體驗(yàn)式實(shí)驗(yàn)操作 將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用到臨床微生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)聲音、動(dòng)畫、圖像等的相互結(jié)合，將臨床真實(shí)操作全過(guò)程展示出來(lái)，能讓抽象的實(shí)驗(yàn)過(guò)程變得更加直觀，學(xué)生在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中的活動(dòng)，就像是自身在玩游戲，還可以帶給學(xué)生體驗(yàn)式實(shí)驗(yàn)操作感受，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。學(xué)生可以在課前通過(guò)體驗(yàn)式實(shí)驗(yàn)操作來(lái)預(yù)習(xí)相關(guān)知識(shí)，在課上結(jié)合教師講解加深對(duì)知識(shí)的理解，在課后學(xué)生還能再次進(jìn)行體驗(yàn)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(shí)驗(yàn)應(yīng)用到臨床微生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，可以有效解決傳統(tǒng)微生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)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(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，同時(shí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)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(dòng)性、創(chuàng)造性，不僅具備線上教學(xué)資源優(yōu)勢(shì)，還融入了課堂教學(xué)的特色，能有效節(jié)約課堂教學(xué)時(shí)間，開拓學(xué)生視野，有助于學(xué)生綜合發(fā)展。