基于虛擬仿真技術衛生微生物檢驗課程實訓教學模式改革與探索

盧金 吳迪 保琦蓓 李誠 石予白 張茵

[摘? ? ? ? ? ?要]? 針對衛生微生物檢驗教學現狀，衛生檢驗與檢疫技術專業在該課程中引入基于虛擬仿真技術優化實踐教學模式，采用軟硬件結合的方式進行實驗教學，設計虛擬仿真實驗項目，開展虛實結合的實踐教學內容。在提高實驗教學質量、培養專業實踐基礎、富有創新能力等方面取得良好的教學效果。

[關? ? 鍵? ?詞]? 虛擬仿真;衛生微生物檢驗;實訓教學

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）13-0071-03

衛生檢驗與檢疫工作在食品、環境、職業場所、公共場所等方面的危害監督監測工作中發揮著舉足輕重的作用，是衛生健康領域中不可或缺的組成部分。衛生微生物檢驗課程是高職衛生檢驗與檢疫技術專業一門重要的專業技能課程，主要任務是使學生掌握衛生微生物學檢驗的基本理論和基本知識，具有衛生微生物學檢驗的基本技能和生物安全意識，能在規避感染的前提下，完成常見微生物的實驗室檢驗，提升學生的綜合職業能力和職業素養。

衛生檢驗與檢疫工作中，衛生微生物檢驗常常要用到的儀器設備價格昂貴，對工作條件要求高，使用維護成本高，所以高職院校中此類儀器設備數量少，主要用于科研和教學過程，學生親自動手機會少。為解決理論和實踐脫節、實踐教學質量不高的問題，衛檢專業引入以虛擬仿真技術為主的現代化衛生微生物檢測設計內容，采用虛實結合的方式進行實驗教學。

一、教學模式探索

經過兩輪教學實踐，衛生微生物檢驗課程組在現有開設的實驗課程中分為單項技能操作和綜合實驗，綜合實驗又分為驗證實驗、設計實驗和探索實驗，實驗總學時數為36學時。單項操作技能包括培養基配制、微生物培養、分離接種、染色觀察、生化鑒定、消毒滅菌等技術。

綜合實驗是“2+4+1”模式設計。“2”是單項操作技能掌握后獨立完成2次驗證實驗，側重鍛煉學生的動手能力;“4”是指利用在線教學與虛擬仿真平臺完成4次虛擬仿真實驗設計，逐步加深實驗設計的難度;“1”是以項目設計為導向，完成1 次大作業，提高學生的創新能力。具體安排如表1所示。

二、虛擬仿真實驗項目設計的實現

虛擬仿真教學系統提供不同儀器從樣品制備到分析測試完整的操作流程，學生可在虛擬實驗中制備合適的樣品，模擬真實的測試過程，并提供相應的測試結果及結果分析。大型分析測試儀器虛擬仿真實驗可以彌補教育設備的不足，可以展現實際運行中難以觀察到的細節、原理，解決高校大型儀器開放共享困難、實驗教學成本高、教學成效不佳的弊端。實驗項目的選取要盡可能涵蓋該項目的所有內容，比如金黃色葡萄球菌檢驗項目中應該含有增菌、分離純化、染色鏡檢、血漿凝固、溶血現象觀察和分子生物學等的相關知識點，還要充分考慮學生已掌握的知識體系和接受能力。

以“致病性菌金黃色葡萄球菌生化及分子生物學鑒定”為例，介紹虛擬仿真實驗的全過程（見表2）。

三、虛擬仿真實驗軟件在衛生微生物檢驗教學中的優勢分析

相對于傳統實驗室操作，虛擬仿真實驗軟件在解決微生物檢驗實驗教學難題中主要有以下優勢。

（一）降低實驗危險系數，解決了實驗教學效率低這一難題

衛生微生物檢驗過程中學生直接接觸有害菌種、化學試劑和危險儀器設備，危險性較高。為提高實驗教學的效率，一般復雜、耗時長的步驟教師都通過演示、提前準備等方法來幫助學生完成。學生沒有參與實驗準備、樣品處理、檢測和數據記錄等全過程，沒有對檢測過程中所需要的試劑、儀器等有全局把握。同時，也沒有節約試劑盒藥品的概念，更沒有實驗室生物安全意識。不利于學生形成全局觀和安全性操作，更不能培養其發現問題和解決問題的能力。通過虛擬仿真實驗，能巧妙地解決上述問題。

（二）解決學生實際動手能力弱、對儀器使用一知半解的問題

以往實驗教學時，學生只能以小組形式進行分組分配操作，特別是上機檢測環節，每名學生只負責其中一個環節，甚至由于場地和用具有限，有些學生都沒有上手機會，根本不能實現人人動手操作。而這些儀器是學生今后接觸最多、應用最廣的儀器，這樣就造成學生的實際動手能力弱、連貫性不強，對儀器使用一知半解。使用虛擬仿真后，這些問題都迎刃而解了。

（三）打破時間和空間限制，解決了學生死學、缺乏創新的問題

衛生微生物檢驗實驗耗時長，整個實驗需要24～48小時甚至更長，利用虛擬仿真，學生不受實驗時間、場地、設備、耗材等限制，可反復多次模擬練習，使實驗過程更流暢、高效。并且由于儀器數量不足，學生對儀器的掌握有限，導致學生難以獨自進行設計性實驗，嚴重影響了實驗的創新性。學生只會測定課本中所學的內容，對于一些相同屬性的物質、相同原理的方法則不會進行創新性應用。

四、教學成效

與以前傳統的教學相比，基于虛擬仿真技術實驗教學在教學模式、內容安排、考核評價等方面都有所調整和完善，具體見表3和表4。

衛生微生物檢驗是一門實踐操作技能很強、新技術和新方法應用多、更替快的課程，除傳授專業知識和具備通用技術技能外，加入虛擬仿真平臺模擬真實職業環境，使人才培養規格的相關專業知識面更寬，綜合應用知識技能解決實際問題能力更強，協同工作能力更強，能夠勝任更為復雜的衛生檢驗與檢疫任務。同時，強化了學生對于職業道德、職業思想、職業習慣、職業技能和職業心態等職業素養的培養，進而在職業能力、可發展性和培養模式等方面，更能適應衛生檢驗與檢疫職業崗位任務和職業能力的變化。

參考文獻：

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編輯 司 楠