臨床生化檢驗質量控制虛擬仿真系統在教學中的作用*

雷 燕，楊尚瑜，何仁棟，邢 艷，郭曉蘭，郭 斌△

1.川北醫學院醫學檢驗系，四川南充 637000；2.川北醫學院附屬醫院檢驗科，四川南充 637000

隨著醫學檢驗技術的發展，如何做好質量控制工作，保證臨床檢驗結果的準確性是醫學檢驗技術專業人才培養中的重要內容[1-2]。臨床檢驗過程中要對每個環節進行嚴格的質量控制，以獲得可靠的檢驗結果，為臨床疾病的診斷、治療、監測及預后提供可靠依據[3]。質量控制涉及多個因素和環節，不采用規范化流程和操作，會導致臨床誤診，甚至危及患者的生命[4]。醫學檢驗技術專業的質量控制教學對臨床實驗室質量控制建設具有重要意義[5]。由于現有教學條件的限制，質量控制的教學存在理論與實際應用差異大，流于形式等問題。隨著計算機互聯網、虛擬現實等技術的快速發展，以及教育信息化的不斷推進，以計算機多媒體技術為基礎的虛擬仿真技術已經成為高等教育教學發展的新方向[6]。虛擬仿真技術是利用虛擬現實、多媒體、數據庫和網絡等技術，克服傳統教學條件的限制，模擬及構建高仿真的實驗環境，通過人機交互及網絡通信等技術模擬實驗操作過程和場景[7]。利用虛擬仿真技術的特點可以進一步推進教學資源和信息化的融合，促進教學方法的創新和現代化，提高人才培養的質量和能力[8]。本研究擬建立臨床生化檢驗質量控制虛擬仿真系統，并應用于教學，評價其教學效果，探索其應用于教學的可行性。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇2018級醫學檢驗技術專業學生120人為研究對象，按照隨機數字表法分為對照組和研究組，每組60人，兩組招生層次和教學進度基本一致。對照組平均年齡為(20.65±0.84)歲，研究組平均年齡為(20.73±1.02)歲，差異無統計學意義(t=-0.488，P=0.627)。對照組男生和女生分別為17、43人，研究組男生和女生分別為19、41人，差異無統計學意義(χ2=0.159，P=0.690)。

1.2方法

1.2.1虛擬仿真技術平臺 在質量控制虛擬仿真實驗腳本撰寫過程中，專業教師負責開發教學內容及腳本撰寫，由重慶華教科技有限公司技術人員協助完成編程等。主要步驟包括：(1)對臨床生化檢驗質量控制過程涉及的相關知識要點進行分解；(2)構建虛擬系統的結構流程圖、技術要點和知識庫等；(3)按照實驗技術要點分析流程，構建虛擬仿真實驗系統，主要包括實驗目的、原理、儀器、方法、實驗視頻和虛擬仿真實驗學習系統等；(4)公司技術人員主要參與實驗編程，協助構建知識剖面圖，模擬整個實驗流程；(5)模擬實驗后，構建學生評分評價系統，考查學生對相關知識點的掌握程度；(6)在虛擬仿真實驗系統腳本的撰寫過程中積極鼓勵學生參與其中，聽取他們的意見和建議，對建立的虛擬仿真質量控制項目進行應用評價及調試等。

虛擬仿真技術平臺采用B/S結構，安裝在服務器上，通過瀏覽器直接訪問使用，不限節點數量。前端采用3D技術開發，后端采用JAVA開發，數據庫采用Microsoft SQL Server。整個虛擬仿真的操作過程均可使用鼠標操作完成軟件的所有交互過程，不需要鍵盤操作，支持觸摸屏等現代教學設備。

1.2.2研究組教學 研究組將虛擬仿真技術用于質量控制的教學。教師根據臨床生化檢驗質量控制教學內容，先采用課堂多媒體理論教學，講解質量控制基本概念和知識點，以及相關質量控制案例，讓學生先有基本概念和理論的感性認識，教師再采用虛擬仿真軟件進行演示操作講解，學生觀看基于視頻演示的學習指導訓練，再進行虛擬仿真練習操作，時間場地不受限制。

1.2.3對照組教學 對照組采用傳統教學模式，與研究組相同的是課堂采用多媒體課件講解相關的質量控制基本概念和知識點，以及相關質量控制案例。

1.2.4教學效果評價 (1)考試成績。教學結束后兩組學生采用相同試卷進行統一考試，內容包括質量控制課程內容相關的理論知識，滿分50分作為評價效果的客觀指標。考試題目共18題，包含客觀題和主觀題，其中單選題10題，每題1分，主要考查學生基本概念；多選題5題，每題2分，主要考查學生對概念的理解掌握程度；問答題3題，每題10分，主要考查學生對知識的運用和解決問題的能力。在考核結束后集中時間發放問卷，并要求學生當場完成問卷，達到100%回收率。(2)滿意度調查。課程組自行編制滿意度調查問卷，滿意度調查由5個模塊組成：學習興趣、內容理解、分析解決問題的能力、獨立思考能力、教學。

2 結 果

2.1兩組學生考試成績比較 研究組學生單選題、多選題、問答題得分及總成績均高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組學生考試成績比較分)

2.2兩組學生滿意度情況比較 研究組學生在學習興趣、內容理解、分析解決問題的能力、獨立思考能力、教學5個方面的滿意度均明顯高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組學生滿意度情況比較(%)

續表2 兩組學生滿意度情況比較(%)

3 討 論

3.1臨床生化檢驗質量控制虛擬仿真系統建立的必要性 質量控制的內容在傳統的臨床生物化學檢驗教學中主要存在幾個問題：(1)質量控制相關概念較多，內容抽象、晦澀難懂。傳統教學方式以教師講解為主，學生缺乏學習主動性，只能機械地記憶知識點，無法將理論和實踐相結合。(2)質量控制過程涉及的因素和環節較多，時間周期較長，如分析前影響因素(患者準備、標本采集和運送等)、分析中影響因素(儀器、試劑、人員、環境等)、分析后影響因素(審核、發放、臨床溝通等)。這種多步驟、多環節的特點使質量控制在教學操作中存在一定的難度，無法在有限的教學時間和場地條件下完成。(3)傳統的教學設備大部分是手工或半自動化操作，且數量有限，學生能夠獨立完成操作的機會較少。且實驗中由于學生使用儀器不當或操作不規范等原因，會造成較大的實驗誤差或差錯，導致最終的實驗結果或教學效果偏離質量控制的真實教學目的。(4)傳統教學中質量控制操作過程與實際臨床工作流程差異較大，不利于學生今后的臨床應用實踐。

3.2虛擬仿真教學系統同時滿足質量控制理論和實踐技能的訓練要求 臨床生化檢驗質量控制虛擬仿真系統教學中，學生先從基礎、簡單的質量控制知識模塊開始，學習基本概念，再選擇有代表性的經典實驗案例，利用綜合知識和能力完成質量控制實訓，使學生從基礎理論知識到實踐技能、思維等各方面得到培養。主要內容包括：(1)虛擬仿真質量控制基礎版塊。該版塊包括質量控制相關理論知識點，如質量控制基本概念，常見的質量控制方法、規則，質量控制圖的繪制和使用，以及質量控制操作步驟，常見失控原因的判斷、分析及處理等。(2)將質量控制技術內容整合到具有典型代表性的臨床生化檢驗項目的虛擬仿真教學中，將相關要素設計貫徹到實驗過程中。如實驗前的準備，器械的正確選擇和使用；實驗方法、試劑、質量控制品、校準品的正確選擇和使用等；實驗測定中影響因素等；質量控制失控判斷及原因分析、處理等。通過在實驗過程中貫穿質量控制要素和流程，讓學生掌握基本質量控制理論知識和技能，通過虛擬仿真系統得到實踐操作的訓練，同時促進學生質量控制意識形成，質量控制管理思維和能力的培養及建立。(3)學生在完成從基本理論到基本技能的學習后，通過設置一些質量控制的案例分析或綜合實驗設計，要求學生依據一定的理論和方法，提出或采取相應的決策和評價。在此過程中提倡學生獨立思考、分析及解決問題，對學生臨床質量控制能力和思維等各方面進行綜合性培養，以利于學生實踐技能的全面發展。

3.3問題及對策 虛擬仿真技術相比于傳統教學模式有著無可比擬的優點，但也存在一些問題，需要在以后的教學中繼續探討和解決。(1)虛擬仿真技術采用人機交互模式，不能完全取代學生之間、師生之間的學習討論和交流。可以采取“虛擬”和“現實”相結合及互補的形式，根據教學內容難易程度，合理設計安排教學內容和時間。(2)虛擬教學模擬的是實驗室環境、器材及實驗過程，并不能完全還原真實的情況和特定的場景，實際情況和真實情景要復雜得多。同時部分虛擬仿真教學內容程序化，在一定程度上可能會限制學生的思維和實踐能力。因此，要在現有虛擬仿真教學資源上，不斷完善和開發設計優質的質量控制虛擬仿真教學資源，盡可能縮小和實際的差距。(3)在資源建設中也存在虛擬實驗制作到投入使用時間較長，后續的擴展與完善還需要經費的持續性投入等問題。應該結合本校本專業自身教學特色，與其他高校的虛擬仿真平臺溝通交流。(4)虛擬仿真技術的質量控制教學應該根據教學目標和內容，制訂詳細的教學計劃，同時建立合理有效的評價體系和反饋體系。學生的學習效果及使用反饋都是質量控制虛擬教學系統發展完善的動力與方向，有利于教學資源的完善和改進。

4 結 語

虛擬仿真技術用于教學是現代信息化教學的必然趨勢。利用虛擬仿真技術建立質量控制教學虛擬仿真項目推進了現代化信息技術與醫學檢驗專業教學的深度融合。將質量控制內容和虛擬仿真技術相融合，使原本在時間、空間上受到限制的教學內容得到了很好的拓展和延伸。這是適應現代醫學檢驗技術發展對人才的需要，也是進一步提升醫學檢驗人才培養質量的重要途徑。