虛擬仿真技術(shù)在高職院校醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)的應(yīng)用與探索＊

廣東新安職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)藥健康系 閆巖 劉秋華 宋玲珊 賀帆

在新時代教育背景下，教學(xué)資源更加豐富，教學(xué)條件也更加優(yōu)渥，很多專業(yè)教學(xué)也因此發(fā)生了較大變化。高職院校醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)是一門對實驗要求較高的專業(yè)，教師需要積極開展實驗教學(xué)，才能夠讓學(xué)生銜接理論知識和實踐操作，為其今后的工作發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。虛擬仿真技術(shù)作為一種新時代技術(shù)，能夠打破時間和空間的限制，讓學(xué)生結(jié)合虛擬仿真操作平臺和實訓(xùn)平臺進行實踐學(xué)習(xí)，并取得良好的學(xué)習(xí)效果。文章基于虛擬仿真技術(shù)在高職院校醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)中應(yīng)用的重要性和問題不足，研究并提出幾點虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用路徑，希望能夠培養(yǎng)更多高等醫(yī)學(xué)人才，提升人才的創(chuàng)新實踐水平。

在大數(shù)據(jù)時代下，虛擬仿真技術(shù)在各行各業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在一些以實驗為主的專業(yè)課程教學(xué)中，虛擬仿真技術(shù)發(fā)揮出了重要作用。如今僅靠傳統(tǒng)的線下教學(xué)已經(jīng)無法滿足醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)教學(xué)的需求，需要教師積極結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和虛擬仿真技術(shù)，提升教學(xué)質(zhì)量，給予學(xué)生更好的學(xué)習(xí)體驗。自2013 年教育部開始國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)工作以來，各個高等教育院校開始積極構(gòu)建虛擬仿真教學(xué)平臺和實訓(xùn)室，并以虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用為新的改革方向。隨著技術(shù)的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)中的實驗教學(xué)應(yīng)用越來越深入，同時也對教育體系的改革起到了重要的積極影響。

1 虛擬仿真技術(shù)在高職院校醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)中應(yīng)用的重要性

新時代教育體系改革的關(guān)鍵是提升專業(yè)人才的綜合素質(zhì)，但是傳統(tǒng)教學(xué)體系中教學(xué)條件明顯落后，教學(xué)環(huán)境也無法滿足大學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用則能夠為每一位醫(yī)學(xué)生提供良好的實驗條件與環(huán)境，大大提升了教學(xué)質(zhì)量，同時也強化了學(xué)生的行業(yè)領(lǐng)域競爭力。教師需要充分發(fā)揮虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的優(yōu)勢作用，改革實驗教學(xué)，創(chuàng)新教學(xué)體系，促進醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革[1]。

1.1 符合新時代教育理念

信息時代的到來對教育體系產(chǎn)生了巨大的影響，在醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)教學(xué)中，實驗教學(xué)非常重要，對培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力很有幫助。但如何讓學(xué)生能夠在實驗學(xué)習(xí)的過程中適應(yīng)教育信息化理念的發(fā)展，是當前教育工作者應(yīng)該重視和解決的一個問題。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用符合現(xiàn)代化教學(xué)理念，能夠?qū)︶t(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)實驗教學(xué)起到良好的補充作用。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，還能夠為其創(chuàng)造一個良好的學(xué)習(xí)平臺，轉(zhuǎn)變以往學(xué)生被動學(xué)習(xí)模式，從而促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)，實現(xiàn)人才的個性化成長[2]。

1.2 實現(xiàn)理論實踐的銜接

在信息時代下，醫(yī)學(xué)檢驗中較為復(fù)雜的人工操作流程逐漸被人工智能技術(shù)所代替，各種自動化儀器層出不窮，醫(yī)學(xué)教育也開始進入信息時代。但是當前部分高職院校的醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)涉及的大型實驗設(shè)備以及實驗耗材等還不夠完善，在實際教學(xué)中很難滿足學(xué)生的實驗學(xué)習(xí)需求，也無法更新學(xué)生的知識體系。由于實驗設(shè)備器材較為昂貴，很多高職院校也并沒有能力一次性購入大量的先進設(shè)備供學(xué)生使用。然而在虛擬仿真技術(shù)的幫助下，每一位學(xué)生都能夠在身臨其境般的場景中完成實驗學(xué)習(xí)，照顧到每一位學(xué)生。這種開放式的實驗教學(xué)環(huán)境可以幫助學(xué)生實現(xiàn)理論知識和實踐內(nèi)容的有效銜接，大大提升學(xué)生的就業(yè)核心競爭力[3]。

1.3 改善教學(xué)模式和環(huán)境

運用虛擬仿真技術(shù)，能夠避免高職院校花費大量的資金來購買先進的實驗設(shè)備，同時也能夠減少設(shè)備儀器的運行和維護費用。而且虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，還能解決傳統(tǒng)實驗教學(xué)中生物安全隱患等問題，改善實驗條件。

除此之外，虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用能夠為高職醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生提供更加真實的學(xué)習(xí)場景，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。在虛擬仿真實驗室中，學(xué)生可以靈活運用各種虛擬器材，同時還可以和教師以及其他同學(xué)進行良好互動，大大提升了教學(xué)質(zhì)量，改善了教學(xué)環(huán)境。

1.4 培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才

虛擬仿真實驗技術(shù)在醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)中的應(yīng)用，有助于培養(yǎng)更多高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。虛擬仿真技術(shù)可以打破傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)教學(xué)的局限，通過實驗平臺學(xué)習(xí)、臨床試驗?zāi)M項目、小組合作等多種模式，幫助學(xué)生掌握重難點知識，解決復(fù)雜問題。虛擬仿真技術(shù)可以大大強化學(xué)生的邏輯思維能力，并激發(fā)學(xué)生的求知欲，使學(xué)生能夠主動學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)知識。而且通過虛擬仿真技術(shù)還能夠創(chuàng)造真實的實驗情境，有助于加深學(xué)生對知識的理解和掌握，促進學(xué)生思維發(fā)展[4]。

2 傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)過程中的問題和不足

2.1 實驗過程存在安全隱患

在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)實驗環(huán)節(jié)，無論是儀器設(shè)備還是配置相應(yīng)的實驗試劑，都會存在一些安全隱患。一旦操作失誤，很有可能產(chǎn)生較大的安全事故，對學(xué)生的生命健康產(chǎn)生一定的威脅。而且，醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)教學(xué)還面臨著一大挑戰(zhàn)，那就是生物安全。醫(yī)學(xué)檢驗實驗教學(xué)中會用到一些檢測標本，這些標本無論是在運輸?shù)倪^程中還是在存放和檢測過程中都會存在一定的危險性，對實驗教學(xué)的開放造成了一定的阻礙[5]。

2.2 實驗教學(xué)被分離

醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)主要根據(jù)課程內(nèi)容進行安排，這樣可以保證實驗教學(xué)的連貫性，使學(xué)生的理論知識學(xué)習(xí)和實踐練習(xí)能夠保持同步。但是在真正臨床工作中，不同疾病有著不同的病變特征，因此需要學(xué)生對多項指標進行檢測和分析才能夠為臨床確診提供可靠、準確的信息數(shù)據(jù)。然而現(xiàn)有的高職院校醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生綜合能力方面還存在一些問題，比如實驗教學(xué)分離的情況。

2.3 形態(tài)學(xué)檢驗難度較高

形態(tài)學(xué)檢驗是醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)的重點內(nèi)容，包含內(nèi)容較多，而且很多都是顯微形態(tài)學(xué)內(nèi)容。比如血液、分泌物、體液等，教學(xué)內(nèi)容非常復(fù)雜而且實驗檢測的結(jié)果也極易受到影響。傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)很難讓學(xué)生全面、細致地觀察形態(tài)學(xué)內(nèi)容，而且在存儲標本方面也存在很多問題和不足，形態(tài)學(xué)檢驗難度較高[6]。

2.4 實驗成本較高

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)教學(xué)需要大量的先進設(shè)備和器材，才能夠完成實驗檢測。然而當前部分高職院校的實驗教學(xué)內(nèi)容跟不上臨床發(fā)展技術(shù)的步伐，而且在實驗中耗費的實驗試劑也較多，實驗成本較高。這就導(dǎo)致很多學(xué)生并無法反復(fù)練習(xí)部分實驗內(nèi)容，而僅僅一次實驗很難讓學(xué)生形成深刻的記憶。一些院校的實驗場地也非常有限，設(shè)備更新速度較慢而且維護成本高昂，阻礙了醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)實驗教學(xué)的開展。

2.5 學(xué)生自主設(shè)計實驗意識薄弱

受到傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式的影響，很多學(xué)生習(xí)慣在實驗教師的幫助下開展實驗。很多實驗課堂中教師都會為學(xué)生提前準備試劑、樣品和相關(guān)儀器設(shè)備，同時還會為學(xué)生講述實驗的規(guī)則、步驟和注意事項，學(xué)生按部就班開展實驗。這就導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新思維得不到有效發(fā)展，學(xué)生自主設(shè)計實驗的意識較為薄弱[7]。

3 虛擬仿真技術(shù)在高職院校醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)中的應(yīng)用路徑

3.1 構(gòu)建虛擬仿真實驗教學(xué)體系

高職院校需要圍繞虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建虛擬仿真實驗教學(xué)體系，根據(jù)課程特色豐富實驗教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化實驗流程，從而打造出特色鮮明的虛擬仿真實驗教學(xué)體系。

醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)的學(xué)生未來的主要工作場所集中于實驗室，因此院校需要利用虛擬仿真技術(shù)，以三甲醫(yī)院檢驗科為藍本，模擬實驗室工作環(huán)境。在計算機技術(shù)的幫助下，呈現(xiàn)出真實的實驗室布局、儀器設(shè)備、工作流程、參數(shù)設(shè)置、操作使用以及儀器設(shè)備的保養(yǎng)維護等。例如臨床生化室自動化生化分析儀的使用，需要院校基于虛擬仿真技術(shù)，為學(xué)生呈現(xiàn)出虛擬樣本預(yù)處理、更換試劑、校準定標、質(zhì)量控制、報告審核與日常管理等多個內(nèi)容，讓學(xué)生能夠結(jié)合自身實際情況進行反復(fù)練習(xí)[8]。

3.2 整合并適當引入虛擬仿真教學(xué)資源

教師需要整合并適當引入虛擬仿真教學(xué)資源，解決實驗教學(xué)內(nèi)容單一，設(shè)備器材不足的問題。教師可以融合優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課程、視頻公開課程等，豐富實驗教學(xué)內(nèi)容。同時教師還可以實現(xiàn)臨床血液學(xué)檢驗和臨床病理學(xué)課程相結(jié)合，將常見血液病骨髓片全面制作以及正常骨髓片制作打造成虛擬仿真項目，讓學(xué)生在項目學(xué)習(xí)中利用虛擬仿真技術(shù)，了解實驗過程學(xué)習(xí)更多知識，這樣可以有效解決骨髓片獲取困難、數(shù)量稀少的難題。

除此之外，院校還需要積極引入企業(yè)已經(jīng)開發(fā)成功的虛擬仿真系統(tǒng)和軟件，豐富虛擬仿真實驗教學(xué)的內(nèi)容。和企業(yè)合作針對實驗項目進行設(shè)計和開發(fā)，構(gòu)建完善的虛擬仿真實驗教學(xué)體系。

3.3 整合課程實驗引導(dǎo)學(xué)生全員參與

教師結(jié)合臨床上的經(jīng)典案例，模擬臨床病人的各項指標檢測并整合課程實驗。這樣可以打破以往實驗教學(xué)和課程分離的現(xiàn)象，將課程中的理論知識和實踐教學(xué)整合在一起，加強學(xué)生的理論與實踐之間的銜接，并引導(dǎo)學(xué)生全員參與。學(xué)生可以在實驗中通過模擬實驗結(jié)果，作為診斷疾病的根據(jù)。實驗操作過程主要包括實驗準備、實驗過程、實驗結(jié)果分析等。在實驗之前需要為學(xué)生準備好相應(yīng)的器材和設(shè)備，并幫助學(xué)生學(xué)會正確操作，在實驗結(jié)束之后還需要組織學(xué)生對實驗結(jié)果進行科學(xué)合理的分析，得出相應(yīng)的結(jié)論。在虛擬實驗中能夠讓所有學(xué)生參與到實驗的全過程中，加強學(xué)生多學(xué)科知識之間的融合，提升學(xué)生的理論知識應(yīng)用實踐能力。

3.4 構(gòu)建形態(tài)學(xué)實驗數(shù)據(jù)資源庫

為了解決形態(tài)學(xué)實驗困難的問題，教師可以結(jié)合虛擬仿真技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建形態(tài)學(xué)圖片數(shù)據(jù)資源庫。例如在檢驗病原微生物形態(tài)學(xué)的實驗課程中，教師可以在資源庫中找到生物形態(tài)的觀察、培養(yǎng)和應(yīng)用等內(nèi)容，并引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合資源庫進行血液檢查、糞便檢查等。這樣不僅可以豐富課程資源，還能夠為學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，打造個性化學(xué)習(xí)平臺。學(xué)生可以隨時隨地在資源庫中找到一些罕見的形態(tài)學(xué)檢查現(xiàn)象以及結(jié)果，比如血細胞、白血病等，提高實驗教學(xué)質(zhì)量。

3.5 打破虛擬仿真實驗室的局限性

虛擬仿真實驗技術(shù)的應(yīng)用雖然能夠提高教學(xué)質(zhì)量，深化學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，但是在虛擬仿真實驗室中還存在一些局限性。一方面，過多的虛擬操作讓學(xué)生的實際動手操作能力得不到提升，忽視了一些實驗器材的操作步驟。比如微量加樣槍的操作過程，學(xué)生通常采用鼠標點擊的方式完成加樣，雖然在這一過程中能夠展示持槍和加槍頭的手法、加樣的角度以及按壓的檔位，但是學(xué)生無法感受按壓的力度和放液的速度等，缺少實際體驗。另一方面，虛擬仿真實驗操作讓學(xué)生對實驗誤差的分析能力有所下降。雖然計算機的應(yīng)用能夠保證實驗結(jié)果的準確性，但是會導(dǎo)致學(xué)生缺少對實際誤差的感知和體驗。在現(xiàn)實操作的過程中，可能會出現(xiàn)加樣量不準確或者手法不規(guī)范等問題。

針對這一問題，需要教師結(jié)合虛擬仿真技術(shù)，打造完善的虛擬實驗考核實驗平臺。當學(xué)生運用虛擬仿真技術(shù)完成實驗之后，結(jié)合考核實驗平臺對學(xué)生的實驗過程進行打分，包括每一個實驗步驟的分數(shù)。虛擬考核實驗平臺側(cè)重于實驗過程的評價，對學(xué)生的全部實驗步驟進行分析和監(jiān)測。從而幫助教師了解到學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況，科學(xué)設(shè)計醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)實驗教學(xué)內(nèi)容。除此之外，最重要的還是需要教師科學(xué)使用虛擬仿真技術(shù)，并不能使其完全替代實踐課程。有條件的還是需要引導(dǎo)學(xué)生進行現(xiàn)實操作，完成知識的內(nèi)化和運用。

4 結(jié)語

綜上所述，虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用讓傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)教學(xué)發(fā)生了巨大的變化，提升了實驗教學(xué)的質(zhì)量，但同時也對教師提出了更高的要求。需要教師充分發(fā)揮學(xué)科特色，合理使用虛擬仿真技術(shù)，重視人才的個性化培養(yǎng)，打造完善的虛擬仿真教學(xué)體系。