虛擬仿真實驗在臨床微生物學檢驗技術實驗教學中的應用

何濤，湯麗霞，王俊利，李來穩，龍顯科，郭子維

（右江民族醫學院，廣西 百色 533000）

新時期下，隨著計算機信息技術與網絡技術的全面發展，越來越多的現代化教學方式及教學方法被應用到教育領域中，促進了教育改革發展[1]。虛擬仿真教學是在信息化教學背景下，通過網絡通訊、數據庫技術，構建相應的實驗操作環境，使得學生可以在自主、開放的平臺下進行虛擬實驗。將虛擬仿真實驗應用在臨床微生物學檢驗技術實驗教學活動中，不僅可以實現對高危、高致病性病原的檢測，還不會受到時間、空間的局限，具有良好應用效果。

1 虛擬仿真實驗在臨床微生物學檢驗技術實驗教學中的應用價值

虛擬仿真實驗教學主要是依據人機交互、多媒體、虛擬現實、網絡通信及數據庫等技術，建立相應的高度仿真實驗環境，并將相應的實驗對象模擬出來，指引學生在虛擬的環境中開展實驗活動，促進實驗教學目標的實現。在虛擬仿真實驗教學中，其具備虛實結合、相互補充的優勢，可以實現真實實驗難以完成的實驗教學任務，尤其是一些高風險、惡劣環境、不可逆操作、高消耗高成本實驗等。對于臨床微生物學檢驗技術實驗教學，主要是引導學生可以系統的掌握基本檢驗知識及相關操作技巧。在實際中，受生物安全、教學條件、實驗課學時等各種因素的影響，在實驗教學內容上，大多局限在簡單的基礎實驗教學中，對于一些高危、高致病性微生物檢驗實驗，難以有效開展，不利于學生學習。關于一些致病性的微生物鑒定、微生物形態學、實驗室生物安全等實驗內容，只能通過圖片、文字的方式進行，很容易造成學生知識認識不全面，難以獲得好的實驗課教學效果。虛擬仿真實驗可以將通過編排、剪輯等將三維立體動畫資料展示出來，有助于學生更好的理解知識。同時對于一些高危、高致病性微生物檢驗實驗教學，通過虛擬仿真實驗，可以讓學生大膽的進行實驗操作，并且學生可以根據自身實踐操作水平，反復操作，節省了實驗教學成本，提高了實驗教學安全性。此外，虛擬仿真教學平臺還具有相應的分享共享功能，能實現課件、講義、多媒體資源、習題等各種資源的優化整合，具備資源開放共享功能，可以讓學生獲得更多有利于自身發展的信息，同時也能強化師生、生生之間的互動交流，促進了學生綜合發展。

2 傳統臨床微生物學檢驗技術實驗教學存在的問題

在傳統臨床微生物學檢驗技術實驗教學活動中，存在的主要問題在于：（1）學生實驗學習處于被動地位，在以往的微生物學檢驗技術實驗教學中，由于學生人數相對比較多，加上師資力量不足，實訓場地有限，在實驗教學中，大多是開展簡單的、已知實驗步驟和實驗結果的驗證性實驗，同時實驗課學時相對不足，導致臨床微生物學檢驗技術實驗教學內容逐步被壓縮，綜合性、研究性實驗[2]比例少，不利于學生理解理論知識以及臨床思維的培養，當學生遇到實際問題時，會感覺不知所措。這種被動式的學習活動會在很大程度上削弱學生的學習積極性，也降低了學生對實驗的興趣，導致實驗教學效果不佳。（2）學生生物安全意識較弱，臨床微生物學實驗對象是病原微生物，而微生物本身具有無處不在、肉眼無法看見的特點，如果在實驗過程中，未能嚴格做到無菌操作，很有可能引起雜菌污染，而造成實驗失敗。在實驗課堂上，教師雖然不斷的強調生物安全重要性，但是部分學生生物安全意識薄弱，在實驗中難以嚴格的按照無菌操作要求進行；另外，因實驗室生物安全柜或超凈工作臺有限，在這種情況下，為了保證安全，教師只能取消一些危險性實驗。（3）由于臨床微生物學檢驗技術實驗課學時相對不足，導致實驗教學內容安排與臨床實際操作有一定的差距[3]，比如臨床標本需要先經過分離培養、純培養后再進行生物化學鑒定及藥物敏感性實驗等。為了在有限的學時里滿足學生掌握臨床病原微生物鑒定的技能，有些實驗環節在前期的準備工作中由實驗教輔人員完成，因此學生無法真實體驗臨床微生物鑒定的全過程，導致學生學習積極性不高。

3 虛擬仿真實驗在臨床微生物學檢驗技術的應用策略

3.1 借助虛擬仿真實驗彌補傳統實驗不足 對于臨床微生物學，其主要研究對象是病原微生物，其具有一定的致病性，特別是一些高危病原菌。在當前臨床微生物學檢驗技術實驗教學中，對于這些高危、高致病性實驗教學，大多是停留在理論教學層面，教師處于安全性考慮，很少組織學生開展相應的實驗教學，導致學生無法針對這些內容進行實驗，不利于學生發展。另外，一些臨床茍養菌的檢測對于實驗室條件、檢測人員、儀器設備都有一定的要求，這也導致傳統的實驗教學中，很難開展相關菌種檢測的實驗教學。而虛擬仿真實驗教學的應用，可以有效改善實驗室生物安全、場地緊張、儀器設備昂貴、茍養菌種檢測、實驗課學時不足等情況，能更好的培養學生臨床微生物學檢驗技能，彌補了傳統實驗教學中的不足。虛擬仿真實驗還可以將一些耗時比較長的實驗縮短呈現出來，如結核分枝桿菌培養過程，學生能在虛擬仿真實驗中動態觀察，以此幫助學生更好的把握、應用知識。

3.2 借助虛擬仿真實驗提升學生臨床思維能力 在臨床微生物學檢驗技術實驗教學中，通過虛擬仿真實驗，從樣本采集到檢測方法選取，再到檢測方法的實施，學生都可以利用所學的知識進行，從而提高學生的綜合分析能力和解決問題能力。例如具有高風險性的血源性感染的微生物檢驗，可以通過虛擬仿真實驗進行，實現從臨床病例分析討論[4]，血液標本的采集，利用血液培養儀培養采集到的血液標本，再到對培養陽性報警的標本選擇常規生物化學鑒定或微生物質譜鑒定系統進行快速鑒定，最后報告鑒定結果。這種虛擬仿真實驗來源于臨床案例與臨床檢驗操作相結合，能為學生創建一個真實的學習情景，并在虛擬仿真實驗中融合相應知識點，與學生互動問答，同時加上三維仿真動畫、聲音講解，學生通過操作、實踐感悟、分析問題，既能帶給學生真實的體驗，又能加深學生對理論知識的理解。有效提升學生臨床思維能力，激發學生學習熱情，強化學生臨床實踐技能，有助于學生專業水平、科學精神、創造精神的培養。

3.3 虛擬仿真實驗帶給學生體驗式實驗操作 將虛擬仿真實驗應用到臨床微生物學檢驗技術實驗教學中，通過聲音、動畫、圖像等的相互結合，將臨床真實操作全過程展示出來，能讓抽象的實驗過程變得更加直觀，學生在虛擬仿真實驗中的活動，就像是自身在玩游戲，還可以帶給學生體驗式實驗操作感受，能充分調動學生積極性。學生可以在課前通過體驗式實驗操作來預習相關知識，在課上結合教師講解加深對知識的理解，在課后學生還能再次進行體驗操作、學習，加深了學生感悟。

4 總結

總而言之，將虛擬仿真實驗應用到臨床微生物學檢驗技術實驗教學活動中，可以有效解決傳統微生物學檢驗技術實驗教學中存在的不足，能讓學生在虛擬的環境進行創新性學習，促進了臨床微生物學檢驗技術實驗教學改革，同時虛擬仿真實驗本身具有很強的方便性、靈活性、趣味性，能激發學生的主動性、創造性，不僅具備線上教學資源優勢，還融入了課堂教學的特色，能有效節約課堂教學時間，開拓學生視野，有助于學生綜合發展。