■高蓉 馬文卓 楊亮 （甘肅醫(yī)學院）

基于崗位職能的醫(yī)學檢驗虛擬實驗的構(gòu)建與應用*

■高蓉 馬文卓 楊亮 （甘肅醫(yī)學院）

本文針對醫(yī)學檢驗專業(yè)崗位職能需求，借助計算機和網(wǎng)絡技術(shù)構(gòu)建了醫(yī)學檢驗虛擬實驗平臺，著重介紹了平臺的構(gòu)建和實踐應用，并對其應用效果進行了分析。

崗位職能；醫(yī)學檢驗；虛擬實驗

一 虛擬實驗平臺的構(gòu)建

虛擬實驗是基于網(wǎng)絡技術(shù)和虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建的開放式、網(wǎng)絡化虛擬實驗教學系統(tǒng)，能提供實時、三維的虛擬實驗環(huán)境，通過視、聽、觸覺等作用于使用者，使用者則可進入該虛擬環(huán)境，借助交互軟件進行交互操作[1]。

（一）模塊構(gòu)建

針對檢驗專業(yè)崗位職能需求，結(jié)合醫(yī)學檢驗專業(yè)特點，通過制作3D模型、動畫及繪制實驗場景，構(gòu)建醫(yī)學檢驗專業(yè)虛擬臨床教學實驗室，涵蓋檢驗專業(yè)常用自動化檢驗儀器，實驗技術(shù)和實驗室安全及微生物防護三個模塊。自動化檢驗儀器包括臨床常用的六類儀器，實踐內(nèi)容包括儀器基本操作和質(zhì)量控制；實驗技術(shù)根據(jù)學科性質(zhì)分為五類，具體操作有基礎實驗、綜合實驗及供學生自主進行的設計性實驗；特別設計了生物防護和實驗室安全模塊，目的在于強化學生生物防護和實驗室安全意識，內(nèi)容包括實驗室標準規(guī)范和安全防護。（表1）。

表1 虛擬實驗平臺模塊及內(nèi)容

（二）功能設置

虛擬實驗平臺設置三種功能模式：演示模式，自設模式和評測模式。演示模式通過視頻、音頻、文字動畫，引導學生學習。評測模式下沒有任何提示，由學生自主進行選擇項目的實驗進程，如果操作有誤，則實驗不會進行下去，只有正確的操作實驗才能順利進行，完成后，系統(tǒng)將會自動根據(jù)操作評分。自設模式是通過交互端讓學生自主選擇儀器設備、實驗技術(shù)等供學生自主設計實驗。

專業(yè)課開設期間，學生可以利用交互端：電腦、移動APP進入虛擬實驗教學環(huán)境，先選定實驗模塊和實驗項目后，進入到虛擬實驗平臺中，對校內(nèi)可以開設的實驗進行提前預習，如果通過虛擬實驗測試，才可以進入到真實實驗室進行實驗，然后完成實驗報告。如果未通過測試，需返回虛擬實驗室進行學習，直到通過測試再進行真實實驗。實驗考核以后也可以進行實驗項目的循環(huán)再學習，達到自身滿意的效果。對校內(nèi)沒有開設而臨床工作需要的，則可以進行自主學習。同時，在學生進入醫(yī)院實習前，學生在虛擬實驗平臺集中培訓，以縮短學生進入醫(yī)院的適應期。

（三）應用方式

二 虛擬實驗平臺的應用

（一）對象與方法

1 研究對象

以甘肅醫(yī)學院2015級醫(yī)學檢驗技術(shù)專業(yè)?？茖W生為研究對象，采取整群抽樣的方法隨機抽取2個班，分為A、B兩個班，兩班學生均已學習了一年的醫(yī)學基礎知識，在年齡、性別、理論基礎課成績上差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），具有可比性。

2 教學方法

A班（45人）采用傳統(tǒng)實驗教學模式，B班（46人）采用虛擬實驗結(jié)合傳統(tǒng)實驗的教學模式。教學內(nèi)容包括：全自動生化分析儀的使用及結(jié)果判定，ELISA實驗-乙肝兩對半的測定，常規(guī)石蠟切片的制作，微生物學操作技術(shù)共四個內(nèi)容。

（1）A班實驗教學的實施教學過程為教師講解—示范操作—學生動手完成傳統(tǒng)實驗—課后撰寫實驗報告。（2）B班實驗教學的實施實施步驟為：①課前虛擬實驗操作，教師提前1周向?qū)W生告知實驗內(nèi)容，學生在虛擬實驗室完成虛擬實驗或設計實驗。②傳統(tǒng)實驗教學，教師引導學生完成傳統(tǒng)實驗。③課后撰寫實驗報告。

3 教學效果評價

(1)實驗成功率。記錄兩班實驗完成情況，課程結(jié)束時計算實驗總體成功率。(2)考試成績。課程結(jié)束后，兩班采取相同的試卷考試（筆試占50分，操作占50分），通過考試成績分析實驗教學效果。

4 統(tǒng)計學處理采用SPSS統(tǒng)計軟件處理數(shù)據(jù)，用（x±s）表示，采用t檢驗或χ2檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

(二)結(jié)果

1 實驗成功率

結(jié)果顯示，B班的實驗成功率為80.4%，顯著高于A班的71.5%（P＜0.05）。

2 兩班學生檢驗技術(shù)實驗考試成績（見表2）

表2 兩班實驗考試成績比較（x±s，分）

由表2可見，B班實驗總成績及操作成績顯著高于A（P＜0.05）,但筆試成績兩班比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

三 虛擬實驗的應用體會

（一）虛擬實驗的功能體現(xiàn)

1 逼真的實驗室場景，讓學生對檢驗專業(yè)涉及的實驗設備、實驗技能有一個清晰的認識。

2 人機互動，設置實驗相關(guān)問題作為互動環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了虛擬工具完成完整的實驗操作功能。

3 演示功能和評測功能可以相互切換。

（二）虛擬實驗應用效果

1 提高學習效率

（1）轉(zhuǎn)變教學觀念。逼真的虛擬環(huán)境提供的人機交互功能，更強調(diào)了由學生主動參與構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)，這種教學內(nèi)容外在形式的生動化與內(nèi)在結(jié)構(gòu)的科學化更緊密地結(jié)合起來，極大地促進教學觀念發(fā)生變化。

（2）豐富教學方式。虛擬實驗能夠靈活地提供給學生不同的實驗教學內(nèi)容，學生可以根據(jù)實際情況確定學習內(nèi)容和安排學習進度，從而最大限度地滿足學生的不同認知水平的需要。

（3）擴展實驗的時間和空間。學生可以隨時隨地進行虛擬實驗，獲得與真實實驗一樣的體會，加深對教學內(nèi)容的理解。

（4）規(guī)范實驗操作。在虛擬實驗平臺中，如果實驗操作錯誤，實驗即刻將被中斷，迫使學生思考原因、解決問題，從而規(guī)范了實驗操作，同時也避免了實物實驗中時常出現(xiàn)的儀器損壞事故。

2 拓寬教學資源，彌補校內(nèi)教學資源的不足

虛擬實驗平臺可以節(jié)省基礎設施的低水平重復建設以及耗材的資金投入，能夠快速的從整體上改善教學條件和提高教學水平，實現(xiàn)資源共享。同時，虛擬實驗室能夠給學生體驗世界上最先進的儀器設備。

3 加強了對生物防護的認識，同時也避免了生物危害

醫(yī)學檢驗實驗中經(jīng)常要接觸一些病原微生物、傳染性疾病的患者標本，虛擬實驗從生物安全的標準規(guī)范和安全防護兩方面，加強學生對生物防護的認識。而對于危險的或?qū)θ梭w健康有危害的，應用虛擬實驗避免了真實實驗或操作所帶來的各種危險隱患，但同時又使學生獲取了逼真的操作體驗。

四 虛擬實驗的應用前景

虛擬實驗作為一種新型教學手段迅速發(fā)展。國內(nèi)外一些醫(yī)學院校相繼建立了虛擬實驗室，并探索性地開展了教學研究。研究顯示，虛擬實驗在實驗項目拓展、學生設計能力培養(yǎng)、教學資源節(jié)約等方面具有較大優(yōu)勢[2]。隨著21世紀檢驗醫(yī)學的發(fā)展，醫(yī)學檢驗的任務不再是單純?yōu)榕R床提供簡單的檢驗報告，而是根據(jù)臨床的需要，迅速、準確地把簡單的檢驗數(shù)據(jù)科學地轉(zhuǎn)變?yōu)樵\斷、治療、康復和預防的臨床信息，并為臨床提供有意義的咨詢服務，直接參與臨床的診斷和治療，所以檢驗科向作出診斷報告發(fā)展的趨勢越發(fā)明顯[3]。為了適應這種發(fā)展趨勢，醫(yī)學檢驗虛擬實驗平臺還需向綜合化、系統(tǒng)化方面發(fā)展。

總之，醫(yī)學檢驗虛擬實驗平臺是一種更高效便捷的教學方式，彌補了學校教學資源的不足，培養(yǎng)和提升了學生的實踐創(chuàng)新能力，為學生進入臨床實習奠定基礎，縮短了學生進入臨床工作的適應期，同時也能增強畢業(yè)生的職場競爭力和適應性，隨著電子技術(shù)和網(wǎng)絡化技術(shù)的高速發(fā)展，虛擬實驗將不斷得到完善和提高，在未來醫(yī)學職業(yè)教育中他將成為高效輔助教學手段的發(fā)展方向。

[1]賈銀亮.虛擬實驗在高校計算機網(wǎng)絡教學改革中的應用[J].江蘇教育學院學報(自然科學版)，2012，28(1)：31－37.

[2]童學紅，崔茜，董曉敏，等.虛擬實驗系統(tǒng)在機能實驗教學中的應用[J].繼續(xù)醫(yī)學教育，2014，28(6)：98-100.

[3]王躍，程曦，王頻佳.臨床檢驗微生物學課程體系改革的探索[J].現(xiàn)代預防醫(yī)學，2011，38(1)：73－74．

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甘肅省高等學?？蒲许椖浚?015B-139）。