虚拟仿真医学检验实验教学平台建设的实践

虚拟仿真医学检验实验教学平台建设的实践

费嫦李树平张荔茗李争鸣王林（通讯作者）

湖南医药学院医学检验系湖南怀化418000

【摘要】为培养医学检验专业学生的岗位胜任能力，提高医学检验实验教学的质量和效果，利用计算机网络建立虚拟仿真的医学检验实验教学平台。通过平台建设和使用，丰富了课堂实验教学形式和内容。同时，学生通过虚拟仿真实验的学习，培养了学生实践操作能力、自主学习能力和分析问题解决问题的能力。

【关键词】虚拟仿真；医学检验；教学改革；实验教学

以岗位胜任能力培养的教育模式已经成为21世纪普通高等医学教育人才培养的基本模式[1]。医学检验本科教育主要是为医疗卫生单位培养从事检验工作，技能型、应用型医疗卫生高级专业技术人才。医学检验专业基本岗位胜任能力包括实验操作技能和专业实践综合能力。目前，医学检验课程的实验教学形式相对单一，学生参与实验的积极性不高，而且实验课时数的限制、实验师资缺乏、实验设备不足等问题逐渐突显，从而导致实验教学效果欠佳。

虚拟仿真实验教学信息技术在教育领域具有重要应用，是教育信息化的重要组成部分[2][3]。为了改变存在的问题，我们利用校园网络建立了医学检验实验教学虚拟仿真平台，通过科学的规划和设计，整合了医学检验全部专业课程的实验教学资源，在医学检验实验教学中的使用和探索，收到了比较满意的教学效果。

1.医学检验课堂实验教学存在的问题和困难

目前，传统的医学检验实验教学在基本实验技能和专业实践综合能力的培养方面存在着以下的问题和困难。

1.1专业课程实践教学按课程分隔，存在一定局限：传统的医学检验专业教学是以课程为单位进行的，其优点是保证了课程教学的系统性和整体性，比较容易培养学生的基本操作技能，而医学检验临床工作面对的是病人的各种标本，其可能存在复杂的理学、化学、微生物学、细胞学和免疫学等病变，需要进行相关的检测，并对各项实验结果进行综合分析，才能为疾病诊断和鉴别诊断提供客观的依据。而这种综合分析问题、解决问题的能力是单独一门课程的教学难以做到的。

1.2形态学检验教学难度大、过程长、资源有限：形态学检验内容繁多，信息量大，包含了血液、骨髓、尿液、体腔液、排泄物、分泌物及相关标本的细胞学、血液学、免疫学、微生物学、寄生虫学的显微形态学内容[4]。同时形态学内容错综复杂、千变万化，对于初学者来说难度非常大。而课堂教学课时和资源有限，无法保证每种病例每位同学都能观察到比较全面的形态学内容，且形态学检验的标本片使用期有限，无法长期使用，从而导致了形态学教学效果并不理想。

1.3学生不能参与实验的全过程：因实验课时有限，学生不能参与实验准备、预实验，且无法对实验进行全程的质量控制，不能对实验结果进行课堂分析，大多数学生对实验内容的学习只局限于教师已经准备好的内容，因此学生对实验的理解与掌握还不够全面。

1.4仪器检验教学成本高：对于今后从事临床医学检验工作的学生，了解现代临床检验仪器的原理、使用和维修，是至关重要的，但检验仪器价格昂贵，运行维护成本高，学校购置能力有限，因此学校全部购进常规检验仪器并进行日常实验教学，存在较大的难度。同时，去附属医院走马观花似的见习使教学效果无法保证。

1.5生物安全原因导致部分实验无法开展：如结核、HIV、霍乱等病原体检验，因为存在高度传染性和致病性，导致我们无法开展相应的实验，从而导致学生相关的检验技能和能力的培养欠缺。

2.虚拟实验教学平台应用的实践

2.1建立虚拟的仿真实验室，实现学生全程参与实验。

将医学检验专业课程中的各项实验项目，利用计算机软件，建立交互的、实时的、高仿真虚拟仿真项目。学生在任何时间、任何地点，利用网络设备进行虚拟实验，整个过程需自主选择实验所需器材、设备和试剂，并且自主设计和完成实验。从而促使学生提前预习实验内容，掌握各种实验器材、设备的使用原理和适用范围，这样学生在虚拟实验平台上熟悉了实验内容和实验操作，为学生课前预习实验和课后的复习提供更加直观的资源和平台。同时，一些在课堂实验教学无法开展的高生物危险的微生物实验，可以在虚拟仿真实验教学中顺利开展，这为传统的实验教学提供了有益的补充。

2.2建立检验仪器虚拟操作平台。

将临床检验常用的大型仪器制作可以交互的数字仪器。学生可以虚拟的操作仪器进行标本的检测，从而加深对检验仪器的检测原理、结构和使用维护直观认识，为现实的仪器操作和今后的实习和工作打下良好的基础，同时也提高了检验仪器的使用寿命和教学效果。

2.3建立医学检验形态学数字资源库。

针对形态学检验教学难度大、过程长、资源有限的特点，我们收集了常见的血液、骨髓和其他排泄物和分泌物的疾病标本，利用数字切片工作站，将整个标本片进行数字化，以“疾病为主体，标本为框架”制作典型的形态学资源库。比如：外周血的形态学检验包括血细胞形态（临床基础检验和血液学检验范畴）、病原微生物（微生物学检验范畴）和疟原虫（寄生虫学检验范畴）。形态学数字资源库建立后打破了课程限制是医学检验实验教学的突破和创新。

2.4构建网络实验考核模块。

为了改变传统的实验考试，只考核实验操作，缺乏对学生实验相关理论和实验结果分析等方面的考查，我们将与实验相关的知识（如实验原理、实验步骤、操作动画、注意事项和结果分析等内容）制作网络版交互的数字考核题库，系统能够实时给学生进行评分，并能对每道试题进行分析。

3.虚拟实验教学平台建设和应用的体会

我们从2013年开始进行医学检验虚拟仿真实验教学平台的建设，通过近几年的建设和不断的完善，经过学生的使用和反馈，我们积累一定的建设和使用的体会。

3.1平台丰富了实验教学的形式和内容，有利于培养学生的岗位胜任能力。

虚拟仿真实验模块，使学生只能在现场操作的实验课，可以自由在网络上虚拟仿真实验，学生随时、随地可以利用各种网络设备进行反复的练习。课前的预实验为课堂实验教学打下了良好的实验基础；课后实验复习有利于学生全面掌握实验的内容。检验仪器虚拟操作平台的应用，为目前仪器检验教学成本高、学生无法亲自操作等问题，提供了一种可行的解决方法。医学检验形态学数字资源模块，为学生提供丰富全面的形态学数字资源，并且按照标本和疾病进行整合，有利于培养学形态学辨认能力和诊断能力。网络实验考核模块，不仅考核实验操作，也考查实验相关的理论知识，促进学生更加全面的掌握实验操作和相关理论。总之，实验教学虚拟平台的建立和使用，大大的丰富了传统教学的内容和形式，更有利于培养学生的综合实践操作能力，是对传统课堂实验教学的有益补充和延伸。

3.2虚拟实验教学平台建设中存在的问题和困难。

虽然平台是建设和使用取得了较好的教学效果，但还存在不少的问题和困难。首先，学生参与虚拟实验的使用率不高，虚拟网络平台构建的虽好，学生不使用，就很难达到教学效果。我们虽然强调和督促学生按时完成虚拟平台的学习，但从平台的使用统计看，使用虚拟平台的学生占总人数的80%，经常使用的学生占50%左右。因此如何提高平台的使用率，提高学生学习的积极性是我们在今后建设中需要探索解决的问题。其次，虚拟实验教学平台的建设需要长期人力和物力的投入，建设人员有医学检验专业教师，也需要专业的计算机的网络人员，但是检验专业人员不精通网络技术，而计算机网络技术人员不懂检验专业，从而导致有关网络实验教学设想不能准确及时的建立和落实[5]。因而，利用多方种途径筹措平台建设的资金，积极积累和总结建设经验，及时更新平台内容是我们必须克服的困难。

4.小结

本着“以实为本，以虚补实，虚实结合”的精神，通过几年的虚拟网络平台的逐步建设和实施，将医学检验实验教学的资源和内容整合于虚拟的、人机交互、开放的实验教学平台。通过在虚拟仿真教学平台的学习和实际实验操作相结合，有利于学生掌握各种实验器材设备的使用、实验原理、实验操作、注意事项和结果分析等实验的知识，有利于强化和培养学生实践操作能力，有利于打破传统课程的分隔提高分析问题和解决问题的能力。总之，虚拟实验教学平台建设和实施提高了医学检验专业学生的岗位胜任能力，平台的使用是对传统实验课堂教学的有益补充，是对探索实验教学改革创新的有益尝试。

参考文献：

[1]JulioF，LincolnC，ZulfiqarAB，etal.Healthprofessionalsforanewcentury：transformingeducationtostrengthenhealthsystemsinaninterdependentworld[J].Lancet，2010，9756（376）：1923-1958.

[2]李平，毛昌杰，徐进.开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设提高高校实验教学信息化水平[J].实验室研究与探索，2013，11：5-8.

[3]王卫国.虚拟仿真实验教学中心建设思考与建议[J].实验室研究与探索，2013，12：5-8.

[4]王林，费嫦，姚丽萍，等.医学高专血液学检验形态学教学改革与实践[J].实用预防医学杂志，2009（5）：1646-1647

[5]周世杰，吉家成，王华.虚拟仿真实验教学中心建设与实践[J].计算机教育，2015，09：5-11.

作者简介：

费嫦（1981年出生），女，实验师，在读博士，医学检验教学与科研。通讯作者：王林，男，讲师，硕士

基金项目：湖南省教育厅教改项目（编号：2015643）