醫(yī)學檢驗虛擬仿真實驗教學平臺探索
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摘要:在醫(yī)學檢驗技術專業(yè)教學中搭建以虛擬仿真儀器、形態(tài)學數字資源庫以及虛擬仿真實驗三個模塊為中心的虛擬仿真實驗教學平臺不僅能夠提高醫(yī)學檢驗技術專業(yè)課的實驗教學水平，完善實驗教學體系，而且能夠促進學生自主學習能力以及創(chuàng)新能力的綜合素質培養(yǎng)。
關鍵詞:醫(yī)學檢驗技術;虛擬仿真實驗;實驗教學
0前言
醫(yī)學檢驗技術是一門實踐性科學，在傳授給學生理論知識的同時更側重技能的培養(yǎng)。因此實驗教學在醫(yī)學檢驗技術專業(yè)中占據了重要的地位。然而由于醫(yī)學檢驗專業(yè)實驗中實驗儀器種類繁多且昂貴、試劑用量大、導致實驗誤差因素多；形態(tài)學部分教學難、過程長、資源少等，使很多實驗無法開展。隨著自動化檢驗儀器在臨床檢驗工作廣泛應用，仍然以傳統(tǒng)手工檢驗項目為主的教學也與實際工作脫節(jié)。為了提高醫(yī)學檢驗專業(yè)課的實驗教學水平，完善實驗教學體系，促進學生的自主學習能力，培養(yǎng)學生的綜合素質，深入探索及搭建虛擬仿真實驗教學平臺具有重要的現實意義。
1虛擬仿真技術的特點
虛擬仿真技術（virtualsimulationtechnology）是20世紀90年代初開始形成的一個較為完整的學科體系，它是由服務器、網絡、虛擬實驗軟件和客戶端構成，通過局域網或互聯網訪問服務器完成虛擬實驗操作。虛擬仿真實驗教學平臺的特點有：（1）使用無時間空間限制。虛擬仿真實驗依靠網絡系統(tǒng)完成的一個實驗平臺，因此其教學過程不會受到時間和空間的限制，只要做到服務器全天開放，使用者就可以在網絡設備的終端隨時訪問虛擬實驗教學系統(tǒng)，并且進行實驗課程的學習，使教學信息和實驗資源最大程度的共享。（2）師生之間具有強大的交互能力。虛擬仿真實驗教學平臺設有信息溝通和幫助功能，這為師生互動，在線問答提供了平臺，教師可以及時針對學生的疑問進行一對一的輔導，使學生更好的理解實驗原理、步驟及預期結果。（3）改進實驗手段，提高教學效果。虛擬仿真實驗利用三維軟件技術提供了真實、安全、生動的實驗環(huán)境，解決了很多現實實驗中實現不了的困難，并將這些實驗具體化、形象化。提供了真實、生動、安全的實驗學習環(huán)境，顯著提高了學生的學習效率。
2醫(yī)學檢驗實驗教學虛擬仿真平臺建設的必要性
2.1順應現代教學理念的轉變
目前高等醫(yī)學教育教學活動深受教育信息化的影響，網絡教學課堂極大沖擊傳統(tǒng)理論課堂教學。醫(yī)學檢驗技術的實驗教學是一個非常重要的環(huán)節(jié)，它可以提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。如何讓實驗教學適應網路發(fā)展和學生學習方式的變化成為醫(yī)學檢驗技術專業(yè)教師不能回避的問題。虛擬仿真實驗構建及實驗教學平臺的搭建就很好補充了實體實驗教學，它可以通過虛擬網絡環(huán)境提供生動形象的場景以及人機互動的途徑。這種教學形式不僅適應新生代的學生學習要求，更能夠為學生創(chuàng)立一個主動參與以疾病為主線的知識體系和學習平臺，使學生的學習方式從被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，培養(yǎng)學生自主學習能力，拓展學生的思維空間。
2.2銜接學校和臨床醫(yī)院教學內容
隨著21世紀的到來，醫(yī)學教育也進入了大數據時代，臨床醫(yī)學檢驗的繁瑣復雜人工操作也被高端自動化、智能化以及高通量的檢驗儀器所取代。目前由于醫(yī)學院校很難提供醫(yī)學檢驗技術所涉及的高端儀器以及復雜繁瑣的實驗耗材，導致醫(yī)學檢驗技術專業(yè)的實驗教學處于一個原始實驗原理和方法的授課階段，與臨床實際工作出現嚴重脫節(jié)的現象。而虛擬仿真技術的出現就很好的補充了這一不足。將虛擬仿真實驗引入醫(yī)學檢驗技術專業(yè)的實驗教學中，就可以讓學生在掌握了實驗基本原理和方法基礎上，了解和學習臨床醫(yī)院先進的實驗技術方法和實驗儀器，很好的將學校教育和臨床工作有機的銜接，改變了學生從學校進入醫(yī)院初期的茫然無助的現象，使學生很快融入到實際工作中。
2.3有助于培養(yǎng)創(chuàng)新人才
醫(yī)學檢驗虛擬仿真實驗教學是學科專業(yè)和信息技術的高度融合的結晶，它對提升學生創(chuàng)新性思維、探索精神、實踐能力的重要平臺。這些能力的培養(yǎng)對醫(yī)學檢驗技術學生的臨床工作具有非常重要的意義。虛擬仿真實驗教學突破了實體實驗教學的局限性，通過其全天候的開放式實驗平臺，為學生提供了自由的學習環(huán)境。學生也可以在教師的指導下依據不同病例自擬、自選實驗項目模擬臨床檢測過程，通過小組討論方式鼓勵學生對不同的觀點進行交流，實現對復雜問題的解決和掌握。這樣的學習方式不僅有利于學生邏輯思維的培養(yǎng)，也能讓學生從被動的填鴨式的學習轉變?yōu)橹鲃幼杂X的學習，這種自主協(xié)助學習模式有利于激發(fā)學生的求知欲，最大限度地發(fā)揮學生的主動性和參與性。虛擬仿真實驗平臺中逼真的立體化教學情景以及人機交互的學習方式，有利于學生對知識的理解和掌握，也促進學生形象思維和直覺思維的發(fā)展。
3醫(yī)學檢驗實驗教學中虛擬仿真平臺構建的內容
依據國家教育部頒布的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃》的要求，虛擬仿真實驗應遵循“虛實互補、能實不虛、以虛促實”的原則構建，不能把實體實驗完全虛擬化或搬到網絡中去，也不能因時間長，實驗復雜或設備不足等原因將實體實驗進行虛擬化，而是應將虛擬實驗與實際試驗有機結合，做好以虛促實提高實驗整體效果。所以在構建醫(yī)學檢驗虛擬仿真實驗應結合實際實驗的缺陷將虛擬部分有效契合，以補充實體實驗的不足提高教學效果。筆者認為在醫(yī)學檢驗涉及到的實驗中以下幾個部分可以開發(fā)虛擬實驗并運用到實際教學中。
3.1構建虛擬仿真儀器
現代醫(yī)學檢驗技術依靠智能化、自動化儀器完成高通量的檢驗工作。學生在學校學習專業(yè)課程期間是沒有機會接觸到這些儀器的，當進入到實習工作中時就會顯得很茫然，帶教老師也反饋學生學習的知識與現實工作脫節(jié)。所以構建虛擬仿真儀器，通過虛擬仿真儀器學習實體儀器的使用原理和方法是緩解這種知識脫節(jié)的最佳渠道。構建醫(yī)學檢驗仿真儀器主要涵蓋臨床生物化學檢驗、臨床免疫學檢驗、臨床病原學檢驗以及臨床分子診斷幾個模塊。比如臨床生物化學檢驗部分可以以全自動生化分析儀、離心機、水浴箱等構建虛擬仿真體系，讓學生通過虛擬仿真情景的學習了解臨床生物化學檢驗的工作流程，學習質控原則以及失控原因的分析等生物化學檢驗工作的相關的重要知識。
3.2構建醫(yī)學檢驗形態(tài)學數字資源庫
血液學和寄生蟲學是醫(yī)學檢驗技術專業(yè)學習的重要組成部分，同時也是醫(yī)學檢驗技術專業(yè)課教學的難點，理論學習內容枯燥，多是對顯微鏡下特點的描述，學生難以記憶。而見習、實習階段學生不易遇到全面而典型的病例，同時教師也不易收集和保存適合教學用的標本，學生實踐技能難以在短期內提高。目前，大部分高校的臨床檢驗專業(yè)形態(tài)教學中，存在形態(tài)資源少、涂片難保存、涂片受染色效果影響差異較大等問題，造成形態(tài)學教學困難重重。構建網絡化血液學檢驗形態(tài)數據庫有非常重要的意義。搭建臨床形態(tài)數據庫，可以解決檢驗教學中形態(tài)學資源短缺問題。在形態(tài)數據庫中可隨時搜索并學習到一些在臨床中的血細胞、白血病等實際教學中少見的實驗現象、結果，可以達到實際實驗難以實現的效果，使學生的學習事半功倍，大大縮短自己進入臨床的適應期。
3.3構建虛擬仿真實驗
醫(yī)學檢驗實驗教學中由于受醫(yī)學倫理學限制或實驗本身具有高風險性，許多醫(yī)學實驗不具備開設實驗的條件，比如病原微生物教學中像艾滋病、乙型肝炎病毒等高致病性微生物的檢測實驗，劇毒類或含有放射性物質實驗對實驗條件要求非常高。類似這樣的實驗一般不會實際開出，只是理論課介紹一下實驗原理、方法及流程，不利于學生對知識的掌握。如果將這些實驗開發(fā)成虛擬仿真實驗就能夠彌補教學中的遺憾，并減少學生上崗時出現的不理解、不明白、甚至不敢承擔這樣高危實驗的現象。
4展望
醫(yī)學檢驗技術專業(yè)教育的課程中，實驗室操作訓練是學生必須掌握的綜合技能。因此，將計算機網絡學習融入到醫(yī)學檢驗技術專業(yè)課程實踐教學環(huán)節(jié)中已經成為現代醫(yī)學檢驗技術實踐教學的一大趨勢。構建先進的自動化檢測儀器仿真模塊、醫(yī)學檢驗形態(tài)數字資源庫以及虛擬部分仿真實驗并將這三部分有機的融合到醫(yī)學檢驗技術專業(yè)教學中是醫(yī)學檢驗技術專業(yè)教師和計算機技術人員解決的中心問題。相信隨著現代化信息技術的不斷發(fā)展，醫(yī)學檢驗虛擬仿真教學平臺將不斷豐富、完善，為高等醫(yī)學教育的發(fā)展和改革注入新的活力，并對高素質創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)帶來深遠的影響。
參考文獻
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作者:李旭霞 孟慶瑜 隋文 單位:大連大學
