基于崗位職能的醫學檢驗虛擬實驗的構建與應用*

■高蓉 馬文卓 楊亮 （甘肅醫學院）

基于崗位職能的醫學檢驗虛擬實驗的構建與應用*

■高蓉 馬文卓 楊亮 （甘肅醫學院）

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

崗位職能；醫學檢驗；虛擬實驗

一 虛擬實驗平臺的構建

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

（一）模塊構建

針對檢驗專業崗位職能需求，結合醫學檢驗專業特點，通過制作3D模型、動畫及繪制實驗場景，構建醫學檢驗專業虛擬臨床教學實驗室，涵蓋檢驗專業常用自動化檢驗儀器，實驗技術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，實踐內容包括儀器基本操作和質量控制；實驗技術根據學科性質分為五類，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，內容包括實驗室標準規范和安全防護。（表1）。

表1 虛擬實驗平臺模塊及內容

（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，系統將會自動根據操作評分。自設模式是通過交互端讓學生自主選擇儀器設備、實驗技術等供學生自主設計實驗。

專業課開設期間，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再學習，達到自身滿意的效果。對校內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

以甘肅醫學院2015級醫學檢驗技術專業專科學生為研究對象，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學基礎知識，在年齡、性別、理論基礎課成績上差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

2 教學方法

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

（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周向學生告知實驗內容，學生在虛擬實驗室完成虛擬實驗或設計實驗。②傳統實驗教學，教師引導學生完成傳統實驗。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，課程結束時計算實驗總體成功率。(2)考試成績。課程結束后，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 統計學處理采用SPSS統計軟件處理數據，用（x±s）表示，采用t檢驗或χ2檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

(二)結果

1 實驗成功率

結果顯示，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

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

2 人機互動，設置實驗相關問題作為互動環節，實現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）轉變教學觀念。逼真的虛擬環境提供的人機交互功能，更強調了由學生主動參與構建知識結構，這種教學內容外在形式的生動化與內在結構的科學化更緊密地結合起來，極大地促進教學觀念發生變化。

（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容，學生可以根據實際情況確定學習內容和安排學習進度，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，加深對教學內容的理解。

（4）規范實驗操作。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，從而規范了實驗操作，同時也避免了實物實驗中時常出現的儀器損壞事故。

2 拓寬教學資源，彌補校內教學資源的不足

虛擬實驗平臺可以節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

醫學檢驗實驗中經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。而對于危險的或對人體健康有危害的，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展。國內外一些醫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、教學資源節約等方面具有較大優勢[2]。隨著21世紀檢驗醫學的發展，醫學檢驗的任務不再是單純為臨床提供簡單的檢驗報告，而是根據臨床的需要，迅速、準確地把簡單的檢驗數據科學地轉變為診斷、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展的趨勢越發明顯[3]。為了適應這種發展趨勢，醫學檢驗虛擬實驗平臺還需向綜合化、系統化方面發展。

總之，醫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，培養和提升了學生的實踐創新能力，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，同時也能增強畢業生的職場競爭力和適應性，隨著電子技術和網絡化技術的高速發展，虛擬實驗將不斷得到完善和提高，在未來醫學職業教育中他將成為高效輔助教學手段的發展方向。

[1]賈銀亮.虛擬實驗在高校計算機網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.虛擬實驗系統在機能實驗教學中的應用[J].繼續醫學教育，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].現代預防醫學，2011，38(1)：73－74．

G642

A

1008-2549(2017)09-0094-02

甘肅省高等學校科研項目（2015B-139）。