虛擬仿真實驗室在民辦高校病理學實驗教學中的應用

●程海清 陳芳

虛擬仿真實驗室在民辦高校病理學實驗教學中的應用

●程海清 陳芳

隨著現代科學技術的不斷發展，基礎醫學高等教育的進程在不斷加快，虛擬仿真實驗室的建立為醫學基礎學科的教學在傳統模式的基礎上提供里有力的補充和提高，尤其是作為基礎醫學橋梁學科的病理學實驗課程。通過虛擬實驗室豐富的圖片、視頻、資料庫以及虛擬仿真操作，可以有效的提高學生學習病理學的積極性、主動性和學習效果，提高分析和解決問題的能力，為學習臨床學科打下堅實的基礎。

虛擬仿真；病理學；實驗課程；民辦高校

虛擬仿真實驗室（The virtual/simulation laboratory ，VL），最早是由美國的William Wolf教授[1]提出，是指在各種計算機系統中通過網絡、VR技術現實虛擬構建虛擬實驗環境，使得實驗者能夠在接近真實的實驗環境中，完成預定的實驗項目。虛擬仿真實驗室已在國內外多所大學中被廣泛應用，涉及到的范圍逐步擴大到科研、教學、商業決策中，功能也由單純的設備資源的遠程共享，發展到依托虛擬資源、場景、模型所建立的網絡協作平臺[2]。

病理學是用自然科學的方法研究疾病的病因、發病機制、病理變化、臨床病例聯系和疾病轉歸的一門醫學基礎學科，在醫學教育中起著承前啟后的橋梁作用[3]。病理學實驗教學環節是病理學習中非常重要的一部分，在傳統實驗模式的基礎上應用虛擬仿真實驗室可以幫助學生更好的理解理論知識，提高動手實踐和病例分析的能力，為提高以后的醫療專業能力打下良好基礎。

我校是以醫護為特色的綜合性民辦本科高校，于2016年建設并成立國家級虛擬仿真實驗中心，包括醫療、護理各學科的虛擬實驗設備和完備的資料數據庫，并且針對形態學科實驗教學建立了顯微數碼互動教學實驗室，為病理學實驗課程提供更好的保障。

1 我校傳統病理學實驗教學模式分析

病理學的實驗教學大體器官標本和病理組織切片觀察。以前在實際實驗教學過程中存在較多不足之處：

（1）大體標本方面，由于我校屬于民辦本科院校，建校時間短，標本的制作量和存儲量都相對不足，導致在實驗教學過程中部分典型標本缺失，現存標本種類相對單一的現象，不能全部滿足學生的要求。

（2）在病理組織切片觀察方面，傳統的教學模式主要是人手一臺顯微鏡和切片，師生之間的互動相對較少，出現學生找不到病變視野和視野定位不準確的現象；其次，學校現存的組織切片由于隨著時間的推進出現老化和陳舊，加之損毀等原因數量逐漸減少。在更新過程中，隨著醫療水平的不斷進步，部分典型病例逐漸減少，導致部分學生能觀察到的典型病變不夠具有代表性。

2 顯微數字化虛擬仿真實驗室在病理學實驗教學過程中的優勢

學校利用虛擬仿真技術針對病理學等形態學科建立顯微形態數字化互動實驗室。實驗室配備高清晰度電腦和顯微鏡設備，并且建立完備的形態學數據庫。一方面，在大體標本不能滿足要求的時候，可以從數據庫中找到合適的標本進行示教，并且利用虛擬仿真系統實現病理解剖全過程，學生自己動手參加病理解剖，在解剖過程中逐漸發現病變器官并作出準確的病理診斷，大大提高學生的學習興趣。另一方面，在教學過程中融入數字化虛擬切片。數字化虛擬切片是指利用全自動顯微鏡 數字掃描系統，將整張切片掃描、無縫拼接，生成一張全視野的分辨率高的數字化虛擬切片[4]，從而實現課堂內數碼顯微互動。教師與學生可以在在電腦上實現示教過程全程互動，針對學生電腦視野中的問題進行實時講解。同時，教師通過教師客戶端軟件可以將學生電腦上典型視野通過數字化的虛擬系統實時與全體學生共享，節省教學時間，提高教學效率。

3 顯微數碼互動實驗室應用評價

選取我校2016級護理學(本科)3、4班80名學生作為實驗對象，隨機分成2組。實驗組和對照組各40名，兩組學生在性別、年齡及課程進度方面均無統計學差異(P＞0.05)。選取相同章節對兩組學生進行實驗理論教學，為期1周。此后，實驗組采取新的實驗教學模式，在虛擬仿真實驗室進行實驗。對照組則采用傳統的方法在普通的形態學實驗室進行實驗操作。在實驗課程剛結束、結束后1 周，結束后2周對兩組學生進行實驗考核并打分（滿分100分）。學生成績匯總后使用SPSS22.0軟件進行分析，實驗組的成績與對照組的成績相比明顯高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）(見表1)。

表1 兩組學生不同時間段考試成績比較（±s ）

表1 兩組學生不同時間段考試成績比較（±s ）

組別 課程剛結束 結束后1周 結束后2周實驗組 90.23±7.98 86.44±10.88 81.22±12.13對照組 83.84±9.21 70.11±11.23 60.45±17.91 P＜0.05 ＜0.01 ＜0.01

4 討論

由評價結果看出，實驗組同學對于實驗知識的掌握更好，印象深刻，持續時間較長，成績明顯好于對照組的同學。教師通過在實驗過程中對學生課堂表現的觀察和提問發現，實驗組大多數同學學習積極性比較高，注意力集中，對新的實驗設備具有濃厚的興趣，尤其是在動手進行病理解剖過程中表現出極大的熱情，這在對照組中是很少見到的現象。

病理學作為醫護必修基礎課開課范圍非常廣泛，并且醫護學生學習科目多，壓力大，學習興趣相對不高。虛擬仿真實驗室的建立實現了教師和學生在病理實驗教學過程中的無縫對接，大大提高學習效率，節省師資設施的成本，使多種以前不易實現的實驗成為可能。隨著網絡客戶端的開放，在以后的教學中師生可以實現線上和線下交流，更好的充分利用時間，提高教學質量和學生的學習效果。

（作者單位：山東協和學院）

[1]James R V.Report of the Expet Meeting on Virtual Laboratories[M]. Paris：UNESCO,2000.

[2]李春艷,易夜.虛擬仿真實驗室的建設與實驗教學的改革[J].中國信息管理化,2014,17（24）:114-115.

[3]李玉林.病理學[M].北京:人民衛生出版社,2015.1.

[4]王進京,孫保存,趙秀蘭等.數字化切片庫結合網絡在病理學實驗教學中的應用用[J].基礎醫學教育,2012,14(12):935937.