微生物學虛擬仿真實驗教學培養護生無菌觀念的探索

楊艾華，宋姍姍，王微微

（遵義醫科大學，貴州 遵義 563000）

為了推動高校實驗教學現代化建設，提升教學效率和人才培養質量，教育部自2007年起開展虛擬仿真實驗教學項目建設工作[1-2]。隨著多媒體技術和信息技術的飛速發展，將信息化手段融入高校實驗教學，既能加強教育資源維護與共享，又能促進教育現代化發展及教育方式改革。實驗教學是培養創新精神與實踐能力的重要手段，利用虛擬仿真技術拓展實驗教學內容的廣度和深度，可以有效提高實驗教學的質量和水平，是未來高校信息化教育的重要方向[3]。

1 虛擬仿真技術在實驗教學中應用的優勢

虛擬仿真技術是將多媒體、虛擬現實和網絡通信等技術手段相結合形成的高層次仿真技術，是支持虛擬仿真實驗教學的主要信息技術[4]。利用虛擬仿真技術的沉浸性、交互性、虛幻性與逼真性，在真實、立體的操作場景中通過圖像、聲音等多種方式調動護生的視覺、聽覺和觸覺，讓護生在開放、交互的虛擬環境中提高學習效率，取得更好的學習效果。與傳統實驗教學相比，虛擬仿真實驗教學運用信息化技術構建高度仿真的虛擬實驗環境，將抽象的內容形象化，讓護生以直觀而形象的方式理解、消化知識，激發學習興趣，從而彌補常規實驗教學的不足[5]。

近年來，實驗室生物安全問題日益突出，尤其是在病原微生物學教學和科研領域，不僅關系到高校教學、科研事業的發展和環境安全，也與每個人的生命健康緊密相關[6]。將虛擬仿真技術應用于病原微生物學實驗教學，護生可以在虛擬環境中開展實驗，既能夠通過提供教學素材使護生充分認識各類致病微生物的特性，又保證了護生安全。此外，在全國高校普遍壓縮學時的大環境下，虛擬仿真技術可打破時間和空間等因素的限制，讓護生在高度仿真的虛擬環境中開展某些周期長、成本高的實驗，在增強護生自主學習能力的同時，提升實驗教學的時效性。同時，虛擬仿真實驗教學也可以節約高校實驗教學成本，降低實驗器材損耗[7-8]。因此，將虛擬仿真技術引入實驗教學已成為高校教學改革的趨勢[9-10]。

2 培養護生無菌觀念的重要性

無菌操作是醫療和護理工作中的一項基本操作，與預防和控制交叉感染息息相關，是提高護理質量、預防院內感染的重要保障，因此，教學過程中要培養和增強護生無菌觀念。

微生物學實驗是使護生掌握無菌操作技術、培養無菌觀念的有效途徑，為初期職業防護教育打下堅實基礎，并對護生未來順利開展臨床工作發揮重要作用[11]。微生物學與寄生蟲學是我校護理專業的基礎課程之一，微生物學在該課程中占有較大比重，是連接基礎醫學與臨床實踐的橋梁。目前，我校護理專業的微生物學實驗課程在一年級第二學期開設，教學方式較單一，受課時少、教學條件有限等因素限制，護生只能在實驗課上學習相關技能，難以達到教學目標。根據歷年護生反饋，主要表現在護生基礎知識較薄弱，對操作能力培養不夠重視，知識點掌握效果不佳等方面。

微生物學實驗課實踐性較強，要求護生將無菌觀念始終貫穿其中。例如，實驗中常常會使用菌種、無菌器皿等材料，無菌操作不僅可以避免實驗材料受到污染，從而獲得預期實驗結果，保證實驗教學順利進行，而且可以保護實驗操作人員和環境，保證整個教學過程的生物安全[12]。因此，除了學習常規的無菌操作技術外，樹立正確的無菌觀念尤為重要。在微生物學實驗教學中，運用現代化教學手段培養護生無菌觀念，不僅能夠使其認識到無菌操作的必要性和重要性，也可以活躍課堂氣氛，提高護生的自主性及積極性[13]。

3 虛擬仿真實驗教學培養護生無菌觀念的思考與探索

3.1 傳統教學模式存在的問題

微生物學實驗教學過程中培養護生無菌觀念一般存在以下困難：其一，由于實驗課在大一第二學期開設，護生還沒有形成系統的臨床知識體系，對于無菌操作的認識還不足；其二，盡管教師在教學過程中會強調實驗室規章制度，但大多數護生無菌意識仍較淡薄，對實驗內容、無菌操作和實驗室規章制度不夠重視；其三，受實驗課時限制，護生往往不能充分掌握實驗操作技術，教師也無法拓展教學內容；其四，教學所需的實驗材料由實驗室教師準備，護生在實驗時僅需對實驗內容進行驗證，無法對實驗結果進行系統及全面的分析，難以融會貫通。

針對以上問題，急需對現行實驗教學方法進行改革。基于虛擬仿真實驗教學的優勢，在現有教學資源的基礎上，構建一個具有互動性且形象化的微生物學無菌教學系統，并與課堂教學相結合應用于微生物學實驗教學，有利于提高護生學習主動性和有效性，增強無菌觀念。

3.2 基于虛擬仿真實驗教學培養護生無菌觀念的探索

本研究結合多年護理專業微生物學實驗教學經驗，針對無菌觀念和無菌操作構建了“多媒體+虛擬仿真+實驗課堂操作”虛實結合的微生物學仿真實驗教學體系。該教學體系整合了教研室錄制的實驗操作視頻、學校的虛擬仿真實驗平臺、生物安全相關知識，同時結合課堂講授、操作演示和指導等手段，彌補了傳統實驗教學的缺陷，具體如下。

3.2.1 打破課堂教學學時的局限性 根據教學目標及要求，將無菌操作實驗相關內容和標準化操作的微課資源、課外拓展資料等上傳到虛擬仿真實驗教學平臺。課前護生可進行預習，對無菌操作有一個初步認識，有利于課堂上掌握相關內容；護生亦可在課后隨時進入虛擬仿真實驗教學平臺對重難點知識進行鞏固，時間充裕的護生還可通過該平臺完成課外知識的拓展學習。

3.2.2 增強學習自主性及互動性 改變以教師為中心的傳統教學方式，利用虛擬仿真技術構建以護生為主體的實驗教學體系。該體系針對微生物學無菌實驗的實驗環境、實驗場景、實驗準備、實驗操作和結果構建了一個高度仿真的虛擬實驗平臺。護生作為該虛擬體系中的主角，根據課前預習及課堂學習的知識在虛擬仿真環境中進行一系列實驗操作，而實驗過程的變化及結果依賴于護生的操作和選擇，增強了實驗教學的互動性，使護生了解無菌操作的重要性，激發其學習興趣。課堂上，教師根據不同實驗結果，有的放矢地對重難點以及無菌操作中應注意和易出錯的環節進行講解，鼓勵護生對實驗結果進行分析，培養護生獨立解決問題能力，強調無菌操作的重要性。該體系既能打破課時和場地的限制，又能提高護生學習主動性、實踐能力和分析問題能力。

3.2.3 無菌觀念和生物安全相結合 應用信息技術打造虛擬環境，開展如常見致病微生物、新型病原微生物檢測等對生物安全要求較高的微生物學實驗，既能突出生物安全的重要性，增強護生無菌觀念，又可彌補傳統實驗教學的不足。另外，利用虛擬仿真技術設置生物安全事故場景，讓護生有身臨其境的學習沉浸感，對生物安全事故產生直觀感受，使護生親身體驗無菌操作的重要性，有利于其牢固樹立生物安全意識。

4 結語

我國護理學本科教育的目標是培養適應現代化衛生事業發展需要，掌握基本知識和實踐技能，具有人文素養和創新能力的高素質應用型護理人才[14]。臨床綜合素質需要通過實踐得以提高，因此，護理專業實驗教學模式改革的重點在于培養護生實踐能力。基于應用型護理人才定位與培養要求，在有限的課時內運用科學和現代的教學方式提高護生操作能力，提高微生物學實驗教學效果，是提高教學質量以及適應高校教育現代化發展的重要手段[15-16]。利用虛擬仿真技術建立適合護理專業的微生物學虛擬實驗教學系統，在微生物學實驗教學中培養護生無菌觀念，不僅具有生動直觀、實時互動、安全高效等優點，也能構建層次更豐富的教學體系，在實驗教學中做到虛實結合、虛實互補，有效提高護理專業微生物學實驗教學質量。

由此可見，虛擬仿真實驗教學平臺在微生物學實驗教學中的應用具有可行性，前景廣闊，不僅能夠推進微生物學實驗教學模式改革，而且可以促進信息技術與課堂教學的深度融合，有利于培養應用型護理人才。