虛擬仿真實驗在環境衛生學實驗教學中的應用與效果評價

劉小山，陳玉婷，孫艷芹，張 賀，唐煥文

（1.廣東醫科大學公共衛生學院 廣東 東莞 523808；2.廣東醫科大學基礎醫學院 廣東 東莞 523808）

環境衛生學旨在研究自然環境和生活環境與人群健康的關系，揭示環境因素影響人群健康的規律，通過充分利用環境有益因素和控制環境有害因素提出衛生要求和預防對策，增進人體健康，提高人群健康水平。環境衛生學是預防醫學的一個重要分支學科，也是環境科學與預防醫學的交叉學科[1-2]。課程要求學生掌握環境與健康關系的基本理論、知識，了解環境因素在時空上的變化與人體生理負荷規律，能夠靈活地運用所學知識，掌握環境衛生工作的基本方法和技能，為將來環境衛生工作打下良好的基礎。

環境衛生學實驗是環境衛生學課程的重要組成部分，是培養學生實踐能力、問題解決能力的重要環節[3]。然而，環境衛生學傳統實驗教學模式存在以下問題：①實驗內容以環境污染物監督調查為主；②部分實驗內容如突發環境污染事件應急處置，涉及面廣，學生無法實際操作；③教學方法單一，學生主觀能動性差；④受時間、材料等實驗條件限制；⑤實驗考核體系不夠完善，無法考核學生真正的崗位勝任力。

環境衛生工作涉及突然環境污染事件或自然災害等問題，需要具有應急處置能力的人才。培養具有解決突發環境污染等應急事件的調查和處置能力的人才適應社會需求。突發飲用水污染是常見的突發公共衛事件，傳統實驗教學受場地、時間等現實條件限制，無法開展。虛擬仿真實驗具有不受場地和時間的限制、彌補教學資源不足、允許實驗結果試錯等多個優點[4]。因此，為了提升教學效果，提高學生的公共衛生職業素養，我們利用虛擬仿真實驗平臺，結合課前課中課后三段式全程考核式教學模式，探討其在預防醫學本科專業必須課程環境衛生學實驗教學中的應用與效果。

1 突發生活飲用水污染應急處置虛擬仿真實驗

虛擬仿真實驗由首都醫科大學、北京市豐臺區疾病控制中心、上海夢之路數字科技有限公司制作，實驗分為九個模塊，包括事件的背景介紹、疾控接報、應急響應、現場和飲用水調查、人群流調、實驗室檢測、解控、總結以及討論，高度還原了事件的發生和處置過程。

2 課程實施

本課程針對2017 級預防醫學專業本科生，這屆學生在上環境衛生學專業課程前已系統學習了流行病學、衛生統計學、分析化學等相關理論課程。在此次課程中，實行三階段全程考核教學模式。課前，老師在學習通上發布教學指引，上傳相應的學習資料，包括突發環境衛生應急處置視頻、案例，學生先在學習通上觀看相關視頻資料完成任務打卡后，登錄平臺，進行學習和測試，完成虛擬仿真實驗九大模塊測試。課中，老師就突發生活飲用水污染應急處置的理論知識和處置原則進行梳理，進行答疑和討論，對每一模塊的重點難點進行分析和討論。課后，學生需要提交實習報告。在整個過程中，要進行全程評價，包括學習通任務點學習、虛擬仿真實驗操作成績、課堂討論成績以及課后實習報告成績。

3 效果評價

參考張佩雯等設計的調查問卷，通過問卷星發放問卷，對2017 級預防醫學學生進行問卷調查[5]。在對此次虛擬仿真實驗滿意度調查中，超過95%的同學持認可或中立的態度。其中，平均67.17%的同學對虛擬仿真實驗持認可的態度，平均29.65%的同學持中立態度（表1）。60%以上同學表示完全或大部分掌握突發生活飲用水污染應急處置的各項流程（表2）。平均93.1%的同學認為這種教學方式，對自主學習能力、個人事件處理能力、歸納總結能力以及公共衛生職業素養均有提高。95.86%的學生表示一般或者非常喜歡這種教學方式（表3）。

表1 學生對此次虛擬仿真實驗的認可[n=145，n(%)]

表2 學生對教學效果的評價[n=145，n(%)]

表3 學生對教學方式的評價[n=145，n(%)]

4 討論

環境衛生學是預防醫學專業的重要專業課程，同一課程具有多個相似的虛擬建設項目[6]。本次挑選的由首都醫科大學、北京市豐臺區疾病控制中心、上海夢之路數字科技有限公司開發的虛擬仿真實驗，包含了九個模塊，完整地反映了事件調查處置的全過程。彌補了傳統實驗教學中無法實現的培訓環節。調查處置的過程，包括現場調查、飲用水衛生調查、現場個案調查、現場采樣、實驗室檢測、干預措施、干預效果監測評價等多方面的應用和實踐能力的培養?？简瀸W生的基礎知識掌握能力、個人問題處理能力、案例分析能力、實踐能力等公共衛生職業素養。

傳統的實驗教學考核方式較為單一，主要通過實驗報告來確定成績，不能真實地反映學生的掌握情況[7]。我們使用了課前課中課后三段式教學和全程考核模式，提升了學生學習興趣和自主學習能力。通過虛擬仿真實驗的使用，學生可隨時隨地登錄平臺反復學習和完成操作，學生的突發公共衛生實踐應急處置能力均有提高。在操作過程中碰到的疑難問題，可在課中答疑環節得到解答，同時在討論中加深理解，最后通過撰寫事故處置報告，對整個事件進行梳理，提高學生的撰寫和歸納能力。在整個過程中，老師可以全面地評價學生學習效果。

但是，這種虛擬仿真試驗也有不足之處。在教學過程中，我們發現軟件的運行，需要安裝一個小程序，有部分同學可能操作系統版本等多方面原因，無法安裝這個插件而不能進行操作。同時，目前虛擬仿真實驗只允許在電腦使用，無法手機操作，缺乏便捷性。平臺應該開放用戶意見反饋平臺，進一步優化，降低對操作系統的要求，對虛擬平臺進行改善。

綜上所述，利用虛擬仿真實驗，可提高學生參與度，通過實驗后臺過程追蹤評價，充分調動學生的主觀能動性，提高學生的基礎理論知識、案例分析、現實環境問題解決能力等職業素養。在實施虛擬仿真實驗教學模式中，學生通過課前平臺學習操作，課中學生結果展示、討論以及老師答疑，課后實驗報告總結，使學生掌握相關理論知識，提高實踐技能，思考相關問題，做到學以致用。