虛擬仿真技術(shù)在高職院校醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)的應(yīng)用與探索＊

廣東新安職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)藥健康系 閆巖 劉秋華 宋玲珊 賀帆

在新時代教育背景下，教學(xué)資源更加豐富，教學(xué)條件也更加優(yōu)渥，很多專業(yè)教學(xué)也因此發(fā)生了較大變化。高職院校醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)是一門對實(shí)驗(yàn)要求較高的專業(yè)，教師需要積極開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能夠讓學(xué)生銜接理論知識和實(shí)踐操作，為其今后的工作發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。虛擬仿真技術(shù)作為一種新時代技術(shù)，能夠打破時間和空間的限制，讓學(xué)生結(jié)合虛擬仿真操作平臺和實(shí)訓(xùn)平臺進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)，并取得良好的學(xué)習(xí)效果。文章基于虛擬仿真技術(shù)在高職院校醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)中應(yīng)用的重要性和問題不足，研究并提出幾點(diǎn)虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用路徑，希望能夠培養(yǎng)更多高等醫(yī)學(xué)人才，提升人才的創(chuàng)新實(shí)踐水平。

在大數(shù)據(jù)時代下，虛擬仿真技術(shù)在各行各業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在一些以實(shí)驗(yàn)為主的專業(yè)課程教學(xué)中，虛擬仿真技術(shù)發(fā)揮出了重要作用。如今僅靠傳統(tǒng)的線下教學(xué)已經(jīng)無法滿足醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)教學(xué)的需求，需要教師積極結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和虛擬仿真技術(shù)，提升教學(xué)質(zhì)量，給予學(xué)生更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。自2013 年教育部開始國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)工作以來，各個高等教育院校開始積極構(gòu)建虛擬仿真教學(xué)平臺和實(shí)訓(xùn)室，并以虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用為新的改革方向。隨著技術(shù)的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用越來越深入，同時也對教育體系的改革起到了重要的積極影響。

1 虛擬仿真技術(shù)在高職院校醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)中應(yīng)用的重要性

新時代教育體系改革的關(guān)鍵是提升專業(yè)人才的綜合素質(zhì)，但是傳統(tǒng)教學(xué)體系中教學(xué)條件明顯落后，教學(xué)環(huán)境也無法滿足大學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用則能夠?yàn)槊恳晃会t(yī)學(xué)生提供良好的實(shí)驗(yàn)條件與環(huán)境，大大提升了教學(xué)質(zhì)量，同時也強(qiáng)化了學(xué)生的行業(yè)領(lǐng)域競爭力。教師需要充分發(fā)揮虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的優(yōu)勢作用，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，創(chuàng)新教學(xué)體系，促進(jìn)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革[1]。

1.1 符合新時代教育理念

信息時代的到來對教育體系產(chǎn)生了巨大的影響，在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常重要，對培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力很有幫助。但如何讓學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的過程中適應(yīng)教育信息化理念的發(fā)展，是當(dāng)前教育工作者應(yīng)該重視和解決的一個問題。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用符合現(xiàn)代化教學(xué)理念，能夠?qū)︶t(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到良好的補(bǔ)充作用。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，還能夠?yàn)槠鋭?chuàng)造一個良好的學(xué)習(xí)平臺，轉(zhuǎn)變以往學(xué)生被動學(xué)習(xí)模式，從而促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)人才的個性化成長[2]。

1.2 實(shí)現(xiàn)理論實(shí)踐的銜接

在信息時代下，醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中較為復(fù)雜的人工操作流程逐漸被人工智能技術(shù)所代替，各種自動化儀器層出不窮，醫(yī)學(xué)教育也開始進(jìn)入信息時代。但是當(dāng)前部分高職院校的醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)涉及的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)耗材等還不夠完善，在實(shí)際教學(xué)中很難滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)需求，也無法更新學(xué)生的知識體系。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備器材較為昂貴，很多高職院校也并沒有能力一次性購入大量的先進(jìn)設(shè)備供學(xué)生使用。然而在虛擬仿真技術(shù)的幫助下，每一位學(xué)生都能夠在身臨其境般的場景中完成實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，照顧到每一位學(xué)生。這種開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境可以幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)理論知識和實(shí)踐內(nèi)容的有效銜接，大大提升學(xué)生的就業(yè)核心競爭力[3]。

1.3 改善教學(xué)模式和環(huán)境

運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，能夠避免高職院校花費(fèi)大量的資金來購買先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，同時也能夠減少設(shè)備儀器的運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用。而且虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，還能解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中生物安全隱患等問題，改善實(shí)驗(yàn)條件。

除此之外，虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用能夠?yàn)楦呗氠t(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生提供更加真實(shí)的學(xué)習(xí)場景，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生可以靈活運(yùn)用各種虛擬器材，同時還可以和教師以及其他同學(xué)進(jìn)行良好互動，大大提升了教學(xué)質(zhì)量，改善了教學(xué)環(huán)境。

1.4 培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)中的應(yīng)用，有助于培養(yǎng)更多高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。虛擬仿真技術(shù)可以打破傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)教學(xué)的局限，通過實(shí)驗(yàn)平臺學(xué)習(xí)、臨床試驗(yàn)?zāi)M項(xiàng)目、小組合作等多種模式，幫助學(xué)生掌握重難點(diǎn)知識，解決復(fù)雜問題。虛擬仿真技術(shù)可以大大強(qiáng)化學(xué)生的邏輯思維能力，并激發(fā)學(xué)生的求知欲，使學(xué)生能夠主動學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)知識。而且通過虛擬仿真技術(shù)還能夠創(chuàng)造真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境，有助于加深學(xué)生對知識的理解和掌握，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展[4]。

2 傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)過程中的問題和不足

2.1 實(shí)驗(yàn)過程存在安全隱患

在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，無論是儀器設(shè)備還是配置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)試劑，都會存在一些安全隱患。一旦操作失誤，很有可能產(chǎn)生較大的安全事故，對學(xué)生的生命健康產(chǎn)生一定的威脅。而且，醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)教學(xué)還面臨著一大挑戰(zhàn)，那就是生物安全。醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中會用到一些檢測標(biāo)本，這些標(biāo)本無論是在運(yùn)輸?shù)倪^程中還是在存放和檢測過程中都會存在一定的危險性，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開放造成了一定的阻礙[5]。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)被分離

醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要根據(jù)課程內(nèi)容進(jìn)行安排，這樣可以保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的連貫性，使學(xué)生的理論知識學(xué)習(xí)和實(shí)踐練習(xí)能夠保持同步。但是在真正臨床工作中，不同疾病有著不同的病變特征，因此需要學(xué)生對多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測和分析才能夠?yàn)榕R床確診提供可靠、準(zhǔn)確的信息數(shù)據(jù)。然而現(xiàn)有的高職院校醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生綜合能力方面還存在一些問題，比如實(shí)驗(yàn)教學(xué)分離的情況。

2.3 形態(tài)學(xué)檢驗(yàn)難度較高

形態(tài)學(xué)檢驗(yàn)是醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)的重點(diǎn)內(nèi)容，包含內(nèi)容較多，而且很多都是顯微形態(tài)學(xué)內(nèi)容。比如血液、分泌物、體液等，教學(xué)內(nèi)容非常復(fù)雜而且實(shí)驗(yàn)檢測的結(jié)果也極易受到影響。傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)很難讓學(xué)生全面、細(xì)致地觀察形態(tài)學(xué)內(nèi)容，而且在存儲標(biāo)本方面也存在很多問題和不足，形態(tài)學(xué)檢驗(yàn)難度較高[6]。

2.4 實(shí)驗(yàn)成本較高

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)教學(xué)需要大量的先進(jìn)設(shè)備和器材，才能夠完成實(shí)驗(yàn)檢測。然而當(dāng)前部分高職院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容跟不上臨床發(fā)展技術(shù)的步伐，而且在實(shí)驗(yàn)中耗費(fèi)的實(shí)驗(yàn)試劑也較多，實(shí)驗(yàn)成本較高。這就導(dǎo)致很多學(xué)生并無法反復(fù)練習(xí)部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而僅僅一次實(shí)驗(yàn)很難讓學(xué)生形成深刻的記憶。一些院校的實(shí)驗(yàn)場地也非常有限，設(shè)備更新速度較慢而且維護(hù)成本高昂，阻礙了醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展。

2.5 學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)意識薄弱

受到傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的影響，很多學(xué)生習(xí)慣在實(shí)驗(yàn)教師的幫助下開展實(shí)驗(yàn)。很多實(shí)驗(yàn)課堂中教師都會為學(xué)生提前準(zhǔn)備試劑、樣品和相關(guān)儀器設(shè)備，同時還會為學(xué)生講述實(shí)驗(yàn)的規(guī)則、步驟和注意事項(xiàng)，學(xué)生按部就班開展實(shí)驗(yàn)。這就導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新思維得不到有效發(fā)展，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的意識較為薄弱[7]。

3 虛擬仿真技術(shù)在高職院校醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)中的應(yīng)用路徑

3.1 構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

高職院校需要圍繞虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，根據(jù)課程特色豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)流程，從而打造出特色鮮明的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)的學(xué)生未來的主要工作場所集中于實(shí)驗(yàn)室，因此院校需要利用虛擬仿真技術(shù)，以三甲醫(yī)院檢驗(yàn)科為藍(lán)本，模擬實(shí)驗(yàn)室工作環(huán)境。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的幫助下，呈現(xiàn)出真實(shí)的實(shí)驗(yàn)室布局、儀器設(shè)備、工作流程、參數(shù)設(shè)置、操作使用以及儀器設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)等。例如臨床生化室自動化生化分析儀的使用，需要院校基于虛擬仿真技術(shù)，為學(xué)生呈現(xiàn)出虛擬樣本預(yù)處理、更換試劑、校準(zhǔn)定標(biāo)、質(zhì)量控制、報告審核與日常管理等多個內(nèi)容，讓學(xué)生能夠結(jié)合自身實(shí)際情況進(jìn)行反復(fù)練習(xí)[8]。

3.2 整合并適當(dāng)引入虛擬仿真教學(xué)資源

教師需要整合并適當(dāng)引入虛擬仿真教學(xué)資源，解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容單一，設(shè)備器材不足的問題。教師可以融合優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課程、視頻公開課程等，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。同時教師還可以實(shí)現(xiàn)臨床血液學(xué)檢驗(yàn)和臨床病理學(xué)課程相結(jié)合，將常見血液病骨髓片全面制作以及正常骨髓片制作打造成虛擬仿真項(xiàng)目，讓學(xué)生在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中利用虛擬仿真技術(shù)，了解實(shí)驗(yàn)過程學(xué)習(xí)更多知識，這樣可以有效解決骨髓片獲取困難、數(shù)量稀少的難題。

除此之外，院校還需要積極引入企業(yè)已經(jīng)開發(fā)成功的虛擬仿真系統(tǒng)和軟件，豐富虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容。和企業(yè)合作針對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，構(gòu)建完善的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

3.3 整合課程實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生全員參與

教師結(jié)合臨床上的經(jīng)典案例，模擬臨床病人的各項(xiàng)指標(biāo)檢測并整合課程實(shí)驗(yàn)。這樣可以打破以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程分離的現(xiàn)象，將課程中的理論知識和實(shí)踐教學(xué)整合在一起，加強(qiáng)學(xué)生的理論與實(shí)踐之間的銜接，并引導(dǎo)學(xué)生全員參與。學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)中通過模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果，作為診斷疾病的根據(jù)。實(shí)驗(yàn)操作過程主要包括實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等。在實(shí)驗(yàn)之前需要為學(xué)生準(zhǔn)備好相應(yīng)的器材和設(shè)備，并幫助學(xué)生學(xué)會正確操作，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后還需要組織學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)合理的分析，得出相應(yīng)的結(jié)論。在虛擬實(shí)驗(yàn)中能夠讓所有學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)的全過程中，加強(qiáng)學(xué)生多學(xué)科知識之間的融合，提升學(xué)生的理論知識應(yīng)用實(shí)踐能力。

3.4 構(gòu)建形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)資源庫

為了解決形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)困難的問題，教師可以結(jié)合虛擬仿真技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建形態(tài)學(xué)圖片數(shù)據(jù)資源庫。例如在檢驗(yàn)病原微生物形態(tài)學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程中，教師可以在資源庫中找到生物形態(tài)的觀察、培養(yǎng)和應(yīng)用等內(nèi)容，并引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合資源庫進(jìn)行血液檢查、糞便檢查等。這樣不僅可以豐富課程資源，還能夠?yàn)閷W(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，打造個性化學(xué)習(xí)平臺。學(xué)生可以隨時隨地在資源庫中找到一些罕見的形態(tài)學(xué)檢查現(xiàn)象以及結(jié)果，比如血細(xì)胞、白血病等，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

3.5 打破虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的局限性

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用雖然能夠提高教學(xué)質(zhì)量，深化學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，但是在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室中還存在一些局限性。一方面，過多的虛擬操作讓學(xué)生的實(shí)際動手操作能力得不到提升，忽視了一些實(shí)驗(yàn)器材的操作步驟。比如微量加樣槍的操作過程，學(xué)生通常采用鼠標(biāo)點(diǎn)擊的方式完成加樣，雖然在這一過程中能夠展示持槍和加槍頭的手法、加樣的角度以及按壓的檔位，但是學(xué)生無法感受按壓的力度和放液的速度等，缺少實(shí)際體驗(yàn)。另一方面，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)誤差的分析能力有所下降。雖然計(jì)算機(jī)的應(yīng)用能夠保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，但是會導(dǎo)致學(xué)生缺少對實(shí)際誤差的感知和體驗(yàn)。在現(xiàn)實(shí)操作的過程中，可能會出現(xiàn)加樣量不準(zhǔn)確或者手法不規(guī)范等問題。

針對這一問題，需要教師結(jié)合虛擬仿真技術(shù)，打造完善的虛擬實(shí)驗(yàn)考核實(shí)驗(yàn)平臺。當(dāng)學(xué)生運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)完成實(shí)驗(yàn)之后，結(jié)合考核實(shí)驗(yàn)平臺對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行打分，包括每一個實(shí)驗(yàn)步驟的分?jǐn)?shù)。虛擬考核實(shí)驗(yàn)平臺側(cè)重于實(shí)驗(yàn)過程的評價，對學(xué)生的全部實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行分析和監(jiān)測。從而幫助教師了解到學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，科學(xué)設(shè)計(jì)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。除此之外，最重要的還是需要教師科學(xué)使用虛擬仿真技術(shù)，并不能使其完全替代實(shí)踐課程。有條件的還是需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)實(shí)操作，完成知識的內(nèi)化和運(yùn)用。

4 結(jié)語

綜上所述，虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用讓傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)教學(xué)發(fā)生了巨大的變化，提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，但同時也對教師提出了更高的要求。需要教師充分發(fā)揮學(xué)科特色，合理使用虛擬仿真技術(shù)，重視人才的個性化培養(yǎng)，打造完善的虛擬仿真教學(xué)體系。