虛擬仿真教學平臺在寄生蟲學檢驗實驗教學中的應用

吳婷　尚智　朱陽陽　談珍妮

摘要：傳統的寄生蟲學檢驗由于受到場地、標本和安全因素的限制，一些觀察和實驗操作很難在實際教學活動中開展，虛擬仿真教學平臺的應用可以彌補傳統實驗教學的不足。文章以“瘧原蟲的檢驗”為例，將虛擬仿真平臺融入實驗教學，設置研究組和對照組，通過自主評價、實驗測試和問卷調查分析教學效果。研究表明，“虛實結合”的實驗模式可以激發學習興趣，提高教學質量。

關鍵詞：虛擬仿真教學平臺；寄生蟲學檢驗；實驗教學；瘧原蟲的檢驗

中圖分類號：G712?????????? 文獻標識碼：A?????????? 文章編號：1672-4437（2023）03-0044-03

寄生蟲學檢驗是研究跟人體有關的寄生蟲及其與人體相互關系的科學，是醫學檢驗技術專業學生必修的一門核心課程^[1]。隨著高職教育的發展，寄生蟲學檢驗課程傳統的實驗教學模式愈來愈無法滿足培養新時代復合型、創新型卓越醫學人才目標的要求，寄生蟲學檢驗課程實驗教學模式亟待改革和創新^[2]。虛擬仿真教學平臺的融入能有效解決傳統實驗教學面臨的困境，增加實驗內容，節省教學成本，在拓寬學生知識面、提高實驗教學質量等方面產生積極作用^[3]。本研究以“瘧原蟲的檢驗”為例，將虛擬仿真教學平臺應用于寄生蟲學檢驗課程實驗教學，分析教學改革成效與不足，并提出改進建議。

1 對象和方法

1.1 研究對象

2022—2023學年度第一學期，選擇阜陽職業技術學院2021級醫學檢驗技術專業4個班學生為研究對象，以班級為單位隨機將學生分為對照組（86人）和研究組（83人），對照組采用傳統教學模式，研究組采用基于虛擬仿真平臺的實驗教學模式。兩組同學的性別、年齡等基本資料差異無統計學意義（P＞0.05），兩組具有可比性。

1.2 研究方法

1.2.1教學過程與方法

（1）對照組教學過程與方法

教學分三個階段進行。①課前預習。教師在學習通平臺發布學習任務、瘧原蟲感染相關的病歷材料和參考資料，學生復習相關理論知識、預習實驗內容。②課中教學。教師嚴格按照課程標準要求，采用傳統方式進行講授。學生首先肉眼觀察瘧原蟲的重要傳播媒介針插標本（如中華按蚊、微小按蚊等），然后借助數碼顯微互動系統觀察瘧原蟲生活史各階段（如滋養體、裂殖體、配子體）的鏡下標本，接著觀看操作視頻，教師巡回指導。最后撰寫實驗報告。③課后復習。完成相應章節的測試題。

（2）研究組教學過程與方法

研究組教學也是分三個階段進行。①課前預習。具體要求同對照組。②課中教學。教師簡單講授后，學生同樣通過肉眼和數碼顯微互動系統觀察媒介針插標本及鏡下標本，接著進入虛擬仿真教學平臺，根據虛擬患者的臨床表現和實驗室檢查，對病例進行分析，討論實驗室診斷方法，模擬動物接種、診斷操作（病原學檢查、免疫學檢測、分子生物學檢查等），操作結束后自行查看平臺的評價反饋。在整個操作過程中，教師使用虛擬仿真教學平臺的教師端軟件觀察學生操作情況，進行實時的引導和提問。最后學生撰寫實驗報告。③課后復習。學生可隨時登錄平臺，對自己尚未掌握的形態特點進行觀察，對自己尚未理解的操作反復模擬練習，完成和對照組相同的測試題。

1.2.2 評價方法

使用自主學習效果評價問卷（包括學習興趣、參與程度、合作交流、自主創新和學習效果5個問題，每題20分，共100分）、實驗測試（共100分）和滿意度問卷（針對研究組）對教學效果進行調查。

1.2.3 統計分析方法

使用SPSS 26.0建立數據庫并進行統計分析。滿足正態分布且方差齊的計量資料用x±s表示，組間差異采用兩獨立樣本t檢驗；計數資料用率表示，采用χ²檢驗進行統計分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 自主學習情況

兩組學生的學習興趣、參與程度、學習效果比較，差異有統計學意義（3.784≤t≤5.187，均P＜0.05），研究組高于對照組。兩組的合作交流和自主創新得分均較低，差異無統計學意義（t≤0.768，均P＞0.05）。兩組的評價總分比較，差異有統計學差異（t=8.754，P＜0.05），研究組總分高于對照組（見表1）。

2.2 實驗測試結果

研究組實驗考試成績為（89.7±9.74）分，對照組實驗考試成績為（83.8±8.57）分，兩組差異有統計學意義（t=4.017，P＜0.05），研究組的測試成績高于對照組。

2.3 滿意度

使用問卷對研究組進行教學滿意度調查。共發放調查問卷83份，回收有效問卷81份，有效問卷回收率97.59%。結果顯示，91.36%學生認為使用虛擬仿真平臺進行教學能夠提高實驗教學效果，83.95%的學生認為使用該平臺能夠促進專業知識的掌握，58.02%的學生認為使用該平臺能夠提高自己的綜合能力，98.77%的學生表示使用該平臺實驗課堂收獲較大（見表2）。不過，也有80.25%的學生認為學習過程中負擔加重了。

3 討論

3.1 利用虛擬仿真教學平臺改進寄生蟲學檢驗實驗教學的優點

3.1.1 教學過程虛實結合，微觀世界宏觀化

虛擬仿真平臺可以將寄生蟲形態特點立體呈現，還可以根據需要放大、縮小、旋轉展示。一些稀有或消失的蟲種可以被重塑，讓學生在虛擬仿真的世界里了解寄生蟲病的發展歷史及其對人類健康造成的嚴重威脅。寄生蟲生活史過程不再是蒼白的文字描述，而是直觀呈現，如本研究中瘧原蟲侵入人肝細胞和紅細胞的過程、在按蚊體內一步步發育的特點、患者感染后出現的臨床癥狀，都會深深地印在學生的腦海中，學生學習過程變得生動有趣，學習效果得到提升，這在學生的自主評價和章節測試結果中也得到了驗證。

3.1.2 打破時間空間限制，隨時隨處可學

寄生蟲學檢驗雖然是醫學檢驗技術專業的核心課程，但目前高校醫學檢驗技術專業學生普遍存在需要熟悉的操作技術較多，而實驗課程學時數較少的問題。虛擬仿真教學平臺的使用不受時間空間限制，學生可以隨時登錄，反復學習。

3.1.3 開展跨學科綜合實驗，開拓學生思維

寄生蟲學檢驗的傳統實驗多為形態學觀察或驗證性實驗，而本研究在虛擬仿真教學平臺開展的“瘧原蟲感染小鼠動物模型的建立”融合了生理學、免疫學與寄生蟲學的知識，學生在設計實施過程中，破除了學科壁壘，發揮了主觀能動性，達到教育“授人以漁”的目的。本研究數據表明，研究組學生的課堂參與感更強。

3.1.4 減少實驗設備投入，降低教學成本

在虛擬仿真教學平臺，一些高級別生物安全實驗室、昂貴且使用頻率低的大型儀器、有潛在生物安全風險的感染者標本都可以虛擬出來，學生可以模擬接觸、操作，例如本研究利用虛擬感染小鼠的血液制備厚、薄血膜，染色并觀察，這是診斷瘧疾的經典方法。這些與專業相關的應用性、實踐性教學，為醫學生的實訓實踐和應用研究提供了先進平臺及有效途徑^[4]。

3.1.5 多元化考核，實現綜合性評價

依托虛擬仿真教學平臺，可以從實驗操作、形態觀察、虛擬實訓、實驗報告和平臺評價等多方面綜合評價學生成績，全面評估學生的學習狀態和效果。

3.2 教學建議

3.2.1 虛擬仿真實驗教學只可作為傳統實驗教學的輔助手段

教師應將虛擬仿真實驗教學作為傳統實驗教學的輔助手段，切不可用虛擬仿真實驗教學完全代替真實的實驗操作。本研究發現：一是虛擬仿真平臺對學生的操作失誤會主動給出提示，影響學生應對突發事件、排查儀器故障能力的提升。二是平臺的使用對電子設備和網絡都有較高要求，操作過程中系統有時會出現卡頓和退出問題，影響連續的學習體驗，且有同學反映部分操作步驟過于機械化，不如實際操作自由靈活。三是進入模擬場景的實驗操作和實際差異較大。如本研究中，研究組都能在平臺制備出理想血膜，但實操中成功率卻低得多；同學們可以在平臺一步步完成瘧原蟲感染小鼠動物模型的建立，但真實操作中，很多同學不敢觸碰小鼠。基于上述問題，教師應遵循“虛實結合、能實不虛、相互補充”^[3]的原則，推進寄生蟲學檢驗實驗教學的改革，幫助學生掌握寄生蟲檢驗的基本技能。

3.2.2 建立科學的評價體系

使用虛擬仿真平臺，學生學習時間會加長。有學生反映學習負擔過重，任課教師也明顯感受到備課時間、課堂指導工作量會增加，但同時，數據顯示學生對知識的掌握更加牢固，任課教師認為自己的教育理念得到了提升，對課程的了解也更加深入，怎么去平衡這種付出與收獲，建立合理的評價體系，也是任課教師要思考的問題。

參考文獻：

[1]汪曉靜.寄生蟲學檢驗[M].5版.北京：人民衛生出版社，2021.

[2]陳琳，曹俊，張東輝，等.新時代的新挑戰：人體寄生蟲學教育的傳承與創新[J].中國寄生蟲學與寄生蟲病雜志，2018，36（5）：432-434.

[3]陳海英，阮子蕓，李健，等.虛擬仿真實驗在人體寄生蟲學實驗教學中的應用[J].廣西中醫藥大學學報，2022，25（6）：74-77.

[4]白慧玲，孫偉力，葛振英，等.融入虛擬仿真實驗的基礎醫學實驗教學實踐[J].基礎醫學教育，2018，20（10）： 917-919.