陳 晶，芮勇宇，王 前，裘宇容

（南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院 檢驗科，廣東 廣州 510515）

VR（Virtual laboratory）技術(shù)最早是在1989年由美國University of Virginia的William Wolf教授提出的［1］，用來描述計算機網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實驗室環(huán)境，它是綜合利用了計算機圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和多傳感器技術(shù)，模擬人的視覺聽覺、觸覺等感覺器官功能，使人能夠沉浸在計算機生成的三維逼真的虛擬境界中，并能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進行實時交互，創(chuàng)建了一種適人化的多維信息空間。通過虛擬實驗室，學(xué)生能夠在網(wǎng)絡(luò)中模擬實驗現(xiàn)場，通過鼠標(biāo)、鍵盤或屏幕觸摸等操作，在實驗室自由走動、操作儀器和完成實驗，“身臨其境”的觀察實驗現(xiàn)象。

南方醫(yī)院是南方醫(yī)科大學(xué)附屬第一臨床醫(yī)學(xué)院，我院從2003年開始培養(yǎng)檢驗醫(yī)學(xué)專業(yè)本科生，一直采取檢驗醫(yī)學(xué)系和檢驗醫(yī)學(xué)科“科系合一”的管理模式，分為臨床檢驗基礎(chǔ)、臨床血液學(xué)檢驗、臨床生物化學(xué)檢驗、臨床免疫學(xué)檢驗、臨床微生物學(xué)檢驗共5個分支。其中臨床微生物學(xué)檢驗教研室的教員均由碩士以上學(xué)歷及中級職稱人員共7人組成，并且大部分教師都在臨床一線工作，教學(xué)的同時身兼臨床工作。近幾年我們根據(jù)《臨床微生物學(xué)檢驗》教學(xué)的需要，針對本課程的特點及難點，同時考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，建立了《臨床微生物學(xué)檢驗》虛擬實驗室，并應(yīng)用到教學(xué)中，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力、動手能力、分析問題能力及創(chuàng)新能力等方面取得了很好的效果。

1 《臨床微生物學(xué)檢驗》虛擬實驗室模塊群簡介

針對《臨床微生物學(xué)檢驗》這門課各章節(jié)理論知識點相對分散，但操作技能貫穿整個課程的特點，并緊密結(jié)合日常臨床微生物檢驗的實際工作流程，我們將虛擬實驗室共建設(shè)成三個母模塊群，分別是“基本技能”模塊群、“臨床常見病原體檢驗”模塊群、“臨床常用儀器使用”模塊群，每個模塊群下又分支若干模塊，整個構(gòu)建樹結(jié)構(gòu)清晰，層次分明。

1.1 《臨床微生物學(xué)檢驗》“基本技能”模塊群建設(shè)

在“基本技能”模塊群的子目錄下再建立4個子模塊，分別是“臨床常見染色方法及涂片圖譜庫”模塊、“臨床常用培養(yǎng)基、接種方法及培養(yǎng)圖譜庫”模塊、“臨床常用鑒定試驗”模塊建設(shè)、“臨床常用藥敏試驗”模塊。每個模塊的表現(xiàn)形式多樣化，可以是文字表格、圖譜、視頻、Flash動畫、電子講稿和電子教材等。

1.1.1 “臨床常見染色方法及涂片圖譜庫”模塊建設(shè) 臨床常見的染色方法主要包括革蘭染色、抗酸染色、墨汁染色。三種染色方法的原理都用電子文稿形式描述，具體操作過程配以視頻教材（由我系微生物教研室制作的《臨床細(xì)菌學(xué)檢驗》系列視頻教材已由人民衛(wèi)生電子音像出版社2010年9月出版），所有操作演示要求標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化。同時我系通過在臨床工作中近8年的收集積累拍攝，完成了臨床常見各種微生物涂片圖譜庫的建設(shè)，收錄各類微生物涂片圖譜近2000張。在這一模塊的學(xué)習(xí)中，學(xué)生基本可以對三種染色情況下的各種常見微生物形態(tài)有很直觀深刻的認(rèn)識，避免了以往一些珍貴的臨床特殊微生物涂片因保存不當(dāng)丟失或形態(tài)模糊，或一些稀有菌種無法常規(guī)保存下來，或因生物安全隱患無法保留等等。

1.1.2 “臨床常用培養(yǎng)基、接種方法及培養(yǎng)圖譜庫”模塊建設(shè) 緊密結(jié)合臨床實際工作，不同的標(biāo)本接種在相應(yīng)不同的培養(yǎng)基上，每種培養(yǎng)基的顏色、內(nèi)容物都有電子文稿描述，接種操作方法配以視頻教材。標(biāo)本在實際操作中需培養(yǎng)18－24小時后，各種微生物在相應(yīng)培養(yǎng)基上的生長形態(tài)特點、是否產(chǎn)色素及是否溶血才能明顯表現(xiàn)出來，而我們利用平時臨床工作收集拍攝建立了培養(yǎng)圖譜庫（收錄培養(yǎng)圖譜達(dá)2000多張），每個菌株及所用的培養(yǎng)基都有相應(yīng)標(biāo)注。在這個模塊里，學(xué)生只需點擊鼠標(biāo)就可以看到某類標(biāo)本在孵箱中培養(yǎng)18小時后在培養(yǎng)基上的表現(xiàn)形態(tài)，并且我們還將同一菌株接種在不同相應(yīng)的培養(yǎng)基上，各自的形態(tài)大小及產(chǎn)色素情況不一樣，利于學(xué)生比較記憶，節(jié)約大量時間并資源共享。例如同一株傷寒沙門菌在SS培養(yǎng)基、血培養(yǎng)基和MAC培養(yǎng)基上同時培養(yǎng)后，生長形態(tài)特點不盡相同。

1.1.3 “臨床常用鑒定試驗”模塊建設(shè) 《臨床微生物學(xué)檢驗》這門課操作技能貫穿每個章節(jié)的學(xué)習(xí)中，有些生化試驗是腸桿菌科細(xì)菌的特異性鑒定試驗，同時也可用于非發(fā)酵菌的鑒定，具有共性與特性雙重特點，因此將臨床常用鑒定試驗單獨建立成一個模塊。生化鑒定管的接種操作方式都配以視頻演示，生化鑒定管的補充添加反應(yīng)及生化反應(yīng)后顏色變化以Flash動畫形式體現(xiàn)。臨床常用鑒定試驗群類別見表1

表1 “臨床常用鑒定試驗”模塊群類別、主要內(nèi)容及采用主要方法

1.1.4 “臨床常用藥敏試驗”模塊建設(shè) 臨床微生物學(xué)檢驗還是一門跨學(xué)科課程，它綜合了病原微生物學(xué)、臨床抗生素學(xué)等多方面的知識與技能。學(xué)生不僅要掌握微生物菌屬的鑒定技能，還要熟悉抗生素合理選擇及應(yīng)用原則。我們建立了臨床常用藥敏試驗?zāi)K群，分為以下幾個模塊：腸桿菌科紙片擴散法藥物敏感試驗、假單胞菌屬細(xì)菌紙片擴散法藥物敏感試驗、不動桿菌屬紙片擴散法藥物敏感試驗、嗜麥芽窄食單胞菌紙片擴散法藥物敏感試驗、洋蔥伯克霍爾德菌紙片擴散法藥物敏感試驗、葡萄球菌屬紙片擴散法藥物敏感試驗、腸球菌屬紙片擴散法法藥物敏感試驗、鏈球菌屬紙片擴散法法藥物敏感試驗、深部真菌藥物敏感試驗，都以Flash動畫形式展現(xiàn)每一個菌屬必須做哪些抗菌藥物的藥敏試驗，并用電子文稿標(biāo)注ESBL、MRS的判斷標(biāo)準(zhǔn)，視頻演示如何測量藥敏紙片抑菌圈直徑。

1.2 “臨床常見病原體檢驗”模塊群建設(shè)

在“基本技能”模塊群的學(xué)習(xí)后，學(xué)生對微生物學(xué)檢驗這門課的操作技能基本可以全部掌握，接下來就是綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。如何使用這些基本技能在臨床疑似感染性疾病的標(biāo)本中去做微生物種屬的鑒定及藥敏試驗?zāi)?？這就是微生物學(xué)檢驗這門課的重點及難點，為此我們建立了“臨床常見病原體檢驗”模塊群，引導(dǎo)學(xué)生靈活運用微生物檢驗技能。這個模塊群主要以文字表格、圖譜和視頻結(jié)合的形式表現(xiàn)，見表2

1.3 “臨床常用儀器使用”模塊群建設(shè)

檢驗醫(yī)學(xué)發(fā)展突飛猛進，儀器自動化程度日漸增高，教學(xué)也需與時俱進。學(xué)生不能只局限于書本知識和手工操作，還需掌握檢驗發(fā)展的最新動態(tài)，新生代的儀器使用狀況。我們將臨床常用的新代的自動化檢測儀器建立了“臨床常用儀器使用”模塊群，使學(xué)生開拓視野，了解微生物學(xué)檢驗的最新資訊。模塊群包括的儀器：血液自動培養(yǎng)檢測儀、微生物自動鑒定藥敏分析儀、結(jié)核分枝桿菌培養(yǎng)鑒定儀、酶標(biāo)儀、熒光定量PCR儀。這個模塊群的建設(shè)方法主要是文字和動畫演示，電子文稿描述基本理論，動畫演示整個基本操作過程，同時配有操作細(xì)節(jié)的解說配音，使得學(xué)生獲得感官上的認(rèn)識，并且在觀摩儀器設(shè)備操作的每個步驟與細(xì)節(jié)的同時，達(dá)到身臨其境的效果。

2 《臨床微生物學(xué)檢驗》虛擬實驗室的應(yīng)用

臨床微生物學(xué)檢驗這門課對動手能力要求比較高，通過虛擬實驗室的建設(shè)和應(yīng)用，學(xué)生對每個試驗操作步驟不僅做到了標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化，還了解每個試驗的基本原理，知其然并知其所以然。我們將理論知識與實踐操作融為一體并分層次構(gòu)建知識體系，不斷的鞏固與綜合知識點，使學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)的知識去檢驗臨床送來的病患樣本，接受完整的臨床實踐教學(xué)過程，實現(xiàn)由學(xué)生身份轉(zhuǎn)變?yōu)榕R床檢驗工作者的良好過渡。一整套培訓(xùn)學(xué)習(xí)完成后，學(xué)生基本可以掌握臨床微生物檢驗工作的流程，綜合分析問題與解決問題的能力都有大幅提高。

表2 “臨床常見病原體檢驗”模塊群的模塊名稱、主要內(nèi)容及采用主要方法

［1］H Goldberg.What is virtual instrument［J］.IEEE Instrumentation＆ Measurement Magazine，2000，3（4）：10.

［2］曾 怡，黃干榮，唐華英，等.將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實驗教學(xué)的體會［J］.現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2011，27（9）：1436.

［3］孫銘娟，王梁華，黃才國，等.分子生物學(xué)虛擬實驗教學(xué)軟件的設(shè)計與應(yīng)用探索［J］.中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2011，25（3）：283.

［4］杜雪飛，姜曉峰，梁紅艷等.實驗診斷學(xué)實驗課教學(xué)的改革與實踐［J］.中國實驗診斷學(xué)，2011，15（6）：1120.