劉 新，李茂全，陳衛(wèi)中，賈 皓，冷言冰

（成都醫(yī)學院，四川 成都 610083）

國內(nèi)現(xiàn)有預防醫(yī)學實驗教學體系中存在諸多問題，阻礙了預防醫(yī)學實驗教學水平和質(zhì)量的提高，無法適應“培養(yǎng)用得上的實用性預防醫(yī)學人才”的要求。為此，許多醫(yī)學院校進行深入研究和改革，從改革中吸取經(jīng)驗，改進不足，完善預防醫(yī)學實驗課程體系。其中華中科技大學同濟醫(yī)學院通過預防醫(yī)學實驗教學改革，以能力(學習、實踐和創(chuàng)新)培養(yǎng)為目標，在教學方法上大膽創(chuàng)新，把各學科開設的實驗課程重新整合，打破學科界限，做到優(yōu)勢互補，相互滲透，提高了學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力[1]，一定程度上解決了傳統(tǒng)預防醫(yī)學實驗教學中各課程間內(nèi)容交叉、重復的問題。但是該方法仍存在一些不足之處。

1 存在的主要問題

1.1 不能更好地開展帶有危險性和危害性的實驗教學項目

預防醫(yī)學實驗課程中經(jīng)常要使用火焰原子吸收儀、氣相色譜儀、液相色譜儀等精密儀器檢測環(huán)境中的有害物，有一定的危險性（如高純乙炔、氫氣）或毒性（如乙腈、甲醇），并且這些實驗儀器價格昂貴，耗材及維護成本較高，導致學生只能粗略了解，難以熟練、獨立、完整地完成相關(guān)實驗項目。而上述儀器恰恰又是在預防醫(yī)學環(huán)境危害物檢測方面普遍使用的，是預防醫(yī)學專業(yè)學生必須掌握的常用檢測儀器。再如，流行病學實驗項目中很多實驗以致病生物為實驗對象，如酶聯(lián)免疫法篩查人群血清中乙肝病毒表面抗原實驗，如果學生防護意識淡薄，實驗技術(shù)不熟練，就會對學生構(gòu)成潛在威脅，進而影響實驗開出率。如果學生在接觸這些實驗項目前就能熟悉整個實驗流程和相應儀器的使用方法，便可大大降低實驗操作不當帶來的危險性。

1.2 不能做到現(xiàn)場采樣（調(diào)查）和實驗室檢測有機結(jié)合

現(xiàn)有預防醫(yī)學實驗課程設置大多重實驗室檢測技能訓練，輕現(xiàn)場環(huán)境基本資料獲取能力培養(yǎng)。以“大氣中二氧化硫含量的測定”實驗為例，從預防醫(yī)學角度看，應從以下兩方面入手才能把這個實驗做好。一方面要掌握實驗檢測對象(大氣中二氧化硫)的現(xiàn)場環(huán)境基本資料，如當?shù)氐牡匦闻c地貌、氣象條件、植被、居民聚居位置、廠礦等；另一方面要具有精湛的實驗室檢測技術(shù)，以保證實驗檢測對象數(shù)據(jù)的準確性、精確性。只有把兩個方面有機結(jié)合才能針對環(huán)境中的二氧化硫提出有效的防護措施保護居民健康，體現(xiàn)預防醫(yī)學實驗教學的價值和意義[2]。然而，一些客觀原因?qū)е潞芏嗷绢A防醫(yī)學實驗項目，對樣本采集現(xiàn)場環(huán)境基本資料獲取能力的訓練不夠重視。

1.3 不能動態(tài)更新預防醫(yī)學實驗內(nèi)容，做到與時俱進

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們生活方式的改變，危害居民健康的致病因素也在悄然改變。醫(yī)學院校應隨時注重聯(lián)系實際，關(guān)注學科發(fā)展，根據(jù)現(xiàn)實中出現(xiàn)的公共衛(wèi)生問題，及時更新、充實、改革教學內(nèi)容，將新知識、新理論、新觀念和新技術(shù)充實到實驗教學內(nèi)容中。如針對2008年出現(xiàn)的三鹿奶粉事件，可適當調(diào)整實驗教學內(nèi)容，增加三聚氰胺檢測和毒理學評價項目。流行病學實驗教學中，引入近年來出現(xiàn)的一些新發(fā)傳染病如SARS、禽流感、手足口病以及豬鏈球菌感染等衛(wèi)生問題可豐富實驗教學內(nèi)容[3]。最近發(fā)生的柳州龍江重金屬元素鎘污染和螺旋藻片鉛元素含量過高問題等，都可以作為預防醫(yī)學實驗教學中借鑒的案例和現(xiàn)場模擬訓練的內(nèi)容。

2 網(wǎng)絡虛擬實驗室的構(gòu)建

2.1 構(gòu)建基礎

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展為解決預防醫(yī)學實驗教學中存在的問題提供了有效的途徑和新的思路。國內(nèi)外許多高等院校及科研機構(gòu)紛紛提出了虛擬實驗室概念，即利用圖形、語音、視頻、動畫等多種技術(shù)，為用戶提供一個基于網(wǎng)絡的技術(shù)交流、共同研究的平臺以通過網(wǎng)絡身臨其境地觀察實驗現(xiàn)象。虛擬實驗室具有低成本、高效率、功能全等優(yōu)點，越來越多的人意識到虛擬實驗室在教育領(lǐng)域的重要性，尤其是在實驗教學方面的顯著作用[4，5]。如今互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，且高校均有成熟發(fā)達的局域網(wǎng)構(gòu)架，故以成熟的學校局域網(wǎng)絡構(gòu)架為基礎，采用QTVR或Flash技術(shù)，利用虛實結(jié)合、低成本高收益的特點，適時開展預防醫(yī)學虛擬實驗教學，可解決實驗教學存在的問題，進一步培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

2.2 構(gòu)建方法

（1）基于學校局域網(wǎng)絡構(gòu)架建設預防醫(yī)學網(wǎng)絡虛擬實驗室，主要設計思路如圖1所示：

圖1 預防醫(yī)學網(wǎng)絡虛擬實驗室設計思路

（2）選定預防醫(yī)學實驗教學具有代表性的實驗項目，采用QTVR或Flash技術(shù)，初步實現(xiàn)預防醫(yī)學虛擬實驗教學。例如，環(huán)境衛(wèi)生學實驗：火焰原子吸收法檢測土壤中的鎘元素含量；職業(yè)衛(wèi)生與職業(yè)醫(yī)學實驗：職業(yè)空氣環(huán)境中甲醛含量的測定；營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學實驗：高效液相色譜法檢測奶粉中防腐劑含量；衛(wèi)生學及衛(wèi)生檢驗學實驗：氣相色譜法測定空氣中多環(huán)芳烴含量。

（3）根據(jù)選定的預防醫(yī)學實驗項目特點進行實驗模塊設計，采用合適的動畫技術(shù)，構(gòu)建出相應的虛擬實驗設計框架?，F(xiàn)以環(huán)境衛(wèi)生學實驗（火焰原子吸收法檢測土壤中的鎘元素含量）為例介紹虛擬實驗模塊設計思路。采用QTVR或Flash技術(shù)，構(gòu)建虛擬實驗教學內(nèi)容的主要模塊骨架，其他選定的實驗項目以該實驗為模板進行修改，即針對自身的實驗特點做相應修改。虛擬實驗項目設計分三大模塊，即現(xiàn)場采樣技術(shù)（地形、地貌、河流走向、風向、工廠、居民區(qū)位置、土壤采集的方法及注意事項和流行病調(diào)查方法），實驗檢測技術(shù)（樣品處理、稱取、消化方式、標準方程的建立、儀器氣密性檢查及儀器使用安全準則、火焰吸收儀器測量條件優(yōu)化調(diào)試、檢測過程注意事項）和實驗技術(shù)交流（數(shù)據(jù)的收集和處理、實驗報告的修改、開放實驗和創(chuàng)新性實驗相關(guān)內(nèi)容的培訓與考核，實驗更新動態(tài)發(fā)布），如圖2。

（4）其他實驗項目以構(gòu)建好的虛擬實驗流程為骨架，根據(jù)預防醫(yī)學實驗課程的需要衍生虛擬實驗內(nèi)容。把建好的預防醫(yī)學虛擬實驗課程鏈接在學校網(wǎng)站上（以實驗技術(shù)交流C模塊為途徑），學生通過學號、姓名進入預防醫(yī)學虛擬實驗練習平臺。虛擬實驗項目訓練為實地實驗的高質(zhì)量開展打下堅實基礎。

3 網(wǎng)絡虛擬實驗的優(yōu)勢

相對于現(xiàn)在的預防醫(yī)學實驗教學方式，網(wǎng)絡虛擬實驗有以下幾個優(yōu)點：（1）利用預防醫(yī)學虛擬實驗項目虛實結(jié)合理念，低成本高收益的特點，開展預防醫(yī)學虛擬實驗教學，嘗試解決實驗教學中存在的問題，能夠進一步培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。（2）建好的虛擬實驗項目，可以為更多的虛擬實驗項目建設提供基礎和經(jīng)驗，復制出類似的虛擬實驗項目。（3）為預防醫(yī)學專業(yè)學生和其他專業(yè)學生申請的“大學生開放實驗項目”和“大學生創(chuàng)新實驗項目”提供選拔及培訓學生的技術(shù)交流平臺，做到資源共享。（4）徹底打破空間和時間限制，學生可以根據(jù)自己的時間和需要進行虛擬實驗的自我訓練。

圖2 “火焰原子吸收法檢測土壤中的鎘元素含量”虛擬實驗模塊設計

隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，預防醫(yī)學實驗教學的手段日趨多樣化。網(wǎng)絡化、數(shù)字化和共享化是虛擬實驗最大的特點，也是傳統(tǒng)實驗無法比擬的[6]。但是，也不能夸大虛擬實驗的優(yōu)點，由于預防醫(yī)學實驗涉及學科眾多，不同學科的實驗形式具有各自的特點，在實驗教學中要注意選擇有針對性的教學手段，意識到虛擬實驗只是教學的輔助手段，切不可完全取代實地實驗。由于實地實驗過程中會出現(xiàn)虛擬實驗無法預知的異常問題，因此，合理安排虛擬實驗與實地實驗教學比例是任課教師考慮的重點，只有做到虛實有機結(jié)合才能培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、處理問題的能力，實現(xiàn)學以致用，收到滿意的教學效果。

[1]陳國元，楊克敵，劉烈剛，等.預防醫(yī)學實驗教學注重學生個性發(fā)展教學法的探索與實踐[J]，醫(yī)學與社會，2008，21（7）：54-60.

[2]劉新，宋慶雄，徐潔.預防醫(yī)學實驗教學改革構(gòu)想[J]，衛(wèi)生職業(yè)教育，2008，26（7）：115-116.

[3]羅文海.預防醫(yī)學實驗教學改革[J].醫(yī)學研究與教育，2011，28（1）：102-105.

[4]呂克志.基于校園網(wǎng)的虛擬實驗室的研究與設計[J].網(wǎng)絡安全技術(shù)與應用，2008（3）：89-90.

[5]房俊龍，范永存，王立，等.遠程虛擬實驗室教學模式的研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學學報：社會科學版，2008，6（1）：56-57.

[6]夏金輝，韓紅，李瀟寒，等.生理學虛擬實驗室設計建設的幾點體會[J].西北醫(yī)學教育，2008，16（1）：109-110.■