周 茜，黃衛(wèi)平，宋廣忠，王家學(xué)，楊 臖

(浙江醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，浙江 杭州 310053)

·教學(xué)研究與管理·

梅毒快速血漿反應(yīng)素試驗虛擬實驗的構(gòu)建與應(yīng)用

周 茜，黃衛(wèi)平，宋廣忠，王家學(xué)，楊 臖@

(浙江醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校，浙江 杭州 310053)

虛擬實驗作為一種新的教學(xué)手段已逐步應(yīng)用在醫(yī)學(xué)課程的教學(xué)中。本文介紹了梅毒快速血漿反應(yīng)素試驗(RPR)虛擬實驗的構(gòu)建，以及在醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)微生物學(xué)檢驗課程中的初步應(yīng)用。學(xué)生和教師使用后認(rèn)為，虛擬實驗教學(xué)的開展是必要的，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，可以作為傳統(tǒng)實驗教學(xué)的有力補充，將促進微生物學(xué)檢驗實驗教學(xué)模式的改革。

虛擬實驗；微生物學(xué)檢驗；實驗教學(xué)

Abstract: The virtual experiment has gradually been applied in medical teaching as a new method. This paper discussed the construction of a virtual experiment ofrapid plasma reagin test for syphilis(RPR), and the application in microbiological testing for laboratory medicine major. The students and teachers considered that it is necessary to develop virtual experimental teaching. It improves the learning efficiency of students, and can be used as a supplement of traditional experiment teaching. It will promote the innovation of the experimental teaching mode of microbiological testing.

Keywords: virtual experiment; microbiological testing; experimental teaching

隨著計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，高校的教學(xué)模式也向多元化發(fā)展，教學(xué)創(chuàng)新的實施也更多地與計算機技術(shù)聯(lián)系起來。虛擬實驗是以計算機為載體，運用音頻、視頻、圖片、動畫等多種形式，構(gòu)造一個仿真的人機交互式實驗界面，使學(xué)生可以通過計算機操作來進行實驗[1-2]。虛擬實驗作為一種新的教學(xué)手段已經(jīng)應(yīng)用在臨床診斷學(xué)、臨床血液學(xué)檢驗、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)等醫(yī)學(xué)課程的教學(xué)中，并且取得了良好的教學(xué)效果[3-5]。

微生物學(xué)檢驗是高職高專醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)的核心課程，具有很強的實踐性和操作性。微生物學(xué)檢驗教學(xué)中，涉及多種病原微生物的檢測，梅毒血清學(xué)檢測是患者術(shù)前血液檢查項目之一[6]。該項目常用的初篩試驗是快速血漿反應(yīng)素試驗(Rapid Plasma Reagin Test，RPR)，是醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)學(xué)生必須掌握的實驗技術(shù)。但由于梅毒陽性標(biāo)本為感染性材料，其檢測必須在生物安全二級實驗室并且由專業(yè)技術(shù)人員完成，學(xué)生不能進行操作?；谶@種現(xiàn)狀，筆者設(shè)計了RPR虛擬實驗，利用計算機軟件呈現(xiàn)醫(yī)院檢驗科微生物實驗室的實驗環(huán)境，模擬RPR的檢測過程和結(jié)果，使學(xué)生在無法接觸感染性材料的情況下也能熟悉該項目的整個檢驗流程。目前，RPR虛擬實驗已經(jīng)應(yīng)用到我校2013級醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)的微生物學(xué)檢驗教學(xué)中。

1 材料和方法

1.1 虛擬實驗的設(shè)計

1.1.1 實驗場景的設(shè)置 虛擬實驗的場景設(shè)置務(wù)求真實、逼真。以醫(yī)院檢驗科的臨床微生物實驗室為背景，實驗臺上的物品、儀器設(shè)備也盡量還原實驗室內(nèi)的真實情景。見圖1。

1.1.2 實驗操作步驟的設(shè)置 學(xué)生的操作從進入實驗室開始，操作要點主要包括：(1)實驗前準(zhǔn)備。學(xué)生需選擇合適的防護用品和試劑盒；(2)基本步驟。血液標(biāo)本的處理→加樣→加RPR試劑→混勻→結(jié)果判斷→報告；(3)實驗后處理。實驗物品歸位和實驗臺面的清潔。在操作界面右上角設(shè)有“實驗指導(dǎo)”。見圖2。如果學(xué)生不清楚整個實驗過程，可打開實驗指導(dǎo)進行參考。

1.1.3 設(shè)置問題和障礙 虛擬實驗中設(shè)置了一系列的問題和障礙考察學(xué)生對整個實驗流程的掌握情況。對一些不能通過虛擬實驗展現(xiàn)的操作采用問題的形式讓學(xué)生做出選擇，如試劑盒的處理要求等，如果選擇錯誤，則無法繼續(xù)操作。見圖3。在本實驗的關(guān)鍵步驟也是容易出錯的地方設(shè)置障礙，如RPR試劑的混勻等，如果操作出錯，則無法繼續(xù)進行。見圖4。

1.2 虛擬實驗軟件的制作

采用Adobe DirectorⅡ制作實驗項目場景，每個場景內(nèi)部是以實驗開展的順序為線索，以圖片展示鑒定結(jié)果逐步完成實驗。利用Flash面向?qū)ο蟮目梢暬幊?，完成多媒體素材的集成和組織，最終完成實驗項目場景的整體制作。運用Flash MX 6.0制作動畫，完成模擬實驗操作。

圖1 RPR虛擬實驗的場景 圖2 RPR虛擬實驗的“實驗指導(dǎo)”

圖3 RPR虛擬實驗中設(shè)置的問題 圖4 RPR虛擬實驗中設(shè)置的障礙

2 結(jié)果

2.1 學(xué)生對虛擬實驗教學(xué)的體會

將上述虛擬實驗軟件安裝在微生物實驗室的電腦上，供2013級醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)的學(xué)生在微生物實驗課上使用。對74名學(xué)生使用后進行問卷調(diào)查，實際收回問卷65份。

通過問卷調(diào)查，絕大多數(shù)學(xué)生(95%)認(rèn)為在傳統(tǒng)的實驗課堂教學(xué)中增加虛擬實驗學(xué)習(xí)是必要的，通過虛擬實驗的學(xué)習(xí)，學(xué)生對實驗步驟更加清楚、更容易理解。97%的學(xué)生認(rèn)為該虛擬實驗的界面友好、逼真，實驗操作有趣味性。94%的學(xué)生認(rèn)為虛擬實驗教學(xué)的開展提高了對實驗課的學(xué)習(xí)興趣。95%的學(xué)生認(rèn)為虛擬實驗不受時間、空間以及使用次數(shù)的限制，能有效地幫助實驗課的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。

2.2 教師對虛擬實驗的評價

本專業(yè)3名教師對虛擬實驗軟件進行操作后，認(rèn)為該軟件的情景真實清晰，很好地展示了RPR的檢驗過程，設(shè)置的問題和障礙能幫助學(xué)生注意實驗細(xì)節(jié)。逼真、生動的軟件設(shè)計能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可應(yīng)用于學(xué)生的課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)?？稍谲浖性黾釉u分系統(tǒng)，這樣有助于了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，增加師生間的互動。

3 討論

在微生物檢驗實驗教學(xué)中構(gòu)建虛擬實驗具有以下優(yōu)點。

3.1 避免生物危害，節(jié)約教學(xué)資源

微生物學(xué)檢驗是一門涉及實驗室生物安全的特殊學(xué)科。2003年SARS流行期間，發(fā)生的SARS-CoV實驗室感染，引起國家對實驗室生物安全問題的高度重視，并制定了一系列的法律法規(guī)。根據(jù)對所操作生物因子采取的防護措施，將實驗室生物安全防護水平分為一級、二級、三級和四級[7]。在高校實驗教學(xué)中所涉及的病原微生物大多需要在生物安全二級實驗室里進行操作。高校實驗教學(xué)很大的局限在于生物安全二級實驗室的空間有限、教學(xué)時間有限，而學(xué)生人數(shù)較多，相對來說能夠讓每個學(xué)生操作的機會較少。為了防止實驗室感染，對于一些致病性較強的微生物雖然在臨床檢驗工作中很常見，但是在學(xué)校無法開展。而虛擬實驗是將實驗過程用計算機軟件的形式進行模擬，避免了生物危害，同時一些無法演示的錯誤操作也可以通過虛擬軟件展現(xiàn)出來，使學(xué)生印象更深刻，避免在真正的實驗操作中出現(xiàn)這樣的錯誤。虛擬實驗使原本局限于實驗室進行的操作擴展到只要有計算機就可以進行模擬練習(xí)，使實驗室可移動化，不受時間和空間的限制，可以節(jié)約教學(xué)資源。

3.2 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率

在以往的實驗教學(xué)中，往往都是教師準(zhǔn)備好實驗材料、講解并示范實驗過程，以PPT展示實驗步驟，然后學(xué)生對著PPT機械地做實驗，學(xué)生處于被動的地位。而虛擬實驗充分利用了現(xiàn)代化的教學(xué)手段，將文字、視頻、動畫等有機地結(jié)合起來，使實驗教學(xué)更加立體、生動，從進入實驗室到離開實驗室的整個實驗過程都需學(xué)生自行安排，讓學(xué)生成為主角，使學(xué)生的自主性更強，學(xué)習(xí)興趣更高。

虛擬實驗為學(xué)生創(chuàng)建了一種虛擬仿真、人機交互的實驗環(huán)境，在這個環(huán)境中，學(xué)生可以隨時并且反復(fù)進行練習(xí)，虛實結(jié)合的方式更有助于強化學(xué)生的實驗技能，提高學(xué)習(xí)效率。

3.3 改革教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量

虛擬實驗是現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，是實驗教學(xué)改革的新方向。學(xué)生調(diào)查表的反饋信息顯示，在傳統(tǒng)實驗教學(xué)的基礎(chǔ)上有必要增加虛擬實驗教學(xué)，可以作為傳統(tǒng)教學(xué)模式的補充和促進。虛擬實驗在微生物學(xué)檢驗教學(xué)中的應(yīng)用尚處于嘗試階段，后期還將建立在線虛擬互動和考核平臺。師生可進行在線互動，使教師能及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果并且考核學(xué)生對感染性標(biāo)本的檢驗操作，便于教師在線提供有針對性的指導(dǎo)，提高教學(xué)質(zhì)量。

虛擬實驗雖然具有以上這些優(yōu)點，但是與真實實驗之間仍然存在相當(dāng)大的差距，這就需要虛擬實驗技術(shù)的不斷提高和改善，而且虛擬的實驗操作始終無法替代真實的技能訓(xùn)練。所以，在微生物學(xué)檢驗實驗教學(xué)的過程中，要堅持以真實操作為主、虛擬實驗為輔的原則，在重視培養(yǎng)學(xué)生實際操作能力的基礎(chǔ)上，發(fā)揮虛擬實驗的優(yōu)勢，將兩者有機地結(jié)合起來，才能更好地促進微生物學(xué)檢驗實驗教學(xué)的改革和發(fā)展。

[1]李媛媛，吳洪娟，劉雨清.醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗室的定位及應(yīng)用前景[J]. 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2015,17(4)：362-364.

[2]劉向華，德偉，劉志軍，等.醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)虛擬實驗的建立和應(yīng)用優(yōu)勢[J].西北醫(yī)學(xué)教育，2015,23(2)：309-311.

[3]鄒莉萍，黃從新，董衛(wèi)國，等.虛擬實驗室在臨床診斷學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用與體會[J].中國高等醫(yī)學(xué)教育，2014,(1)：70-71.

[4]王也飛，倪麟，丁磊，等.虛擬實驗教學(xué)在臨床血液學(xué)檢驗課程中的嘗試[J].診斷學(xué)理論與實踐，2012,11(6)：638-640.

[5]楊致邦，徐晨，王毅，等.醫(yī)學(xué)微生物學(xué)虛擬試驗在實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].實驗室研究與探索，2014,33(10)：46-49.

[6]姬憲民，張穗華.住院病人術(shù)前檢測血液五項的臨床意義[J].醫(yī)學(xué)檢驗與臨床，2009,20(3)：104.

[7]GB 19489-2008, 實驗室生物安全通用要求[S].

ConstructionandapplicationofvirtualexperimentofRPR

ZHOUQian,HUANGWeiping,SONGGuangzhong,WANGJiaxue,YANGJun@

(Zhejiang Medical College, Hangzhou 310053, China)

G642.0

B

1672-0024(2016)01-0009-03

周 茜(1985-)，女，湖北潛江人，碩士研究生，助教。研究方向：微生物學(xué)檢驗

浙江省教育廳高職高專院校專業(yè)領(lǐng)軍項目(編號：lj2013012)；浙江醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校重點教改課題(編號：kg2013031)

@

楊 臖 jennyyangjun@sina.com