■高蓉 馬文卓 楊亮 （甘肅醫(yī)學(xué)院）

基于崗位職能的醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)的構(gòu)建與應(yīng)用*

■高蓉 馬文卓 楊亮 （甘肅醫(yī)學(xué)院）

本文針對(duì)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)崗位職能需求，借助計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建了醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，著重介紹了平臺(tái)的構(gòu)建和實(shí)踐應(yīng)用，并對(duì)其應(yīng)用效果進(jìn)行了分析。

崗位職能；醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)；虛擬實(shí)驗(yàn)

一 虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建

虛擬實(shí)驗(yàn)是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建的開放式、網(wǎng)絡(luò)化虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，能提供實(shí)時(shí)、三維的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，通過(guò)視、聽、觸覺(jué)等作用于使用者，使用者則可進(jìn)入該虛擬環(huán)境，借助交互軟件進(jìn)行交互操作[1]。

（一）模塊構(gòu)建

針對(duì)檢驗(yàn)專業(yè)崗位職能需求，結(jié)合醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)特點(diǎn)，通過(guò)制作3D模型、動(dòng)畫及繪制實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，構(gòu)建醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)虛擬臨床教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，涵蓋檢驗(yàn)專業(yè)常用自動(dòng)化檢驗(yàn)儀器，實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)室安全及微生物防護(hù)三個(gè)模塊。自動(dòng)化檢驗(yàn)儀器包括臨床常用的六類儀器，實(shí)踐內(nèi)容包括儀器基本操作和質(zhì)量控制；實(shí)驗(yàn)技術(shù)根據(jù)學(xué)科性質(zhì)分為五類，具體操作有基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)及供學(xué)生自主進(jìn)行的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；特別設(shè)計(jì)了生物防護(hù)和實(shí)驗(yàn)室安全模塊，目的在于強(qiáng)化學(xué)生生物防護(hù)和實(shí)驗(yàn)室安全意識(shí)，內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和安全防護(hù)。（表1）。

表1 虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)模塊及內(nèi)容

（二）功能設(shè)置

虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)置三種功能模式：演示模式，自設(shè)模式和評(píng)測(cè)模式。演示模式通過(guò)視頻、音頻、文字動(dòng)畫，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。評(píng)測(cè)模式下沒(méi)有任何提示，由學(xué)生自主進(jìn)行選擇項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，如果操作有誤，則實(shí)驗(yàn)不會(huì)進(jìn)行下去，只有正確的操作實(shí)驗(yàn)才能順利進(jìn)行，完成后，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)根據(jù)操作評(píng)分。自設(shè)模式是通過(guò)交互端讓學(xué)生自主選擇儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)技術(shù)等供學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

專業(yè)課開設(shè)期間，學(xué)生可以利用交互端：電腦、移動(dòng)APP進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，先選定實(shí)驗(yàn)?zāi)K和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，進(jìn)入到虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，對(duì)校內(nèi)可以開設(shè)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行提前預(yù)習(xí)，如果通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)測(cè)試，才可以進(jìn)入到真實(shí)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。如果未通過(guò)測(cè)試，需返回虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行學(xué)習(xí)，直到通過(guò)測(cè)試再進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)考核以后也可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的循環(huán)再學(xué)習(xí)，達(dá)到自身滿意的效果。對(duì)校內(nèi)沒(méi)有開設(shè)而臨床工作需要的，則可以進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。同時(shí)，在學(xué)生進(jìn)入醫(yī)院實(shí)習(xí)前，學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)集中培訓(xùn)，以縮短學(xué)生進(jìn)入醫(yī)院的適應(yīng)期。

（三）應(yīng)用方式

二 虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用

（一）對(duì)象與方法

1 研究對(duì)象

以甘肅醫(yī)學(xué)院2015級(jí)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)?？茖W(xué)生為研究對(duì)象，采取整群抽樣的方法隨機(jī)抽取2個(gè)班，分為A、B兩個(gè)班，兩班學(xué)生均已學(xué)習(xí)了一年的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，在年齡、性別、理論基礎(chǔ)課成績(jī)上差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

2 教學(xué)方法

A班（45人）采用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，B班（46人）采用虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式。教學(xué)內(nèi)容包括：全自動(dòng)生化分析儀的使用及結(jié)果判定，ELISA實(shí)驗(yàn)-乙肝兩對(duì)半的測(cè)定，常規(guī)石蠟切片的制作，微生物學(xué)操作技術(shù)共四個(gè)內(nèi)容。

（1）A班實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施教學(xué)過(guò)程為教師講解—示范操作—學(xué)生動(dòng)手完成傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)—課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。（2）B班實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施實(shí)施步驟為：①課前虛擬實(shí)驗(yàn)操作，教師提前1周向?qū)W生告知實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)室完成虛擬實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。②傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師引導(dǎo)學(xué)生完成傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。③課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

3 教學(xué)效果評(píng)價(jià)

(1)實(shí)驗(yàn)成功率。記錄兩班實(shí)驗(yàn)完成情況，課程結(jié)束時(shí)計(jì)算實(shí)驗(yàn)總體成功率。(2)考試成績(jī)。課程結(jié)束后，兩班采取相同的試卷考試（筆試占50分，操作占50分），通過(guò)考試成績(jī)分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù)，用（x±s）表示，采用t檢驗(yàn)或χ2檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

(二)結(jié)果

1 實(shí)驗(yàn)成功率

結(jié)果顯示，B班的實(shí)驗(yàn)成功率為80.4%，顯著高于A班的71.5%（P＜0.05）。

2 兩班學(xué)生檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)（見表2）

表2 兩班實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)比較（x±s，分）

由表2可見，B班實(shí)驗(yàn)總成績(jī)及操作成績(jī)顯著高于A（P＜0.05）,但筆試成績(jī)兩班比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

三 虛擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用體會(huì)

（一）虛擬實(shí)驗(yàn)的功能體現(xiàn)

1 逼真的實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景，讓學(xué)生對(duì)檢驗(yàn)專業(yè)涉及的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)技能有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。

2 人機(jī)互動(dòng)，設(shè)置實(shí)驗(yàn)相關(guān)問(wèn)題作為互動(dòng)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了虛擬工具完成完整的實(shí)驗(yàn)操作功能。

3 演示功能和評(píng)測(cè)功能可以相互切換。

（二）虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)用效果

1 提高學(xué)習(xí)效率

（1）轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念。逼真的虛擬環(huán)境提供的人機(jī)交互功能，更強(qiáng)調(diào)了由學(xué)生主動(dòng)參與構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)，這種教學(xué)內(nèi)容外在形式的生動(dòng)化與內(nèi)在結(jié)構(gòu)的科學(xué)化更緊密地結(jié)合起來(lái)，極大地促進(jìn)教學(xué)觀念發(fā)生變化。

（2）豐富教學(xué)方式。虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜢`活地提供給學(xué)生不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)際情況確定學(xué)習(xí)內(nèi)容和安排學(xué)習(xí)進(jìn)度，從而最大限度地滿足學(xué)生的不同認(rèn)知水平的需要。

（3）擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的時(shí)間和空間。學(xué)生可以隨時(shí)隨地進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣的體會(huì)，加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。

（4）規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作。在虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，如果實(shí)驗(yàn)操作錯(cuò)誤，實(shí)驗(yàn)即刻將被中斷，迫使學(xué)生思考原因、解決問(wèn)題，從而規(guī)范了實(shí)驗(yàn)操作，同時(shí)也避免了實(shí)物實(shí)驗(yàn)中時(shí)常出現(xiàn)的儀器損壞事故。

2 拓寬教學(xué)資源，彌補(bǔ)校內(nèi)教學(xué)資源的不足

虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以節(jié)省基礎(chǔ)設(shè)施的低水平重復(fù)建設(shè)以及耗材的資金投入，能夠快速的從整體上改善教學(xué)條件和提高教學(xué)水平，實(shí)現(xiàn)資源共享。同時(shí)，虛擬實(shí)驗(yàn)室能夠給學(xué)生體驗(yàn)世界上最先進(jìn)的儀器設(shè)備。

3 加強(qiáng)了對(duì)生物防護(hù)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也避免了生物危害

醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常要接觸一些病原微生物、傳染性疾病的患者標(biāo)本，虛擬實(shí)驗(yàn)從生物安全的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和安全防護(hù)兩方面，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)生物防護(hù)的認(rèn)識(shí)。而對(duì)于危險(xiǎn)的或?qū)θ梭w健康有危害的，應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)避免了真實(shí)實(shí)驗(yàn)或操作所帶來(lái)的各種危險(xiǎn)隱患，但同時(shí)又使學(xué)生獲取了逼真的操作體驗(yàn)。

四 虛擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用前景

虛擬實(shí)驗(yàn)作為一種新型教學(xué)手段迅速發(fā)展。國(guó)內(nèi)外一些醫(yī)學(xué)院校相繼建立了虛擬實(shí)驗(yàn)室，并探索性地開展了教學(xué)研究。研究顯示，虛擬實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目拓展、學(xué)生設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)、教學(xué)資源節(jié)約等方面具有較大優(yōu)勢(shì)[2]。隨著21世紀(jì)檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展，醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的任務(wù)不再是單純?yōu)榕R床提供簡(jiǎn)單的檢驗(yàn)報(bào)告，而是根據(jù)臨床的需要，迅速、準(zhǔn)確地把簡(jiǎn)單的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)科學(xué)地轉(zhuǎn)變?yōu)樵\斷、治療、康復(fù)和預(yù)防的臨床信息，并為臨床提供有意義的咨詢服務(wù)，直接參與臨床的診斷和治療，所以檢驗(yàn)科向作出診斷報(bào)告發(fā)展的趨勢(shì)越發(fā)明顯[3]。為了適應(yīng)這種發(fā)展趨勢(shì)，醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)還需向綜合化、系統(tǒng)化方面發(fā)展。

總之，醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是一種更高效便捷的教學(xué)方式，彌補(bǔ)了學(xué)校教學(xué)資源的不足，培養(yǎng)和提升了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，為學(xué)生進(jìn)入臨床實(shí)習(xí)奠定基礎(chǔ)，縮短了學(xué)生進(jìn)入臨床工作的適應(yīng)期，同時(shí)也能增強(qiáng)畢業(yè)生的職場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和適應(yīng)性，隨著電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的高速發(fā)展，虛擬實(shí)驗(yàn)將不斷得到完善和提高，在未來(lái)醫(yī)學(xué)職業(yè)教育中他將成為高效輔助教學(xué)手段的發(fā)展方向。

[1]賈銀亮.虛擬實(shí)驗(yàn)在高校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革中的應(yīng)用[J].江蘇教育學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2012，28(1)：31－37.

[2]童學(xué)紅，崔茜，董曉敏，等.虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2014，28(6)：98-100.

[3]王躍，程曦，王頻佳.臨床檢驗(yàn)微生物學(xué)課程體系改革的探索[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2011，38(1)：73－74．

G642

A

1008-2549(2017)09-0094-02

甘肅省高等學(xué)?？蒲许?xiàng)目（2015B-139）。