竇迪

（四川中醫(yī)藥高等?？茖W校，四川 綿陽 621000）

0 引言

分子診斷實驗教學主要是借助分子生物學技術(shù)，對人體內(nèi)源性和外源性生物分子體系結(jié)構(gòu)和變化進行研究，是一門新興學科。由于分子診斷技術(shù)突出的高靈敏度和前瞻性特性，對于學生的專業(yè)培訓是一項重要內(nèi)容，直接關(guān)乎到學生后續(xù)是否可以勝任崗位工作需求。所以，應該進一步推動分子診斷實驗教學改革，但是由于傳統(tǒng)分子生物學實驗中儀器設(shè)備老化，因此需要耗費大量的時間和精力，在不同程度上影響教學效率和教學質(zhì)量。所以，應該充分發(fā)揮虛擬實驗室優(yōu)勢，在分子診斷實驗中應用可以有效推動教學改革，為后續(xù)相關(guān)教學活動有序開展提供參考。

1 虛擬實驗室的特點概述

虛擬實驗室經(jīng)過發(fā)展和完善，逐漸形成了一套切實可行的實驗系統(tǒng)，其中包括儀器設(shè)備、實驗對象和實驗環(huán)境等多種元素。學生通過計算機系統(tǒng)即可操作虛擬儀器設(shè)備，結(jié)合具體的實驗要求形成完整的實驗系統(tǒng)，在虛擬環(huán)境中進行實驗，實現(xiàn)分子診斷實驗，并且可以對數(shù)據(jù)信息進行深入分析和處理，從而可以獲得更加直觀的感官刺激。就虛擬實驗室特點來看，主要包括構(gòu)想性、交互性和沉浸性特點[1]。其中交互性主要是指在虛擬實驗室中，可以實現(xiàn)對實驗物體的信息反饋，實驗活動更加實時；構(gòu)想性則是強調(diào)在虛擬實驗室中尋找合適的場景進行開發(fā)，促使學生可以在虛擬環(huán)境中獲得深層次的體驗和感知，有助于促進學生的創(chuàng)造力發(fā)揮，提升實驗能力。

2 分子診斷實驗中虛擬實驗室的優(yōu)勢

2.1 教學形式多樣化

通過虛擬實驗室的應用，可以將分子診斷實驗內(nèi)容通過多種形式呈現(xiàn)出來，改變以往教學中文字、圖片單一的呈現(xiàn)形式，帶給學生全方位的感官沖擊，促使教學活動更具趣味性[2]。虛擬實驗技術(shù)具有真實性特點，通過創(chuàng)設(shè)三維模型將內(nèi)容呈現(xiàn)在學生面前，在虛擬學習情境中帶給學生深刻的情感體驗，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，有助于提升學習質(zhì)量。諸如，聚合酶鏈反應試驗中，作為分子診斷實驗的一項技術(shù)，PCR技術(shù)實驗過程較為復雜，需要分多個實驗組，優(yōu)勢較為突出，易于學生的理解和記憶。通過虛擬實驗技術(shù)組織PCR實驗，有效降低外界因素的干擾和影響，促使實驗活動可以自由完成，優(yōu)化實驗環(huán)境的同時，為后續(xù)的現(xiàn)實環(huán)境實驗活動開展打下堅實基礎(chǔ)和保障[3]。

2.2 彌補實驗教學條件不足

實驗教學中，受到場地、儀器條件的限制，無法保證每一位學生都可以親自動手實踐。而在虛擬現(xiàn)實技術(shù)基礎(chǔ)上組織虛擬實驗，可以有效打破瓶頸限制，降低設(shè)備采購成本和維護成本，可以有效帶給學生更加深層次的體會和感受，有助于降低教學成本[4]。需要注意的是，在虛擬現(xiàn)實技術(shù)基礎(chǔ)上輔助教學活動開展，創(chuàng)建虛擬環(huán)境，為每位學生提供實踐操作機會，降低實體實驗室建設(shè)壓力的同時，促使操作更為便利。實驗過程中由于很多存在毒性的材料，不需要實務操作即可實驗，可以有效降低實驗過程中存在的安全隱患，自由度更大，幫助學生鞏固所學知識的同時，提升實踐操作能力，對于實驗教學質(zhì)量提升具有重要促進作用[5]。

2.3 虛擬實驗室打破時空限制

傳統(tǒng)實驗教學模式在合計應用中，很容易受到時間和空間限制，實驗活動無法靈活運行，將會嚴重影響到教學效果。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立虛擬實驗室，有助于改善傳統(tǒng)實驗室中的缺陷和不足，打破時間和空間的限制，模擬更加真實的實驗室環(huán)境，實驗活動更容易被控制。學生可以結(jié)合實際情況自由進行實驗，反復聯(lián)系實驗。

3 虛擬實驗室在分子診斷實驗教學中的應用

3.1 激發(fā)學生學習興趣，深入挖掘教材內(nèi)容

為了可以有效提升分子診斷實驗教學成效，可以借助利用先進技術(shù)，從而深入挖掘教材內(nèi)容，激發(fā)學生的學習興趣。通過互聯(lián)網(wǎng)整合教育資源，拓寬教學空間，結(jié)合實際需要選擇合適的虛擬實驗素材內(nèi)容，有助于激發(fā)學生的實驗興趣。諸如，在虛擬實驗室中組織PCR、DNA提取和瓊脂糖電泳實驗，是培養(yǎng)學生崗位實踐能力的關(guān)鍵所在。對于很少接觸分子診斷實驗的學生，根據(jù)實驗提示摸索實驗進程，可以有效提升實驗效率和試驗質(zhì)量[6]。而在科學技術(shù)快速發(fā)展背景下，通過虛擬實驗室可以增設(shè)實驗項目，激發(fā)學生學習興趣的同時，拓寬知識面的廣度和深度，為后續(xù)教學活動有序開展打下堅實基礎(chǔ)和保障。

但是，當前我國分子診斷實驗教學中，主要是采用單元操作方式，實驗單元之間缺少緊密聯(lián)系[7]。在實踐中引入虛擬實驗素材，有助于進一步強化各個單元之間內(nèi)在聯(lián)系。諸如，在核酸純化與鑒定實驗課中，只有少數(shù)的兩個單元，包括質(zhì)粒DNA提取和DNA鑒定，通過虛擬實驗室的應用，可以將重組DNA轉(zhuǎn)化、大腸埃希菌感受態(tài)細胞制備實驗，通過多樣化的實驗活動來激發(fā)學生的學習興趣，提升教學有效性。

3.2 虛實結(jié)合的實驗方法

在分子診斷實驗教學中，通過虛擬實驗室的應用，可以有效改善傳統(tǒng)教學方法中的缺陷和不足，促使虛擬試驗和實際實驗有機整合在一起，為教學活動有序開展提供堅實的資源保障。教師應該充分發(fā)揮自身的引導作用，可以加強理論教學和虛擬實驗活動之間的聯(lián)系，將原有抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)變成生動形象從而在學生面前展現(xiàn)出來，激發(fā)學生學習興趣的同時，充分挖掘?qū)W生潛力和價值。在虛擬實驗課上，在教師指導下開展計算機實踐活動，積極參與到虛擬實驗中，獲得更加直觀的感受。與此同時，結(jié)合實際情況開展虛擬實驗活動，通過計算機操作可以有效改善傳統(tǒng)實驗的不足，實現(xiàn)教學方式的優(yōu)勢互補，幫助學生更為直觀的學習知識，切實提升學生的實踐操作能力，養(yǎng)成良好的學習習慣，為后續(xù)教學活動有序開展打下堅實基礎(chǔ)[8]。

4 結(jié)論

綜上所述，在分子診斷實驗教學改革持續(xù)深化下，由于傳統(tǒng)分子生物學實驗中儀器設(shè)備老化，教學模式單一，難以有效調(diào)動學生學習興趣，需要耗費大量的時間和精力。而虛擬實驗室的應用，有助于教學內(nèi)容生動形象的展現(xiàn)在學生面前，有效提升教學效率和教學質(zhì)量。