盛 杰， 金忠秀， 黃 芬， 郝加虎， 陶芳標(biāo)

(安徽醫(yī)科大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院， 合肥 230032)

0 引 言

衛(wèi)生檢驗(yàn)專業(yè)是公共衛(wèi)生與預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的重要組成，以分析化學(xué)、儀器分析、微生物檢疫為基礎(chǔ)、同時(shí)又與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和預(yù)防醫(yī)學(xué)相互交叉滲透的一門綜合性的應(yīng)用型學(xué)科[1]。作為一門實(shí)驗(yàn)型學(xué)科,教學(xué)上圍繞檢驗(yàn)技術(shù)這一核心，不但要求學(xué)生掌握專業(yè)理論知識(shí),還要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技術(shù)操作能力，提高創(chuàng)新思維，以應(yīng)對(duì)衛(wèi)生檢驗(yàn)工作中的新情況新要求。長(zhǎng)期以來(lái)，衛(wèi)生檢驗(yàn)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)多以傳統(tǒng)模式為主，隨著現(xiàn)代數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和教育技術(shù)的發(fā)展，預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中以互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的各類知識(shí)的傳授、學(xué)習(xí)逐漸成為教學(xué)發(fā)展的一種趨勢(shì)，其中虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)受到學(xué)生歡迎的教學(xué)模式[2-3]。為此實(shí)驗(yàn)中心于2017年引入上海夢(mèng)之路數(shù)字科技有限公司研發(fā)的預(yù)防醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，選擇了2015級(jí)衛(wèi)生檢驗(yàn)專業(yè)27名學(xué)生為對(duì)象進(jìn)行了初步調(diào)查，學(xué)生的反映是積極和正面的，對(duì)今后的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是積極的探索。

1 專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及改革的必要性

衛(wèi)生檢驗(yàn)專業(yè)在我校預(yù)防醫(yī)學(xué)學(xué)科中起步較晚，目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程仍以傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主，多采用“教師理論講授，學(xué)生操作驗(yàn)證”的常規(guī)套路施行，教學(xué)方法單一也讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)探索缺乏興趣[4]?，F(xiàn)在的衛(wèi)生檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課程注重實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)技能培訓(xùn)，對(duì)人群現(xiàn)場(chǎng)、環(huán)境資料的獲取能力培養(yǎng)相對(duì)較少，特別對(duì)突發(fā)公共衛(wèi)生事件現(xiàn)場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練條件缺乏，導(dǎo)致此類實(shí)驗(yàn)很難開(kāi)展。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)時(shí)安排緊張，衛(wèi)生檢驗(yàn)專業(yè)的學(xué)制是4年，相比5年制的預(yù)防醫(yī)學(xué)專業(yè)理論課時(shí)數(shù)未有減少，因此相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)不足，在專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃未調(diào)整情況下，使得開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程數(shù)目明顯不足。還有實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源相對(duì)短缺，目前檢驗(yàn)專業(yè)招生人數(shù)雖未有明顯增加，但其他專業(yè)增加的生源擠占了原有資源分配，包括實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、經(jīng)費(fèi)、實(shí)驗(yàn)器材等，為應(yīng)對(duì)和解決這些問(wèn)題實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢(shì)在必行。改革不但是為解決目前存在問(wèn)題的需要，也是適應(yīng)衛(wèi)生檢驗(yàn)學(xué)新的發(fā)展需要，原來(lái)按部就班的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系不能完全滿足互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需求，需要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系輔助完成部分自動(dòng)化、智能化和高通量的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)[5]?！秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》指出，“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視”，并把“加快教育信息化進(jìn)程”單獨(dú)作為一部分進(jìn)行了專門的闡述[6]。《教育部關(guān)于開(kāi)展國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)工作的通知》(教高函[2018]5號(hào))文件中指出，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作必須堅(jiān)持“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的原則，突出應(yīng)用驅(qū)動(dòng)、資源共享，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化作為高等育系統(tǒng)性變革的內(nèi)生變量，以高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)助推高等教育教學(xué)質(zhì)量變軌超車，助力高等教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)[7]。這些都是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的動(dòng)力。

2 專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索

2.1 虛擬仿真平臺(tái)的建設(shè)

衛(wèi)生檢驗(yàn)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生從理論知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際工作能力的有效途徑，是理論聯(lián)系實(shí)際的重要手段，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果如何對(duì)學(xué)生技能培養(yǎng)至關(guān)重要。近年來(lái)，虛擬仿真技術(shù)已在許多專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用，通過(guò)三維仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式難以達(dá)到的教學(xué)效果，可使抽象枯燥的教學(xué)變得豐富多彩，教學(xué)過(guò)程變得更加直觀、生動(dòng)，提高了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和教學(xué)效果[8-9]。我校預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心作為國(guó)家級(jí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，近來(lái)在這方面做了一些有益的嘗試，建立了預(yù)防醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心,圖1所示為中心網(wǎng)站和平臺(tái)使用指南。

圖1 預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心網(wǎng)站和平臺(tái)使用指南

預(yù)防醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心以Internet為基礎(chǔ)，支持分布式的資源服務(wù)器，支持在不同時(shí)間、空間和任意終端上訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)資源、可以實(shí)施網(wǎng)上考試等功能，資源項(xiàng)目的表現(xiàn)形式有圖片、文字、視頻、二維、三維交互動(dòng)畫等，教學(xué)過(guò)程中不受時(shí)間、地點(diǎn)限制，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的隨時(shí)隨地自主學(xué)習(xí)目標(biāo)。教學(xué)中心目前有色譜儀器分析操作、公共衛(wèi)生應(yīng)急處置訓(xùn)練等十個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，根據(jù)計(jì)劃中心將陸續(xù)增添預(yù)防醫(yī)學(xué)類實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以滿足學(xué)院不同專業(yè)的需求。

2.2 虛擬仿真項(xiàng)目在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

2.2.1資料與方法

(1) 資料。衛(wèi)生檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)2015級(jí)本科班27人，教材選用2015年人民衛(wèi)生出版社李磊/高希寶主編的《儀器分析》，理論授課內(nèi)容是高效液相色譜。

(2) 教學(xué)方法。對(duì)學(xué)生采用高效液相色譜分析儀操作虛擬仿真項(xiàng)目輔助，實(shí)施學(xué)習(xí)和考核過(guò)程相結(jié)合的教學(xué)方法。

(3) 教學(xué)過(guò)程。① 在結(jié)束理論課時(shí)要求學(xué)生對(duì)該理論知識(shí)部分能理解和掌握，課后授權(quán)該班級(jí)學(xué)生可以在預(yù)防醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心網(wǎng)站上進(jìn)行注冊(cè)(見(jiàn)圖2)，每位同學(xué)取得自己的賬號(hào)后可以對(duì)高效液相色譜分析儀操作項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課前的自主學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的內(nèi)容包括掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮怼⑹煜?shí)驗(yàn)儀器和方法，之后可以觀看教學(xué)錄像學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，每位同學(xué)在自主學(xué)習(xí)時(shí)對(duì)關(guān)鍵步驟和內(nèi)容都設(shè)有問(wèn)答題目，共30個(gè)，并給出答案和評(píng)判結(jié)果計(jì)100分，圖3顯示部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容截圖，包括對(duì)照品制備、樣品制備、流動(dòng)相配制、樣品分析及數(shù)據(jù)處理等。② 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)課開(kāi)始之前查看學(xué)生的自主學(xué)習(xí)結(jié)果，評(píng)判分?jǐn)?shù)在90分以上者可以允許操作儀器，不達(dá)標(biāo)者在老師講解以后繼續(xù)模擬實(shí)驗(yàn)直至符合要求才可以進(jìn)入下一環(huán)節(jié)。③ 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的部分，該虛擬項(xiàng)目在線課程管理包括學(xué)習(xí)內(nèi)容、資源、作業(yè)、測(cè)驗(yàn)、討論(見(jiàn)圖4)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課后可以的作業(yè)、報(bào)告等項(xiàng)都是網(wǎng)上在線完成，老師和學(xué)生之間的交流、答疑以及補(bǔ)充相關(guān)課程的資源，擴(kuò)展學(xué)習(xí)的深度和廣度也是在此進(jìn)行。

圖2 注冊(cè)界面

圖4 在線課程管理界面

2.2.2結(jié)果

實(shí)驗(yàn)課授課和觀摩教師認(rèn)為，該教學(xué)方式效果好，學(xué)生在課前、課中和課后都能積極主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過(guò)程。課前的自主學(xué)習(xí)積極認(rèn)真，準(zhǔn)備充分；課堂上師生互動(dòng)良好，氣氛活躍；課后學(xué)生能及時(shí)完成作業(yè)，積極思考問(wèn)題，知識(shí)點(diǎn)理解和分析較為深入，學(xué)生課后在線問(wèn)題也比平時(shí)多；在該平臺(tái)上學(xué)生測(cè)驗(yàn)成績(jī)均在75分以上，其中≧90分者8名，是一次成功的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

在課程結(jié)束后對(duì)該次教學(xué)以問(wèn)卷表的形式進(jìn)行了滿意度調(diào)查，參與本實(shí)驗(yàn)課的學(xué)生以無(wú)記名方式填寫，共發(fā)放問(wèn)卷27份，回收27份，回收率和有效率均100%(見(jiàn)表1)。其中問(wèn)卷表中促進(jìn)課前預(yù)習(xí)(92.6%)、促進(jìn)學(xué)習(xí)的獨(dú)立性(85.2%)、能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣與積極性(81.5%)、提高實(shí)驗(yàn)操作水平(96.3%)、接受這種教學(xué)模式(88.9%)等各項(xiàng)的正面意見(jiàn)在90%左右；而對(duì)在線討論分析、課堂氣氛的活躍、培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、增強(qiáng)溝通交流能力等項(xiàng)有超過(guò)70%是正面意見(jiàn)；有一半的意見(jiàn)認(rèn)為該教學(xué)模式還有改進(jìn)的空間。從問(wèn)卷調(diào)查的結(jié)果可看出，學(xué)生對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助模式的實(shí)施是持積極態(tài)度。

表1 學(xué)生對(duì)虛擬仿真教學(xué)模式的滿意度調(diào)查

2.2.3討論

高效液相色譜分析儀操作實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程經(jīng)任課教師認(rèn)真準(zhǔn)備和衛(wèi)生檢驗(yàn)專業(yè)學(xué)生的積極參與已經(jīng)完成，實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)果顯示該虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的整體應(yīng)用效果較好，主要表現(xiàn)在對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)課程產(chǎn)生顯著作用，這與該系統(tǒng)的交互性、直觀性、沉浸感的特點(diǎn)相關(guān)聯(lián)[10]。學(xué)生在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上可以積極、自主學(xué)習(xí)，因?yàn)樵搶W(xué)習(xí)過(guò)程循環(huán)可逆，系統(tǒng)有詳細(xì)的規(guī)范操作、演示視頻、文字說(shuō)明等，學(xué)生可根據(jù)自己實(shí)際學(xué)習(xí)進(jìn)度調(diào)整學(xué)習(xí)過(guò)程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為輔助，基于學(xué)生對(duì)高效液相色譜儀原理、操作步驟的預(yù)習(xí)，教師講解與實(shí)際操作虛實(shí)結(jié)合，幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理，掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)，提升實(shí)驗(yàn)成功率，有利于教學(xué)質(zhì)量的提高，這在虛擬仿真系統(tǒng)有助于提高液相色譜實(shí)驗(yàn)操作水平的調(diào)查結(jié)果中得到直觀反映，也與其他專業(yè)應(yīng)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)果相同[11-15]。從調(diào)查結(jié)果中還可以看出這種教學(xué)手段有助于活躍課堂氣氛、培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、增強(qiáng)溝通交流能力，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前已做了預(yù)習(xí)，對(duì)課程有一定了解和掌握，學(xué)生的負(fù)重感減輕；同時(shí)初次接觸該系統(tǒng)學(xué)生存在新鮮和好奇，因此課堂上教師容易調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，產(chǎn)生活躍的氛圍，這也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中積極追求的一種境況。

調(diào)查結(jié)果還顯示超過(guò)50%的學(xué)生認(rèn)為該系統(tǒng)仍然有改進(jìn)的空間，在教學(xué)過(guò)程中部分學(xué)生感覺(jué)該系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)原理與操作結(jié)合效果欠佳，除去因初次體驗(yàn)不夠熟悉系統(tǒng)原因外，在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建設(shè)及其應(yīng)用中，如何減少學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握程度以及綜合能力的差異在應(yīng)用系統(tǒng)過(guò)程中出現(xiàn)的困難，如何進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐操作的結(jié)合是完善該系統(tǒng)所需要克服的問(wèn)題。

3 結(jié) 語(yǔ)

高效液相色譜分析儀操作虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在衛(wèi)生檢驗(yàn)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用效果較好，得到參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)師生的肯定，虛實(shí)結(jié)合可以提高教學(xué)質(zhì)量，是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的有效途徑，這為今后虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全面鋪開(kāi)提供了有益的探索。