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        基于虛擬仿真技術(shù)開展臨床生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

        2019-09-04 08:42:48崔力文張志華
        山東化工 2019年15期
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)生

        崔力文,張志華

        (忻州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 醫(yī)學(xué)系醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)教研室,山西 忻州 034000)

        最近幾年,隨著我國虛擬仿真技術(shù)的快速發(fā)展,經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高,對(duì)基于虛擬仿真技術(shù)開展臨床生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作提出了更高的要求,但是,臨床生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在很多問題,影響了臨床生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的順利開展。因此,關(guān)于“基于虛擬仿真技術(shù)開展臨床生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”這一話題成為了社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn),為了提高臨床生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量,加強(qiáng)虛擬仿真技術(shù)的不斷完善,必須針對(duì)問題進(jìn)行深入研究并給出有效的解決對(duì)策,為臨床生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開展創(chuàng)造更大的價(jià)值。文章首先介紹了臨床生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題,然后研究了模擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn),接著,針對(duì)臨床生化檢驗(yàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建,詳細(xì)介紹了自動(dòng)生化分析儀的使用模塊、常規(guī)項(xiàng)目的檢測模塊、質(zhì)量控制和規(guī)范操作模塊。最后,對(duì)臨床生化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用進(jìn)行了展望。

        1 臨床生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

        目前,由于臨床生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用了傳統(tǒng)的板書教學(xué)模式,導(dǎo)致臨床生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工作在開展的過程中,出現(xiàn)了以下幾個(gè)問題:第一是實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源嚴(yán)重短缺。開展臨床生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)會(huì)需要很多大型器材[1],這些大型器材費(fèi)用特別昂貴,但是學(xué)校投入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的資金非常有限,所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用的大型器材少之又少,甚至已經(jīng)老化的大型器材不能及時(shí)更新,除此之外,學(xué)校由于擴(kuò)招,學(xué)生的人數(shù)一年比一年多,但是實(shí)驗(yàn)教學(xué)用到的器材卻非常有限,導(dǎo)致某些教師可能沒有器材,而無法進(jìn)行臨床生化實(shí)驗(yàn)的教學(xué),從而造成一種嚴(yán)重的現(xiàn)象就是學(xué)生只有理論學(xué)習(xí),沒有實(shí)踐學(xué)習(xí),不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。第二,臨床生化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容單一,不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。因?yàn)椋R床生化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要是對(duì)某項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)和驗(yàn)證,這種教學(xué)的內(nèi)容非常單一,教師在對(duì)某項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證的過程中[2],通常先講解實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng),接下來學(xué)生開始按照教師講解的實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng),對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中規(guī)中矩的操作,這種被動(dòng)式的學(xué)習(xí)不利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,同時(shí)也不利于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新能力。

        2 模擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)

        模擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué),顧名思義就是教師通過使用計(jì)算機(jī)多媒體,運(yùn)用3D動(dòng)畫技術(shù)將實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)過程生動(dòng)逼真的再現(xiàn)給學(xué)生,以便達(dá)到高效教學(xué)的目的。這種模擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)有一個(gè)顯著的特點(diǎn)就是讓學(xué)生直觀形象的感受實(shí)驗(yàn)的整個(gè)操作過程,極大的提高了實(shí)驗(yàn)的趣味性。除此之外,通過模擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué),可以讓學(xué)生在虛擬的仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境中,毫無阻礙的對(duì)各種各樣的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)[3],并且通過模擬仿真的實(shí)驗(yàn)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)環(huán)境中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一模一樣的,甚至通過模擬仿真實(shí)驗(yàn)得到的實(shí)驗(yàn)效果比在真實(shí)環(huán)境中的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到的實(shí)驗(yàn)效果更好。模擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)還有一個(gè)很大優(yōu)勢,通過模擬大型實(shí)驗(yàn)器材設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn),有效的避免了學(xué)校對(duì)昂貴的大型實(shí)驗(yàn)器材的購買,從而降低了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的器材購買成本。綜上所述,虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)有以下幾個(gè)特點(diǎn),第一個(gè)特點(diǎn)是學(xué)生通過模擬虛擬的實(shí)驗(yàn)室,虛擬的大型實(shí)驗(yàn)器材,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不需要使用真實(shí)的器材,從而降低了學(xué)校購買器材的成本,進(jìn)而大大降低了實(shí)驗(yàn)成本。第二個(gè)特點(diǎn)是通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn),可以有效的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的意識(shí),同時(shí),培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,除此之外,還能促進(jìn)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合能力的提升,通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn),可以幫助學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解[4]。第三個(gè)特點(diǎn)是沒有時(shí)間和空間的限制,學(xué)生足不出戶就可以進(jìn)行任何實(shí)驗(yàn),方便學(xué)生靈活自由的安排自己的實(shí)驗(yàn)時(shí)間,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。第四個(gè)特點(diǎn)是豐富實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,對(duì)于那些在學(xué)校實(shí)訓(xùn)室難以開展的重要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的方法完成,例如:在虛擬仿真的實(shí)驗(yàn)室中開設(shè)那些實(shí)驗(yàn)過程復(fù)雜、消耗時(shí)間長、實(shí)驗(yàn)器材昂貴的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

        3 臨床生化檢驗(yàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建

        3.1 自動(dòng)生化分析儀的使用模塊

        圖1 自動(dòng)生化分析儀的模塊框圖

        對(duì)臨床生化檢驗(yàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行構(gòu)建需要研究的第一個(gè)模塊是自動(dòng)生化分析儀的使用模塊。自動(dòng)生化分析儀價(jià)格非常昂貴,并且自動(dòng)化分析儀的體積龐大,占用空間,需要單獨(dú)放置到一個(gè)獨(dú)立的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室,不利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)與自動(dòng)生化分析儀之間進(jìn)行有效的連接[5]。為了解決這個(gè)問題,可以通過對(duì)自動(dòng)生化分析儀的使用過程進(jìn)行詳細(xì)的講解,例如,根據(jù)圖1對(duì)自動(dòng)生化分析儀的內(nèi)部構(gòu)造、工作原理、操作注意事項(xiàng)、維修方式等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)介紹。為此,在對(duì)虛擬仿真平臺(tái)進(jìn)行構(gòu)建的過程中,可以通過計(jì)算機(jī)多媒體的形式介紹自動(dòng)生化分析儀的內(nèi)部構(gòu)造,通過演示文稿的形式介紹自動(dòng)生化分析儀的工作原理,通過使用虛擬仿真技術(shù)介紹自動(dòng)生化分析儀的操作注意事項(xiàng)。這樣不僅豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源,而且提高了儀器設(shè)備的學(xué)習(xí)效率,除此之外,通過對(duì)自動(dòng)生化分析儀的使用過程進(jìn)行詳細(xì)的講解,對(duì)真實(shí)的儀器使用打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),從而極大的提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

        3.2 常規(guī)項(xiàng)目的檢測模塊

        對(duì)臨床生化檢驗(yàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行構(gòu)建需要研究的第二個(gè)模塊是常規(guī)項(xiàng)目的檢測模塊。首先要對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)用到的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,設(shè)置的參數(shù)都相當(dāng)抽象,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)參數(shù)的理解不夠到位,為了解決這個(gè)問題,可以運(yùn)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式進(jìn)行解決。針對(duì)圖2的常規(guī)項(xiàng)目檢測的模塊框圖,應(yīng)用模擬的自動(dòng)生化分析儀進(jìn)行詳細(xì)的測定[6]。例如:教師在操作模擬自動(dòng)生化分析儀系統(tǒng)進(jìn)行測定的示教過程中,根據(jù)圖2的常規(guī)項(xiàng)目檢測的模塊框圖給學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)的介紹和講解,從而讓學(xué)生對(duì)圖2的常規(guī)項(xiàng)目檢測的模塊框圖有深刻的認(rèn)識(shí)和理解,從而提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的參數(shù)的理解能力,有利于實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目后期順利開展。

        圖2 常規(guī)項(xiàng)目檢測的模塊框圖

        3.3 質(zhì)量控制和規(guī)范操作模塊

        最近幾年,越來越多的人對(duì)臨床檢驗(yàn)的質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求[7],所以,為了滿足人們對(duì)臨床檢驗(yàn)的質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)提出的要求,所有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都必須經(jīng)過室內(nèi)質(zhì)量控制和室間質(zhì)量評(píng)價(jià),從而保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的合理性和準(zhǔn)確性。但是由于影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定的因素有很多,并且有些因素是不可控制的,所以,會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與病人的臨床表現(xiàn)不符合的問題,從而造成病人病情的誤診,進(jìn)而延遲了病人的康復(fù)的時(shí)間,甚至惡化了病人的病情[8]。為了避免出現(xiàn)這個(gè)問題,可以通過使用虛擬仿真技術(shù),從質(zhì)量的控制處理、檢測過程、規(guī)范操作、結(jié)果分析等多個(gè)方面向?qū)W生演示整個(gè)質(zhì)量控制操作規(guī)范,通過向?qū)W生演示整個(gè)質(zhì)量控制操作規(guī)范,有助于學(xué)生對(duì)整個(gè)質(zhì)量控制操作規(guī)范有更深刻的認(rèn)識(shí)和理解。總而言之,質(zhì)量控制就是控制整個(gè)測定過程的各個(gè)環(huán)節(jié),以使每個(gè)環(huán)節(jié)的誤差減到最小,滿足臨床對(duì)測定結(jié)果準(zhǔn)確性的需要,同時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能會(huì)引起誤差突然變大的影響因素,并及時(shí)予以糾正。

        4 臨床生化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用展望

        通過對(duì)臨床生化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用,有利于激發(fā)學(xué)生對(duì)臨床生化實(shí)驗(yàn)的積極性,提高學(xué)生自主動(dòng)手實(shí)驗(yàn)及規(guī)范化操作的能力,從而增強(qiáng)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力,使其在對(duì)臨床生化進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中,加深對(duì)臨床生化知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解,從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。同時(shí),教師在運(yùn)用臨床生化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中,沒有時(shí)間和空間的限制,隨時(shí)隨地都可以進(jìn)行臨床生化實(shí)驗(yàn),并可以實(shí)時(shí)了解每個(gè)學(xué)生操作和掌握的情況,可以有效提高生化檢驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課堂的教學(xué)質(zhì)量及效率,提高了教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效率,同時(shí)也有利于學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際情況,針對(duì)性的動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)。

        隨著教學(xué)方式的不斷創(chuàng)新和改革,臨床生化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用會(huì)受到越來越多的學(xué)校的重視,同時(shí)臨床生化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用也會(huì)越來越普及。越來越多的學(xué)者也會(huì)積極投入到關(guān)于“基于虛擬仿真技術(shù)開展臨床生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”中,以不斷豐富虛擬仿真的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

        通過構(gòu)建臨床生化檢驗(yàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),可以有效解決臨床生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題,同時(shí)提高了臨床生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量,為我國虛擬仿真技術(shù)的快速發(fā)展產(chǎn)生了重大影響和參考價(jià)值。除此,也強(qiáng)化了臨床生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作者對(duì)臨床生化檢驗(yàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建的重視,對(duì)臨床生化檢驗(yàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建工作的順利開展起著重要的意義。

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