梅毒快速血浆反应素试验虚拟实验的构建与应用

2016-11-01黄卫平宋广忠王家学

浙江医学教育 2016年1期

关键词：微生物学实验室医学

周茜，黄卫平，宋广忠，王家学，杨臖

(浙江医学高等专科学校，浙江杭州 310053)

·教学研究与管理·

梅毒快速血浆反应素试验虚拟实验的构建与应用

周茜，黄卫平，宋广忠，王家学，杨臖@

(浙江医学高等专科学校，浙江杭州 310053)

虚拟实验作为一种新的教学手段已逐步应用在医学课程的教学中。本文介绍了梅毒快速血浆反应素试验(RPR)虚拟实验的构建，以及在医学检验技术专业微生物学检验课程中的初步应用。学生和教师使用后认为，虚拟实验教学的开展是必要的，有利于提高学生的学习效率，可以作为传统实验教学的有力补充，将促进微生物学检验实验教学模式的改革。

虚拟实验；微生物学检验；实验教学

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

随着计算机技术的广泛应用，高校的教学模式也向多元化发展，教学创新的实施也更多地与计算机技术联系起来。虚拟实验是以计算机为载体，运用音频、视频、图片、动画等多种形式，构造一个仿真的人机交互式实验界面，使学生可以通过计算机操作来进行实验[1-2]。虚拟实验作为一种新的教学手段已经应用在临床诊断学、临床血液学检验、医学微生物学等医学课程的教学中，并且取得了良好的教学效果[3-5]。

微生物学检验是高职高专医学检验技术专业的核心课程，具有很强的实践性和操作性。微生物学检验教学中，涉及多种病原微生物的检测，梅毒血清学检测是患者术前血液检查项目之一[6]。该项目常用的初筛试验是快速血浆反应素试验(Rapid Plasma Reagin Test，RPR)，是医学检验技术专业学生必须掌握的实验技术。但由于梅毒阳性标本为感染性材料，其检测必须在生物安全二级实验室并且由专业技术人员完成，学生不能进行操作。基于这种现状，笔者设计了RPR虚拟实验，利用计算机软件呈现医院检验科微生物实验室的实验环境，模拟RPR的检测过程和结果，使学生在无法接触感染性材料的情况下也能熟悉该项目的整个检验流程。目前，RPR虚拟实验已经应用到我校2013级医学检验技术专业的微生物学检验教学中。

1 材料和方法

1.1 虚拟实验的设计

1.1.1 实验场景的设置虚拟实验的场景设置务求真实、逼真。以医院检验科的临床微生物实验室为背景，实验台上的物品、仪器设备也尽量还原实验室内的真实情景。见图1。

1.1.2 实验操作步骤的设置学生的操作从进入实验室开始，操作要点主要包括：(1)实验前准备。学生需选择合适的防护用品和试剂盒；(2)基本步骤。血液标本的处理→加样→加RPR试剂→混匀→结果判断→报告；(3)实验后处理。实验物品归位和实验台面的清洁。在操作界面右上角设有“实验指导”。见图2。如果学生不清楚整个实验过程，可打开实验指导进行参考。

1.1.3 设置问题和障碍虚拟实验中设置了一系列的问题和障碍考察学生对整个实验流程的掌握情况。对一些不能通过虚拟实验展现的操作采用问题的形式让学生做出选择，如试剂盒的处理要求等，如果选择错误，则无法继续操作。见图3。在本实验的关键步骤也是容易出错的地方设置障碍，如RPR试剂的混匀等，如果操作出错，则无法继续进行。见图4。

1.2 虚拟实验软件的制作

采用Adobe DirectorⅡ制作实验项目场景，每个场景内部是以实验开展的顺序为线索，以图片展示鉴定结果逐步完成实验。利用Flash面向对象的可视化编程，完成多媒体素材的集成和组织，最终完成实验项目场景的整体制作。运用Flash MX 6.0制作动画，完成模拟实验操作。

图1 RPR虚拟实验的场景图2 RPR虚拟实验的“实验指导”

图3 RPR虚拟实验中设置的问题图4 RPR虚拟实验中设置的障碍

2 结果

2.1 学生对虚拟实验教学的体会

将上述虚拟实验软件安装在微生物实验室的电脑上，供2013级医学检验技术专业的学生在微生物实验课上使用。对74名学生使用后进行问卷调查，实际收回问卷65份。

通过问卷调查，绝大多数学生(95%)认为在传统的实验课堂教学中增加虚拟实验学习是必要的，通过虚拟实验的学习，学生对实验步骤更加清楚、更容易理解。97%的学生认为该虚拟实验的界面友好、逼真，实验操作有趣味性。94%的学生认为虚拟实验教学的开展提高了对实验课的学习兴趣。95%的学生认为虚拟实验不受时间、空间以及使用次数的限制，能有效地帮助实验课的预习和复习，提高学习效率。

2.2 教师对虚拟实验的评价

本专业3名教师对虚拟实验软件进行操作后，认为该软件的情景真实清晰，很好地展示了RPR的检验过程，设置的问题和障碍能帮助学生注意实验细节。逼真、生动的软件设计能提高学生的学习兴趣，可应用于学生的课前预习和课后复习。可在软件中增加评分系统，这样有助于了解学生的学习情况，增加师生间的互动。

3 讨论

在微生物检验实验教学中构建虚拟实验具有以下优点。

3.1 避免生物危害，节约教学资源

微生物学检验是一门涉及实验室生物安全的特殊学科。2003年SARS流行期间，发生的SARS-CoV实验室感染，引起国家对实验室生物安全问题的高度重视，并制定了一系列的法律法规。根据对所操作生物因子采取的防护措施，将实验室生物安全防护水平分为一级、二级、三级和四级[7]。在高校实验教学中所涉及的病原微生物大多需要在生物安全二级实验室里进行操作。高校实验教学很大的局限在于生物安全二级实验室的空间有限、教学时间有限，而学生人数较多，相对来说能够让每个学生操作的机会较少。为了防止实验室感染，对于一些致病性较强的微生物虽然在临床检验工作中很常见，但是在学校无法开展。而虚拟实验是将实验过程用计算机软件的形式进行模拟，避免了生物危害，同时一些无法演示的错误操作也可以通过虚拟软件展现出来，使学生印象更深刻，避免在真正的实验操作中出现这样的错误。虚拟实验使原本局限于实验室进行的操作扩展到只要有计算机就可以进行模拟练习，使实验室可移动化，不受时间和空间的限制，可以节约教学资源。

3.2 激发学习兴趣，提高学习效率

在以往的实验教学中，往往都是教师准备好实验材料、讲解并示范实验过程，以PPT展示实验步骤，然后学生对着PPT机械地做实验，学生处于被动的地位。而虚拟实验充分利用了现代化的教学手段，将文字、视频、动画等有机地结合起来，使实验教学更加立体、生动，从进入实验室到离开实验室的整个实验过程都需学生自行安排，让学生成为主角，使学生的自主性更强，学习兴趣更高。

虚拟实验为学生创建了一种虚拟仿真、人机交互的实验环境，在这个环境中，学生可以随时并且反复进行练习，虚实结合的方式更有助于强化学生的实验技能，提高学习效率。

3.3 改革教学方法，提高教学质量

虚拟实验是现代教育技术发展的产物，是实验教学改革的新方向。学生调查表的反馈信息显示，在传统实验教学的基础上有必要增加虚拟实验教学，可以作为传统教学模式的补充和促进。虚拟实验在微生物学检验教学中的应用尚处于尝试阶段，后期还将建立在线虚拟互动和考核平台。师生可进行在线互动，使教师能及时了解学生的学习效果并且考核学生对感染性标本的检验操作，便于教师在线提供有针对性的指导，提高教学质量。

虚拟实验虽然具有以上这些优点，但是与真实实验之间仍然存在相当大的差距，这就需要虚拟实验技术的不断提高和改善，而且虚拟的实验操作始终无法替代真实的技能训练。所以，在微生物学检验实验教学的过程中，要坚持以真实操作为主、虚拟实验为辅的原则，在重视培养学生实际操作能力的基础上，发挥虚拟实验的优势，将两者有机地结合起来，才能更好地促进微生物学检验实验教学的改革和发展。

[1]李媛媛，吴洪娟，刘雨清.医学虚拟仿真实验室的定位及应用前景[J]. 基础医学教育，2015,17(4)：362-364.

[2]刘向华，德伟，刘志军，等.医学分子生物学虚拟实验的建立和应用优势[J].西北医学教育，2015,23(2)：309-311.

[3]邹莉萍，黄从新，董卫国，等.虚拟实验室在临床诊断学教学中的应用与体会[J].中国高等医学教育，2014,(1)：70-71.

[4]王也飞，倪麟，丁磊，等.虚拟实验教学在临床血液学检验课程中的尝试[J].诊断学理论与实践，2012,11(6)：638-640.

[5]杨致邦，徐晨，王毅，等.医学微生物学虚拟试验在实验教学中的应用[J].实验室研究与探索，2014,33(10)：46-49.

[6]姬宪民，张穗华.住院病人术前检测血液五项的临床意义[J].医学检验与临床，2009,20(3)：104.

[7]GB 19489-2008, 实验室生物安全通用要求[S].

ConstructionandapplicationofvirtualexperimentofRPR

ZHOUQian,HUANGWeiping,SONGGuangzhong,WANGJiaxue,YANGJun@

(Zhejiang Medical College, Hangzhou 310053, China)

G642.0

1672-0024(2016)01-0009-03