虚拟仿真实验平台在临床生物化学检验实验课中的应用※

陈 沙 刘平安 刘慧萍 张国民 黄姗姗 曹 蓉 李 玲

（湖南中医药大学医学基础教学实验中心，长沙 410208）

虚拟仿真实验平台在临床生物化学检验实验课中的应用※

陈 沙 刘平安 刘慧萍 张国民 黄姗姗 曹 蓉 李 玲*

（湖南中医药大学医学基础教学实验中心，长沙 410208）

基于虚拟仿真实验平台的建设情况，以及临床生物化学检验的实验课特点，湖南中医药大学充分发挥虚拟实验平台优势，为四年制医学检验技术专业学生提供一个虚拟的临床生物化学检验实验课教学环境，利用其可视化、网络化、交互化的特点，保证了实验的安全性，在一定程度上，打破了实验条件对于实验实施的限制，促进了实验教学的开展。

虚拟仿真实验平台；临床生物化学检验；实验教学

临床生物化学检验是医学检验技术专业学生的基础课程。从2012年开始，教育部对该专业的培养目标定位由原来五年制培养“从事医学检验及医学类实验室工作的医学高级专门人才”改为四年制“从事医学检验及医学类实验室工作的医学技术高级专门人才”[1]。由此可见，实验技术掌握的熟练程度对医学检验技术专业学生的重要性。通过模拟实验室环境，每位学生可以亲自进行模拟操作体验[2]。临床生物化学检验课程涉及到多个临床生化指标的检测，且样本为临床病人血标本，具有一定的安全隐患，通过虚拟仿真实验平台，可减少学生对于标本的接触，加深学生对于指标的临床理解，拓宽学生的实验思维，通过对标准操作的重复虚拟实验，培养学生形成标准化的仪器、耗材操作规程，最终提高检验学生的专业技能。

1 临床生物化学检验实验教学的现状

医学检验专业（以下简称“医检专业”）归口医学技术类后，要求在实验教学中强化技术类元素。目前，临床生化检验实验课多以教师为主，按照实验目的、原理、方法和步骤和注意事项进行实验教学，学生“循规蹈矩”“被动式”地接受老师安排的实验教学内容，实验课上积极性不高。主要存在以下问题：

1.1 基本仪器操作不当 对医检专业的学生而言，临床生化实验课中移液器的使用，是其最基本的操作，“工欲善其事必先利其器”，对于移液器使用是否规范和移液是否准确，使用后是否将其调回最大量程，是医检专业学生需重视的问题。检验专业学生毕业后，到基层医疗单位找工作时，经常遇到的一个考核就是移液器的使用，从该仪器的操作是否规范上，即可“窥斑见豹”学生操作的功底。

1.2 实验教学内容太过传统 当前，临床生化检验实验开展的课程主要以一些“经典”指标为主，学生多采用手工法，利用分光光度计对待测指标进行检测，涉及到的临床指标主要为肌酐、乳酸脱氢酶、清蛋白以及血糖测定及其质控图的绘制等。学生较难学到新的临床技术。笔者所在学校购置了3台半自动生化分析仪，但其检测原理也比较基础，一般为“一点法和两点法”。

1.3 实验场地较为有限 我校临床生化检验实验课程在固定的3个教室开展，3个实验室还承担了细胞生物学、临床输血检验、分子生物学检验和研究生的高级分子生物学等课程的实验教学任务，因此用于放置临床生化检验课程仪器的地方不多。生化检验项目在临床上的开展多采用全自动流水线的形式，该仪器占用地方大，需要不间断电源，在教学实验室购置不是很现实，从而间接导致学生对于生化项目原理、实验动态过程的理解不是很透彻，降低了实验教学质量。

2 虚拟仿真实验平台在临床生物化学检验实验课中的应用

我校在现有的校园网和省级医学基础教学实验中心的基础上，大力推进虚拟仿真实验平台的建设工作，致力于将模拟、仿真实验引入实验教学[3]，提升了我校实验教学质量。虚拟仿真实验平台利用其自身沉浸性、交互性和构想性特点，将互联网的优势补充到传统教学的“短板”之中，使得传统与现代教学方法交相辉映，增加师生之间的互动，具体体现在：

2.1 仪器操作视频规范化 利用虚拟仿真教学软件，将临床生物化学检验实验课中需用到的仪器操作步骤视频化，直观形象地展示出仪器操作的每一个细节和注意事项，对重难点深入浅出地分析。实验所用的仪器、试剂和耗材的图像采集均以实体为标准，与此同时，随着实验的进行，可以观察到仪器的动态变化。比如在移液枪的使用上，视频演示时，着重介绍移液枪的结构、档位、最大量程，使用人员的一个持枪姿势、与替补头接触时的一个旋转方向、移取液体量在枪内的一个状态等，将课堂上学生经常忽略的问题，着重标记，学生可通过移动APP设备反复学习观看，既多样化了授课形式，又激发了学生参与的主动能动性。

2.2 实验教学场地灵活化 随着高等教育进入大众化阶段，高等学校大学生数量急剧增加，实验仪器设备、人员等教学资源不足的问题逐步凸显。实验场地及实验经费匮乏等，一直困扰各大高校[4]。利用网络技术将虚拟实验室网络化，无论是学生还是教师，都可以自由地、无顾虑地随时进入虚拟实验室操作[5]，实验教学方式灵活化，且节约了实验场地。此外，临床生物化学检验课程与临床接轨的仪器主要是全自动生化分析仪，仪器价格昂贵，检测试剂配套化，需定期做质控且占据空间大。通过虚拟仿真软件，可将全自动生化分析仪进行3D建模，打破了场地对于仪器的限制，并对之前不能开展的实验项目，如C反应蛋白、γ-GT的实验过程，动画展示，详细记录，并设置大量提示框，对实验步骤和注意事项进行备注说明，有利于学生创造力的发散。

2.3 实验教学内容持续化 为了构建充实、丰富完整的临床生化检验知识体系，与时俱进实验教学内容，建设虚拟仿真实验平台是趋势。学习内容易于扩展的框架结构[6]，将使理论知识的更新与实验教学同步化。临床生物化学检验新版实验教材，改革了以代谢物检测为系统的传统检测项目，采取以生化检验技术为系列的编写模式。实用性强，强调性能检验方法学的评价实验涉及检测项目多，重复性高，若全部采用手工法进行检测，则会有实验耗时长的弊端。通过检测同一项目采用不同检测方法，比如醋酸纤维薄膜电泳和琼脂糖凝胶电泳法测定血清蛋白质和同工酶上，体现出方法学的连续性，这样将更有利于学生知识体系的构建。

3 虚拟仿真实验平台的建设进展

3.1 管理机制 我校医学基础教学实验中心于2015年通过湖南省普通高校实践教学建设项目省级虚拟仿真实验教学中心立项，并积极着手虚拟仿真实验室的构建和管理工作，确立中心主任、楼层负责人的层级管理制。对于与医学检验技术专业相关的新的虚拟实验项目的开展，需明确是否与该专业的更新发展同步。医学检验学科的飞速发展要求医学检验教育应将创新教育置于人才培养的重要位置，务实推进系统、有效、持久的创新教育，培养具有创新素质和创新能力的人才[7]。因此，加强虚拟仿真实验平台建设，并将其推广、运用于学生群体当中，显得尤为迫切。

3.2 运行机制 当下，学生对于网络技术的了解、APP的使用很熟练，这就要求教师也应时刻加强自己的互联网知识储备，紧跟时代潮流，改革教学模式，提高教学水平。我校实验中心十分重视虚拟仿真平台建设，积极鼓励年轻老师参与相关会议，并积极投稿虚拟仿真应用方面的论文，加大软件建设方面的投入，良性发展虚拟仿真平台建设项目。

4 结语

虚拟实验技术与教学的不断整合，必将更好地服务于教学，使教学效果达到质的飞跃，这将对教育的发展产生积极而深远的影响[8]。将虚拟仿真技术应用于临床生物化学检验的实验教学，极大地解放传统教学的场地限制、时间限制和人力限制，减少试剂耗材浪费现象，提高学生的操作技能。同时，我们也要强化虚拟与实际同样重要的意识，做到虚拟与实际操作并行发展，切勿舍本逐末[9]。培养高质量的医学检验技术人才，服务临床，服务社会。

[1]陈婷梅，尹一兵，冯文莉，等.四年制医学检验技术专业的培养目标及教学的思考[J].中国高等医学教育，2014(8):38-39.

[2]朱满，李洪春，涂建成，等.虚拟现实技术在临床检验仪器学实验教学中的应用展望[J].中国高等医学教育，2017(1):9-10.

[3]吴若霞，刘慧萍，李玲，等.建设虚拟仿真实验平台的意义与内容初探[J].中国中医药现代远程教育，2017，15(5):48-49.

[4]曾涛，马丽.临床检验基础课程的实验教学改革与体会[J].国际检验医学杂志，2013，34(12):1621-1622.

[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]赵琪，孙红，孙艳梅，等.基础医学虚拟仿真实验教学平台构建研究[J].实验技术与管理，2016，33(11):135-138.

[7]张继瑜，王前，郑磊，等.医学检验创新人才培养模式的构建与实践[J].中华检验医学杂志，2014，37(1):78-80.

[8]曹丁，李文建.虚拟现实技术在医学实验教学中的应用[J].中国医药指南，2013，11(3):367-368.

[9]陈沙，刘平安，刘慧萍，等.虚拟仿真实验室在医学教学中的应用[J].中国高等医学教育，2017(1):13-14.

The Application of Virtual Simulation Experiment Platform in Experimental Teaching of Clinical Biochemistry Test

CHEN Sha,LIU Pingan,LIU Huiping,ZHANG Guomin,HUANG Shanshan,CAO Rong,LI Ling*
(Experiment Center of Basic Medicine Teaching,Hunan University of Chinese Medicine,Hunan Province,Changsha 410208,China)

Basing on virtual simulation on the construction of experimental platform,as well as the characteristics of clinical biochemistry test experiment,Hunan University of Chinese Medicine gives full play to the advantages of virtual experiment platform,provides a virtual clinical biochemistry inspection experiment teaching environment for four-year medical inspection technology professional students,uses the advantage of the characteristics of the visualization and network,interaction,guarantee the security of the experiment,to a certain extent,breakes the limitation of experimental conditions for experimental implementation,and promotes the development of the experimental teaching.

virtual simulation platform;clinical biochemistry examination;experimental teaching

10.3969/j.issn.1672-2779.2017.23.010

1672-2779（2017）-23-0023-02

湖南省教育厅教改课题【No.2015-215，221；2016-344】；湖南中医药大学教改课题重点项目【No.2016-JG002】；湖南中医药大学（校级）教改课题一般项目【No:2016-JG019】

*通讯作者：liling1049@qq.com

2017-09-19）