虚拟仿真实验在临床微生物学检验技术实验教学中的应用

何涛，汤丽霞，王俊利，李来稳，龙显科，郭子维

（右江民族医学院，广西 百色 533000）

新时期下，随着计算机信息技术与网络技术的全面发展，越来越多的现代化教学方式及教学方法被应用到教育领域中，促进了教育改革发展[1]。虚拟仿真教学是在信息化教学背景下，通过网络通讯、数据库技术，构建相应的实验操作环境，使得学生可以在自主、开放的平台下进行虚拟实验。将虚拟仿真实验应用在临床微生物学检验技术实验教学活动中，不仅可以实现对高危、高致病性病原的检测，还不会受到时间、空间的局限，具有良好应用效果。

1 虚拟仿真实验在临床微生物学检验技术实验教学中的应用价值

虚拟仿真实验教学主要是依据人机交互、多媒体、虚拟现实、网络通信及数据库等技术，建立相应的高度仿真实验环境，并将相应的实验对象模拟出来，指引学生在虚拟的环境中开展实验活动，促进实验教学目标的实现。在虚拟仿真实验教学中，其具备虚实结合、相互补充的优势，可以实现真实实验难以完成的实验教学任务，尤其是一些高风险、恶劣环境、不可逆操作、高消耗高成本实验等。对于临床微生物学检验技术实验教学，主要是引导学生可以系统的掌握基本检验知识及相关操作技巧。在实际中，受生物安全、教学条件、实验课学时等各种因素的影响，在实验教学内容上，大多局限在简单的基础实验教学中，对于一些高危、高致病性微生物检验实验，难以有效开展，不利于学生学习。关于一些致病性的微生物鉴定、微生物形态学、实验室生物安全等实验内容，只能通过图片、文字的方式进行，很容易造成学生知识认识不全面，难以获得好的实验课教学效果。虚拟仿真实验可以将通过编排、剪辑等将三维立体动画资料展示出来，有助于学生更好的理解知识。同时对于一些高危、高致病性微生物检验实验教学，通过虚拟仿真实验，可以让学生大胆的进行实验操作，并且学生可以根据自身实践操作水平，反复操作，节省了实验教学成本，提高了实验教学安全性。此外，虚拟仿真教学平台还具有相应的分享共享功能，能实现课件、讲义、多媒体资源、习题等各种资源的优化整合，具备资源开放共享功能，可以让学生获得更多有利于自身发展的信息，同时也能强化师生、生生之间的互动交流，促进了学生综合发展。

2 传统临床微生物学检验技术实验教学存在的问题

在传统临床微生物学检验技术实验教学活动中，存在的主要问题在于：（1）学生实验学习处于被动地位，在以往的微生物学检验技术实验教学中，由于学生人数相对比较多，加上师资力量不足，实训场地有限，在实验教学中，大多是开展简单的、已知实验步骤和实验结果的验证性实验，同时实验课学时相对不足，导致临床微生物学检验技术实验教学内容逐步被压缩，综合性、研究性实验[2]比例少，不利于学生理解理论知识以及临床思维的培养，当学生遇到实际问题时，会感觉不知所措。这种被动式的学习活动会在很大程度上削弱学生的学习积极性，也降低了学生对实验的兴趣，导致实验教学效果不佳。（2）学生生物安全意识较弱，临床微生物学实验对象是病原微生物，而微生物本身具有无处不在、肉眼无法看见的特点，如果在实验过程中，未能严格做到无菌操作，很有可能引起杂菌污染，而造成实验失败。在实验课堂上，教师虽然不断的强调生物安全重要性，但是部分学生生物安全意识薄弱，在实验中难以严格的按照无菌操作要求进行；另外，因实验室生物安全柜或超净工作台有限，在这种情况下，为了保证安全，教师只能取消一些危险性实验。（3）由于临床微生物学检验技术实验课学时相对不足，导致实验教学内容安排与临床实际操作有一定的差距[3]，比如临床标本需要先经过分离培养、纯培养后再进行生物化学鉴定及药物敏感性实验等。为了在有限的学时里满足学生掌握临床病原微生物鉴定的技能，有些实验环节在前期的准备工作中由实验教辅人员完成，因此学生无法真实体验临床微生物鉴定的全过程，导致学生学习积极性不高。

3 虚拟仿真实验在临床微生物学检验技术的应用策略

3.1 借助虚拟仿真实验弥补传统实验不足 对于临床微生物学，其主要研究对象是病原微生物，其具有一定的致病性，特别是一些高危病原菌。在当前临床微生物学检验技术实验教学中，对于这些高危、高致病性实验教学，大多是停留在理论教学层面，教师处于安全性考虑，很少组织学生开展相应的实验教学，导致学生无法针对这些内容进行实验，不利于学生发展。另外，一些临床苟养菌的检测对于实验室条件、检测人员、仪器设备都有一定的要求，这也导致传统的实验教学中，很难开展相关菌种检测的实验教学。而虚拟仿真实验教学的应用，可以有效改善实验室生物安全、场地紧张、仪器设备昂贵、苟养菌种检测、实验课学时不足等情况，能更好的培养学生临床微生物学检验技能，弥补了传统实验教学中的不足。虚拟仿真实验还可以将一些耗时比较长的实验缩短呈现出来，如结核分枝杆菌培养过程，学生能在虚拟仿真实验中动态观察，以此帮助学生更好的把握、应用知识。

3.2 借助虚拟仿真实验提升学生临床思维能力 在临床微生物学检验技术实验教学中，通过虚拟仿真实验，从样本采集到检测方法选取，再到检测方法的实施，学生都可以利用所学的知识进行，从而提高学生的综合分析能力和解决问题能力。例如具有高风险性的血源性感染的微生物检验，可以通过虚拟仿真实验进行，实现从临床病例分析讨论[4]，血液标本的采集，利用血液培养仪培养采集到的血液标本，再到对培养阳性报警的标本选择常规生物化学鉴定或微生物质谱鉴定系统进行快速鉴定，最后报告鉴定结果。这种虚拟仿真实验来源于临床案例与临床检验操作相结合，能为学生创建一个真实的学习情景，并在虚拟仿真实验中融合相应知识点，与学生互动问答，同时加上三维仿真动画、声音讲解，学生通过操作、实践感悟、分析问题，既能带给学生真实的体验，又能加深学生对理论知识的理解。有效提升学生临床思维能力，激发学生学习热情，强化学生临床实践技能，有助于学生专业水平、科学精神、创造精神的培养。

3.3 虚拟仿真实验带给学生体验式实验操作 将虚拟仿真实验应用到临床微生物学检验技术实验教学中，通过声音、动画、图像等的相互结合，将临床真实操作全过程展示出来，能让抽象的实验过程变得更加直观，学生在虚拟仿真实验中的活动，就像是自身在玩游戏，还可以带给学生体验式实验操作感受，能充分调动学生积极性。学生可以在课前通过体验式实验操作来预习相关知识，在课上结合教师讲解加深对知识的理解，在课后学生还能再次进行体验操作、学习，加深了学生感悟。

4 总结

总而言之，将虚拟仿真实验应用到临床微生物学检验技术实验教学活动中，可以有效解决传统微生物学检验技术实验教学中存在的不足，能让学生在虚拟的环境进行创新性学习，促进了临床微生物学检验技术实验教学改革，同时虚拟仿真实验本身具有很强的方便性、灵活性、趣味性，能激发学生的主动性、创造性，不仅具备线上教学资源优势，还融入了课堂教学的特色，能有效节约课堂教学时间，开拓学生视野，有助于学生综合发展。