虚拟仿真实验在环境卫生学实验教学中的应用与效果评价

刘小山，陈玉婷，孙艳芹，张 贺，唐焕文

（1.广东医科大学公共卫生学院 广东 东莞 523808；2.广东医科大学基础医学院 广东 东莞 523808）

环境卫生学旨在研究自然环境和生活环境与人群健康的关系，揭示环境因素影响人群健康的规律，通过充分利用环境有益因素和控制环境有害因素提出卫生要求和预防对策，增进人体健康，提高人群健康水平。环境卫生学是预防医学的一个重要分支学科，也是环境科学与预防医学的交叉学科[1-2]。课程要求学生掌握环境与健康关系的基本理论、知识，了解环境因素在时空上的变化与人体生理负荷规律，能够灵活地运用所学知识，掌握环境卫生工作的基本方法和技能，为将来环境卫生工作打下良好的基础。

环境卫生学实验是环境卫生学课程的重要组成部分，是培养学生实践能力、问题解决能力的重要环节[3]。然而，环境卫生学传统实验教学模式存在以下问题：①实验内容以环境污染物监督调查为主；②部分实验内容如突发环境污染事件应急处置，涉及面广，学生无法实际操作；③教学方法单一，学生主观能动性差；④受时间、材料等实验条件限制；⑤实验考核体系不够完善，无法考核学生真正的岗位胜任力。

环境卫生工作涉及突然环境污染事件或自然灾害等问题，需要具有应急处置能力的人才。培养具有解决突发环境污染等应急事件的调查和处置能力的人才适应社会需求。突发饮用水污染是常见的突发公共卫事件，传统实验教学受场地、时间等现实条件限制，无法开展。虚拟仿真实验具有不受场地和时间的限制、弥补教学资源不足、允许实验结果试错等多个优点[4]。因此，为了提升教学效果，提高学生的公共卫生职业素养，我们利用虚拟仿真实验平台，结合课前课中课后三段式全程考核式教学模式，探讨其在预防医学本科专业必须课程环境卫生学实验教学中的应用与效果。

1 突发生活饮用水污染应急处置虚拟仿真实验

虚拟仿真实验由首都医科大学、北京市丰台区疾病控制中心、上海梦之路数字科技有限公司制作，实验分为九个模块，包括事件的背景介绍、疾控接报、应急响应、现场和饮用水调查、人群流调、实验室检测、解控、总结以及讨论，高度还原了事件的发生和处置过程。

2 课程实施

本课程针对2017 级预防医学专业本科生，这届学生在上环境卫生学专业课程前已系统学习了流行病学、卫生统计学、分析化学等相关理论课程。在此次课程中，实行三阶段全程考核教学模式。课前，老师在学习通上发布教学指引，上传相应的学习资料，包括突发环境卫生应急处置视频、案例，学生先在学习通上观看相关视频资料完成任务打卡后，登录平台，进行学习和测试，完成虚拟仿真实验九大模块测试。课中，老师就突发生活饮用水污染应急处置的理论知识和处置原则进行梳理，进行答疑和讨论，对每一模块的重点难点进行分析和讨论。课后，学生需要提交实习报告。在整个过程中，要进行全程评价，包括学习通任务点学习、虚拟仿真实验操作成绩、课堂讨论成绩以及课后实习报告成绩。

3 效果评价

参考张佩雯等设计的调查问卷，通过问卷星发放问卷，对2017 级预防医学学生进行问卷调查[5]。在对此次虚拟仿真实验满意度调查中，超过95%的同学持认可或中立的态度。其中，平均67.17%的同学对虚拟仿真实验持认可的态度，平均29.65%的同学持中立态度（表1）。60%以上同学表示完全或大部分掌握突发生活饮用水污染应急处置的各项流程（表2）。平均93.1%的同学认为这种教学方式，对自主学习能力、个人事件处理能力、归纳总结能力以及公共卫生职业素养均有提高。95.86%的学生表示一般或者非常喜欢这种教学方式（表3）。

表1 学生对此次虚拟仿真实验的认可[n=145，n(%)]

表2 学生对教学效果的评价[n=145，n(%)]

表3 学生对教学方式的评价[n=145，n(%)]

4 讨论

环境卫生学是预防医学专业的重要专业课程，同一课程具有多个相似的虚拟建设项目[6]。本次挑选的由首都医科大学、北京市丰台区疾病控制中心、上海梦之路数字科技有限公司开发的虚拟仿真实验，包含了九个模块，完整地反映了事件调查处置的全过程。弥补了传统实验教学中无法实现的培训环节。调查处置的过程，包括现场调查、饮用水卫生调查、现场个案调查、现场采样、实验室检测、干预措施、干预效果监测评价等多方面的应用和实践能力的培养。考验学生的基础知识掌握能力、个人问题处理能力、案例分析能力、实践能力等公共卫生职业素养。

传统的实验教学考核方式较为单一，主要通过实验报告来确定成绩，不能真实地反映学生的掌握情况[7]。我们使用了课前课中课后三段式教学和全程考核模式，提升了学生学习兴趣和自主学习能力。通过虚拟仿真实验的使用，学生可随时随地登录平台反复学习和完成操作，学生的突发公共卫生实践应急处置能力均有提高。在操作过程中碰到的疑难问题，可在课中答疑环节得到解答，同时在讨论中加深理解，最后通过撰写事故处置报告，对整个事件进行梳理，提高学生的撰写和归纳能力。在整个过程中，老师可以全面地评价学生学习效果。

但是，这种虚拟仿真试验也有不足之处。在教学过程中，我们发现软件的运行，需要安装一个小程序，有部分同学可能操作系统版本等多方面原因，无法安装这个插件而不能进行操作。同时，目前虚拟仿真实验只允许在电脑使用，无法手机操作，缺乏便捷性。平台应该开放用户意见反馈平台，进一步优化，降低对操作系统的要求，对虚拟平台进行改善。

综上所述，利用虚拟仿真实验，可提高学生参与度，通过实验后台过程追踪评价，充分调动学生的主观能动性，提高学生的基础理论知识、案例分析、现实环境问题解决能力等职业素养。在实施虚拟仿真实验教学模式中，学生通过课前平台学习操作，课中学生结果展示、讨论以及老师答疑，课后实验报告总结，使学生掌握相关理论知识，提高实践技能，思考相关问题，做到学以致用。