虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)在病原學(xué)實(shí)驗(yàn)教育中的應(yīng)用研究

劉良?！×_祎敏　李忠玉

摘 要 在病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，主要包含實(shí)驗(yàn)室設(shè)置的虛擬仿真和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的虛擬仿真。實(shí)驗(yàn)室設(shè)置的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可拓展對病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中生物安全教育方面的內(nèi)容，病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的虛擬仿真不僅可以作為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的補(bǔ)充，還有利于對學(xué)生綜合能力的測試。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)效果的評價可從教學(xué)效果和實(shí)驗(yàn)效果方面進(jìn)行。

關(guān)鍵詞 虛擬仿真實(shí)驗(yàn) 病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種學(xué)科專業(yè)與信息技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代產(chǎn)物，是我國今后推進(jìn)高等教育信息化建設(shè)的重要內(nèi)容。具體來講，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是依托虛擬現(xiàn)實(shí)、人機(jī)交互、多媒體、網(wǎng)絡(luò)通訊和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對象，使學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中開展實(shí)驗(yàn)，從而達(dá)到教學(xué)大綱所要求的效果。那么對于病原生物學(xué)的研究對象來講，其具有一定的特殊性。由于近年來對實(shí)驗(yàn)室生物安全的日益重視，目前實(shí)驗(yàn)課的設(shè)置中一般均為無致病性或滅活的微生物，對人類身體健康或環(huán)境無危害，但同時也明顯限制了部分實(shí)驗(yàn)的開展，學(xué)生對課程的興趣也隨之大幅下降。因此，我們完全可以借助虛擬仿真教學(xué)的手段，開展一些由于實(shí)驗(yàn)室生物安全問題而不能開設(shè)的教學(xué)內(nèi)容。也就是說，高?？梢园焉婕爸虏⌒晕⑸锏南嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)通過虛擬仿真的方式展現(xiàn)給學(xué)生，從而使學(xué)生更安全、更全面和更直觀地完成該學(xué)科的實(shí)驗(yàn)課程，提高醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。

1實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的問題

1.1學(xué)生人數(shù)多，師資力量相對薄弱

隨著高等院校招生數(shù)目的不斷攀高，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的弊端日益彰顯。由于師資人數(shù)相對過少、實(shí)驗(yàn)室房間數(shù)量的限制和資金投入不足等原因存在，除去以培養(yǎng)精英為目的的小班授課形式之外，大多數(shù)專業(yè)仍沿襲以往的模式。帶教的老師向?qū)W生當(dāng)場演示實(shí)驗(yàn)操作過程時，通常被學(xué)生們團(tuán)團(tuán)圍住，部分學(xué)生根本無法正常觀看現(xiàn)場示教內(nèi)容，因此在實(shí)際操作過程中經(jīng)常會出現(xiàn)各種錯誤。

1.2實(shí)驗(yàn)室生物安全意識薄弱，存在隱患

早在1983年世界衛(wèi)生組織已經(jīng)出版了第一版的《實(shí)驗(yàn)室生物安全手冊》，向各國宣傳并鼓勵接受生物安全的概念。隨后，我國也制定并出臺《病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全管理?xiàng)l例》等相關(guān)政策法規(guī)，但生物安全的問題被廣泛關(guān)注是在2003年北京某實(shí)驗(yàn)室感染SARS病毒造成大面積播散之后。盡管現(xiàn)在各相關(guān)單位已加強(qiáng)此方面的安全防護(hù)措施和安全教育，但本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的生物安全教育工作卻顯得相對滯后。例如，諸多高等院校的實(shí)驗(yàn)課中不涉及生物安全方面的知識，或是簡單帶過，因此部分醫(yī)學(xué)院微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，學(xué)生仍不清楚各種病原微生物具有的致病性等級，如何避免操作過程中生物因子的危害，甚至不了解應(yīng)如何避免生物因子向?qū)嶒?yàn)室之外的區(qū)域擴(kuò)散，對學(xué)生的自身安全和生命健康是種無形的威脅，對周圍環(huán)境更是存在污染的極大可能性。

1.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式陳舊，缺乏合理性

目前醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程內(nèi)容主要為革蘭染色法、抗酸染色法和單染色法之類的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立性強(qiáng)、操作簡單，但作為與臨床聯(lián)系密切、實(shí)用性強(qiáng)的基礎(chǔ)性學(xué)科，上述單一教學(xué)內(nèi)容編排起來的實(shí)驗(yàn)課略顯單薄，而且一般采取以教師為中心的灌輸式教學(xué)模式，聽課的學(xué)生往往缺少興趣，很難主動思考問題，只能按照老師的示教被動地、機(jī)械地模仿操作過程，最終的實(shí)驗(yàn)報告也多出現(xiàn)“千篇一律”的現(xiàn)象，因此最終的實(shí)驗(yàn)成績也很難具有客觀性和公平性?？傊瑐鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式無法培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，也無法激發(fā)學(xué)生的協(xié)作能力和創(chuàng)新能力，亟需先進(jìn)教學(xué)模式的注入，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2研究價值

2.1醫(yī)學(xué)教學(xué)改革的需要

隨著教學(xué)改革的不斷進(jìn)行，醫(yī)學(xué)的教學(xué)形式和手段也隨著社會的不同需求而發(fā)生改變，現(xiàn)代提倡的“以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體”的研究性學(xué)習(xí)模式也逐漸應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教學(xué)中，這也是醫(yī)學(xué)教學(xué)改革的內(nèi)容之一。而運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)設(shè)的虛擬場景，有助于提高教師主導(dǎo)地位、學(xué)習(xí)者的主體地位，有利于促進(jìn)醫(yī)學(xué)教學(xué)改革的進(jìn)行。

2.2醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的需求

有實(shí)驗(yàn)證明，醫(yī)學(xué)生對傳統(tǒng)的課堂講授中的學(xué)習(xí)興趣低于自主化學(xué)習(xí)環(huán)境中的學(xué)習(xí)興趣。興趣是學(xué)習(xí)者最好的老師，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教育不僅給學(xué)習(xí)者創(chuàng)設(shè)了自主的學(xué)習(xí)環(huán)境，而且避免了不良因素產(chǎn)生于學(xué)習(xí)過程中。這種教學(xué)方式大大提高了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和積極性，也培養(yǎng)了他們的動手實(shí)踐能力和探究式學(xué)習(xí)的能力。

2.3現(xiàn)代社會對教學(xué)媒體發(fā)展的要求

隨著社會不斷的發(fā)展，人們對知識更新的速度越來越快，因此找到一種適合醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)者進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的教學(xué)媒體顯得尤為重要。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)既能夠獲得知識，又能夠培養(yǎng)實(shí)踐能力，并在學(xué)習(xí)中為他們提供必要的幫助和指導(dǎo)，對于培養(yǎng)符合現(xiàn)代社會需要的人才具有重要的意義。

3結(jié)語

總之，病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門重要的、獨(dú)立的教學(xué)課程，主要通過學(xué)習(xí)基本的醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，熟悉病原微生物的生物學(xué)性狀、致病機(jī)理、預(yù)防診斷和治療的方法，增強(qiáng)學(xué)生對病原微生物的感性認(rèn)識，促進(jìn)學(xué)生對醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的深入理解。但是，隨著高等院校招生數(shù)目的不斷攀高，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的弊端日益彰顯。主要表現(xiàn)在：師資人數(shù)相對過少、實(shí)驗(yàn)室房間數(shù)量的限制和資金投入不足等；實(shí)驗(yàn)室生物安全意識薄弱；實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式陳舊，缺乏合理性。因此，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式無法培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，也無法激發(fā)學(xué)生的協(xié)作能力和創(chuàng)新能力，亟需先進(jìn)教學(xué)模式的注入，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

資助項(xiàng)目：國家醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心和湖南省醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)項(xiàng)目。

參考文獻(xiàn)

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