基于虛擬環(huán)境下的醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究

李忠玉，趙飛駿，朱翠明，周洲，曾焱華

摘要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是醫(yī)學(xué)微生物學(xué)教學(xué)的重要組成部分，將虛擬實(shí)驗(yàn)引入醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅可以拓展實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)操作技能，而且可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有效提高學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新能力。構(gòu)建醫(yī)學(xué)微生物學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，應(yīng)建立以學(xué)生為主體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，加大醫(yī)學(xué)微生物學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)，加強(qiáng)虛擬教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，完善保障和激勵(lì)機(jī)制，這樣才能不斷推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新，培養(yǎng)創(chuàng)新性醫(yī)學(xué)人才。

關(guān)鍵詞：虛擬環(huán)境；醫(yī)學(xué)微生物學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）45-0279-02

醫(yī)學(xué)微生物學(xué)是一門重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是醫(yī)學(xué)微生物學(xué)重要的組成部分。如何發(fā)揮醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)踐課程的作用，提高醫(yī)學(xué)生的臨床綜合和實(shí)踐能力，培育出具有崗位勝任力的高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才，一直是醫(yī)學(xué)微生物學(xué)教育者共同關(guān)注的重要問題。開展基于虛擬環(huán)境的醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革，不僅可以彌補(bǔ)由于實(shí)驗(yàn)室生物安全和場(chǎng)地設(shè)施緊張等問題而不能開設(shè)的教學(xué)內(nèi)容[1]，而且可以強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本技能和激發(fā)學(xué)生的求知欲，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)造性思維，提高學(xué)生的崗位勝任力均具有重要意義。

一、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革的必要性

傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要以教師講解和示范的“遵循式”教學(xué)方法為主，教師程序性地介紹實(shí)驗(yàn)步驟后，學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)機(jī)械地完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，該方法容易導(dǎo)致學(xué)生思想僵化。同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、教學(xué)經(jīng)費(fèi)和生物安全等相關(guān)問題，導(dǎo)致有些實(shí)驗(yàn)無法開展或?qū)W生無法操作，學(xué)生缺乏鍛煉機(jī)會(huì)，嚴(yán)重削弱了學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。顯然傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)發(fā)展的需要，構(gòu)建一種新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的必然趨勢(shì)。

二、虛擬環(huán)境下醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)分析

1.擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，有效彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的不足。對(duì)一些具有危險(xiǎn)性的高致病性微生物實(shí)驗(yàn)或者常規(guī)條件難以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行虛擬仿真，可以有效解決實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)效果之間的矛盾，彌補(bǔ)教學(xué)資源不足的缺陷。同時(shí)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)通過真實(shí)模擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，學(xué)生可以隨時(shí)隨地開展實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行與實(shí)際操作相類似的實(shí)踐體驗(yàn)，并且可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成較長(zhǎng)時(shí)間才能觀察的某些變化過程。如微生物學(xué)的分離培養(yǎng)與鑒定，需要1周乃至數(shù)周的時(shí)間，而利用虛擬仿真技術(shù)在一堂課內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)，極大地拓展了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2.強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)操作技能，彌補(bǔ)學(xué)生專業(yè)技能訓(xùn)練的不足。虛擬實(shí)驗(yàn)可以全方位的展示實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，學(xué)生可以從多角度觀察實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)步驟。同時(shí)在虛擬環(huán)境中，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需求選擇實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和試劑等可反復(fù)實(shí)踐，不但能使學(xué)生掌握正確的操作方法，而且可以更加熟悉實(shí)驗(yàn)操作流程，更加精細(xì)的準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，從而提高實(shí)驗(yàn)操作效率，降低真實(shí)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)損耗，彌補(bǔ)學(xué)生專業(yè)技能訓(xùn)練的不足。

3.激發(fā)學(xué)生的研究興趣，提高學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新能力。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式相比，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以靈活地加入多種設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生設(shè)計(jì)符合實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)方案開展實(shí)驗(yàn)，通過完成虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力，激發(fā)學(xué)生的研究興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科研思維能力，逐步提高學(xué)生的科學(xué)研究水平。

三、基于虛擬環(huán)境下的醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革的建議

1.開展醫(yī)學(xué)微生物學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)，應(yīng)構(gòu)建以學(xué)生為主體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》中明確指出，教育要以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，把促進(jìn)學(xué)生成長(zhǎng)成才作為學(xué)校一切工作的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。因此，在開展醫(yī)學(xué)微生物學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先要確立以學(xué)生為主體，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的制定、內(nèi)容的選擇、教學(xué)活動(dòng)的組織以及評(píng)價(jià)中都要貫徹“以學(xué)生為主體”的教學(xué)設(shè)計(jì)思路。例如在“化膿性葡萄球菌的分離培養(yǎng)與鑒定”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要根據(jù)所學(xué)的知識(shí)自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過程中，學(xué)生必須理順葡萄球菌相關(guān)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，包括葡萄球菌的培養(yǎng)特性、致病性與非致病性葡萄球菌的區(qū)別等，這一過程也是學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的主動(dòng)強(qiáng)化過程，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)所學(xué)章節(jié)理論知識(shí)的把握，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與、自主學(xué)習(xí)的積極性。

2.加強(qiáng)醫(yī)學(xué)微生物學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的目的是促進(jìn)知識(shí)更好的內(nèi)化和遷移，學(xué)生借助虛擬設(shè)備在虛擬環(huán)境中進(jìn)行自由探索和自主學(xué)習(xí)，從而達(dá)到既定的學(xué)習(xí)目標(biāo)，因此虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源要根據(jù)學(xué)校的辦學(xué)定位、辦學(xué)特色和專業(yè)發(fā)展統(tǒng)籌安排，將虛擬仿真資源與現(xiàn)有的學(xué)科專業(yè)資源有機(jī)整合，構(gòu)建功能集約、資源優(yōu)化、充分開放、運(yùn)作高效的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源庫(kù)[2]。由于虛擬實(shí)驗(yàn)是通過多媒體信息技術(shù)在計(jì)算機(jī)上建立虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，使學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)通過接近真實(shí)的人機(jī)交互界面完成實(shí)驗(yàn)，因此虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源應(yīng)建立豐富的表現(xiàn)形態(tài)，包含音頻、視頻、病例素材等多種形式，打造貼近實(shí)際的模擬、虛擬、仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境，同時(shí)根據(jù)虛擬實(shí)驗(yàn)的互動(dòng)性特性，應(yīng)該設(shè)計(jì)多元化的互動(dòng)和交流過程。

3.加強(qiáng)虛擬教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，完善保障和激勵(lì)機(jī)制。虛擬實(shí)踐教學(xué)是一種開放式的實(shí)踐教學(xué)模式，虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展既需要豐富的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源庫(kù)，也需要專業(yè)指導(dǎo)教師。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)尤其是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，增加了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的難度，對(duì)教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)水平提出了更高層次的要求，教師不僅要有深厚的知識(shí)功底和學(xué)術(shù)積累，還需要掌握多種教學(xué)方法并能靈活運(yùn)用，因此要不斷加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的建設(shè)，提高教師隊(duì)伍的整體素質(zhì)，建立健全的制度保障，為團(tuán)隊(duì)建設(shè)和發(fā)展提供充足的資金支持，保障團(tuán)隊(duì)專業(yè)建設(shè)、實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)、師資培訓(xùn)等各項(xiàng)工作順利開展。同時(shí)，應(yīng)制定科學(xué)、合理的績(jī)效考核和評(píng)價(jià)體系，建立有利于高水平教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)和發(fā)展的激勵(lì)機(jī)制，以促進(jìn)虛擬團(tuán)隊(duì)健康、和諧的發(fā)展[3]。

四、結(jié)語(yǔ)

虛擬實(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，它克服了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的諸多局限，具有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)不可比擬的優(yōu)越性。然而，醫(yī)學(xué)微生物學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程。隨著學(xué)科的發(fā)展以及社會(huì)對(duì)醫(yī)學(xué)人才需求標(biāo)準(zhǔn)的提高，應(yīng)不斷完善醫(yī)學(xué)微生物學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)，促使教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量的不斷提高，培養(yǎng)更多的高水平醫(yī)學(xué)專業(yè)創(chuàng)新性人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]李忠玉，唐雙陽(yáng)，周洲，等.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用體會(huì)[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2016，18（2）：52-53.

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[3]王愛君.基于“卓越計(jì)劃”的農(nóng)林高校虛擬實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)研究[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2014，（4）：126-128.endprint