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淺談對醫學(xué)院校病原生物學(xué)虛擬實(shí)驗室建設的思考論文
【摘要】實(shí)驗教學(xué)是病原生物學(xué)教學(xué)過(guò)程中一個(gè)非常主要的部分。但其發(fā)展受到實(shí)驗設備條件等多方面的制約。通過(guò)虛擬實(shí)驗室的建設，不但可以提高教學(xué)質(zhì)量，還可以加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解。本文主要對病原生物學(xué)實(shí)驗室的優(yōu)勢及局限性的討論，對其建設進(jìn)行了分析和思考。
關(guān)鍵詞病原生物學(xué) 虛擬實(shí)驗室 建設
《病原生物學(xué)》是一門(mén)重要的基礎醫學(xué)課程，它由醫學(xué)微生物學(xué)和人體寄生蟲(chóng)學(xué)組成。該門(mén)課程具有實(shí)驗操作性強、與臨床檢驗結合緊密、實(shí)驗器械設備種類(lèi)多、實(shí)驗儀器精細度高、實(shí)驗操作危險性強標本傳染性強安全防護要求高等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)均制約著(zhù)該學(xué)科教學(xué)實(shí)驗的實(shí)施和發(fā)展。而虛擬實(shí)驗室的出現，可以通過(guò)在計算機創(chuàng )建一個(gè)可視的虛擬實(shí)驗環(huán)境，在該環(huán)境下通過(guò)操作鼠標、鍵盤(pán)來(lái)控制代表不同實(shí)驗器材的可視化器件，從而進(jìn)行并完成各種實(shí)驗。
一、醫學(xué)虛擬實(shí)驗室的定義
醫學(xué)類(lèi)院校建設的虛擬實(shí)驗室，是以計算機網(wǎng)絡(luò )為基礎，將主機與多個(gè)孤立的工作站連接在一起，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將教學(xué)資源共享的新型實(shí)驗課授課方式。虛擬實(shí)驗改變了傳統的醫學(xué)實(shí)驗教學(xué)方式，只要通過(guò)計算機和網(wǎng)絡(luò )，學(xué)生就可以模擬操作各類(lèi)仿真實(shí)驗，并得到類(lèi)似真實(shí)實(shí)驗的體驗。同時(shí)實(shí)驗教師也可以經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò )共享實(shí)驗教學(xué)資源，指導實(shí)驗開(kāi)展，并能及時(shí)掌握教學(xué)效果，從而達到提升醫學(xué)實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量的目的。
二、虛擬實(shí)驗室在病原生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)中的應用優(yōu)勢
1.增強實(shí)驗安全性，拓寬實(shí)驗內容：病原生物學(xué)實(shí)驗與其他專(zhuān)業(yè)實(shí)驗課相比，存在諸多危險因素，例如：實(shí)驗時(shí)不慎被病原生物感染，高壓蒸汽滅菌操作不當發(fā)生危險等。此外，部分實(shí)驗標本對安全防護要求也極高，例如：霍亂弧菌培養觀(guān)察、寄生蟲(chóng)蟲(chóng)卵檢測這些對生物安全實(shí)驗室防護等級要求高的實(shí)驗，在一般的本科教學(xué)中，無(wú)法開(kāi)展。而學(xué)生在虛擬實(shí)驗室中進(jìn)行這些病原生物的實(shí)驗操作，則完全不必擔心上述問(wèn)題，同時(shí)又能將實(shí)驗學(xué)習與理論學(xué)習相呼應，增加了病原生物學(xué)的實(shí)驗項目，拓寬學(xué)生實(shí)驗操作。
2.強化學(xué)生實(shí)驗基本技能，縮短實(shí)驗時(shí)間，排除不穩定因素，增強實(shí)驗效果：病原生物學(xué)實(shí)驗程序比較復雜，操作過(guò)程時(shí)間較長(cháng)，實(shí)驗結果不易觀(guān)察。虛擬實(shí)驗室可以幫助學(xué)生提前預習實(shí)驗操作，加強學(xué)生對實(shí)驗操作細節的熟悉程度，排除試劑、設備對實(shí)驗結果的影響，縮短標本培養時(shí)間，有助于保證實(shí)驗的完整性，加深學(xué)生對實(shí)驗的理解和掌握。
3.激發(fā)學(xué)生求知欲，增強學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng )新能力，做到真正意義上的實(shí)驗室開(kāi)放：虛擬實(shí)驗室可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )提供全天候的開(kāi)放式實(shí)驗環(huán)境，學(xué)生可自擬、自選實(shí)驗項目并自行組織實(shí)驗，使學(xué)生從灌輸式被動(dòng)學(xué)習轉變到主動(dòng)積極靈活學(xué)習。從而開(kāi)拓學(xué)生視野，調動(dòng)學(xué)生的參與熱情，有利于激發(fā)學(xué)生的求知欲，充分激發(fā)學(xué)習積極性、主動(dòng)性及創(chuàng )造性，培養學(xué)生創(chuàng )新能力。
4.減少耗材成本，實(shí)驗項目更新更快：隨著(zhù)科技水平的提升，病原生物學(xué)中越來(lái)越多鑒定性實(shí)驗需要借助新的實(shí)驗技術(shù)手段來(lái)完成，例如：RT-PCR、免疫熒光等。但該類(lèi)實(shí)驗所需設備和耗材價(jià)格很高，且設備更新速度很快，很難在普通本科生教學(xué)中普及。虛擬實(shí)驗中使用的設備均是電腦建設的模型，因此，通過(guò)虛擬實(shí)驗可供學(xué)生學(xué)習新的實(shí)驗方法和新設備，有助于培養學(xué)生的學(xué)習興趣和提高學(xué)生的實(shí)驗技能。
三、虛擬實(shí)驗室在病原生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)中可能存在的局限性
1.缺乏團隊協(xié)作：虛擬實(shí)驗往往由學(xué)生單人即可完成，不利于實(shí)驗協(xié)作能力的培養。因此，除個(gè)別實(shí)驗項目因設備價(jià)格高昂或實(shí)驗過(guò)程危險等使實(shí)驗進(jìn)行受限，必須單純依靠虛擬實(shí)驗之外，建議其余實(shí)驗項目將傳統實(shí)驗教學(xué)模式與虛擬實(shí)驗相結合，采用“先虛擬后真實(shí)”或“先真實(shí)后虛擬”的模式進(jìn)行教學(xué)。強化操作、鞏固實(shí)驗知識，提高了實(shí)驗教學(xué)效率。
2.缺少實(shí)際操作經(jīng)驗：虛擬實(shí)驗雖然可以模擬很多實(shí)驗課內容及操作，但是其無(wú)法讓學(xué)生體驗真實(shí)試驗的操作感。所以，我們認為并不是所有實(shí)驗內容都可被虛擬實(shí)驗室替代，還需在教學(xué)過(guò)程中認真摸索和研究虛擬實(shí)驗室適用的實(shí)驗內容范圍。
四、結論
虛擬實(shí)驗室作為一種新興的計算機技術(shù)，其在醫學(xué)領(lǐng)域中的應用愈發(fā)廣泛，并具有傳統的教學(xué)手段無(wú)法取代的優(yōu)勢，它可以提高實(shí)驗的安全性、改善實(shí)驗條件，為學(xué)生提供一種便利的、直觀(guān)的學(xué)習環(huán)境，有助于培養學(xué)生的創(chuàng )新思維和創(chuàng )造力，提高學(xué)生的參與度，為病原生物學(xué)實(shí)驗的教學(xué)提供了新的形式和平臺，是對傳統實(shí)驗教學(xué)很好的改革和補充。雖然目前虛擬實(shí)驗室在應用方面仍有些許不足，但我們相信，隨著(zhù)科技和教學(xué)手段的不斷更新提高，虛擬實(shí)驗室在病原生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)領(lǐng)域中將會(huì )有美好的前景。
參考文獻：
[1]廖程靜.對醫學(xué)院校虛擬實(shí)驗室建設的思考[J].時(shí)代教育，2012年14期
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