虚拟仿真技术推动临床寄生虫学检验实验课程创新研究_丁淑琴.pdf

-188-创新方法创新创业理论研究与实践 2023 年 3 月第 6 期虚拟仿真技术推动临床寄生虫学检验实验课程创新研究丁淑琴1，买丹1，潘琳1，张爱君1，于晶晶1，黄雄2（1.宁夏医科大学临床医学院，宁夏银川 750004；2.重庆华教科技有限公司，重庆 400050）摘要：以现代信息技术为依托，以实验教学信息化内容为指向，以完整的实验教学项目为基础，与企业合作，建设以寄生虫形态学、经典操作视频、“基本技能训练”-“临床疾病实验诊断”-“综合运用能力训练”的虚拟实践操作为主要内容的临床寄生虫学检验虚拟仿真实验教学平台。推动临床寄生虫学检验，积极探索线上线下教学相结合的个性化、智能化、泛在化实验教学新模式；积极探索产学研合作新模式，实现企业和学校知识结构的互补，充分发挥科技资源的知识效能，实现协同育人，校企资源共享，提升医学检验技术专业创新能力与人才培养质量。关键词：虚拟仿真技术；临床寄生虫学检验；实验课程；线上线下；产学研合作；创新研究中图分类号：G434;R-4 文献标识码：A 文章编号：2096-5206（2023）03（b）-0188-04Virtual Simulation Technology Promotes the Innovation of Clinical Parasitology Laboratory CourseDING Shuqin1,MAI Dan1,PAN Lin1,ZHANG Aijun1,YU Jingjing1,HUANG Xiong2(1.School of Clinical Medicine,Ningxia Medical University,Yinchuan Ningxia,750004,China;2.Chongqing Huajiao Technology Co.,Ltd,Chongqing,400050,China)Abstract:Relying on modern information technology,taking the experimental teaching information content as the direction,taking the complete experimental teaching project as the foundation,and cooperating with enterprises,we will build a virtual simulation experiment teaching platform for clinical parasitology testing,which takes parasite morphology,classic technology video,basic skill training-clinical disease experimental diagnosis-comprehensive application ability training as the main content.Promote the clinical parasitology test to actively explore a new personalized,intelligent and ubiquitous experimental teaching mode combining online and offline teaching;Actively explore the new mode of industry university research cooperation,realize the complementary knowledge structure between enterprises and schools,give full play to the knowledge efficiency of scientific and technological resources,realize collaborative education,share school enterprise resources,and improve the innovation ability and talent training quality of medical laboratory technology specialty.Key words:Virtual simulation technology;Clinical parasitology test;Experimental courses;Online and offline;Industry university research cooperation;Innovation research基金项目：教育部 2021 年第二批产学研合作协同育人项目；全国虚拟仿真实验教学创新联盟 2021 年度首批实验教学优质创新课程培育项目；一般课题“临床寄生虫学检验虚拟仿真实践教学平台的建设与应用研究”（项目编号：VSE2102P19）；宁夏教育厅 2021年精品在线开放课程；宁夏教育厅 2021 年一流基层教研室。作者简介：丁淑琴（1974-），女,回族,宁夏吴忠人，硕士研究生，教授，研究方向：感染与免疫。力的意见，进一步提出要推进现代信息技术与教育教学深度融合，明确指出将虚拟现实技术应用到现代教学和管理中1，从而进一步促进学科融合，实现教学资源共享，有效促进学科建设2。虚拟现实技术是 20 世纪 40 年代随着计算机发展而形成的新技术3。该技术在教学尤其是在医学实验教学中的应用，促进了教学理念和学习方法的变革，具有不可超越的优势4。有研究表明，虚拟仿真实验对于培养学生核心素养，具有一定的理论意义5；虚拟仿真实验能提高教学质量、补充场地的不足、提高实习实训的安全度、增强学生学习兴趣、提高学生的业务感知能力和创新能力、丰富实验教学手段和方法6等。临床寄生虫学检验是医学检验技术专业的主干课1构建虚拟仿真平台的意义在“互联网+教育”的背景下，2018 年教育部发布关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能-189-创新方法创新创业理论研究与实践 2023 年 3 月第 6 期程之一。该课程的实践教学现状：（1）形态学部分主要靠学生自己显微镜下观察学系购买的临床标本片上的各期寄生虫特征，但面临临床标本片存在损毁严重、来源有限的资源严重匮乏的局面以及标本片的质量远远不能得到满足，通常 2-4 人一张标本片，学生学习兴趣和积极性均不高；（2）实验操作部分主要靠播放视频完成，学生动手操作的机会较少；（3）形式单一，以教材资源为主，不方便学生使用；（4）实践教学方法和手段单一，没有很好的教学工具。（5）学生学习的方式和模式需要深刻的变革。综合以上原因，导致学生对基本形态学和技能知识的掌握也不很牢固，临床辩证思维和适应临床工作需要的能力更是不能有效地提升。本研究拟通过充分利用现实条件、有效整合虚拟仿真资源、探索校企共建的合作方式、完善优化临床寄生虫学检验虚拟仿真实验操作演练模式，进行医学检验技术专业仿真实验平台建设，为复合型、创新型人才的培养提供新模式7。2虚拟仿真实验教学平台简介及构建内容2.1 平台简介与重庆华教科技有限公司校企合作，建设虚拟实践教学平台。重庆华教医学虚拟仿真实验教学平台是一个开放式、可扩展的虚拟资源共享平台，整体架构包括资源层（资源管理）、应用层（应用管理）、交互层（交互管理）和服务层（服务管理），通过标准规范建设、项目保障机制和整体运维管理的机制建设，构建完整的在线教学平台。具有先进性、可移植性、开放性和兼容性，支持标准化多媒体课件。可集成和接入各种类型的虚拟仿真实验软件，并且可以与学校的门户网站、教务管理系统等进行无缝集成。平台采用 B/S 结构，不限制同时在线人数，不限制使用地点，支持电脑、手机、Ipad 登录，支持在线页面采用 Web2.0AJAX 开发，不需要另行安装插件就可以支持 IE9 及以上版本、Safari、Firefox、Chrome 等浏览器。目前，平台设置教学资源、虚拟仿真、形态学习三大模块，如图 1 所示。2.2 构建内容2.2.1教学资源（1）寄生虫形态学。形态教学是难点，医院关注是重点，不停学习是要点，能力提高是关键点8。教学平台集形态库、形态教学、练习自评、考试为一体。将寄生虫图片按医学蠕虫（医学线虫、医学吸虫、医学绦虫）、医学原虫、医学节肢动物三个部分进行归类整理。所采集图片的类型有：医学蠕虫的虫卵、成虫图、不同生活史时期医学原虫图、病理标本及终宿主、中间宿主标本等。（2）寄生虫经典视频。寄生虫感染的实验室检验技术包括病原学检验技术、免疫学检验技术和分子生物学检验技术。病原学检验是确诊寄生虫感染的依据。在教学中通过视频学习会大幅度提高学习能力。有关的视频教学资源主要着眼于利用互联网在中国大学 MOOC 搜寻医学前辈在寄生虫防治方面取得的许多宝贵的实验技术方法，如蛔虫的粪便生理盐水直接涂片法、钩虫的饱和盐水浮聚法与钩蚴培养法、蛲虫的透明胶带粘贴法、丝虫的微丝蚴、疟原虫的血膜涂片检查法等。2.2.2虚拟仿真所开发制作的临床寄生虫学检验虚拟仿真实验软件有如下特色：以“临床寄生虫学检验基本技能训练”为基础教学；以“临床疾病实验诊断”为实践锻炼；以“综合运用能力训练”为强化手段的“三模递进”特色，便于学生自主演练操作。相关模块分类如下：（1）寄生虫检验基本技能训练模块：主要包括光学显微镜的使用、粪便生理盐水直接涂片法、饱和盐水浮聚法、血吸虫环卵沉淀检测法及厚薄血涂片法等，每个虚拟实验包含实验目的与原理、演示视频、自主操作、注意事项、思考题，如图 2 所示。学生既可观摩真人操作视频，也可按照提示在线进行操作练习，感受真实的实验步骤。（2）疾病诊断训练模块：选择适当比例的寄生虫感染病例，开展虚拟环境下的寄生虫病诊断，以期加强学生临床思维能力的训练。如设置临床钩虫病、蛲虫病诊断中模拟患者就诊场景、实验室检查（实验材料和器材选择、实验操作）、诊断等全过程，如图 3 所示，这样不仅可使学生对该寄生虫病的病因、病史、临床表现、实验室检查及注意事项有更进一步的了解，更培养了其临床思维能力。（3）综合能力训练模块：如图 4 所示，包括动物模型的建立、寄生虫病原学检查、免疫学检查、分子生物血检查等。如：鉴于许多寄生虫生活史中必须有动物作为中间宿主、保虫宿主，即动物在寄生虫的致病、防病中图 1 医学检验虚拟资源共享平台简图图 2 基本技能训练模块框架-190-创新方法创新创业理论研究与实践 2023 年 3 月第 6 期微镜下找到的各种寄生虫与平台上其他寄生虫形态进行鉴别，还可通过各种模拟临床病例，更加有效地掌握各种寄生虫导致的疾病及其临床表现和特征。另外，带有趣味性的寄生虫形态学的练习比以往课下单纯复习图片要有趣，学生体验了边玩边学边收获的乐趣。这种通过信息技术，“以虚代实，以软代硬，虚实结合”的教学模式，可有效推进信息技术与实验教学的深度融合，拓展实验教学内容的广度和深度10。3.2 实践课堂外的应用应用翻转课堂11的模式，教师实践课前布置任务，学生登录平台预习了解下一堂课的内容，课中专心学习难点与疑点，课后再通过延伸学习，最终充分完成知识的内化，从而提高学习质量。将原来的以“教”为中心，向以“学”为中心转化，实现学生的自主学习。借助虚拟仿真平台，通过每次学生对寄生虫虫卵等形态的辨认、实验方法的选择及临床思维的培养，最后综合给出学生的实践考核成绩，实现临床寄生虫学检验实践课的过程性考核。4平台试用效果通过虚拟仿真平台的构建，为学生长时间学习、自主学习和创新学习创造条件；日益丰富的教学资源使得学生的学习不再只依靠形式单一的教材，还能够见到难以获得的标本；同时，考评系统随时随地考、评、练,让考评练教学互动常态化；有效缓解学校机房压力，最终实现时间和空间上的全面开放；学生学习兴趣浓厚，主动性、积极性高，通过自主学习，自我评定，从而提高学习效果。5讨论及展望强化实践教学环节，构建实践教学体系，是教育部对高等学校深入推进实践育人工作、全面提高人才培养质量的工作要求12。虚拟仿真实验教学资源作为信息时代的必然产物，是深化教育创新，促进校企合作的重要途径13。在信息技术与教学深度融合的背景下，只有从课程教学实际情况出发，才能建设出实用的信息化教学资源；只有形成教师、学生和企业技术人员协同共建的建设机制，才能建设出优质的信息化教学资源；只有建立经费投入长效机制，不断改进教学体系，才能持续为学生提供完善的信息化教学保障14。虚拟仿真技术的使用给学生提供了更加灵活的教学资源和自主学习的机会，但是教师的引导作用不可忽视，“虚实结合，能实不虚”是实验教学始终遵循的原则。目前医学虚拟仿真实验还处于初期摸索阶段，开发的软件只是规划中的一小部分，也只在试验阶段使用，真正应用于实际的教学中，还需要一段时间，还需要投入大量的经费和精力。如何发挥虚拟仿真教学资源的最图 3 疾病诊断训练模块框架图 4 疾病诊断训练模块框架占有重要地位，因此动物模型最能体现寄生虫感染的专业特色。通过虚拟技术建立动物模型，如制作肝吸虫、血吸虫、旋毛形线虫、疟原虫、弓形虫等动物感染模型，将整个寄生虫生活史动态呈现，寄生虫在不同宿主转换及预防等知识直观、形象、易懂，从而拓展学生知识面。2.2.3形态学习与考评构建形态学教学及评价系统，集教学、练习、考试、评价为一体。可使用该系统进行形态的教学、学习及自我评价，系统将自动评价其对形态学的掌握情况。还可使用该系统不定期组织形态学比赛，以赛促教、以赛促学、以赛促改、以赛促建，最终提高学生的专业水平 9。倡导快乐学习理念，将寄生虫图片制作成“寄生虫消消乐”等小游戏，供学生随时随地学习。具体界面如图 5 所示。3虚拟仿真平台的应用3.1 在实践课堂中的应用以往的临床寄生虫学检验实践课，主要采用教师讲授、播放视频、学生光学显微镜下观察寄生虫标本片的教学模式。虚拟仿真教学平台的开通，传统实验操作的部分缺点得到一定程度的弥补。如各种寄生虫病原学检查实验，学生在虚拟平台上不仅可以练习如何应用厚膜血膜涂片法检查红细胞内期疟原虫、如何利用生理盐水直接涂片检查蛔虫卵和鞭虫卵、如何应用饱和盐水浮聚法查钩虫卵、如何用透明胶带法检查蛲虫卵等，将显图 5 寄生虫消消乐（下转第 198 页）-198-创业实践创新创业理论研究与实践 2023 年 3 月第 6 期3 刘强,阳凡林.科教协同育人背景下海洋类研究生培养模式创新与实践 J.创新创业理论研究与实践,2022,5(4):121-123.4 张晓洁,金若君,李济沅,等.电气类专业研究生培养之探索与实践J.中国电机工程学报,2020,40(16):5071-5079.5 张新慧,胡希同,纪凤坤.电气工程专业学位研究生创新人才培养模式探索 J.中国电力教育,2014(3):11-13.6 葛国伟,程显,李景丽,等.校企联合培养电气工程领域专业学位研究生工程创新能力的探索 J.创新创业理论研究与实践,2021,4(10):118-119,122.7 何佳蔚,杨婕,曾立渊.新工科建设下专业学位研究生培养模式探索四川大学电气工程学院院级研究生教改项目 J.中国多媒体与网络教学学报(上旬刊),2021(7):176-178.8 专业学位研究生教育将增设学位类别扩大招生规模 EB/OL.(2020-09-30).http:/ 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