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