虚拟仿真实验室在民办高校病理学实验教学中的应用

●程海清 陈芳

虚拟仿真实验室在民办高校病理学实验教学中的应用

●程海清 陈芳

随着现代科学技术的不断发展，基础医学高等教育的进程在不断加快，虚拟仿真实验室的建立为医学基础学科的教学在传统模式的基础上提供里有力的补充和提高，尤其是作为基础医学桥梁学科的病理学实验课程。通过虚拟实验室丰富的图片、视频、资料库以及虚拟仿真操作，可以有效的提高学生学习病理学的积极性、主动性和学习效果，提高分析和解决问题的能力，为学习临床学科打下坚实的基础。

虚拟仿真；病理学；实验课程；民办高校

虚拟仿真实验室（The virtual/simulation laboratory ，VL），最早是由美国的William Wolf教授[1]提出，是指在各种计算机系统中通过网络、VR技术现实虚拟构建虚拟实验环境，使得实验者能够在接近真实的实验环境中，完成预定的实验项目。虚拟仿真实验室已在国内外多所大学中被广泛应用，涉及到的范围逐步扩大到科研、教学、商业决策中，功能也由单纯的设备资源的远程共享，发展到依托虚拟资源、场景、模型所建立的网络协作平台[2]。

病理学是用自然科学的方法研究疾病的病因、发病机制、病理变化、临床病例联系和疾病转归的一门医学基础学科，在医学教育中起着承前启后的桥梁作用[3]。病理学实验教学环节是病理学习中非常重要的一部分，在传统实验模式的基础上应用虚拟仿真实验室可以帮助学生更好的理解理论知识，提高动手实践和病例分析的能力，为提高以后的医疗专业能力打下良好基础。

我校是以医护为特色的综合性民办本科高校，于2016年建设并成立国家级虚拟仿真实验中心，包括医疗、护理各学科的虚拟实验设备和完备的资料数据库，并且针对形态学科实验教学建立了显微数码互动教学实验室，为病理学实验课程提供更好的保障。

1 我校传统病理学实验教学模式分析

病理学的实验教学大体器官标本和病理组织切片观察。以前在实际实验教学过程中存在较多不足之处：

（1）大体标本方面，由于我校属于民办本科院校，建校时间短，标本的制作量和存储量都相对不足，导致在实验教学过程中部分典型标本缺失，现存标本种类相对单一的现象，不能全部满足学生的要求。

（2）在病理组织切片观察方面，传统的教学模式主要是人手一台显微镜和切片，师生之间的互动相对较少，出现学生找不到病变视野和视野定位不准确的现象；其次，学校现存的组织切片由于随着时间的推进出现老化和陈旧，加之损毁等原因数量逐渐减少。在更新过程中，随着医疗水平的不断进步，部分典型病例逐渐减少，导致部分学生能观察到的典型病变不够具有代表性。

2 显微数字化虚拟仿真实验室在病理学实验教学过程中的优势

学校利用虚拟仿真技术针对病理学等形态学科建立显微形态数字化互动实验室。实验室配备高清晰度电脑和显微镜设备，并且建立完备的形态学数据库。一方面，在大体标本不能满足要求的时候，可以从数据库中找到合适的标本进行示教，并且利用虚拟仿真系统实现病理解剖全过程，学生自己动手参加病理解剖，在解剖过程中逐渐发现病变器官并作出准确的病理诊断，大大提高学生的学习兴趣。另一方面，在教学过程中融入数字化虚拟切片。数字化虚拟切片是指利用全自动显微镜 数字扫描系统，将整张切片扫描、无缝拼接，生成一张全视野的分辨率高的数字化虚拟切片[4]，从而实现课堂内数码显微互动。教师与学生可以在在电脑上实现示教过程全程互动，针对学生电脑视野中的问题进行实时讲解。同时，教师通过教师客户端软件可以将学生电脑上典型视野通过数字化的虚拟系统实时与全体学生共享，节省教学时间，提高教学效率。

3 显微数码互动实验室应用评价

选取我校2016级护理学(本科)3、4班80名学生作为实验对象，随机分成2组。实验组和对照组各40名，两组学生在性别、年龄及课程进度方面均无统计学差异(P＞0.05)。选取相同章节对两组学生进行实验理论教学，为期1周。此后，实验组采取新的实验教学模式，在虚拟仿真实验室进行实验。对照组则采用传统的方法在普通的形态学实验室进行实验操作。在实验课程刚结束、结束后1 周，结束后2周对两组学生进行实验考核并打分（满分100分）。学生成绩汇总后使用SPSS22.0软件进行分析，实验组的成绩与对照组的成绩相比明显高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）(见表1)。

表1 两组学生不同时间段考试成绩比较（±s ）

表1 两组学生不同时间段考试成绩比较（±s ）

组别 课程刚结束 结束后1周 结束后2周实验组 90.23±7.98 86.44±10.88 81.22±12.13对照组 83.84±9.21 70.11±11.23 60.45±17.91 P＜0.05 ＜0.01 ＜0.01

4 讨论

由评价结果看出，实验组同学对于实验知识的掌握更好，印象深刻，持续时间较长，成绩明显好于对照组的同学。教师通过在实验过程中对学生课堂表现的观察和提问发现，实验组大多数同学学习积极性比较高，注意力集中，对新的实验设备具有浓厚的兴趣，尤其是在动手进行病理解剖过程中表现出极大的热情，这在对照组中是很少见到的现象。

病理学作为医护必修基础课开课范围非常广泛，并且医护学生学习科目多，压力大，学习兴趣相对不高。虚拟仿真实验室的建立实现了教师和学生在病理实验教学过程中的无缝对接，大大提高学习效率，节省师资设施的成本，使多种以前不易实现的实验成为可能。随着网络客户端的开放，在以后的教学中师生可以实现线上和线下交流，更好的充分利用时间，提高教学质量和学生的学习效果。

（作者单位：山东协和学院）

[1]James R V.Report of the Expet Meeting on Virtual Laboratories[M]. Paris：UNESCO,2000.

[2]李春艳,易夜.虚拟仿真实验室的建设与实验教学的改革[J].中国信息管理化,2014,17（24）:114-115.

[3]李玉林.病理学[M].北京:人民卫生出版社,2015.1.

[4]王进京,孙保存,赵秀兰等.数字化切片库结合网络在病理学实验教学中的应用用[J].基础医学教育,2012,14(12):935937.