微生物学虚拟仿真实验教学培养护生无菌观念的探索

杨艾华，宋姗姗，王微微

（遵义医科大学，贵州 遵义 563000）

为了推动高校实验教学现代化建设，提升教学效率和人才培养质量，教育部自2007年起开展虚拟仿真实验教学项目建设工作[1-2]。随着多媒体技术和信息技术的飞速发展，将信息化手段融入高校实验教学，既能加强教育资源维护与共享，又能促进教育现代化发展及教育方式改革。实验教学是培养创新精神与实践能力的重要手段，利用虚拟仿真技术拓展实验教学内容的广度和深度，可以有效提高实验教学的质量和水平，是未来高校信息化教育的重要方向[3]。

1 虚拟仿真技术在实验教学中应用的优势

虚拟仿真技术是将多媒体、虚拟现实和网络通信等技术手段相结合形成的高层次仿真技术，是支持虚拟仿真实验教学的主要信息技术[4]。利用虚拟仿真技术的沉浸性、交互性、虚幻性与逼真性，在真实、立体的操作场景中通过图像、声音等多种方式调动护生的视觉、听觉和触觉，让护生在开放、交互的虚拟环境中提高学习效率，取得更好的学习效果。与传统实验教学相比，虚拟仿真实验教学运用信息化技术构建高度仿真的虚拟实验环境，将抽象的内容形象化，让护生以直观而形象的方式理解、消化知识，激发学习兴趣，从而弥补常规实验教学的不足[5]。

近年来，实验室生物安全问题日益突出，尤其是在病原微生物学教学和科研领域，不仅关系到高校教学、科研事业的发展和环境安全，也与每个人的生命健康紧密相关[6]。将虚拟仿真技术应用于病原微生物学实验教学，护生可以在虚拟环境中开展实验，既能够通过提供教学素材使护生充分认识各类致病微生物的特性，又保证了护生安全。此外，在全国高校普遍压缩学时的大环境下，虚拟仿真技术可打破时间和空间等因素的限制，让护生在高度仿真的虚拟环境中开展某些周期长、成本高的实验，在增强护生自主学习能力的同时，提升实验教学的时效性。同时，虚拟仿真实验教学也可以节约高校实验教学成本，降低实验器材损耗[7-8]。因此，将虚拟仿真技术引入实验教学已成为高校教学改革的趋势[9-10]。

2 培养护生无菌观念的重要性

无菌操作是医疗和护理工作中的一项基本操作，与预防和控制交叉感染息息相关，是提高护理质量、预防院内感染的重要保障，因此，教学过程中要培养和增强护生无菌观念。

微生物学实验是使护生掌握无菌操作技术、培养无菌观念的有效途径，为初期职业防护教育打下坚实基础，并对护生未来顺利开展临床工作发挥重要作用[11]。微生物学与寄生虫学是我校护理专业的基础课程之一，微生物学在该课程中占有较大比重，是连接基础医学与临床实践的桥梁。目前，我校护理专业的微生物学实验课程在一年级第二学期开设，教学方式较单一，受课时少、教学条件有限等因素限制，护生只能在实验课上学习相关技能，难以达到教学目标。根据历年护生反馈，主要表现在护生基础知识较薄弱，对操作能力培养不够重视，知识点掌握效果不佳等方面。

微生物学实验课实践性较强，要求护生将无菌观念始终贯穿其中。例如，实验中常常会使用菌种、无菌器皿等材料，无菌操作不仅可以避免实验材料受到污染，从而获得预期实验结果，保证实验教学顺利进行，而且可以保护实验操作人员和环境，保证整个教学过程的生物安全[12]。因此，除了学习常规的无菌操作技术外，树立正确的无菌观念尤为重要。在微生物学实验教学中，运用现代化教学手段培养护生无菌观念，不仅能够使其认识到无菌操作的必要性和重要性，也可以活跃课堂气氛，提高护生的自主性及积极性[13]。

3 虚拟仿真实验教学培养护生无菌观念的思考与探索

3.1 传统教学模式存在的问题

微生物学实验教学过程中培养护生无菌观念一般存在以下困难：其一，由于实验课在大一第二学期开设，护生还没有形成系统的临床知识体系，对于无菌操作的认识还不足；其二，尽管教师在教学过程中会强调实验室规章制度，但大多数护生无菌意识仍较淡薄，对实验内容、无菌操作和实验室规章制度不够重视；其三，受实验课时限制，护生往往不能充分掌握实验操作技术，教师也无法拓展教学内容；其四，教学所需的实验材料由实验室教师准备，护生在实验时仅需对实验内容进行验证，无法对实验结果进行系统及全面的分析，难以融会贯通。

针对以上问题，急需对现行实验教学方法进行改革。基于虚拟仿真实验教学的优势，在现有教学资源的基础上，构建一个具有互动性且形象化的微生物学无菌教学系统，并与课堂教学相结合应用于微生物学实验教学，有利于提高护生学习主动性和有效性，增强无菌观念。

3.2 基于虚拟仿真实验教学培养护生无菌观念的探索

本研究结合多年护理专业微生物学实验教学经验，针对无菌观念和无菌操作构建了“多媒体+虚拟仿真+实验课堂操作”虚实结合的微生物学仿真实验教学体系。该教学体系整合了教研室录制的实验操作视频、学校的虚拟仿真实验平台、生物安全相关知识，同时结合课堂讲授、操作演示和指导等手段，弥补了传统实验教学的缺陷，具体如下。

3.2.1 打破课堂教学学时的局限性 根据教学目标及要求，将无菌操作实验相关内容和标准化操作的微课资源、课外拓展资料等上传到虚拟仿真实验教学平台。课前护生可进行预习，对无菌操作有一个初步认识，有利于课堂上掌握相关内容；护生亦可在课后随时进入虚拟仿真实验教学平台对重难点知识进行巩固，时间充裕的护生还可通过该平台完成课外知识的拓展学习。

3.2.2 增强学习自主性及互动性 改变以教师为中心的传统教学方式，利用虚拟仿真技术构建以护生为主体的实验教学体系。该体系针对微生物学无菌实验的实验环境、实验场景、实验准备、实验操作和结果构建了一个高度仿真的虚拟实验平台。护生作为该虚拟体系中的主角，根据课前预习及课堂学习的知识在虚拟仿真环境中进行一系列实验操作，而实验过程的变化及结果依赖于护生的操作和选择，增强了实验教学的互动性，使护生了解无菌操作的重要性，激发其学习兴趣。课堂上，教师根据不同实验结果，有的放矢地对重难点以及无菌操作中应注意和易出错的环节进行讲解，鼓励护生对实验结果进行分析，培养护生独立解决问题能力，强调无菌操作的重要性。该体系既能打破课时和场地的限制，又能提高护生学习主动性、实践能力和分析问题能力。

3.2.3 无菌观念和生物安全相结合 应用信息技术打造虚拟环境，开展如常见致病微生物、新型病原微生物检测等对生物安全要求较高的微生物学实验，既能突出生物安全的重要性，增强护生无菌观念，又可弥补传统实验教学的不足。另外，利用虚拟仿真技术设置生物安全事故场景，让护生有身临其境的学习沉浸感，对生物安全事故产生直观感受，使护生亲身体验无菌操作的重要性，有利于其牢固树立生物安全意识。

4 结语

我国护理学本科教育的目标是培养适应现代化卫生事业发展需要，掌握基本知识和实践技能，具有人文素养和创新能力的高素质应用型护理人才[14]。临床综合素质需要通过实践得以提高，因此，护理专业实验教学模式改革的重点在于培养护生实践能力。基于应用型护理人才定位与培养要求，在有限的课时内运用科学和现代的教学方式提高护生操作能力，提高微生物学实验教学效果，是提高教学质量以及适应高校教育现代化发展的重要手段[15-16]。利用虚拟仿真技术建立适合护理专业的微生物学虚拟实验教学系统，在微生物学实验教学中培养护生无菌观念，不仅具有生动直观、实时互动、安全高效等优点，也能构建层次更丰富的教学体系，在实验教学中做到虚实结合、虚实互补，有效提高护理专业微生物学实验教学质量。

由此可见，虚拟仿真实验教学平台在微生物学实验教学中的应用具有可行性，前景广阔，不仅能够推进微生物学实验教学模式改革，而且可以促进信息技术与课堂教学的深度融合，有利于培养应用型护理人才。