基于虚拟仿真技术卫生微生物检验课程实训教学模式改革与探索

卢金 吴迪 保琦蓓 李诚 石予白 张茵

[摘           要]  针对卫生微生物检验教学现状，卫生检验与检疫技术专业在该课程中引入基于虚拟仿真技术优化实践教学模式，采用软硬件结合的方式进行实验教学，设计虚拟仿真实验项目，开展虚实结合的实践教学内容。在提高实验教学质量、培养专业实践基础、富有创新能力等方面取得良好的教学效果。

[关    键   词]  虚拟仿真;卫生微生物检验;实训教学

[中图分类号]  G712                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2021）13-0071-03

卫生检验与检疫工作在食品、环境、职业场所、公共场所等方面的危害监督监测工作中发挥着举足轻重的作用，是卫生健康领域中不可或缺的组成部分。卫生微生物检验课程是高职卫生检验与检疫技术专业一门重要的专业技能课程，主要任务是使学生掌握卫生微生物学检验的基本理论和基本知识，具有卫生微生物学检验的基本技能和生物安全意识，能在规避感染的前提下，完成常见微生物的实验室检验，提升学生的综合职业能力和职业素养。

卫生检验与检疫工作中，卫生微生物检验常常要用到的仪器设备价格昂贵，对工作条件要求高，使用维护成本高，所以高职院校中此类仪器设备数量少，主要用于科研和教学过程，学生亲自动手机会少。为解决理论和实践脱节、实践教学质量不高的问题，卫检专业引入以虚拟仿真技术为主的现代化衛生微生物检测设计内容，采用虚实结合的方式进行实验教学。

一、教学模式探索

经过两轮教学实践，卫生微生物检验课程组在现有开设的实验课程中分为单项技能操作和综合实验，综合实验又分为验证实验、设计实验和探索实验，实验总学时数为36学时。单项操作技能包括培养基配制、微生物培养、分离接种、染色观察、生化鉴定、消毒灭菌等技术。

综合实验是“2+4+1”模式设计。“2”是单项操作技能掌握后独立完成2次验证实验，侧重锻炼学生的动手能力;“4”是指利用在线教学与虚拟仿真平台完成4次虚拟仿真实验设计，逐步加深实验设计的难度;“1”是以项目设计为导向，完成1 次大作业，提高学生的创新能力。具体安排如表1所示。

二、虚拟仿真实验项目设计的实现

虚拟仿真教学系统提供不同仪器从样品制备到分析测试完整的操作流程，学生可在虚拟实验中制备合适的样品，模拟真实的测试过程，并提供相应的测试结果及结果分析。大型分析测试仪器虚拟仿真实验可以弥补教育设备的不足，可以展现实际运行中难以观察到的细节、原理，解决高校大型仪器开放共享困难、实验教学成本高、教学成效不佳的弊端。实验项目的选取要尽可能涵盖该项目的所有内容，比如金黄色葡萄球菌检验项目中应该含有增菌、分离纯化、染色镜检、血浆凝固、溶血现象观察和分子生物学等的相关知识点，还要充分考虑学生已掌握的知识体系和接受能力。

以“致病性菌金黄色葡萄球菌生化及分子生物学鉴定”为例，介绍虚拟仿真实验的全过程（见表2）。

三、虚拟仿真实验软件在卫生微生物检验教学中的优势分析

相对于传统实验室操作，虚拟仿真实验软件在解决微生物检验实验教学难题中主要有以下优势。

（一）降低实验危险系数，解决了实验教学效率低这一难题

卫生微生物检验过程中学生直接接触有害菌种、化学试剂和危险仪器设备，危险性较高。为提高实验教学的效率，一般复杂、耗时长的步骤教师都通过演示、提前准备等方法来帮助学生完成。学生没有参与实验准备、样品处理、检测和数据记录等全过程，没有对检测过程中所需要的试剂、仪器等有全局把握。同时，也没有节约试剂盒药品的概念，更没有实验室生物安全意识。不利于学生形成全局观和安全性操作，更不能培养其发现问题和解决问题的能力。通过虚拟仿真实验，能巧妙地解决上述问题。

（二）解决学生实际动手能力弱、对仪器使用一知半解的问题

以往实验教学时，学生只能以小组形式进行分组分配操作，特别是上机检测环节，每名学生只负责其中一个环节，甚至由于场地和用具有限，有些学生都没有上手机会，根本不能实现人人动手操作。而这些仪器是学生今后接触最多、应用最广的仪器，这样就造成学生的实际动手能力弱、连贯性不强，对仪器使用一知半解。使用虚拟仿真后，这些问题都迎刃而解了。

（三）打破时间和空间限制，解决了学生死学、缺乏创新的问题

卫生微生物检验实验耗时长，整个实验需要24～48小时甚至更长，利用虚拟仿真，学生不受实验时间、场地、设备、耗材等限制，可反复多次模拟练习，使实验过程更流畅、高效。并且由于仪器数量不足，学生对仪器的掌握有限，导致学生难以独自进行设计性实验，严重影响了实验的创新性。学生只会测定课本中所学的内容，对于一些相同属性的物质、相同原理的方法则不会进行创新性应用。

四、教学成效

与以前传统的教学相比，基于虚拟仿真技术实验教学在教学模式、内容安排、考核评价等方面都有所调整和完善，具体见表3和表4。

卫生微生物检验是一门实践操作技能很强、新技术和新方法应用多、更替快的课程，除传授专业知识和具备通用技术技能外，加入虚拟仿真平台模拟真实职业环境，使人才培养规格的相关专业知识面更宽，综合应用知识技能解决实际问题能力更强，协同工作能力更强，能够胜任更为复杂的卫生检验与检疫任务。同时，强化了学生对于职业道德、职业思想、职业习惯、职业技能和职业心态等职业素养的培养，进而在职业能力、可发展性和培养模式等方面，更能适应卫生检验与检疫职业岗位任务和职业能力的变化。

参考文献：

[1]教育部.关于2017—2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知（教高厅〔2017〕4号）[Z].2017.

[2]教育部.关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知（教高函〔2018〕5号）[Z].2018.

[3]熊宏齐.国家虚拟仿真实验教学项目的新时代教学特征[J].实验技术与管理，2019，16（9）：1-4.

[4]祖强，魏永军.国家级示范性虚拟仿真实验教学项目申报策略探讨[J].实验技术与管理，2018，35（9）：236-238.

[5]龚思颖，陈晓婷，张金菊，等.生物类虚拟仿真实验教学资源的建设与发展[J].实验技术与管理，2019，36（9）：176-180.

编辑 司 楠