临床生化检验质量控制虚拟仿真系统在教学中的作用*

雷 燕，杨尚瑜，何仁栋，邢 艳，郭晓兰，郭 斌△

1.川北医学院医学检验系，四川南充 637000；2.川北医学院附属医院检验科，四川南充 637000

随着医学检验技术的发展，如何做好质量控制工作，保证临床检验结果的准确性是医学检验技术专业人才培养中的重要内容[1-2]。临床检验过程中要对每个环节进行严格的质量控制，以获得可靠的检验结果，为临床疾病的诊断、治疗、监测及预后提供可靠依据[3]。质量控制涉及多个因素和环节，不采用规范化流程和操作，会导致临床误诊，甚至危及患者的生命[4]。医学检验技术专业的质量控制教学对临床实验室质量控制建设具有重要意义[5]。由于现有教学条件的限制，质量控制的教学存在理论与实际应用差异大，流于形式等问题。随着计算机互联网、虚拟现实等技术的快速发展，以及教育信息化的不断推进，以计算机多媒体技术为基础的虚拟仿真技术已经成为高等教育教学发展的新方向[6]。虚拟仿真技术是利用虚拟现实、多媒体、数据库和网络等技术，克服传统教学条件的限制，模拟及构建高仿真的实验环境，通过人机交互及网络通信等技术模拟实验操作过程和场景[7]。利用虚拟仿真技术的特点可以进一步推进教学资源和信息化的融合，促进教学方法的创新和现代化，提高人才培养的质量和能力[8]。本研究拟建立临床生化检验质量控制虚拟仿真系统，并应用于教学，评价其教学效果，探索其应用于教学的可行性。

1 资料与方法

1.1一般资料 选择2018级医学检验技术专业学生120人为研究对象，按照随机数字表法分为对照组和研究组，每组60人，两组招生层次和教学进度基本一致。对照组平均年龄为(20.65±0.84)岁，研究组平均年龄为(20.73±1.02)岁，差异无统计学意义(t=-0.488，P=0.627)。对照组男生和女生分别为17、43人，研究组男生和女生分别为19、41人，差异无统计学意义(χ2=0.159，P=0.690)。

1.2方法

1.2.1虚拟仿真技术平台 在质量控制虚拟仿真实验脚本撰写过程中，专业教师负责开发教学内容及脚本撰写，由重庆华教科技有限公司技术人员协助完成编程等。主要步骤包括：(1)对临床生化检验质量控制过程涉及的相关知识要点进行分解；(2)构建虚拟系统的结构流程图、技术要点和知识库等；(3)按照实验技术要点分析流程，构建虚拟仿真实验系统，主要包括实验目的、原理、仪器、方法、实验视频和虚拟仿真实验学习系统等；(4)公司技术人员主要参与实验编程，协助构建知识剖面图，模拟整个实验流程；(5)模拟实验后，构建学生评分评价系统，考查学生对相关知识点的掌握程度；(6)在虚拟仿真实验系统脚本的撰写过程中积极鼓励学生参与其中，听取他们的意见和建议，对建立的虚拟仿真质量控制项目进行应用评价及调试等。

虚拟仿真技术平台采用B/S结构，安装在服务器上，通过浏览器直接访问使用，不限节点数量。前端采用3D技术开发，后端采用JAVA开发，数据库采用Microsoft SQL Server。整个虚拟仿真的操作过程均可使用鼠标操作完成软件的所有交互过程，不需要键盘操作，支持触摸屏等现代教学设备。

1.2.2研究组教学 研究组将虚拟仿真技术用于质量控制的教学。教师根据临床生化检验质量控制教学内容，先采用课堂多媒体理论教学，讲解质量控制基本概念和知识点，以及相关质量控制案例，让学生先有基本概念和理论的感性认识，教师再采用虚拟仿真软件进行演示操作讲解，学生观看基于视频演示的学习指导训练，再进行虚拟仿真练习操作，时间场地不受限制。

1.2.3对照组教学 对照组采用传统教学模式，与研究组相同的是课堂采用多媒体课件讲解相关的质量控制基本概念和知识点，以及相关质量控制案例。

1.2.4教学效果评价 (1)考试成绩。教学结束后两组学生采用相同试卷进行统一考试，内容包括质量控制课程内容相关的理论知识，满分50分作为评价效果的客观指标。考试题目共18题，包含客观题和主观题，其中单选题10题，每题1分，主要考查学生基本概念；多选题5题，每题2分，主要考查学生对概念的理解掌握程度；问答题3题，每题10分，主要考查学生对知识的运用和解决问题的能力。在考核结束后集中时间发放问卷，并要求学生当场完成问卷，达到100%回收率。(2)满意度调查。课程组自行编制满意度调查问卷，满意度调查由5个模块组成：学习兴趣、内容理解、分析解决问题的能力、独立思考能力、教学。

2 结 果

2.1两组学生考试成绩比较 研究组学生单选题、多选题、问答题得分及总成绩均高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组学生考试成绩比较分)

2.2两组学生满意度情况比较 研究组学生在学习兴趣、内容理解、分析解决问题的能力、独立思考能力、教学5个方面的满意度均明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组学生满意度情况比较(%)

续表2 两组学生满意度情况比较(%)

3 讨 论

3.1临床生化检验质量控制虚拟仿真系统建立的必要性 质量控制的内容在传统的临床生物化学检验教学中主要存在几个问题：(1)质量控制相关概念较多，内容抽象、晦涩难懂。传统教学方式以教师讲解为主，学生缺乏学习主动性，只能机械地记忆知识点，无法将理论和实践相结合。(2)质量控制过程涉及的因素和环节较多，时间周期较长，如分析前影响因素(患者准备、标本采集和运送等)、分析中影响因素(仪器、试剂、人员、环境等)、分析后影响因素(审核、发放、临床沟通等)。这种多步骤、多环节的特点使质量控制在教学操作中存在一定的难度，无法在有限的教学时间和场地条件下完成。(3)传统的教学设备大部分是手工或半自动化操作，且数量有限，学生能够独立完成操作的机会较少。且实验中由于学生使用仪器不当或操作不规范等原因，会造成较大的实验误差或差错，导致最终的实验结果或教学效果偏离质量控制的真实教学目的。(4)传统教学中质量控制操作过程与实际临床工作流程差异较大，不利于学生今后的临床应用实践。

3.2虚拟仿真教学系统同时满足质量控制理论和实践技能的训练要求 临床生化检验质量控制虚拟仿真系统教学中，学生先从基础、简单的质量控制知识模块开始，学习基本概念，再选择有代表性的经典实验案例，利用综合知识和能力完成质量控制实训，使学生从基础理论知识到实践技能、思维等各方面得到培养。主要内容包括：(1)虚拟仿真质量控制基础版块。该版块包括质量控制相关理论知识点，如质量控制基本概念，常见的质量控制方法、规则，质量控制图的绘制和使用，以及质量控制操作步骤，常见失控原因的判断、分析及处理等。(2)将质量控制技术内容整合到具有典型代表性的临床生化检验项目的虚拟仿真教学中，将相关要素设计贯彻到实验过程中。如实验前的准备，器械的正确选择和使用；实验方法、试剂、质量控制品、校准品的正确选择和使用等；实验测定中影响因素等；质量控制失控判断及原因分析、处理等。通过在实验过程中贯穿质量控制要素和流程，让学生掌握基本质量控制理论知识和技能，通过虚拟仿真系统得到实践操作的训练，同时促进学生质量控制意识形成，质量控制管理思维和能力的培养及建立。(3)学生在完成从基本理论到基本技能的学习后，通过设置一些质量控制的案例分析或综合实验设计，要求学生依据一定的理论和方法，提出或采取相应的决策和评价。在此过程中提倡学生独立思考、分析及解决问题，对学生临床质量控制能力和思维等各方面进行综合性培养，以利于学生实践技能的全面发展。

3.3问题及对策 虚拟仿真技术相比于传统教学模式有着无可比拟的优点，但也存在一些问题，需要在以后的教学中继续探讨和解决。(1)虚拟仿真技术采用人机交互模式，不能完全取代学生之间、师生之间的学习讨论和交流。可以采取“虚拟”和“现实”相结合及互补的形式，根据教学内容难易程度，合理设计安排教学内容和时间。(2)虚拟教学模拟的是实验室环境、器材及实验过程，并不能完全还原真实的情况和特定的场景，实际情况和真实情景要复杂得多。同时部分虚拟仿真教学内容程序化，在一定程度上可能会限制学生的思维和实践能力。因此，要在现有虚拟仿真教学资源上，不断完善和开发设计优质的质量控制虚拟仿真教学资源，尽可能缩小和实际的差距。(3)在资源建设中也存在虚拟实验制作到投入使用时间较长，后续的扩展与完善还需要经费的持续性投入等问题。应该结合本校本专业自身教学特色，与其他高校的虚拟仿真平台沟通交流。(4)虚拟仿真技术的质量控制教学应该根据教学目标和内容，制订详细的教学计划，同时建立合理有效的评价体系和反馈体系。学生的学习效果及使用反馈都是质量控制虚拟教学系统发展完善的动力与方向，有利于教学资源的完善和改进。

4 结 语

虚拟仿真技术用于教学是现代信息化教学的必然趋势。利用虚拟仿真技术建立质量控制教学虚拟仿真项目推进了现代化信息技术与医学检验专业教学的深度融合。将质量控制内容和虚拟仿真技术相融合，使原本在时间、空间上受到限制的教学内容得到了很好的拓展和延伸。这是适应现代医学检验技术发展对人才的需要，也是进一步提升医学检验人才培养质量的重要途径。