基于虚拟仿真技术开展临床生化实验教学研究

崔力文，张志华

(忻州职业技术学院 医学系医学检验教研室，山西 忻州 034000)

最近几年，随着我国虚拟仿真技术的快速发展，经济水平的不断提高，对基于虚拟仿真技术开展临床生化实验教学工作提出了更高的要求，但是，临床生化实验教学过程中存在很多问题，影响了临床生化实验教学工作的顺利开展。因此，关于“基于虚拟仿真技术开展临床生化实验教学研究”这一话题成为了社会关注的焦点，为了提高临床生化实验教学的质量，加强虚拟仿真技术的不断完善，必须针对问题进行深入研究并给出有效的解决对策，为临床生化实验教学的顺利开展创造更大的价值。文章首先介绍了临床生化实验教学存在的问题，然后研究了模拟仿真实验教学特点，接着，针对临床生化检验虚拟仿真实验教学平台的构建，详细介绍了自动生化分析仪的使用模块、常规项目的检测模块、质量控制和规范操作模块。最后，对临床生化虚拟仿真实验的应用进行了展望。

1 临床生化实验教学存在的问题

目前，由于临床生化实验教学采用了传统的板书教学模式，导致临床生化实验教学的工作在开展的过程中，出现了以下几个问题：第一是实验教学资源严重短缺。开展临床生化实验教学会需要很多大型器材[1]，这些大型器材费用特别昂贵，但是学校投入实验教学的资金非常有限，所以实验教学使用的大型器材少之又少，甚至已经老化的大型器材不能及时更新，除此之外，学校由于扩招，学生的人数一年比一年多，但是实验教学用到的器材却非常有限，导致某些教师可能没有器材，而无法进行临床生化实验的教学，从而造成一种严重的现象就是学生只有理论学习，没有实践学习，不利于培养学生的实践动手能力。第二，临床生化的实验教学内容单一，不能激发学生学习的积极性。因为，临床生化的实验教学内容主要是对某项指标进行试验和验证，这种教学的内容非常单一，教师在对某项指标进行验证的过程中[2]，通常先讲解实验步骤和注意事项，接下来学生开始按照教师讲解的实验步骤和注意事项，对实验进行中规中矩的操作，这种被动式的学习不利于激发学生学习的兴趣，同时也不利于培养学生动手实验的创新能力。

2 模拟仿真实验教学特点

模拟仿真实验教学，顾名思义就是教师通过使用计算机多媒体，运用3D动画技术将实验器材和实验过程生动逼真的再现给学生，以便达到高效教学的目的。这种模拟仿真实验教学有一个显著的特点就是让学生直观形象的感受实验的整个操作过程，极大的提高了实验的趣味性。除此之外，通过模拟仿真实验教学，可以让学生在虚拟的仿真实验环境中，毫无阻碍的对各种各样的实验进行实验[3]，并且通过模拟仿真的实验得到的实验结果与真实环境中的实验结果是一模一样的，甚至通过模拟仿真实验得到的实验效果比在真实环境中的进行实验得到的实验效果更好。模拟仿真实验教学还有一个很大优势，通过模拟大型实验器材设备进行实验，有效的避免了学校对昂贵的大型实验器材的购买，从而降低了实验教学的器材购买成本。综上所述，虚拟仿真实验教学有以下几个特点，第一个特点是学生通过模拟虚拟的实验室，虚拟的大型实验器材，进行实验，不需要使用真实的器材，从而降低了学校购买器材的成本，进而大大降低了实验成本。第二个特点是通过虚拟仿真实验，可以有效的激发学生学习的兴趣，提高学生参与实验的意识，同时，培养学生动手实验能力，除此之外，还能促进学生理论与实践相结合能力的提升，通过虚拟仿真实验，可以帮助学生加深对理论知识的认识和理解[4]。第三个特点是没有时间和空间的限制，学生足不出户就可以进行任何实验，方便学生灵活自由的安排自己的实验时间，提高学生自主学习的能力。第四个特点是丰富实验的内容，对于那些在学校实训室难以开展的重要实验项目可以通过虚拟仿真实验的方法完成，例如：在虚拟仿真的实验室中开设那些实验过程复杂、消耗时间长、实验器材昂贵的实验项目。

3 临床生化检验虚拟仿真实验教学平台的构建

3.1 自动生化分析仪的使用模块

图1 自动生化分析仪的模块框图

对临床生化检验虚拟仿真实验教学平台进行构建需要研究的第一个模块是自动生化分析仪的使用模块。自动生化分析仪价格非常昂贵，并且自动化分析仪的体积庞大，占用空间，需要单独放置到一个独立的教学实验室，不利于实验教学与自动生化分析仪之间进行有效的连接[5]。为了解决这个问题，可以通过对自动生化分析仪的使用过程进行详细的讲解，例如，根据图1对自动生化分析仪的内部构造、工作原理、操作注意事项、维修方式等内容进行详细介绍。为此，在对虚拟仿真平台进行构建的过程中，可以通过计算机多媒体的形式介绍自动生化分析仪的内部构造，通过演示文稿的形式介绍自动生化分析仪的工作原理，通过使用虚拟仿真技术介绍自动生化分析仪的操作注意事项。这样不仅丰富了实验教学资源，而且提高了仪器设备的学习效率，除此之外，通过对自动生化分析仪的使用过程进行详细的讲解，对真实的仪器使用打下了坚实的理论基础，从而极大的提高了实验教学的质量。

3.2 常规项目的检测模块

对临床生化检验虚拟仿真实验教学平台进行构建需要研究的第二个模块是常规项目的检测模块。首先要对实验项目总体设计用到的参数进行设置，设置的参数都相当抽象，导致学生对参数的理解不够到位，为了解决这个问题，可以运用虚拟仿真实验教学的方式进行解决。针对图2的常规项目检测的模块框图，应用模拟的自动生化分析仪进行详细的测定[6]。例如：教师在操作模拟自动生化分析仪系统进行测定的示教过程中，根据图2的常规项目检测的模块框图给学生进行详细的介绍和讲解，从而让学生对图2的常规项目检测的模块框图有深刻的认识和理解，从而提高学生对实验项目的参数的理解能力，有利于实现项目后期顺利开展。

图2 常规项目检测的模块框图

3.3 质量控制和规范操作模块

最近几年，越来越多的人对临床检验的质量控制的标准提出了更高的要求[7]，所以，为了满足人们对临床检验的质量控制的标准提出的要求，所有的实验项目都必须经过室内质量控制和室间质量评价，从而保证实验结果的合理性和准确性。但是由于影响实验结果的不确定的因素有很多，并且有些因素是不可控制的，所以，会出现实验结果与病人的临床表现不符合的问题，从而造成病人病情的误诊，进而延迟了病人的康复的时间，甚至恶化了病人的病情[8]。为了避免出现这个问题，可以通过使用虚拟仿真技术，从质量的控制处理、检测过程、规范操作、结果分析等多个方面向学生演示整个质量控制操作规范，通过向学生演示整个质量控制操作规范，有助于学生对整个质量控制操作规范有更深刻的认识和理解。总而言之，质量控制就是控制整个测定过程的各个环节，以使每个环节的误差减到最小，满足临床对测定结果准确性的需要，同时能够及时发现可能会引起误差突然变大的影响因素，并及时予以纠正。

4 临床生化虚拟仿真实验的应用展望

通过对临床生化虚拟仿真实验的运用，有利于激发学生对临床生化实验的积极性，提高学生自主动手实验及规范化操作的能力，从而增强学生理论与实践相结合的能力，使其在对临床生化进行实验的过程中，加深对临床生化知识的认识和理解，从而达到良好的教学效果。同时，教师在运用临床生化虚拟仿真实验教学的过程中，没有时间和空间的限制，随时随地都可以进行临床生化实验，并可以实时了解每个学生操作和掌握的情况，可以有效提高生化检验实训课堂的教学质量及效率，提高了教师的实验教学的质量和效率，同时也有利于学生根据自己的实际情况，针对性的动手操作实验。

随着教学方式的不断创新和改革，临床生化虚拟仿真实验的应用会受到越来越多的学校的重视，同时临床生化虚拟仿真实验的应用也会越来越普及。越来越多的学者也会积极投入到关于“基于虚拟仿真技术开展临床生化实验教学研究”中，以不断丰富虚拟仿真的实验内容。

通过构建临床生化检验虚拟仿真实验教学平台，可以有效解决临床生化实验教学存在的问题，同时提高了临床生化实验教学的质量，为我国虚拟仿真技术的快速发展产生了重大影响和参考价值。除此，也强化了临床生化实验教学工作者对临床生化检验虚拟仿真实验教学平台的构建的重视，对临床生化检验虚拟仿真实验教学平台的构建工作的顺利开展起着重要的意义。