基于虚拟环境下的医学微生物学实验教学模式研究

李忠玉，赵飞骏，朱翠明，周洲，曾焱华

摘要：实验教学是医学微生物学教学的重要组成部分，将虚拟实验引入医学微生物学实验教学，不仅可以拓展实践教学内容，强化实验操作技能，而且可以充分调动学生的学习积极性，有效提高学生的科研思维和创新能力。构建医学微生物学虚拟实验教学模式，应建立以学生为主体的实验设计思路，加大医学微生物学虚拟实验教学资源建设，加强虚拟教学团队建设，完善保障和激励机制，这样才能不断推动实验教学的改革与创新，培养创新性医学人才。

关键词：虚拟环境；医学微生物学；实验教学模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）45-0279-02

医学微生物学是一门重要的医学基础课程，实验教学是医学微生物学重要的组成部分。如何发挥医学微生物学实践课程的作用，提高医学生的临床综合和实践能力，培育出具有岗位胜任力的高素质医学人才，一直是医学微生物学教育者共同关注的重要问题。开展基于虚拟环境的医学微生物学实验教学模式改革，不仅可以弥补由于实验室生物安全和场地设施紧张等问题而不能开设的教学内容[1]，而且可以强化学生实验基本技能和激发学生的求知欲，对于培养学生的科学精神和创造性思维，提高学生的岗位胜任力均具有重要意义。

一、医学微生物学实验教学模式改革的必要性

传统的医学微生物学实验教学主要以教师讲解和示范的“遵循式”教学方法为主，教师程序性地介绍实验步骤后，学生在有限的时间内机械地完成实验项目，该方法容易导致学生思想僵化。同时，由于实验场地、教学经费和生物安全等相关问题，导致有些实验无法开展或学生无法操作，学生缺乏锻炼机会，严重削弱了学生实验学习的积极性和主动性。显然传统医学微生物学的教学模式已经不能适应当前教学发展的需要，构建一种新的实验教学模式是医学微生物学实验改革的必然趋势。

二、虚拟环境下医学微生物学实验教学模式的优势分析

1.扩展实验教学内容，有效弥补实验教学资源的不足。对一些具有危险性的高致病性微生物实验或者常规条件难以实现的实验进行虚拟仿真，可以有效解决实验条件和实验效果之间的矛盾，弥补教学资源不足的缺陷。同时，虚拟仿真实验通过真实模拟实验场景，学生可以随时随地开展实验，进行与实际操作相类似的实践体验，并且可以在较短的时间内完成较长时间才能观察的某些变化过程。如微生物学的分离培养与鉴定，需要1周乃至数周的时间，而利用虚拟仿真技术在一堂课内就可以实现，极大地拓展了实验教学内容，提高了实验教学效果。

2.强化实验操作技能，弥补学生专业技能训练的不足。虚拟实验可以全方位的展示实验细节，学生可以从多角度观察实验的每一个步骤。同时在虚拟环境中，学生根据实验的需求选择实验器材、实验动物和试剂等可反复实践，不但能使学生掌握正确的操作方法，而且可以更加熟悉实验操作流程，更加精细的准备实验，从而提高实验操作效率，降低真实实验的实验损耗，弥补学生专业技能训练的不足。

3.激发学生的研究兴趣，提高学生的科研思维和创新能力。与传统的实验教学模式相比，虚拟仿真实验可以灵活地加入多种设计性和综合性实验的教学内容，学生设计符合实验要求的实验方案开展实验，通过完成虚拟仿真实验可以培养学生的独立思考能力，激发学生的研究兴趣，有利于培养学生的创新精神和科研思维能力，逐步提高学生的科学研究水平。

三、基于虚拟环境下的医学微生物学实验教学模式改革的建议

1.开展医学微生物学虚拟实验，应构建以学生为主体的实验设计思路。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》中明确指出，教育要以学生为主体，充分发挥学生的主动性，把促进学生成长成才作为学校一切工作的出发点和落脚点。因此，在开展医学微生物学虚拟实验时，首先要确立以学生为主体，在实验教学目标的制定、内容的选择、教学活动的组织以及评价中都要贯彻“以学生为主体”的教学设计思路。例如在“化脓性葡萄球菌的分离培养与鉴定”实验中，学生需要根据所学的知识自行设计实验方案，在设计实验方案的过程中，学生必须理顺葡萄球菌相关的知识结构，包括葡萄球菌的培养特性、致病性与非致病性葡萄球菌的区别等，这一过程也是学生对课堂知识的主动强化过程，促进了学生对所学章节理论知识的把握，最大限度地调动学生主动参与、自主学习的积极性。

2.加强医学微生物学虚拟实验教学资源建设。虚拟仿真实验的目的是促进知识更好的内化和迁移，学生借助虚拟设备在虚拟环境中进行自由探索和自主学习，从而达到既定的学習目标，因此虚拟实验教学资源要根据学校的办学定位、办学特色和专业发展统筹安排，将虚拟仿真资源与现有的学科专业资源有机整合，构建功能集约、资源优化、充分开放、运作高效的虚拟仿真实验教学资源库[2]。由于虚拟实验是通过多媒体信息技术在计算机上建立虚拟实验教学环境，使学生利用互联网通过接近真实的人机交互界面完成实验，因此虚拟实验教学资源应建立丰富的表现形态，包含音频、视频、病例素材等多种形式，打造贴近实际的模拟、虚拟、仿真实验环境，同时根据虚拟实验的互动性特性，应该设计多元化的互动和交流过程。

3.加强虚拟教学团队建设，完善保障和激励机制。虚拟实践教学是一种开放式的实践教学模式，虚拟实验教学的开展既需要丰富的网络实验教学资源库，也需要专业指导教师。虚拟仿真实验尤其是设计性实验，增加了实验教学的难度，对教师的知识结构水平提出了更高层次的要求，教师不仅要有深厚的知识功底和学术积累，还需要掌握多种教学方法并能灵活运用，因此要不断加强实验教师队伍的建设，提高教师队伍的整体素质，建立健全的制度保障，为团队建设和发展提供充足的资金支持，保障团队专业建设、实验课程建设、师资培训等各项工作顺利开展。同时，应制定科学、合理的绩效考核和评价体系，建立有利于高水平教学团队建设和发展的激励机制，以促进虚拟团队健康、和谐的发展[3]。

四、结语

虚拟实验教学是一种学科专业与信息技术深度结合的现代产物，它克服了传统实验教学的诸多局限，具有传统实验不可比拟的优越性。然而，医学微生物学虚拟实验课程建设是一项长期的系统工程。随着学科的发展以及社会对医学人才需求标准的提高，应不断完善医学微生物学虚拟实验，促使教学水平和教学质量的不断提高，培养更多的高水平医学专业创新性人才。

参考文献：

[1]李忠玉，唐双阳，周洲，等.虚拟仿真实验在医学微生物学实验教学中的应用体会[J].基础医学教育，2016，18（2）：52-53.

[2]祖强，魏永军.国家级虚拟仿真实验教学中心建设现状探析[J].实验技术与管理，2015，32（11）：156-158.

[3]王爱君.基于“卓越计划”的农林高校虚拟实践教学团队建设研究[J].高校实验室工作研究，2014，（4）：126-128.endprint