虚拟实验室在实验教学中的绩效分析

虚拟实验室在实验教学中的绩效分析

李敬敏谢敏

李敬敏谢敏（黑龙江省黑河市职业技术学校黑龙江黑河164300）

虚拟仿真技术应用于现代医学实验课中，即虚拟实验室，是教育改革的一个热点，它将推动和变革传统的教育模式，优化实验教学体系。长期以来中职卫生学校生理学实验教学以动物实验为主，而且主要针对教材上的经典实验，学生在有限的实验课中很难完全理解实验的全部意义，也很难掌控高难度的实验技术。随着我国实验教学与国际的逐步接轨，将逐步减少动物实验数量，提高人体实验的比例，这也符合动物实验的3R原则：Reduction（减少）、Replacement（替代）和Refinement（优化）。这不仅有利于减少实验动物经费，还可以把人体实验与临床结合形成更紧密的关系。虚拟实验室的诞生，正迎合了这一发展趋势。我校尝试了新的教改模式，将医学机能虚拟实验室投入实验教学中，与传统教学法进行比较研究，体现出超强的优势，其功能特点在虚拟项目上减少了验证性实验，增加了综合性、拓展性实验及相关技术训练，综合实验中既有正常生理功能测定，又有异常病理变化观察，既有器官功能的分析又有药物干预机理的探讨，使学生对实验研究有一个比较全面和立体的概念，实现了医学实验技术的培养。在实验教学设计中突出技能训练机制，虚拟项目的开设体现“精度”，实验操作训练体现“强度”，虚拟教学效果体现“效度”，实训中加大技能训练的“力度”和“密度”，促进学生知识能力结构中“技能体系”的提升，均取得了较好的效果，现介绍如下：

一、研究对象

护理专业平行班103人（实验班53人，对照班50人）

研究设计：随机，开放，平行对照。

二、材料和方法

1、材料：虚拟实验系统，常规实验器材，手术器械，药品等。

2、方法：随机选取相同专业的两个平行班，编为实验班和对照班。

实验班：课前开放实验室让学生先运行虚拟实验，熟悉实验流程和标准规范的手术要领，课后设计实验方案，经教师修改后开放实验室给予学生充分准备并指导其实验操作，为学生留有更多的操练机会，使之在实验课中顺利实施真实的实验操作。采用任务引领型教学模式，诸如建立各种临床监护仪的使用与监测虚拟操作界面，进行心脏监护仪、心肺复苏起搏器、除颤机、胎心监测仪、血氧饱和度的检测等精密仪器的操作。研究人员从旁按标准对学生实验操作的每个环节进行质量评估和技能考核鉴定，对测评结果作出科学的评价，使学生与科研和工作岗位的联系更加密切。

对照班：按传统方法进行，即：教师讲授理论——示教实验——学生操作。

两班的评估和技能考核均由资深教授设计或从题库中选取并主考。

三、结果

（1）两班实验报告合格率基本相似，无显著性差异，统计学处理P＞0.05；（2）实验班和对照班错误发生率分别为0.4%和3.7%；（3）在手术成功率、实验结果准确率、技能考核优秀率、技术达标率等项测评中，实验班均优于对照班；（4）在掌握手术技能和实验设计水平及结果预测的准确率上实验班远超过对照班，两班差异有显著性，P＜0.01。

四、绩效分析

结果显示，虚拟实验室应用于实验课中教学效果显著，对比鲜明，感官强烈，在教学方法和技术手段上更具优势，不受时空和教学资源等限制，师生可随时运行系统操作，特别适用于开放实验室反复练习。尤其在预习、复习和拓展训练中，既节省资源又比真实的实验更具优越性，避免了人为因素对结果准确性的影响，排除了影响实验效果混杂因素的筛检，从而完成了由验证性实验为主向技能型实验过渡的转变。

实际上先虚拟练习后操作给予学生准确的参照，其结果将有效提高实验成功率，在实验流程和结果准确率上明显优于未模拟而盲目操作的对照班，尤其是在药物作用原理和临床应用上，更表现出独具优势，解决了许多技术性难题。利用虚拟和实时记录并行，可实现数据共享的特点，此虚拟功能在实验设备及动物来源和经费不足时，将显出其特有的实用价值；其强大的声像效果和感官刺激有利于学生观察、理解和记忆；其先进的虚拟现实技术突破了传统教学的限制，在开发教学资源、释放教学潜能上不断冲击着学科前沿，从而对学生综合实验能力的培养更具针对性和实效性，并通过考核的调控作用强化了学生的实训练习，培养了学生的临床思维品质和技术能力。运用多种媒体资源优化整合，创设出虚拟仿真技术应用于教学中，其成效是显而易见的，通过学生临床实习反馈，呈现出优势效应。反馈结果显示，经过虚拟实验室的实训操练，学生能很快进入护理工作岗位，并且角色转换也较快，临床护理工作能力很强，带教界定的时间相对缩短，有着优于往届生的素质和工作能力，突显出：（1）实习生在手术室实习期间，在带教护师的指导下能运用先进的监护仪器协助麻醉师对术中病人进行生命体征监测，能协助术中器械护士的各项工作；（2）在心内科实习的护生能独立完成并实施全程护理工作；（3）在妇产科实习的护生能熟练运用母婴护理技术以及运用胎心监护仪测定孕妇胎儿宫内窘迫的有效指标，对分娩产妇的宫缩、胎心、羊水等情况进行观察监测，为医生提供第一手临床资料；（4）护士长特许优秀实习生参与病儿全麻术后低氧血症的监护，应用生命监护仪持续监测病儿术后血氧饱和度，严密观察早期低氧血症的发生率、程度和持续时间，使实习护生与带教护师合作写出了较有价值的护理报告。虚拟实验辅助教学优于传统法，其效果直观，能优化教学过程，提示实验流程，提升技能达标率，值得推广。其绩效分析值得进一步研究和探讨，以便取得最优化的教学效果，为实验教学开辟新途径。