李成云 常旭红 苏莉 古雪岩 崔红梅 孙应彪 王俊玲
[摘 要] 目的：探讨虚拟仿真教学平台在毒理学基础实验教学中的应用效果。方法：选择兰州大学预防医学专业2015级和2016级预防医学专业122名本科生作为研究对象，2015级毒理学基础实验教学采用传统方式（未使用虚拟仿真软件辅助教学），2016级在传统实验教学的基础上，增加虚拟仿真教学平台提前预习和虚拟仿真软件课堂操作等环节。分析使用虚拟仿真软件辅助教学前后学生实验成绩、学分绩点和成绩评价的变化。结果：2016级学生毒理学基础实验课成绩（18.55±1.39）和学分绩点（1.87±0.48），显着高于2015级（17.21±1.79; 1.74±0.87）（P<0.05）。2016级学生毒理学基础实验课成绩优秀、良好和中等的比例分别为9.26%、24.07%和48.15%，高于2015级（1.47%、7.35%和33.82%），两届学生在毒理学基础实验课成绩等级评价方面差异具有统计学意义（χ2=38.792，P=0.000<0.05）。结论：虚拟仿真软件辅助实验教学切实提高了毒理学基础实验教学效果，值得进一步完善和推广。
[关 键 词] 虚拟仿真;毒理学基础;实验教学;效果评价
[中图分类号] G526.5 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2020）23-0136-02
毒理学基础是预防医学专业的主干课程之一，具有理论性强、实践性强，其实验教学涉及可选内容多、范围广等特点，学生普遍反映理论难理解、实验难操作兴趣不高[1]。当前，由于受师资、教学方法、实验室与仪器设备等多种因素的影响，以往毒理学基础的实验教学效果不够理想，学生的实际实验成功率低，实验考试成绩不尽如人意。因此，有必要加强毒理学基础的实验教学。运用虚拟仿真技术让学生提前了解关键实验步骤，这为毒理学基础这门专业性比较强的实验教学提供了一种有效的教学模式。目前研究表明，虚拟仿真教学平台可以拓展分子生物学等实验教学的空间，提高学生的自主学习能力[2，3]。近三年来，兰州大学为了提升毒理学基础的实验教学效果，提高预防医学专业的学生实验操作技能，尝试将虚拟仿真教学平台用于毒理学基础的实验教学，取得了较好的实验教学效果，现总结如下。
一、对象与方法
（一）对象
选择兰州大学预防医学专业2015级和2016级预防医学专业122名本科生作为研究对象，其中2015级68人、2016级54人。
（二）方法
1.实验教学设计
根据毒理学基础实验教学大纲[18学时（前三次每次实验4学时;后两次课每次实验3学时），总学分为2学分]，共涉及五次实验教学内容（包括：实验动物的一般操作技术、经口急性毒性实验、小鼠浸尾实验及全血胆碱酯酶活性测定、小鼠骨髓细胞微核实验和小鼠精子畸形实验）。2015级毒理学基础实验教学采用教师讲授、实验带教、学生操作、实验报告撰写和教师打分考核这五步组成;2016级毒理学基础实验教学采用虚拟仿真教学平台提前预习、教师讲授、虚拟仿真软件课堂操作、实验带教、学生操作、实验报告撰写和教师打分考核这七步组成。虚拟教学平台为兰州大学医学虚拟仿真实验教学中心平台。
2.实验教学考核方法
根据研究所统一安排进行实验教学考核，2015级和2016级实验内容相同，考核根据实验操作过程评分、实验成功与否、实验报告撰写等综合评定，五次实验内容总分20分。
3.学分绩点计算
根据《兰州大学学分制学籍管理条例》，毒理学基础实验课程学分绩点标准：18～20分为2.0学分，16～18分为1.8学分，14～16分为1.6学分，12～14分为1.4学分，10～12分为1.2学分，8～10分为1.0学分，<8分为0.0学分。
4.实验难度评定和成绩评价
难度计算一般采用实验的成功率和实验报告的撰写情况确定。根据学生成绩评价为优秀（18～20分）、良好（16～18分）、中等（14～16分）、及格（12～14分）和不及格（<12分）。
（三）统计学方法
采用SPSS17.0统计软件对数据进行分析，计量资料采用独立样本的t检验，计数资料采用χ2检验，检验水准α=0.05。
二、结果
（一）毒理学基础实验课程成绩和学分绩点分析
由表1可知，2016级学生毒理学基础实验课成绩平均为（18.55±1.39），显着高于2015级（17.21±1.79）（t=5.671，P=0.002<0.05）。2016级学生学分绩点平均为（1.87±0.48），显着高于2015级（1.74±0.87）（t=3.996，P=0.022<0.05）。
（二）实验成功率和实验安全统计
2016级预防医学学生5次实验成功率总体达88%，显着高于2015级学生（75%）;实验过程安全方面，被大鼠（或小鼠）咬伤的总人次2016级学生仅3人次，显着少于2015级学生（10人次）。
（三）毒理学基础实验课学生成绩评价情况
由表3可知，2016级学生毒理学基础实验课成绩优秀、良好和中等的比例分别为9.26%、24.07%和48.15%，高于2015级（1.47%、7.35%和33.82%），两届学生在毒理学基础实验课成绩等级评价方面差异具有统计学意义（χ2=38.792，P=0.000<0.05）。
三、讨论
预防医学专业实验课目前主要包括环境卫生学、职业卫生与职业医学、儿童少年卫生学、营养与食品卫生学、毒理学基础等专业课程实验，且预防医学专业课实验尤其是毒理学实验中会接触到很多有毒有害、易燃易爆试剂[4]。根据我们对国内开设预防医学专业的高校调查，目前毒理学基础实验课主要开设内容包括：实验动物的一般操作技术、经口急性毒性实验、小鼠浸尾实验、血胆碱酯酶活性测定、小鼠骨髓微核实验、小鼠精子畸形实验、AMES实验、微粒体混合功能氧化酶活性测定、斑马鱼胚胎发育实验、果蝇伴性阴性致死实验、皮肤眼睛的刺激或致敏实验、免疫毒性实验、血液毒性实验和亚慢性毒性实验等[5-7]。因此，针对众多的毒理学基础相关实验，而实验课时数又严重不足的情况下，我们必须通过虚拟仿真教学平台在实验课前、课堂中以及课后时间让学生通过“五官并用”在不同阶段扩充并强化实验训练模式，为以后的毒理学相关理论学习及工作实践打下良好基础。
虚拟仿真实验教学日益成为医学实验教学的重要组成部分，也是学生提前熟悉实验具体操作和预防实验室安全事故发生的重要手段和途径[8]，而有效的虚拟仿真平台学习可促进学生提前发现问题和课堂交流沟通，实现实验课程的自主学习，从根本上避免了教师单纯讲解和实验演示不规范的问题[9，10]。目前，兰州大学医学虚拟仿真平台使用尚在起步阶段，从长远分析，如毒理学基础等课程实验教学中使用虚拟仿真平台可有效促进教学效果。本研究表明，毒理学基础实验教学设计中增加虚拟仿真教学平台的辅助后，实验成功率由75%升高为88%，学生实验成绩由平均17.21分提高至18.55分，学分绩点由1.74提高至1.87，成绩优秀和良好的比例分别由1.47%和7.35%增高至9.26%和24.07%，可知虚拟仿真平台使用能明显提升毒理学基础实验教学效果。
通过教研室对虚拟仿真平台的推广和实验教学辅助应用，毒理学基础实验教学内容也由原来的五个实验增加至七个实验（其中两个属于平台软件操作自学实验），学生的实验成功率以及实验安全明显提升，实验教学成效改进显着。
综上可知，毒理学基础实验教学过程中对虚拟仿真平台的推广和辅助实验教学后，学生对实验课知识点的理解和技能操作明显增强，可从根本上提高实验教学质量。尤其新时期，实践教育创新对提升预防医学专业教育质量发挥着不可忽视的作用，而虚拟仿真教育平台把学生带进崭新的实验空间中，不但激发其学习热情，而且也实现了实验室资源开放共享，真正解决了教育需求与实践资源稀缺的矛盾，值得广泛推广和应用。为进一步发挥虚拟仿真平台的应用在改善毒理学基础实验教学效果中的作用，仍需要从以下几个方面努力：（1）丰富实验内容，建立虚拟仿真平台毒理学基础实验教学独立模块;（2）进一步规范虚拟仿真平台对学生学习过程的管理;（3）继续从实验课表现、实验成功率以及实验成绩等多方面进行效果评价。
参考文献：
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编辑 冯永霞
