醫(yī)學虛擬實驗自我監(jiān)控模式設計研究

吳 雙,楊 雪,黃海林

（吉林大學高等教育研究所,吉林 長春 130012）

醫(yī)學虛擬實驗自我監(jiān)控模式設計研究

吳 雙,楊 雪,黃海林

（吉林大學高等教育研究所,吉林 長春 130012）

自我監(jiān)控是認知活動中自覺的監(jiān)控和調節(jié)過程。自我監(jiān)控作為一種對自身心理和行為的掌控能力,對于醫(yī)學生尤為重要。醫(yī)學虛擬實驗為消除真實實驗中由于學習者的恐慌而引起的操作失控和回避行為提供了有效措施。通過對虛擬實驗自我監(jiān)控過程的分析,從虛擬監(jiān)控環(huán)境、實驗行為、學習者的自我監(jiān)控三個方面構建了醫(yī)學虛擬實驗自我監(jiān)控模式,培養(yǎng)醫(yī)學生嚴謹的實驗監(jiān)控能力。

醫(yī)學虛擬實驗；自我監(jiān)控；模式

10.3969/j.issn.100221701.2012.10.041

醫(yī)學實驗作為醫(yī)學教學的重要內容,除了培養(yǎng)學生基本的實驗操作技能之外,還兼具培養(yǎng)學生嚴謹求實的思維能力和認知方式以及對實驗的心理和行為的自我掌控能力。虛擬實驗的引入,不僅在一定程度上輔助醫(yī)學實驗學習者的實踐操作技能,同時通過創(chuàng)設有效的虛擬實驗監(jiān)控環(huán)境,也有助于提高學生的自我監(jiān)控能力,并將其遷移到真實情境中,進而為其實驗研究能力的提高打下堅實的基礎。

一、醫(yī)學實驗的自我監(jiān)控

自我監(jiān)控即元認知監(jiān)控,是主體進行認知活動的全過程中,積極主動地進行自覺的監(jiān)控、控制和調節(jié)行為。在醫(yī)學實驗中,學生或醫(yī)生的操作對象是有生命的動物或人體尸體標本,這就對其操作行為的精準性提出了更高的要求,也使得醫(yī)學實驗學習者應具備更高的自我監(jiān)控能力。然而,剛剛接觸醫(yī)學實驗的學習者常常會出現實驗操作失控和回避行為,比如由于害怕動物咬人、害怕尸體等導致的不敢動手操作,嚴重影響了學生對知識的掌握以及對實驗操作的控制和把握[1]。產生這一現象的心理原因是由于醫(yī)學初學者對自身難以控制的實驗對象或情況產生了畏懼,導致學習者對其實驗對象格外敏感[2],學習者更是難以對實驗進行理性的自我監(jiān)控與調節(jié)。醫(yī)學虛擬實驗的出現為真實實驗成本高、重復利用率低、操作有風險等問題提供了有效的解決途徑。對醫(yī)學實驗的初學者而言,雖然虛擬實驗具有高仿真性的特點,但是卻不會在學習者的心理上產生面對活體生物的恐懼感。研究表明,人們對自己所熟悉的技能和知識,具有較高的自我效能感、感覺熟練和易于掌控[2],學習者可以通過醫(yī)學虛擬實驗消除學習新知識和新技能所帶來的心理上的障礙,將在虛擬實驗中形成的熟練的自我監(jiān)控能力遷移到真實情境中,輔助真實實驗教學,促進學習者在實驗中自我監(jiān)控能力的提高。

二、醫(yī)學虛擬實驗的自我監(jiān)控過程分析

自我監(jiān)控是建立在信息反饋基礎上的控制,既包含了對事物運動發(fā)展的實際過程的審視、檢查,又涵蓋了根據反饋回來的信息和預期目標對事物下一步的運動發(fā)展采取修正、調整等控制性措施[3]。醫(yī)學虛擬實驗自我監(jiān)控是學習者有意識的認知以及積極、自覺的監(jiān)視、控制與調節(jié),學習者對為什么學、學習什么、應如何操作、操作中的錯誤、未掌握的實驗步驟、還需進行的操作等問題有自覺的意識和反應,學習者通過自我監(jiān)控系統(tǒng),綜合有關實驗過程的各方面信息,進行分析與判斷,做出決定、進行調節(jié)、發(fā)出指令等,實現對實驗的自我監(jiān)控過程,如圖1所示：

圖1 醫(yī)學虛擬實驗的自我監(jiān)控過程

自我監(jiān)控的醫(yī)學虛擬實驗針對培養(yǎng)醫(yī)學生積極主動的監(jiān)察、控制與調節(jié)實驗進程的掌控能力,創(chuàng)設兼具計劃與反思的虛擬實驗自我監(jiān)控系統(tǒng)。考夫曼（Kauffman,1997）認為,自我監(jiān)控能夠增加個體在任務上的學習時間,提高學習效率。由此可見,虛擬實驗中自我監(jiān)控對于學習效能及學習者的問題解決能力的重要作用。在醫(yī)學虛擬實驗中考慮自我監(jiān)控因素,幫助醫(yī)學生對實驗的理解和控制,培養(yǎng)他們嚴謹的實驗態(tài)度。

三、醫(yī)學虛擬實驗自我監(jiān)控模式的設計與構建

情境交互理論認為,個體行為的變化取決于個人的技能和情境之間交互作用的程度。醫(yī)學虛擬實驗自我監(jiān)控模式是一個動態(tài)過程,是學習者的一系列實驗交互行為,其根本目的是創(chuàng)設有效的虛擬實驗環(huán)境,支持自我監(jiān)控的實驗行為。根據元認知監(jiān)控理論和情境交互思想,醫(yī)學虛擬實驗應呈現監(jiān)控過程及虛擬環(huán)境的支持機制,如圖2所示,醫(yī)學虛擬實驗自我監(jiān)控模式由虛擬監(jiān)控環(huán)境、實驗行為、學習者三個方面構成。

圖2 醫(yī)學虛擬實驗自我監(jiān)控模式

（一）虛擬監(jiān)控環(huán)境。

虛擬監(jiān)控環(huán)境主要指虛擬實驗的學習環(huán)境,醫(yī)學實驗的探究性與實踐性特點要求醫(yī)學虛擬實驗應同時包含認知領域的學習、操作技能領域的學習以及態(tài)度情感領域的學習,虛擬監(jiān)控環(huán)境不僅要提供實驗儀器和設備,而且應呈現能夠使學習者主動進行調整、修正、運用的資源工具以及有助實施監(jiān)控的情境和實驗策略。例如,在醫(yī)學機能實驗操作前可以呈現給學習者設置實驗目標、制定實驗學習計劃的項目工具,使學習者明確各種生理活動的規(guī)律、病理生理改變的機制、藥物與機體相互作用的原理等。虛擬監(jiān)控環(huán)境為實驗行為提供了工具、策略以及技術方面的支持。

（二）實驗行為。

實驗行為是在實驗過程中的自我監(jiān)控行為,是實時性與回顧性的結合。醫(yī)學虛擬實驗是自主性較強的學習方式,實驗行為是醫(yī)學虛擬實驗自我監(jiān)控模式的核心,從實驗過程來看,可以從操作前的自我監(jiān)控、操作中的自我監(jiān)控和操作后的自我監(jiān)控三個部分進行分析。

1.實驗操作前,學習者對實驗操作任務和自身水平與特點加以分析,選擇適當的學習策略、計劃實驗進程和時間安排等。其中,測評工具幫助學習者認識自己已有的學習水平、學習類型、實驗任務與目標等制約實驗操作完成的因素[4]；目標與計劃檔案用以記錄學習者的學習計劃等信息；結果性提示可以告訴學習者設計虛擬實驗的必要規(guī)則,鼓勵學習者解釋實驗的操作與應用規(guī)則,為接下來的虛擬實驗操作做好準備。

2.實驗操作中,學習者通過監(jiān)控自己的計劃執(zhí)行情況,對自己的學習策略進行調整,提升其自我監(jiān)控的能力。在這一過程中,學習者可以通過幫助工具隨時查看實驗進程以及幫助信息；演示工具讓學習者通過觀察實驗操作對實驗進行審視、加深對實驗現象的認識,為自我操作的能動性監(jiān)控提供保障；過程性提示使學習者在操作中思考獲得實驗結果的方法和手段,提示學習者做錯了什么、該如何做；交流工具提供給學習者進行交流與合作的手段,幫助學習者自我意識沒有理解的地方以及還需進行哪些實驗操作。

3.實驗操作后,學習者通過對自身學習情況的評價獲得反饋,包括對自身學習有效性的評判、實驗完成度的反思等,并對自我監(jiān)控系統(tǒng)進行進一步改善,思考與總結經驗教訓,不斷完善自我監(jiān)控的方式和方法。這一階段可以用概念圖作為反思的工具,設計有關實驗操作內容的概念圖來整理實驗學習的各項內容[4],做出自我評價,使學習者形成虛擬實驗學習的自我意識和主動思維；感覺性提示可以輔助學習者進行反思與反饋活動,提示其對實驗各項進程的感覺如何,幫助他們規(guī)劃和監(jiān)控實驗活動；補救與調整工具可以在學習者意識到實驗操作的錯誤與不足之后,提供給學習者以補救的機會,進一步清晰化自己的實驗目標和意圖,使學習者理解實驗的完整過程。

（三）學習者的自我監(jiān)控。

在醫(yī)學虛擬實驗的自我監(jiān)控學習過程中,學習者由被動的機械控制到主動的自我監(jiān)控,由無意識的單向操作到有意識的雙向反饋與調控,由監(jiān)控局部的學習到監(jiān)控整體的實驗學習。以往的醫(yī)學實驗學習,學習者習慣于被動地接受知識,由教材或老師的講解控制而完成實驗,缺乏獨立的思考能力,不能夠對實驗進程有一個完整的全局把握,這也是醫(yī)學生在面對實驗時產生慌亂的原因之一,而自我監(jiān)控模式下的醫(yī)學虛擬實驗使學習者積極的思考、計劃、選擇策略、實施實驗、預測結果、及時評價與調整,做到對實驗整體過程的有意識的自我監(jiān)控,不斷提升自我信念和遷移性,促進學習者的自我效能感、對實驗操作的預期控制能力、內在的興趣以及對實驗學習目標的掌控能力。

四、結 語

醫(yī)學虛擬實驗的特殊性對學習者的自主學習能力提出了更高的要求,簡單的實驗呈現很難促進有效學習的發(fā)生,自我監(jiān)控是學習者控制自己的實驗過程、靈活運用策略解決問題能力的體現,需要學習者綜合虛擬實驗的有關信息進行判斷和分析,是虛擬監(jiān)控環(huán)境、實驗行為和學習者的自我監(jiān)控因素共同交互作用下進行的認知與元認知活動。醫(yī)學虛擬實驗自我監(jiān)控模式的設計與構建為虛擬實驗學習者創(chuàng)造了交互和反思的自我監(jiān)控環(huán)境,支持了元認知調節(jié)活動的進行,促進了虛擬學習環(huán)境下學習者認知能力、操作技能和心智培養(yǎng)等的全面發(fā)展。

[1]王海波,潘培森.醫(yī)學生實驗教學過程中的心理障礙及其調適[J].白求恩軍醫(yī)學院學報,2009,7（2）：1122113.

[2]金問森,金敖興,季其仁.核醫(yī)學實驗課中學生的技術恐慌心理與對策[J].醫(yī)學教育探索,2006,5（7）：6112612,627.

[3]孫鳳娟.元認知監(jiān)控與自主學習——論自主學習的調控機制及調控能力的培養(yǎng)[D].山東師范大學,2006.11.

[4]倪麗君.基于元認知的網絡自主學習環(huán)境研究[D].華東師范大學,2005.37239.

G465

A

100221701（2012）1020077203

2011210

吳 雙,女,在讀碩士,主要研究方向：網絡教育與應用。

“十一五”國家科技支撐計劃重點項目：虛擬實驗教學環(huán)境關鍵技術研究與應用示范（2008BAH29B04）；吉林大學種子基金項目：促進學習者元認知能力的虛擬實驗設計研究（450060322052）的研究成果之一。

●教學管理