基于虛擬仿真平臺的翻轉課堂在醫學微生物學實驗教學中的應用

張玉梅，喬媛媛，吳玉龍，張艷麗，李波清

（濱州醫學院，山東 煙臺 264003）

實驗是醫學微生物學教學的重要組成部分，不僅能使學生掌握實驗操作技能和方法，還有利于進一步理解和鞏固理論知識，實現從感性認識到理性認識的飛躍，提高解決實際問題能力。但受教學條件和生物安全等因素的制約，傳統實驗教學局限于簡單的基礎實驗，采用以教師示教為主的“灌輸式”教學模式，學生被動接受，師生之間缺乏互動，導致學生對所學知識不感興趣，課堂教學效果不佳。本研究在我院虛擬仿真實驗中心的支持下，將基于虛擬仿真平臺的翻轉課堂應用于醫學微生物學實驗教學中，現報告如下。

1 醫學微生物學翻轉課堂教學模式

1.1 教學內容設計

分析醫學微生物學實驗內容和學生特點，堅持“虛實結合、相互補充”原則，選擇適合虛擬仿真教學的內容，如高致病微生物的檢測、細菌生長曲線的測定等，創設學習情景，開發虛擬仿真教學資源，進行翻轉課堂教學設計。每個虛擬實驗操作時間為5～10 min，學生可以在任何時間和地點利用計算機自主進行實驗操作，針對薄弱環節反復練習，提高操作能力。

1.2 教學過程設計

1.2.1 課前學習模塊 教師根據教學計劃，在我院醫學虛擬仿真平臺添加教學資源，包括學習目標、操作視頻、課前學習任務。學生課前通過該平臺自主學習，反復進行操作練習，了解實驗原理、實驗內容和實驗步驟，對整個實驗有一個初步認識，另外還可以通過平臺提出疑問。

1.2.2 課堂活動模塊（1）確定問題：教師根據學生課前在虛擬

仿真平臺的學習情況，確定學生存在的問題，指導學生采用對話、討論、辯論等形式互動交流，提出解決問題的方法。（2）學生分組完成實驗：學生分組協作完成實驗，教師指出學生實驗中存在的問題。（3）師生交流：學生登錄平臺查看教學資源、參與討論、提交作業，教師通過平臺了解學生學習信息、進度和成績，并進行答疑。

1.2.3 課后評價 課后評價分為實驗操作考核和學生問卷兩部分。（1）實驗操作考核：在期末實驗課結束時對學生進行操作考核。（2）問卷調查：期末考試結束后，用自行設計的問卷對接受翻轉課堂教學模式的學生進行調查，了解其對教學資源的利用情況、知識內化程度、學習興趣以及對教學效果的評價。

2 基于虛擬仿真平臺的翻轉課堂的應用

2.1 對象與方法

2.1.1 對象 以我院2016級檢驗醫學專業1班52名學生為對照組，采用常規實驗教學模式；2班53名學生為實驗組，采用基于虛擬仿真平臺的翻轉課堂教學模式。兩組年齡、性別和上學期測評成績比較差異無顯著性，使用的教材及授課教師均相同。

2.1.2 方法 對照組采用常規實驗教學模式，課堂上教師先講解示教，然后學生分組實驗，最后教師指導總結。實驗組采用基于虛擬仿真平臺的翻轉課堂教學模式，在我院虛擬仿真實驗中心進行，具體如下：教師提前一周布置學習任務，將學習資源發布到網絡教學平臺，學生登錄平臺自主學習，完成操作練習；課堂上學生根據預習內容提出疑點和難點，教師針對學生的問題進行指導，學生分組完成實驗并進行總結。

2.1.3 統計學方法 采用SPSS 19.0軟件分析數據，計量資料以均數±標準差（±s）表示，兩組間比較采用t檢驗，以P＜0.05為差異具有顯著性。

3 結果

3.1 兩組實驗操作考核成績比較

實驗組操作考核成績為（88.5±5.4）分，對照組為（79.5±7.1）分，實驗組明顯高于對照組，差異具有顯著性（P＜0.05）。3.2實驗組問卷調查結果（見表1）

表1 實驗組問卷調查結果

4 討論

4.1 基于虛擬仿真平臺的翻轉課堂教學的必要性

實驗是醫學微生物學教學的重要環節，是提高學生實驗技能的重要途徑。但是傳統實驗主要是驗證性實驗，缺乏設計性和綜合性實驗，學生學習效果不好。與傳統教學模式不同，翻轉課堂是在信息化環境中，教師提供以教學視頻為主要形式的學習資源，學生在上課前完成對教學視頻等學習資源的學習，師生在課堂上一起完成作業答疑、協作探究和互動交流等活動的一種新型教學模式[1]。基于虛擬仿真平臺的翻轉課堂實施的關鍵是把知識傳授過程放在課下，學生在上課前通過平臺完成對實驗內容的自主學習與操作練習，課上大部分時間用于實驗操作、師生深入交流和小組協作探究，完成知識的內化[2]，提高自主學習能力。

4.2 基于虛擬仿真平臺的翻轉課堂教學有利于提高學生操作技能

傳統實驗教學以教師示教為主，部分學生看不清楚，因此存在動手能力差、實驗操作不規范等問題。而且教師講解實驗原理和步驟占用大量時間，學生操作時間緊張，導致學習效率低甚至實驗失敗。學生課前利用虛擬仿真平臺進行預習，模擬實驗操作，不但能熟悉操作流程，還能更加精心地準備實驗，從而提高實驗成功率。

4.3 基于虛擬仿真平臺的翻轉課堂有利于優化實驗教學內容

部分醫學微生物學實驗由于耗時較長難以在課堂上開展，而利用虛擬仿真技術可使其直觀地呈現在學生面前，如細菌生長曲線的測定，學生可以利用視頻資源進行動態觀察，有利于理解和掌握相關知識。由于實驗條件及生物安全的制約，在實驗室無法常規開展的實驗項目可以通過虛擬仿真平臺來完成，學生操作不受時間和地點限制，在逼真的情景中掌握相關實驗技能，拓寬知識面[3-4]。

基于虛擬仿真平臺的翻轉課堂應用于醫學微生物學實驗教學，有效調動了學生學習主動性，提高了自主學習能力，同時也轉變了教師的角色，促進了師生交流，提高了實驗成功率。當然，虛擬仿真技術和翻轉課堂在應用過程中還存在一些問題，如實驗素材缺乏、視頻質量欠佳、學生進行虛擬實驗操作不可控性等，有待在以后的教學實踐中不斷改進和完善。