TBL結合虛擬實驗在醫(yī)學機能實驗學教學中的應用

楊 琰，儲利勝，饒 芳，方 燕，岳 明

（浙江中醫(yī)藥大學，浙江 杭州 310053）

醫(yī)學機能實驗學以生理學、病理生理學、藥理學為基礎，將3門學科實驗內容優(yōu)化整合，形成一門基礎醫(yī)學綜合性實踐課程，在培養(yǎng)學生實驗操作能力、獨立探索能力和科學研究能力方面有重要作用[1]。傳統實驗教學模式以教師為主導，學生被動學習，教師講解、示教后學生簡單地重復操作，不利于調動學生的學習主動性，也不利于培養(yǎng)學生分析問題及解決問題能力。

TBL（Team-based Learning，以團隊為基礎的學習）是以學生為主體、團隊為基礎，將學生研討和教師講授相結合的教學模式[2]。提倡學生進行課前預習和學習準備度測試，并在教師引導和啟發(fā)下開展團隊討論，通過組內學生的互學互教，提高學生分析、解決問題能力，實現學生的主動學習及拓展性學習[3]。虛擬實驗系統是將計算機虛擬仿真技術與互聯網相結合，利用計算機模擬醫(yī)學實驗的過程[4]。虛擬實驗無需實驗動物和實驗儀器，不受實驗場地限制，生動有趣，仿真度高，可增加學習的趣味性，激發(fā)學生的學習興趣[5]。

我們在醫(yī)學機能實驗學教學中采用了TBL結合虛擬實驗教學模式，要求學生課前借助虛擬仿真實驗平臺完成實驗預習及虛擬操作，課堂中以團隊合作方式完成實驗，并以期末成績、學習過程性評價為學習效果評價指標，觀察TBL結合虛擬實驗教學模式在醫(yī)學機能實驗學教學中的應用效果。

1 對象與方法

1.1 對象

選取浙江中醫(yī)藥大學2017級、2018級臨床醫(yī)學專業(yè)212名學生為研究對象，其中2018級103人為實驗班，2017級109人為對照班。

1.2 教學內容與方法

教學內容包括驗證性實驗、綜合性實驗及探索性實驗3部分，共48學時。對照班采用傳統實驗教學模式，即教師在課堂上先講解實驗目的、原理及步驟，并進行示教，隨后學生完成實驗，教師總結。實驗班采用TBL結合虛擬實驗教學模式，學生線上完成虛擬實驗學習，課前進行學習準備度測試，課上以團隊合作形式完成實驗操作。兩班由同一名教師任教，授課學時和進度相同。

1.3 TBL結合虛擬實驗教學模式的實施

1.3.1 課前準備 教師按照教學大綱要求準備好授課PPT、實驗講解視頻等教學資料并發(fā)給學生，學生自主學習后登錄虛擬仿真實驗平臺進行虛擬操作，完成實驗測試，該成績計入實驗總評成績。

1.3.2 課堂教學 學生組成學習小組（4～5人/組），每組評選出一位組長，對小組成員進行合理分工，組織小組討論等。學生課前預習實驗相關知識，小組討論理清實驗思路，同時可在虛擬仿真實驗平臺上進行反復操作以熟悉實驗要點。課堂上，首先通過問卷星平臺進行了個人準備度測試[6]，共10題，限時8分鐘，題目緊扣實驗內容，包括實驗原理、實驗操作步驟等，旨在考查學生的預習效果。其次進行團隊準備度測試[6]，使用紙質測試卡（刮刮卡形式），學生通過團隊討論合作完成，共10題，限時15分鐘，旨在加深學生對相關實驗知識的理解，保證實驗順利進行。最后學生以團隊合作形式完成實驗，記錄實驗數據，并對實驗結果及實驗中出現的問題展開討論，形成總結分析報告上交給教師。

1.3.3 教師總結 教師對實驗過程中出現的問題進行分析，與學生一起討論，總結本次實驗的重點內容。

1.4 教學效果評價

1.4.1 期末成績 期末考試采用閉卷形式，統一命題，并由同一位教師按照評分標準閱卷。

1.4.2 學習過程評價 以實驗班虛擬實驗操作測試、個人準備度測試及團隊準備度測試成績評估學生的預習效果。

1.4.3 問卷調查 通過問卷星進行網上問卷調查，了解實驗班學生對TBL結合虛擬實驗教學的評價。

1.5 統計學分析

數據采用SPSS17.0軟件進行分析，期末成績以均數±標準差（±s）表示，組間比較采用t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩班期末成績比較

實驗班醫(yī)學機能實驗學期末平均成績?yōu)椋?6.49±14.66）分，顯著高于對照班的（65.45±11.43）分，差異具有顯著性（P＜0.01）。說明TBL結合虛擬實驗教學模式有助于提高學生對知識點的理解和運用能力，教學效果優(yōu)于傳統實驗教學模式。

2.2 實驗班虛擬實驗完成情況

虛擬實驗項目包括家兔血壓調節(jié)、家兔呼吸運動的調節(jié)、刺激強度與骨骼肌收縮的關系等11項，實驗班實驗完成率達99.02%，總評最高分100.00分，最低分68.40分，平均（98.80±3.90）分，說明學生能在課前借助線上虛擬實驗平臺自主完成實驗原理、方法步驟等的學習。

2.3 實驗班個人準備度與團隊準備度測試成績比較

實驗班團隊準備度測試成績?yōu)椋?4.85±9.12）分，個人準備度測試成績?yōu)椋?2.28±15.80）分，兩者比較差異具有顯著性（P＜0.01），說明團隊合作學習能提高學生的自主學習、解決問題和綜合分析等能力。

2.4 實驗班對教學效果的評價

通過問卷星平臺對實驗班進行TBL結合虛擬實驗教學效果調查，回收問卷93份，參與度為90.29%。調查結果顯示，絕大部分學生認為該教學模式能夠激發(fā)學習興趣，提高學習積極主動性、分析問題和解決問題能力、團隊合作能力和參與度，能使自己更好地掌握實驗內容，降低操作過程中的失誤率（見表1）。

表1 實驗班對TBL結合虛擬實驗教學效果的評價[n（%）]

3 討論

3.1 TBL結合虛擬實驗教學模式能提高教學效果

醫(yī)學機能實驗學以實驗教學為主，涉及多種實驗操作技能，是一門溝通理論與實踐的橋梁課程，在培養(yǎng)學生實踐能力、加強學生對理論知識的理解和應用方面具有不可替代的作用。我校生理學課程理論教學安排在第三學期，實驗教學在第四學期，學生往往將兩門課程分割開來，造成理論與實驗脫節(jié)。TBL結合虛擬實驗教學模式將虛實結合，要求學生課前通過虛擬仿真實驗平臺自主完成實驗內容的預習，并進行預習效果測試；實驗前進行小組討論理清實驗思路；最后以團隊合作方式完成實驗并對實驗過程及結果進行分析、總結、反思。這種以學生為主體的教學模式提高了學生的學習主動性。實驗班與對照班期末成績差異顯著，說明該教學模式有助于提高學生對知識的掌握和應用能力，教學效果優(yōu)于傳統實驗教學模式。團隊準備度測試成績明顯高于個人準備度測試成績，說明團隊合作學習能提高學生解決問題和綜合分析能力。

3.2 TBL結合虛擬實驗教學模式有助于學生預習和復習，開闊視野

醫(yī)學機能實驗學涉及大量實驗動物及多種實驗操作技能，學生課前很難通過實驗指導理解抽象復雜的實驗操作過程。虛擬仿真實驗無需實驗動物和實驗儀器，利用計算機模擬演示實驗操作過程，可將抽象難懂的知識生動直觀地呈現給學生[5]，大大增強了學習的趣味性，提高了預習效率，激發(fā)了學生的學習興趣。同時，學生課后可反復操作練習，加深對實驗原理及方法的理解和記憶，有助于課后復習鞏固。此外，以往有些實驗內容受課時、實驗條件的制約無法常規(guī)開展，學生也可通過虛擬仿真實驗進行虛擬操作，有利于開闊視野，提升學生對專業(yè)知識的綜合應用能力[7]。

3.3 TBL結合虛擬實驗教學模式有助于培養(yǎng)學生分析、解決問題能力，提高實驗成功率

TBL結合虛擬實驗教學模式將虛擬操作與實際操作相結合，通過團隊合作完成實驗，虛擬實驗可反復操作，減少了動物使用，節(jié)約了實驗成本，并且增加了學生參與實驗的機會，提高了實驗成功率。該教學模式充分調動了學生的學習主動性，提高了課堂參與度和團隊協作能力，學生通過小組討論發(fā)現問題、分析問題及解決問題，由以往被動聽講轉變?yōu)橹鲃犹剿鳌柧碚{查結果顯示，絕大部分學生認為該教學模式能夠激發(fā)學習興趣，提高學習積極主動性、分析問題和解決問題能力、團隊合作能力、參與度，能夠使自己更好地掌握實驗內容，降低操作過程中的失誤率。

4 結語

TBL結合虛擬實驗教學模式應用于醫(yī)學機能實驗學教學中，效果優(yōu)于傳統實驗教學模式。但在實施過程中我們發(fā)現小組成員間學習效果還存在一定差距，因此還需進一步完善組內評價。