實體標本與虛擬仿真教學系統結合的教學方法在護理專業人體解剖學教學中的應用

王小洪，吳洪海，李 斐，萬小娟，丁冬怡

1.揚州大學醫學院，江蘇 225001；2.揚州大學護理學院

人體解剖學教學涉及多種專業、教學工具和教學方法，每個專業都有其獨特的特點，需量身定制特定的方法[1]。護理專業解剖學教學經過多年實踐已取得一定進展，但仍存在許多限制教學開展的問題。實驗設施方面由于受標本資源、護理操作相關的設施缺乏等因素的影響，護理解剖學的實驗教學相對簡易。因此，需要優化教學設計和設施以適應護理解剖學的教學需求。“數字人”虛擬解剖系統里的360°旋轉、分層、3D 結構和隨手畫等功能輔助教師講解重點、難點內容，學生也可以進行自由探索[2-3]；護理微課模塊可幫助學生將解剖結構與護理學操作（如靜脈穿刺技術、留置胃管、心肺復蘇等操作過程）聯系起來學習；自我測試模塊可以引導學生及時復習和檢查學習效果。為了提高護理專業人體解剖學的教學效果，本研究將“數字人”虛擬仿真平臺應用于教學過程，為護理專業的解剖教學積累有益的經驗。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2020 級護理專業學生50 人為觀察組，50 人為對照組。兩組學生年齡、性別、民族、前期課程平均成績等一般資料比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。觀察組分為6 個獨立學習小組，將“數字人”虛擬仿真平臺應用于各章節的教學過程中。

1.2 教學設計和方法

1.2.1 課前學習安排 課前，觀察組任課教師建立課堂QQ 群，以便學生與教師、學生與學生之間討論問題，引導學生自學解剖學知識。同時，任課教師將教學大綱、教學課件、參考書籍等上傳至QQ 討論群。

1.2.2 課堂教學

1.2.2.1 觀察組教學方法 理論教學課時和實驗教學課時按照1∶1 進行。學生自行下載手機3D body APP。理論課：教師結合自己制作的幻燈片、傳統的標本和模型、手機3D body APP 進行理論教學。實驗課：教師根據教學大綱，應用“數字人”虛擬仿真系統+傳統的模型標本相結合的方式進行教學。教師應用“數字人”虛擬仿真系統中的“隨手畫”“拆分”分層、360°旋轉等功能講解解剖學結構；學生自行結合虛擬仿真系統、手機3D body 學習軟件和實體標本或模型進行解剖學結構的辨認；同時瀏覽“數字人”虛擬仿真系統內的護理解剖學微課視頻及其他微課視頻；應用虛擬仿真系統的自主學習模塊進行學習效果自測；布置課后練習題。

1.2.2.2 對照組教學方法 理論教學課時和實驗教學課時按照常規3∶1 進行。理論課：教師結合自己制作的幻燈片、傳統的標本和模型進行理論教學。實驗課：按照傳統方式進行教學。教師按照教學大綱的要求，根據課程重點及難點講授課程內容；上課過程中利用幻燈片、傳統的解剖學標本或模型進行解剖結構的指認和引導學習；布置課后練習題。

1.3 效果評價 系統解剖學教學結束后，兩組學生同時進行理論考試和標本考試，考試要求和評分標準一致。理論考試：課程完成后，對兩組學生理論課進行統一命題、統一考試、統一流水閱卷，包括選擇題（25 題，25 分）、填空題（50 題，25 分）、名詞解釋題（10 題，20分）、簡答題（6題，30分），共計100分。實體標本考試：將解剖結構置于幻燈片中，放映模式設定為每張幻燈片展示30 s，學生在答題紙上寫下結構的名稱，標本考試總成績為100 分。神經系統單獨測驗，深層結構、淺層結構為運動系統、內臟系統標本成績中提取的結果。觀察組學生除進行基于虛擬仿真系統的標本考試（將虛擬仿真系統內的解剖結構置于幻燈片中，放映模式設定為每張幻燈片展示30 s，學生在答題紙上寫下結構名稱）外也進行實體標本考試。系統解剖學教學結束后，觀察組進行教學效果問卷調查，共發放調查問卷50 份，回收調查問卷50份，統計分析問卷調查結果。

1.4 統計學方法 采用SPSS l9.0 軟件進行統計學分析，定量資料以均數±標準差（±s）表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗，對觀察組學生虛擬仿真系統標本考試成績與普通標本考試成績及理論考試成績進行相關性分析。P＜0.05 為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組學生理論考試、實體標本考試成績比較（見表1）

表1 兩組學生理論考試、實體標本考試成績比較（±s）單位：分

表1 兩組學生理論考試、實體標本考試成績比較（±s）單位：分

組別觀察組對照組P人數50 50理論考試76.1±1.2 60.4±1.3＜0.01實體標本考試81.3±1.8 58.5±2.2＜0.01

2.2 兩組學生實體標本考試淺層結構、深層結構及神經系統成績比較（見表2）

表2 兩組學生標本考試淺層結構、深層結構及神經系統成績比較（±s）單位：分

表2 兩組學生標本考試淺層結構、深層結構及神經系統成績比較（±s）單位：分

組別觀察組對照組P人數50 50淺層結構34.8±2.2 31.3±1.8＜0.05深層結構33.5±2.2 26.4±1.9＜0.01神經系統54.2±1.8 45.6±2.3＜0.01

2.3 觀察組標本考試成績、理論考試成績相關性分析 為了檢測虛擬仿真系統對解剖學教學的輔助作用，將觀察組學生的虛擬仿真系統標本考試成績[（73.7±2.5）分]與其實體標本考試成績及理論考試成績進行相關性分析。結果表明，觀察組虛擬仿真系統標本考試成績與其實體標本考試成績呈正相關（r=0.142，P=0.009），理論考試成績與虛擬仿真系統的標本考試成績呈正相關（r=0.377，P＜0.001）。

2.4 觀察組學生對虛擬仿真解剖系統教學效果的評價（見表3）

表3 觀察組學生對虛擬仿真解剖系統教學效果的評價（n=50）單位：人

3 討論

護理解剖學不同于其他解剖學分支，護理專業人體解剖學重視表面解剖學結構的學習，如胸骨角、髂前上棘、三角肌、臀大肌等[1，4-5]。另外，重視與護理操作相關的解剖學結構的學習，如食管、心臟、肘正中靜脈、股動脈、手背靜脈、足背動脈等的位置，直接影響護理操作質量。由于解剖教研室存在尸源匱乏的問題，護理專業學生很少有實地解剖的機會，導致深部解剖結構學習不足，影響學生對解剖結構的整體認識[4-5]。

3.1 虛擬仿真系統教學可降低護理專業學生學習的難度 與傳統教學工具不同，虛擬仿真解剖教學平臺包含解剖結構的3D 化、360°旋轉、拆分、隨手畫、自主學習、護理專業微課、功能學視頻演示等高級功能，提供了可視化的實驗教學平臺[6]。虛擬仿真實驗平臺的解剖結構形態逼真，在帶來強烈視覺沖擊的同時也極大地激發了學生學習解剖的興趣和信心[6]。學生可以利用系統內的3D 化結構+360°旋轉功能，同時結合普通的標本模型，多角度不限次數進行自主探索。拆分功能有利于學生從不同的層次認識和探索解剖學結構。隨手畫功能有利于教師對重點、難點知識進行詳細精準的講解，利于消除傳統教學知識扁平化的缺點。同時，學生和教師、學生之間可以進行相互討論、答疑，使學生的疑問得到快速、準確地回復。自主學習模塊給教師提供監督學生學習的有力工具，學生也可以對當堂重點、難點知識的掌握情況進行自測，強化知識的短期記憶，有利于形成長期記憶。觀察組學生通過虛擬仿真解剖平臺辨認解剖結構、與教師線上線下互動討論等多種形式學習，有助于學生克服思想惰性，構建批判性思維習慣。另外，觀察組學生能根據系統自帶的護理解剖學微課或解剖學小視頻，將解剖學知識與實踐技能緊密融合，有助于解剖學知識的內化，提高學生實踐技能操作的準確性。因此，虛實結合的教學模式可以提高學生對解剖學結構的主動學習能力、提高學習效果。

3.2 虛擬仿真系統教學可增加護理專業學生學習的深度和廣度 虛擬仿真解剖實驗教學系統的應用，給學生提供了一種舒適、高效、活潑的實驗環境，學生使用該系統學習范圍和深度較傳統的模式顯著增加[7-8]。虛擬仿真系統可以360°旋轉解剖結構，同時可以根據個人的需要手動拆分不同層次的結構，這些功能可以極大地提高學生自我探索的興趣和積極性，興趣的引領結合教師的細心指導，使學生能準確地認識解剖結構的位置、名稱、功能。學生不僅可以掌握教學大綱要求的知識點，還能在自我探索的過程中，學習護理操作相關、疾病診療相關及日常生活相關的解剖學知識，擴大了知識范圍，實現了理論與實踐的緊密結合，實現了學生自學為主、教師引導的教學常態。這種虛實結合的方式較傳統模式，極大地拓寬了學生的學習范圍。虛擬仿真實驗教學系統的建立，能很好地引導學生探索難點知識和結構[8]。很多深部結構，如腦部的基底核、海馬、腦室系統等位置較深又與其他結構緊密毗鄰，學生需花大量時間并要有較好的立體思維來理解，教師教學需用多種圖片、模型來給學生解釋。此外，學習人體解剖學結構還需學生融會貫通，以“視覺傳導通路”學習為例：學習時需將視器、視交叉、后丘腦、端腦的內容串聯，任一部分不熟悉很難理解整條通路。“數字人”虛擬解剖系統里的視頻演示模塊能生動地顯示“視覺傳導通路”，給學生帶來震撼的視覺沖擊的同時，還能清晰地顯示視覺傳導的起止點、各級神經元、交叉位置等信息且附帶語音解釋，使復雜難懂難講解的視覺傳導過程簡單化和生動化[9-10]。研究發現，觀察組學生應用虛實結合的學習方式，識別淺部結構、深部結構、神經系統標本成績均高于對照組。表明虛實結合的學習方式可以有效地引導學生進行自我探索、自主分析，幫助他們學會自己解決問題。

3.3 翻轉課堂在護理解剖教學推行中需要注意的問題 在利用虛擬仿真教學系統進行虛實結合的教學過程中，還需注意一些問題。注意教學設計，合理安排理論課和實驗課的學時，防止實施過程中時間不夠，導致學生對系統的利用度不夠。教學過程中，注意教師使用的幻燈片要與虛擬仿真系統內的結構一致，或者在學生使用虛擬仿真系統時注意解釋。虛擬仿真系統對于一些細小的結構，如腎臟的內部結構、牙齒的形態結構等無法清晰顯示，需借助普通的解剖模型示教。虛擬仿真系統與以問題為基礎的學習、案例教學法、翻轉課堂等結合起來可以發揮更好的教學效果。為了讓學生更好地應用虛擬仿真系統學習，可以安排學生提前背誦下一節課的解剖學名詞，以達到更好的教學效果。