高仿真智能模擬人結合PBL 教學法在兒科學教學中的應用研究

李娜，張妤，丁婧，羅麗芳，李曉寅，郭雅靜

（甘肅衛生職業學院，甘肅蘭州 730207）

臨床醫學專業中兒科學課程是實踐性很強的學科，在臨床教學中，因兒童的社會能力有限，“角色扮演”或“標準化病人”難以實現[1]。另外，在臨床醫學專業的實習過程中，因為患者和家屬對保護隱私的要求越來越高，拒絕醫學生進行臨床實踐的情況也時有發生。因此，在現有的學習模式下，怎樣進一步提高兒科學教學效果、教育質量，改進教學方法，是兒科學教學面對的重要課題。使用高仿真智能模擬人模型模擬臨床病例的教學方法在臨床專業學生臨床實踐受到局限的情況下產生，使得教學盡可能貼近臨床真實環境[2]，也更符合醫學倫理學規范。甘肅衛生職業學院引進的高仿真智能模擬人兒童模型（PediaSIM ECS），可模擬兒童患者的生理狀況，臨床體征、癥狀以及對某些臨床干預的反應，教師可以利用該模型模擬執行某種疾病的診療過程[3]。此外，筆者考慮了在教學中使用什么樣的教學方法才能將模型有效應用到教學中，以解決兒科學學習中缺乏臨床實踐的問題。在查閱大量相關資料及研究各種教學方法后，筆者發現PBL教學法（以問題為基礎的學習）是最適用于該智能模型的教學方法[4]。本文主要研究在臨床醫學專業兒科學教學中使用高仿真智能模擬人結合PBL教學法的效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

甘肅衛生職業學院2019 級三年制臨床醫學專業的在校生共173 人，4 個班，按班級以整班抽取的方式隨機分為兩組：實驗組和對照組。實驗組88人（兩個班）采用高仿真智能模擬人結合PBL 教學法教學，對照組85 人（兩個班）采用傳統教學方式教學。兩組學生在年齡、生源構成、醫學基礎課成績等方面相比，差異無統計學意義（P＞0.05）。

1.2 方法

1.2.1 實驗組

采用高仿真智能模擬人結合PBL 教學法教學。具體內容有，①課前模型準備：根據模型特點，選擇先天性心臟病、心律失常、心力衰竭、小兒肺炎、支氣管哮喘、兒童糖尿病、小兒癲癇等疾病編寫教學病例。并將病例錄入PediaSIM ECS 系統。②教學過程：課前發布任務，讓學生自主學習本次課的理論內容，可以參考教師發布的教學資料，也可通過網絡、文獻、專業書籍等自行學習。課堂上運用PediaSIM ECS 運行事先錄入的病例，教師可模擬患兒的家長，也可利用模型的變聲功能等補充病史，學生以小組為單位利用診斷學知識詢問病史，體格檢查，向教師問詢或索要相關的實驗室檢查及其他輔助檢查結果，教師根據病例提供資料。學生做出診斷并在模型上進行治療計劃的具體實施，教師則根據學生的診療計劃控制模型反應出好轉、惡化、死亡等模式。最終教師和學生一起分析回顧病例，總結整理。③考試考核：章節內容結束后立即考試。考核分為病例討論考核（非PBL 課堂使用病例）、客觀題考核兩種形式。病例討論考核由生生互評（占比為70%）及教師評價（占比為30%）構成，客觀選擇題由助理醫師資格考試選擇題題型構成，采取閉卷考試。成績占比各為50%，每章節考核一次。④教學后調查：發放調查問卷，詢問學生對這種教學方法的滿意度，對學生自學能力、臨床思維能力、團隊合作能力、實踐操作能力的變化進行調查。

1.2.2 對照組

采用兒科學傳統教學法教學。同一位教師授課，并按照循環系統、呼吸系統、內分泌系統、神經系統的次序教學，學生所用教材，所涉及章節的課時數、章節順序、考試考核內容與方式均與實驗組相同（病例考核同樣以小組討論形式進行，實驗組與對照組使用同樣病例，病例考核生生互評占比為70%，教師評價占比為30%；客觀題考核內容和形式均與實驗組相同）。

1.3 問卷調查

教學完畢后發放調查問卷，征詢實驗組學生對這種教學模式的評價，對學生自學能力、臨床思維能力、團隊協作能力、實踐操作能力的變化進行調查。發放調查問卷88 份，回收有效問卷88 份，回收率100%。

1.4 統計學方法

采用SPSS 26.0 軟件進行統計學分析，計量資料采用均數±標準差（x±s）的分析方法，因兩組數據樣本量不同，采用獨立樣本t檢驗，采用描述性統計分析，觀察實驗組和對照組的成績差異是否有統計學意義（P＜0.05）。

2 結果

2.1 成績

比較兩組學生在循環系統、呼吸系統、內分泌系統、神經系統成績的差別。成績由兩大部分構成——病例討論考核及客觀題考核。（1）病例討論考核。由生生互評及教師評價構成，生生互評主要考核內容為小組成員是否積極參與討論、是否提出了有效的觀點、分析病例的能力、對疾病知識的掌握情況、團隊協作能力等多個方面。生生互評包括組間互評和組內互評，占病例討論考核成績的70%。教師評價的主要內容為小組對病例是否做出了正確的分析，病例分析過程是否體現臨床思維，是否體現團隊協作能力，是否執行了正確的診療過程，是否注意到了人文關懷醫患溝通等因素。教師評價占病例討論考核的30%。（2）客觀題考核。由助理醫師資格考試選擇題題型構成，主要考核對本章內容的掌握程度。每章由40～50 道選擇題構成，涉及A1、A2、A3/A4、B 型題4 種題型，為單選題，閉卷考核。病例討論考核及客觀題考核成績占比各為50%，每章節考核1 次，共4 次。考核結果如表1 所示，循環系統成績對照組優于實驗組（P＜0.05），呼吸系統兩組成績無差異（P＞0.05），內分泌系統、神經系統成績實驗組優于對照組（P＜0.05）。

表1 兒科學各系統成績對比

教學順序為：循環系統—呼吸系統—內分泌系統—神經系統。循環系統是開始新模式教學方法的第一章，本次成績出現了實驗組成績差于對照組的情況，應和學生初次接觸新模式教學，對模型及教學模式不熟悉有關。在PBL 教學法的第二章呼吸系統的學習中，學生成績兩組對比無差異，說明實驗組學生已適應了PBL教學法，并且成績有了提高。在第三章內分泌系統及第四章神經系統的考試中，實驗組成績迅速提高，兩次成績均優于對照組。在這4 次考試中，教師觀察到學生迅速適應了新的教學模式并在成績對比折線圖（圖1）中展示出了逐步進步的情況。

圖1 兒科學各系統成績對比折線圖

2.2 調查問卷

甘肅衛生職業學院學生對高仿真智能模擬人結合PBL 教學模式的調查如表2 所示，由表2 可知大部分學生認為這種新的教學模式提高了學生的團隊協作能力（占比為75%），提升了學習的積極性（占比為73%），激發了學生思考問題、發現問題的能力（占比為73%）；超過半數的學生認同和接受新的教學模式（占比為61%），認為新模式提高了自學能力（占比為65%），使學習內容更容易理解（占比為61%），促使學生掌握了新的技能（占比為63%）；有30%的學生不確定是否認同新的教學模式，有1 位學生（占比為1%）明確表示不認同，有35%的學生不確定更喜歡新的教學模式，3 位學生（占比為3%）明確表示不喜歡新的教學模式。調查問卷的意見或建議中顯示“不喜歡”和“不認同”的原因為：“不習慣新的教學模式”“更喜歡聽老師講的傳統課堂”“有小組成員消極怠工，影響小組成績”“課堂秩序亂，大家意見太多難以統一”等。

表2 PBL 結合高仿真智能模擬人教學模式的調查

3 討論

3.1 采用新教學模式的意義

甘肅衛生職業學院開設臨床醫學專業的主要目標是為基層培養合格的技能型醫療人才。培養能夠在鄉村衛生院等鄉鎮衛生系統工作的臨床醫學專業的鄉村醫生是衛生服務系統對職業院校提出的期望和要求[5]。隨著《執業醫師法》《醫療事故處理辦法》的實施，以及患者和家屬對隱私保護要求越來越高，拒絕醫學生進行臨床實踐的情況時有發生。為了培養學生的臨床思維和動手能力，使學生在初入臨床病房時盡快適應，在教學上盡力尋求貼近臨床的真實情境。

高級智能的模擬人模型幫助教師在兒科學課堂上解決了以上問題[6]。PBL 教學法結合高仿真智能模擬人的教學方式是目前適合甘肅衛生職業學院臨床專業學生的教學方法，這種教學方式盡可能地讓在學生在校學習期間貼近臨床，熟悉疾病診療環節，解決在兒科學學習中缺少臨床實踐的問題，培養臨床專業學生的臨床思維和臨床實踐能力[7]。

新的教學模式也使得教師對臨床學生的實踐思維、實踐操作的考核方式提出了新思路，高級智能模型的應用使教師對臨床專業學生實踐能力的考核更可視化，教師可以清晰觀察學生在整個診療過程中各個方面的能力并提出具體的建議，使得課堂更高效，評價體系更科學[8]。

3.2 教學結果及學生評價

本研究通過對甘肅衛生職業學院2019 級臨床三年制學生使用高仿真智能模擬人結合PBL 的教學模式，觀察學生在新教學模式下的學習成績、臨床實踐能力、臨床思維能力的改變。實驗顯示：學生在接觸新模式之初，由于對PBL 學習方式及智能模擬模型的不熟悉，課前準備不足，在第一次章節考試中成績不理想，比傳統教學模式下的學生成績差；但在接下來的學習中學生明顯調整了狀態，迅速適應了新的教學模式，并在接下來的章節考試中成績提高明顯，成績呈現上升趨勢，超越傳統模式下學習的學生。研究認為新模式對學生對成績提高是有效的[9]。

調查問卷顯示：學生對新模式教學是比較滿意的，認為這種新的教學模式提升了學習的積極性，提高了自學能力，激發了提升思考問題、發現問題的能力，使對學習內容的掌握更容易，提高了團隊協作能力，掌握了新的技能或能力。學生在PBL 教學模式下先通過自學掌握疾病相關內容，再通過小組討論、查找資料或請教教師的方式解決預習中出現的問題；在進入課堂后，以情景沉浸式教學為主，PediaSIM ECS 模型通過教師的設置呈現出不同疾病的特征，學生需要通過病史采集、體格檢查、向教師索要相關的實驗室或其他檢查結果來判斷疾病，高度還原了臨床診療過程，在此過程中提高了學生臨床思維及臨床實踐的能力，參與實驗的大部分學生認同和接受新的教學模式。

3.3 不足及建議

通過調查問卷的開放性問題，也發現了教學模式的一些不足。在調查問卷的開放性問題中顯示：學生認為新的教學模式和傳統教學模式比較，易出現的問題是課堂秩序難以維持，討論時注意力容易分散，有40%的學生認為同組同學有不積極參與討論的現象。對這種現象提出的改進建議是每個小組要由領導能力及團結能力突出的小組長組織實施任務分配和討論工作，并在課堂中維持秩序；對學生的評價要更細化，督促和引導不積極參與課堂討論的學生；課堂環節安排更科學合理，分組實施教學的時候其他組的學生要有事可干，最好有教學團隊分別在不同的組別實施不同任務。

另外，這種教學模式對教師能力要求較高[10]，教師首先需要非常熟悉模型的設置，并能根據學生采取的措施隨時調整模型；還需考慮全面設置的疾病的各種表現，比如體溫、脈搏、血壓、呼吸、心率、呼吸音的變化、血氣分析的變化等；需要準備全面的與疾病相關的檢查資料，并盡可能接近臨床真實案例；最后，對學生在課堂上可能提出的各種問題要有預設，對課堂上各種突發問題要有解決的能力。總之，教師要付出比傳統課堂更多的精力才能成功完成新模式下的教學[11]。

4 結束語

科技改變教學方式，高仿真智能模擬人結合PBL 的教學模式發揮了高級智能模型在兒科學教學工作中的巨大作用，這種教學模式適合甘肅衛生職業學院臨床專業學生學習兒科學課程，使教師找到了更貼合臨床情境的學習方式[12]。新的教學模式也對學生臨床實踐能力的考核方式提供了新的思路和模式，有望在將來形成更科學系統的評價體系[13]。新教學模式提高了甘肅衛生職業學院臨床專業學生的臨床思維和臨床實踐能力，提高了學生的自主學習和團隊協作能力，能夠提高學生成績，還能促進教師對教學方式的變革，順應教學改革[14]。在今后的教學實踐中還需多摸索總結經驗，使新的教學模式發揮最大的效果，提高兒科學教學質量，為培養更多能在鄉鎮衛生系統工作的臨床醫學專業學生做出貢獻。