“虛擬仿真技術+翻轉課堂”混合教學模式在臨床技能培訓中的應用

摘要：目的：初步探索虛擬仿真技術和翻轉課堂混合設計的教學模式在臨床技能教學中的應用效果。方法：以臨床類專業本科生565人為研究對象，在穿刺術一教學中對照組采用傳統教學法，實驗組Ⅰ采用翻轉課堂法，實驗組Ⅱ采用“虛擬仿真技術+翻轉課堂”的混合教學模式，課后進行問卷評價及操作考核。結果：混合教學模式提高課堂教學效率的同時，可提供更充足的時間給學生實際動手操作練習，考核成績優于其他兩組；可以幫助學生課前構建知識基礎，學習時空靈活，促進學生主動學習，增強課堂自信，有利于對理論知識和操作要點的掌握。但是在學生課堂興趣和專心度、對教學設計和總體感受評價方面，得分低于其他兩組。結論：虛擬仿真技術與翻轉課堂相結合的教學有助于培養學生自主學習能力、臨床思維能力，有利于學生掌握知識和技能，可為臨床技能教學改革提供借鑒。

關鍵詞：虛擬仿真；翻轉課堂；混合式教學；臨床技能

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

Abstract：Objective：Toexploretheapplicationeffectoftheblendedteachingmodeofvirtualsimulationtechnologyandflippedclassroominclinicalskills’training.Methods：Differentteachingmodeswereappliedintheteachingofpunctureoperationfor565thirdyearstudents.Thecontrolgroupwastaughtwithtraditionalmethod，whilethetwoexperimentalgroupswereusedthesimpleflippedclassroommodeorthemixedmodeofvirtualsimulationtechnologyandflippedclassroom.Students'assessmentresultofoperationwasanalyzedandquestionnaireswereusedtoevaluatetheeffectsoftheblendedteaching.ResultsTheblendedteachingmodecannotonlyimprovetheteachingefficiencyintheclassroom，butalsoprovidemoretimeforstudentstopractice.Theassessmentresultsarebetterthanthoseoftheothertwogroups.The studentsagreethattheblendedteachingcouldbuildknowledgebaseforthembeforeclass，improvetheirlearninginitiativeandunderstandingandmasteryofclinicaloperation.However，thescoresofstudents'interestandconcentrationinclassandtheiroverallsenseofexperiencearelow.Conclusion：TheBlendedteachingmodeofvirtualsimulationandflippedclassroomcanhelptocultivatestudents'selflearningabilityandclinicalthinking，whichcanprovideexperienceforclinicalskillstraining.

Keywords：virtualsimulation；flippedclassroom；Blendedteaching；Clinicalskills

醫學教育改革發展要求提出，臨床技能是醫生崗位勝任力要素之一，強化實踐能力培養和加強臨床技能培訓是醫療人才培養的關鍵和基礎?！芭R床技能課”是從臨床技能實踐教學的整體出發，有機融合臨床各學科基本技能理論與實踐，從基礎過渡到臨床的一門橋梁課程。近年來的臨床技能教學中，學生毫無臨床知識背景，前期解剖等基礎知識有所遺忘，在課堂有限學時內，教師既要滿堂灌技能相關理論知識，又要全面詳細地示范操作動作，學生只能被動輸入和照樣模仿，學習積極性低，過度依賴課堂講授，缺乏獨立思考，缺乏師生互動，實踐動手時間減少，不利于學生自主學習能力的培養，無法形成臨床思維和批判性思維，技能掌握不牢固，教學效果欠佳。

翻轉課堂是指通過優化課內外教學結構，由教師為主導變為以學生為中心的教學模式［1］，核心是學生在課前完成知識預習和學習，“先學后教”旨在促進學生自主學習技能，提高知識的吸收效率。目前該形式廣泛運用于以理論知識為主的基礎課，但在實踐操作性強的專業技能課涉及較少［2］。虛擬仿真技術是采用計算機圖形學、多媒體技術、人工智能、傳感器技術以及高度并行的計算機技術為核心，生成逼真的視、聽、觸覺一體化虛實交互環境，應用于醫學實踐模擬仿真訓練中，為學生提供生動逼真的學習情境，沉浸感強、交互性好，能夠產生與實際操作基本一致的真實感受［34］。

針對傳統實踐技能教學中存在的不足，初步探索將虛擬仿真技術和翻轉課堂混合設計的教學模式運用到臨床技能操作教學中，取得良好效果。

1對象與方法

1.1研究對象

采用便利抽樣法［5］，以授課小組為單位，分別選取2014級臨床/全科專業學生，隨機分為對照組192人和實驗組Ⅰ187人，2017級臨床專業186人作為實驗組Ⅱ，年齡為20～22歲，開展研究時三組均為三年級上學期。

1.2教學設計

以常用穿刺術課程試行改革，教學內容包括穿刺術一（胸膜腔穿刺術、腹膜腔穿刺術）和穿刺術二（骨髓穿刺術和腰椎穿刺術），課時分別為5學時。

1.2.1對照組教學實施

對照組兩次實驗均采用傳統教學模式，學生無課前學習要求，課堂教學第一步，首先由教師先講解操作的適應證、禁忌證、必要的解剖知識回顧；其次按照操作流程依次示教完整動作，對于細節、難點和重點內容同步進行講解；最后再強調注意事項，介紹操作過程各階段可能出現的并發癥及其處理方式。第二步，學生分組利用仿真模型輪流進行操作練習，教師巡回進行答疑、糾錯和指導。第三步，抽查個別學生操作演示，教師點評并總結。課后需書寫完整的實驗報告，對所學操作流程及細節進一步整理和鞏固記憶，實驗室開放時可到實驗室在模型上動手練習。

1.2.2實驗組Ⅰ教學實施

實驗組Ⅰ穿刺術一采用翻轉課堂教學方式，穿刺術二采用傳統教學模式。實施方法如下：（1）教學前移階段（課前預習環節）：利用校園網課程平臺提供學習資源，包括課程質量標準（包括學習目標、重點、難點）、實驗指導、操作流程、OSCE考核評分標準、教學視頻等，課前通過微信發送學習任務要求學生自主學習，并完成理論相關知識試卷。（2）教學實施階段（課堂教學環節）：開課時先抽查個別學生操作進行前測，其余學生互相點評糾錯；教師了解前期自學效果、共同存疑的知識點，以學定教，變教為導［6］，對于學生已普遍掌握的理論知識和基本操作動作不再重復講授，統一系統歸納操作流程、強調重點和難點之后，針對性地對普遍未理解的知識點或未掌握的細節進行講解與示范，個別問題進行個別指導。剩余時間留給學生動手實踐練習，可設置1～2個臨床案例開展互動交流，訓練學生處理并發癥并解決實際問題。（3）教學后延階段（課后復習環節）：除傳統模式學習要求外，課程平臺資源及教學視頻可供學生繼續反復學習。

1.2.3實驗組Ⅱ教學實施

實驗組Ⅱ在穿刺術一中采用翻轉課堂+虛擬仿真技術混合教學模式。課前：在校園網平臺學習資源基礎上，輔以對分易小程序，課程資源內同步提供全部學習資料，教師提前錄制完整課堂錄播視頻，方便學生利用網絡或手機學習，同時可在論壇提出問題，通過關聯功能與教師實現一對一時時交流。初步完成知識接收后，通過線上虛擬操作平臺模擬不同病例資料，考核學生對適應證、禁忌證的掌握運用情況，設置臨床場景在虛擬病人上可反復試操作，進一步理解熟悉操作流程，后臺記錄每一個動作，既幫助學生檢驗其學習效果，發現自身問題，又能幫助教師統計分析出學生共性問題。課中：根據虛擬操作后臺統計結果，較全面了解學生的薄弱環節，教師課堂講解或示范更有針對性。虛擬操作的實體模塊可在仿真模型操作的基礎上，對三維解剖層次、落空感等方面給予更直觀的操作體驗感。課后：除可反復復習理論知識和視頻外，在實驗室開放之余，學生也可利用虛擬仿真平臺時時處處進行模擬操作，并參與線上操作考核，后臺評價糾錯，幫助學生自行提高操作質量。

2評價方法

2.1考核

所有組學生在期末教學結束后均要參加OSCE臨床技能操作考核。

2.2評價

課后填寫調查問卷，內容包括課前學習目標達成（2條目）、課程環節評價（8條目）和教學效果評價（8條目），同時記錄教師課堂講授時間，對比學生可用于實驗室動手練習的時長。

3統計學方法

采用SPSS25.0進行分析?？己顺煽兒徒處熤v授時間為定量資料，問卷得分參照李克特等級評分法，完全同意計4分、同意計3分、不同意計2分、無法判斷計1分，均以（x±s）進行描述，三組組間數據比較采用方差分析，成績與課堂授課時間采用pearson相關性分析，以p<0.05有統計學意義。

4結果

課后要求每人填寫問卷，對照組192份，實驗組187份，實驗組186份，有效回收率100%。對照組采用傳統教學模式，實驗組Ⅰ采用翻轉課堂教學模式，實驗組Ⅱ采用“虛擬仿真技術+翻轉課堂”混合教學模式。

4.1學生操作考核成績比較（見表1）

操作考核成績滿分為100分，三組平均分均高于80分，其中實驗組Ⅰ平均分低于對照組，p值大于0.05；實驗組Ⅱ平均分高于其余兩組，與對照組比較，p值大于0.05，與實驗組Ⅰ比較，p值小于0.01，結果具有顯著性差異。

4.2課堂上教師講授時長（見表2）

每次課學時5學時（200分鐘），對照組教師在課堂上講授理論知識及動作演示所耗費時間最長，相對學生實際在課堂上動手實踐練習的時間最短。通過教學方法改進，部分知識的學習過程前移到課前，教師在課堂上講授所需時間逐漸縮短，留給學生動手練習的時間逐漸增加，其中實驗組Ⅱ教師在課堂上講授耗時最短，學生實際動手練習時間相對最長，三組間相互比較，p值均小于0.001，具有顯著性差異。

4.3學生課前學習目標達成情況（見表3）

通過課前理論知識預習或虛擬操作試練習，兩組實驗組學生在開課前均已經熟悉學習目標和內容，課前相關知識基礎的構建優于傳統教學組，p值均小于0.001，結果具有顯著性差異。但實驗組Ⅱ在課前增加虛擬仿真試練習，與實驗組Ⅰ只提供教學資料和視頻，對提升開課前知識儲備的效果p值大于0.05，不具有顯著性差異。

4.4學生對課程環節的評價情況（見表4）

實驗組Ⅱ課前同時為學生提供相關理論知識、教學視頻和虛擬仿真試操作，學習不只局限在實驗室課堂上進行，課后所有資料可反復學習，學生認為學習過程更加靈活，多種學習資源的提供使學生對課堂教師講解或示范動作的依賴性降低，課堂討論交流機會增加，和傳統教學組、單純翻轉課堂教學組比較，結果均具有顯著性差異（p值小于0.001），但對照組和實驗組Ⅰ之間比較以上條目均不具有顯著性差異。實驗組Ⅱ學生認為課堂上實踐動手練習機會增加，但和其他兩組比較不具有顯著性差異。學生認為單純翻轉課堂教學組的課堂教學設計和時間分配優于其他兩組，其中“虛擬仿真技術+翻轉課堂”教學組的設計最不合理，兩兩相互比較均具有顯著性差異（p值小于0.01）。

4.5學生對教學效果的評價情況（見表5）

實驗組Ⅱ課前已提供豐富的學習和仿真練習資源，學生進入課堂時學習興趣最低（和對照組比較p值=0.011，有顯著性差異），課堂上最不感到緊張，但也最不能集中精神聽講（和其他兩組比較不具有顯著性差異），學生對“虛擬仿真技術+翻轉課堂”混合教學模式的總體滿意度最低（和其他兩組比較，p值均小于0.001，有顯著性差異）。三種教學模式比較，隨著教學過程前移，提供學習資源越多，學生越能主動去學習（兩個實驗組和傳統組比較均有顯著性差異），對理論和操作知識點的掌握越好（三組相互比較，p值均小于0.05，具有顯著性差異）。

4.6操作考核成績與課堂教師講授時間的相關性。

根據上述結果顯示，三種教學模式中，課堂上教師授課時間越短，學生操作考試成績越好。對實驗組Ⅱ的成績和課堂授課時間進行相關性分析后，顯示兩者呈負相關關系（γ=-0.038），但不具有顯著性差異（p值=0.725）。

5討論

與傳統教師為主導的教學方式相比，翻轉課堂+虛擬仿真技術等混合教學模式對醫學人才培養具有以下優勢。

5.1有利于提高學生的自主學習能力

當代大學生接觸網絡信息資源豐富，個性化差異突出，采用統一的教師輸出—學生接受為特征的注入式教學模式已不能滿足對醫學人才培養的需要。提供豐富的學習資源，打破時間空間的限制，讓學生能夠自主掌控學習，可以提高其學習積極性和主動性［5，7］，但是研究發現，提供的資源越豐富，課前學生對所學內容了解越多，有可能會失去新鮮事物的好奇感，降低課堂學習興趣，在課堂教學中不容易集中精力聽講。

5.2有利于加深對知識和技能的理解和掌握，培養學生的臨床思維和創新能力

學習前移使學生具備一定知識基礎，增強自信感，提高課堂學習的效率，營造師生深層次的交流機會，實現知識內化應用［89］和教學相長。課前試錯可發現問題，通過后臺糾錯不斷去解決問題，帶著問題走進課堂，學習更有針對性。虛擬平臺能夠模擬醫療場景，導入臨床案例進行初步分析，有利于臨床思維的培養。但是此類課堂教學中，教師針對課前掌握的學生共性問題、重點、難點精簡化講解，可能缺乏系統性和全面性，一些未完成課前學習任務或者接受能力欠缺的學生，會對課堂進度和內容設置產生不適應感。課外學習負擔加重、學生既往自主學習習慣、對新教學模式的接受程度，均會影響教學改革的效果。

與理論課程不同，實踐動手能力要求高的課程，要想提高教學效果，教師關注的不僅僅是課堂講授的知識點或動作示范，更要保證學生有足夠多的時間自己去動手練習。混合教學模式能節約課堂教師講授理論的時間，提高實訓教學的效率，給學生更充裕的動手練習機會。

虛擬仿真技術作為輔助教學手段，可以逼真地模擬場景和虛擬病人，供學生熟悉操作流程，但不能替代實訓室仿真模型操作的真實體驗感，更不能取代床旁臨床實踐。

混合教學模式對授課教師提出更高要求，需進一步優化教學能力，轉變角色為學習的指導者和促進者，注重課堂活動設計；需要更強責任心，在全程教學環節中時時督促引導學生；需要更扎實的專業知識，以應對學生自學后提出的超范圍問題。

結語

“虛擬仿真技術+翻轉課堂”混合性教學模式應用于臨床技能模擬教學中，能夠激發學生的學習主動性和積極性，培養自主學習能力和臨床思維，提高課堂教學效率的同時，給予學生更充足的實踐動手機會，有利于對臨床技能的掌握和運用。將課堂教學理論講解深刻，虛擬仿真實踐操作靈活自由，以及翻轉課堂知識可外延三者有機融合，才能真正起到提升臨床模擬操作教學效果的作用。

參考文獻：

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基金項目：昆明醫科大學校級教研教改一般項目（2015JYY04）“翻轉課堂在臨床技能模擬教學中的探索研究”；云南省教育廳虛擬仿真實驗教學項目（云教發〔2018〕139號）“綜合性智能一體化臨床技能虛擬仿真教學訓練項目”

*通訊作者：楊暉（1980—），女，漢族，云南楚雄人，碩士，昆明醫科大學臨床技能中心講師，主要從事模擬醫學研究。（所有作者均申明不存在利益沖突。楊暉：提出課題構思及撰寫論文；郭峰、姚璐：虛擬平臺在課題中的使用指導；羅寧、楊蘊芝：數據資料及問卷收集整理；趙文蘭：數據統計分析。）