外科手術(shù)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)虛擬仿真教學(xué)效果評(píng)價(jià)

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.22.015

摘 要 研究傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)合虛擬仿真教學(xué)在外科手術(shù)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)中的教學(xué)效果。以空軍軍醫(yī)大學(xué)2020級(jí)與2021級(jí)五年制口腔醫(yī)學(xué)生為研究對(duì)象，分為對(duì)照組（79人）和實(shí)驗(yàn)組（81人），對(duì)照組采取傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)組將虛擬仿真教學(xué)與傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式相結(jié)合，通過(guò)比較分析兩組學(xué)生考核成績(jī)和問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果評(píng)價(jià)虛擬仿真教學(xué)的應(yīng)用效果。用SPSS 25.0軟件進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。考核成績(jī)結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)組在實(shí)際操作考核、理論成績(jī)考核等方面均優(yōu)于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），實(shí)驗(yàn)組學(xué)生對(duì)虛擬仿真教學(xué)具有較高認(rèn)同度。虛擬仿真教學(xué)的應(yīng)用實(shí)踐表明，傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)結(jié)合虛擬仿真訓(xùn)練，可顯著提高學(xué)生的實(shí)際操作能力，有助于增強(qiáng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 外科手術(shù)學(xué)基礎(chǔ)；實(shí)訓(xùn)教學(xué)；虛擬仿真教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2024）22-00-04

0 引言

手術(shù)學(xué)是外科學(xué)的重要組成部分，外科手術(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程是臨床醫(yī)學(xué)和口腔醫(yī)學(xué)專業(yè)的一門“橋梁課程”，是研究外科手術(shù)技巧、方法的一門課程，是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程向臨床課程過(guò)渡的重要紐帶。為進(jìn)一步提高醫(yī)學(xué)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生臨床操作能力，提升學(xué)生崗位勝任力，培養(yǎng)臨床思維能力，本課程著眼于基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能的訓(xùn)練，以外科手術(shù)基本知識(shí)、外科無(wú)菌操作技術(shù)、外科手術(shù)相關(guān)知識(shí)和常見(jiàn)外科中、小手術(shù)為重點(diǎn)內(nèi)容[1-2]。其中，中、小手術(shù)和常見(jiàn)臨床操作如清創(chuàng)術(shù)、止血包扎實(shí)訓(xùn)教學(xué)目前使用的模型有清創(chuàng)模具、動(dòng)物模型，以大動(dòng)物清創(chuàng)模型為主，接近人體解剖層次和生理結(jié)構(gòu)，然而大動(dòng)物模型較難獲取，無(wú)法反復(fù)練習(xí)，在一定程度上影響了本課程的實(shí)踐教學(xué)效果[3]。

虛擬仿真教學(xué)依托虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，與手術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)項(xiàng)目深度融合，具有生動(dòng)逼真、信息量大，能激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性、提高學(xué)習(xí)效率，反饋及時(shí)、可拓展等優(yōu)點(diǎn)[4-5]。采用該教學(xué)模式，可以讓學(xué)生在線不間斷學(xué)習(xí)，突破時(shí)空限制，拓展教學(xué)的廣度與深度，有助于學(xué)生深刻理解枯燥的理論知識(shí)和掌握復(fù)雜臨床基本操作技能，解決操作實(shí)訓(xùn)模型等條件不足的問(wèn)題，具有較大的教學(xué)價(jià)值和意義。目前，已有部分高校嘗試使用虛擬仿真教學(xué)，取得良好的教學(xué)效果[6-7]。

本課程團(tuán)隊(duì)選擇“開(kāi)放性傷口止血包扎和清創(chuàng)術(shù)”作為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)建設(shè)項(xiàng)目，以傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)合虛擬仿真教學(xué)方式授課，通過(guò)生動(dòng)逼真的可視化虛擬場(chǎng)景和友好的人機(jī)交互界面，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與止血包扎和清創(chuàng)術(shù)實(shí)訓(xùn)練習(xí)的積極性與主動(dòng)性，指導(dǎo)學(xué)生更深入學(xué)習(xí)實(shí)踐技能知識(shí)，掌握清創(chuàng)術(shù)、止血包扎操作、適應(yīng)證，了解清創(chuàng)術(shù)、止血包扎相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，期望達(dá)到教學(xué)大綱所要求的教學(xué)效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

以空軍軍醫(yī)大學(xué)2020級(jí)與2021級(jí)五年制口腔醫(yī)學(xué)生為研究對(duì)象，2020級(jí)學(xué)生79人為對(duì)照組（男生45名，女生34名），采用傳統(tǒng)教學(xué)方式授課；2021級(jí)學(xué)生81人為實(shí)驗(yàn)組（男生51名，女生30名），采用“傳統(tǒng)教學(xué)+虛擬仿真教學(xué)”方式授課。兩組學(xué)生在性別組成、平時(shí)表現(xiàn)、成績(jī)方面差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，有可比性。

1.2 研究方法

1.2.1 教學(xué)方法

1）實(shí)驗(yàn)組。本課程虛擬仿真教學(xué)分為五個(gè)模塊，分別是止血包扎適應(yīng)證、止血包扎操作、清創(chuàng)術(shù)適應(yīng)證、清創(chuàng)術(shù)操作、術(shù)后處理內(nèi)容考查。在每個(gè)模塊都設(shè)有仿真任務(wù)，學(xué)生須按順序完成，才能進(jìn)入下一個(gè)模塊。課程操作中應(yīng)該注意的事項(xiàng)均設(shè)計(jì)為選擇項(xiàng)用于考核。學(xué)生完成考核任務(wù)，系統(tǒng)智能評(píng)分。教師可以通過(guò)分析學(xué)生的電腦考卷成績(jī)，指導(dǎo)學(xué)生更深入地學(xué)習(xí)實(shí)踐技能知識(shí)，掌握止血包扎、清創(chuàng)術(shù)操作內(nèi)容，達(dá)到教學(xué)大綱的要求。

本實(shí)驗(yàn)以開(kāi)放性傷口止血包扎和清創(chuàng)術(shù)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件為學(xué)習(xí)操作平臺(tái)，學(xué)習(xí)開(kāi)放性傷口止血包扎和清創(chuàng)術(shù)操作流程。學(xué)習(xí)平臺(tái)基于真實(shí)開(kāi)放性外傷場(chǎng)景模擬仿真教學(xué)，力求學(xué)生能勝任一線開(kāi)放性傷口情景下進(jìn)行止血包扎和清創(chuàng)術(shù)操作。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中采用線上和線下相結(jié)合的教學(xué)模式，主要教學(xué)環(huán)節(jié)包括課前學(xué)堂在線課程學(xué)習(xí)、實(shí)踐演示講解、自主實(shí)訓(xùn)演練、講評(píng)小結(jié)和課后拓展等五個(gè)環(huán)節(jié)。課前要求學(xué)生通過(guò)學(xué)堂在線學(xué)習(xí)慕課《臨床基本操作》，預(yù)習(xí)開(kāi)放性傷口止血包扎和清創(chuàng)術(shù)內(nèi)容，記錄學(xué)習(xí)過(guò)程中的疑問(wèn)；教師在課堂實(shí)踐演示講解時(shí)逐步演示規(guī)范操作步驟，并引導(dǎo)學(xué)生討論細(xì)節(jié)，講解原理和重難點(diǎn)內(nèi)容，解答學(xué)生的疑惑；在自主實(shí)訓(xùn)演練中，學(xué)生根據(jù)題目進(jìn)行特定場(chǎng)景下止血包扎、清創(chuàng)術(shù)操作虛擬仿真訓(xùn)練，教師全程從旁指導(dǎo)，及時(shí)糾錯(cuò)、查漏補(bǔ)缺；隨后，教師針對(duì)學(xué)生的虛擬仿真訓(xùn)練情況進(jìn)行講評(píng)，總結(jié)注意事項(xiàng)；最后，布置課后作業(yè)——特殊傷口的止血包扎和清創(chuàng)處理，要求學(xué)生將手術(shù)心得、操作記錄、課后作業(yè)答案上傳至線上教學(xué)系統(tǒng)。

2）對(duì)照組。以傳統(tǒng)教學(xué)方式授課，課前，學(xué)生需要登錄學(xué)堂在線預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，記錄問(wèn)題，完成線上階段性測(cè)試；課中，教師進(jìn)行實(shí)踐演示講解，指導(dǎo)學(xué)員二人一組在清創(chuàng)模型上進(jìn)行自主實(shí)訓(xùn)演練，隨后對(duì)學(xué)員操作進(jìn)行講評(píng)小結(jié)；最后，課后拓展，要求學(xué)生提交實(shí)踐操作記錄、手術(shù)心得、課后作業(yè)答案至學(xué)堂在線。

1.2.2 教學(xué)評(píng)價(jià)方法

1）比較兩組考核成績(jī)。兩組學(xué)生考核評(píng)價(jià)采用多元化的評(píng)價(jià)主體和多樣化的評(píng)價(jià)內(nèi)容及形式，將過(guò)程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合。實(shí)驗(yàn)組每組進(jìn)行六個(gè)學(xué)時(shí)的“開(kāi)放性傷口止血包扎和清創(chuàng)術(shù)”實(shí)操訓(xùn)練與四個(gè)學(xué)時(shí)的課堂虛擬仿真訓(xùn)練（仿真平臺(tái)24小時(shí)開(kāi)放，學(xué)生可以無(wú)限次訓(xùn)練），對(duì)照組進(jìn)行10個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)操訓(xùn)練。終結(jié)性評(píng)價(jià)即理論知識(shí)考核，形成性評(píng)價(jià)的內(nèi)容包括預(yù)習(xí)記錄、線上測(cè)試、手術(shù)心得、操作記錄、課后作業(yè)、實(shí)操考核。其中，理論知識(shí)考核占40%，實(shí)操考核占30%，預(yù)習(xí)記錄占6%，線上測(cè)試占6%，手術(shù)心得占6%，操作記錄占6%，課后作業(yè)占6%。

2）問(wèn)卷調(diào)查分析。理論考試后一周內(nèi)通過(guò)問(wèn)卷星收集實(shí)驗(yàn)組學(xué)生對(duì)虛擬仿真教學(xué)效果的評(píng)價(jià)。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析方法

采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析處理，計(jì)量資料用“均值±標(biāo)準(zhǔn)差（）”表示，比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)a=0.05。

2 研究結(jié)果

2.1 兩組學(xué)生考核成績(jī)比較

通過(guò)虛擬仿真教學(xué)，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生形成性考核成績(jī)高于對(duì)照組，實(shí)操能力有顯著提高，而預(yù)習(xí)記錄、手術(shù)心得、操作記錄成績(jī)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1）。與此同時(shí)，終結(jié)性考核成績(jī)也可以說(shuō)明虛擬仿真教學(xué)有利于學(xué)生掌握系統(tǒng)的理論知識(shí)、提升綜合能力，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表2）。

2.2 實(shí)驗(yàn)組學(xué)生對(duì)虛擬仿真教學(xué)的教學(xué)效果評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)組學(xué)生均參與了問(wèn)卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表3。虛擬仿真教學(xué)得到實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的普遍認(rèn)可，其中超過(guò)80%的學(xué)生認(rèn)為虛擬仿真教學(xué)有助于提升學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)自主思考能力和診療思維，增強(qiáng)實(shí)操能力，認(rèn)同度高。

3 討論

3.1 虛擬仿真教學(xué)有助于提升學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)

兩組學(xué)生的考核成績(jī)對(duì)比反映了虛擬仿真教學(xué)有助于提高學(xué)生實(shí)際操作水平和理論知識(shí)儲(chǔ)備水平，這與采用虛擬仿真系統(tǒng)的訓(xùn)練可以提高基本技能水平的相關(guān)報(bào)道是一致的[8]。本研究結(jié)果表明，兩組學(xué)生在形成性考核項(xiàng)目中的預(yù)習(xí)記錄、手術(shù)心得、操作記錄成績(jī)無(wú)明顯差異，這可能與該項(xiàng)目的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)偏向于字跡工整、流程全面、心情感受等方面相關(guān)。而面對(duì)同樣難度的實(shí)操考核題目和理論卷面，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的實(shí)操考核成績(jī)明顯高于對(duì)照組，理論成績(jī)也進(jìn)一步說(shuō)明虛擬仿真教學(xué)有助于提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。虛擬仿真訓(xùn)練結(jié)合實(shí)際操作訓(xùn)練、線上結(jié)合線下的教學(xué)方式，有利于學(xué)生掌握開(kāi)放性傷口的止血包扎和清創(chuàng)術(shù)的知識(shí)內(nèi)容；同時(shí)與對(duì)照組相比，在課后作業(yè)中，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生更能表現(xiàn)出發(fā)散思維和問(wèn)題分析、科學(xué)探索能力。

3.2 虛擬仿真教學(xué)有助于增強(qiáng)教學(xué)實(shí)施效果

隨著科技的快速發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為臨床醫(yī)學(xué)教育教學(xué)發(fā)展創(chuàng)新帶來(lái)新的機(jī)遇。研究中的問(wèn)卷調(diào)查顯示，虛擬仿真教學(xué)得到大部分學(xué)生的認(rèn)可，超過(guò)80%的學(xué)生認(rèn)為通過(guò)虛擬仿真教學(xué)，學(xué)習(xí)積極性、自主思考能力、診療思維和實(shí)操能力均得到明顯提升。虛擬仿真教學(xué)課程所構(gòu)建的一線開(kāi)放性外傷臨床場(chǎng)景及止血包扎、清創(chuàng)流程均以3D模型呈現(xiàn)，界面美觀且生動(dòng)形象，操作場(chǎng)景更加逼真，并以動(dòng)畫(huà)、視頻和圖片等多媒體形式輔助教學(xué)，更加符合這個(gè)年齡階段學(xué)生的性格特點(diǎn)，學(xué)生比較適應(yīng)這種新興的教學(xué)技術(shù)，學(xué)習(xí)效果更加顯著，教師授課內(nèi)容更加符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

3.3 虛擬仿真教學(xué)有助于彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足

虛擬仿真教學(xué)通過(guò)無(wú)風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境中模擬各種場(chǎng)景，允許操作者反復(fù)練習(xí)并及時(shí)反饋，具有打破時(shí)間與空間限制，靈活性好、教學(xué)形象生動(dòng)、教學(xué)內(nèi)容可重復(fù)和標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)勢(shì)，是臨床醫(yī)學(xué)熱門的創(chuàng)新教法[9]。研究結(jié)果表明，通過(guò)虛擬仿真教學(xué)，一定程度上節(jié)省了如經(jīng)費(fèi)、空間、課時(shí)等，學(xué)生更主動(dòng)、大膽地進(jìn)入實(shí)際實(shí)驗(yàn)，熟練程度也更高，增強(qiáng)了動(dòng)手能力，大大提高了教學(xué)質(zhì)量。虛擬仿真教學(xué)在一定程度上彌補(bǔ)了臨床醫(yī)學(xué)外科手術(shù)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的不足，為培養(yǎng)應(yīng)用型醫(yī)學(xué)人才，滿足社會(huì)大眾和國(guó)家發(fā)展的醫(yī)學(xué)人才需求提供了新思路。

3.4 虛擬仿真教學(xué)促進(jìn)教與學(xué)的過(guò)程形成有效閉環(huán)

我國(guó)醫(yī)學(xué)教育實(shí)踐指導(dǎo)理論由傳統(tǒng)的倡導(dǎo)以課堂傳授為主的行為主義理論，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槌珜?dǎo)依托互聯(lián)網(wǎng)的建構(gòu)主義理論，教育模式也由教師為主體逐漸改變?yōu)閷W(xué)生為主體，教學(xué)理念也從知識(shí)層面上升到思維的全面培養(yǎng)。構(gòu)建臨床創(chuàng)傷場(chǎng)景，應(yīng)用虛擬仿真教學(xué)，注重加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)傷救治能力、臨床思維的培養(yǎng)；利用虛擬仿真系統(tǒng)的長(zhǎng)期性、可重復(fù)性，建立教學(xué)模塊，量化操作各環(huán)節(jié)，注重加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力和自主學(xué)習(xí)能力。為進(jìn)一步推進(jìn)醫(yī)學(xué)整合課程建設(shè)，開(kāi)啟醫(yī)學(xué)教育改革新局面，外科手術(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程以培養(yǎng)學(xué)生臨床勝任核心能力為中心，通過(guò)虛擬仿真教學(xué)有意識(shí)地讓學(xué)生達(dá)到學(xué)以致用的要求，讓學(xué)生面對(duì)技術(shù)難點(diǎn)做到自主思考、敢于動(dòng)手；同時(shí)通過(guò)虛擬仿真系統(tǒng)的反饋功能及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，調(diào)整教學(xué)重難點(diǎn)內(nèi)容，使教與學(xué)的過(guò)程形成有效閉環(huán)，推進(jìn)場(chǎng)景式、體驗(yàn)式、沉浸式教學(xué)，形成更有特色、多元化的混合式課程模式。

3.5 本研究的局限性和建議

虛擬仿真教學(xué)在臨床醫(yī)學(xué)教育教學(xué)中仍處于起步階段，本研究?jī)H在“開(kāi)放性傷口止血包扎和清創(chuàng)術(shù)”這節(jié)課中進(jìn)行初步探索，由于平臺(tái)技術(shù)的局限，教學(xué)系統(tǒng)在兼容性方面仍需改進(jìn)，如存在瀏覽器無(wú)法響應(yīng)或運(yùn)行速度慢、卡頓等問(wèn)題。另外，本研究納入的學(xué)生對(duì)象僅為大學(xué)三年級(jí)學(xué)生，未涉及其他臨床課程以及繼續(xù)教育與規(guī)范化培訓(xùn)教學(xué)，建議在下一步研究中擴(kuò)大虛擬仿真教學(xué)的應(yīng)用范圍和研究人群，以進(jìn)一步驗(yàn)證其教學(xué)效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

外科手術(shù)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的臨床崗位勝任能力具有重要意義，虛擬仿真教學(xué)應(yīng)用于實(shí)訓(xùn)教學(xué)的混合式教學(xué)模式更加契合現(xiàn)代信息化教學(xué)背景，可以充分發(fā)揮虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，展現(xiàn)其特點(diǎn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有助于學(xué)生掌握外科手術(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和技能。以虛擬仿真教學(xué)作為抓手，對(duì)于豐富實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，養(yǎng)成學(xué)生的基本臨床思維能力具有積極意義。在“新醫(yī)科”建設(shè)任務(wù)實(shí)施背景下，醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)模式需要不斷改革創(chuàng)新，以培養(yǎng)更多滿足社會(huì)需求的創(chuàng)新型、應(yīng)用型醫(yī)學(xué)人才。

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*項(xiàng)目來(lái)源：空軍軍醫(yī)大學(xué)校級(jí)精品課程立項(xiàng)培育項(xiàng)目“線上線下混合課程”（JPKC2022YD008）。

作者簡(jiǎn)介：樊小艷，助理研究員；張明，主治醫(yī)師；李紀(jì)鵬，通信作者，教授、主任醫(yī)師。