虛擬醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究

吳惠文，趙成瑞，高勝利，祁文秀

（山西醫(yī)科大學(xué)汾陽學(xué)院，山西汾陽032200）

虛擬醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究

吳惠文*，趙成瑞，高勝利，祁文秀

（山西醫(yī)科大學(xué)汾陽學(xué)院，山西汾陽032200）

目的探討虛擬醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用及效果。方法將2013級(jí)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)本科學(xué)生作為研究對(duì)象，隨機(jī)分為A班和B班。A班實(shí)施傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，B班實(shí)施虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)兩班考試成績和教育環(huán)境進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果B班生理學(xué)實(shí)驗(yàn)總成績及操作成績均高于A班（P＜0.05），且教育環(huán)境總體評(píng)估優(yōu)于A班（P＜0.05）。結(jié)論虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可有效改善生理學(xué)教學(xué)環(huán)境，提高教學(xué)質(zhì)量。

虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)；傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)

生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生理學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng)中具有優(yōu)勢(shì)，但教學(xué)資源不足、教學(xué)手段落后等因素嚴(yán)重影響著實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高。虛擬實(shí)驗(yàn)通過高仿真模擬實(shí)驗(yàn)，在節(jié)約教學(xué)資源、拓展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性中具有優(yōu)勢(shì)［1］。近年來，國內(nèi)部分醫(yī)學(xué)院校探索性地開展了虛擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用，取得了一些研究成果［1-2］。本研究旨在探索虛擬實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的可行性，從而為虛擬實(shí)驗(yàn)在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用提供依據(jù)，現(xiàn)介紹如下。

1　對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象

以我校2013級(jí)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)本科學(xué)生為研究對(duì)象，入學(xué)前隨機(jī)分為A、B兩個(gè)班級(jí)，兩班學(xué)生成績比較，無顯著性差異（P＞0.05），具有可比性。

1.2教學(xué)方法

A班（58人）采用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，B班（57人）采用虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式。

1.2.1A班實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施教學(xué)內(nèi)容包括5個(gè)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)4個(gè)學(xué)時(shí)，共20個(gè)學(xué)時(shí)，具體情況見表1。教學(xué)過程為教師講解—實(shí)驗(yàn)技術(shù)員示范操作—學(xué)生動(dòng)手完成傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)—課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

表1　兩班生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況（學(xué)時(shí)）

1.2.2B班實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施教學(xué)內(nèi)容包括5個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)4個(gè)學(xué)時(shí)，共20個(gè)學(xué)時(shí)，具體情況見表1。實(shí)施步驟為：（1）課前預(yù)習(xí)。教師提前1周向?qū)W生告知實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可隨時(shí)通過校園網(wǎng)的VBL-100醫(yī)學(xué)機(jī)能虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。（2）虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教師引導(dǎo)學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)室完成虛擬實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。（3）傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教師引導(dǎo)學(xué)生完成傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。（4）課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生根據(jù)虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果及傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

1.3教學(xué)效果評(píng)價(jià)

1.3.1實(shí)驗(yàn)成功率記錄兩班實(shí)驗(yàn)完成情況，課程結(jié)束時(shí)計(jì)算實(shí)驗(yàn)總體成功率。

1.3.2考試成績課程結(jié)束后，兩班采取相同的試卷考試（筆試占50分，操作占50分），通過考試成績分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

1.3.3教育環(huán)境評(píng)估［3］課程結(jié)束后，通過DREEM量表調(diào)查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的總體評(píng)價(jià)。DREEM量表由兩班學(xué)生無記名填寫，包括50個(gè)項(xiàng)目，由5個(gè)分量表組成：學(xué)習(xí)知覺量表（12項(xiàng)），對(duì)教師的知覺量表（11項(xiàng)），學(xué)術(shù)自我知覺量表（8項(xiàng)），環(huán)境知覺量表（12項(xiàng)）及社交自我知覺量表（7項(xiàng)）。評(píng)分分為4級(jí)：非常滿意（4分），滿意（3分），不滿意（2分），非常不滿意（1分）。按DREEM量表的得分將實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)估分為4個(gè)等級(jí)：0～50分為存在嚴(yán)重問題；51～100分為問題較多；101～150分為較好；151～200分為非常好。

1.3.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS14.0統(tǒng)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù)，用（±s）表示，采用t檢驗(yàn)或χ2檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1實(shí)驗(yàn)成功率

結(jié)果顯示，B班的實(shí)驗(yàn)成功率為73.4%，顯著高于A班的61.5%（P＜0.05）。

2.2兩班學(xué)生生理學(xué)實(shí)驗(yàn)考試成績（見表2）

表2　兩班生理學(xué)實(shí)驗(yàn)考試成績比較（±s，分）

表2　兩班生理學(xué)實(shí)驗(yàn)考試成績比較（±s，分）

班級(jí)A班B班P人數(shù)58 57 -總成績（100分）67.4±8.4 78.9±5.7＜0.05筆試成績（50分）34.4±4.4 32.4±4.4＞0.05操作成績（50分）32.3±3.1 46.1±2.7＜0.05

由表2可見，B班生理學(xué)實(shí)驗(yàn)總成績及操作成績顯著高于A班（P＜0.05），但筆試成績兩班比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

2.3教育環(huán)境評(píng)估

共發(fā)放DREEM量表115份，回收有效量表115份，有效量表回收率100%。DREEM量表調(diào)查結(jié)果（見表3）顯示，B班學(xué)生的學(xué)習(xí)知覺量表得分、環(huán)境知覺量表得分、社交自我知覺量表得分及教育環(huán)境評(píng)估總分顯著高于A班（P＜0.05）；但教師的知覺量表得分及學(xué)術(shù)自我知覺量表得分兩班比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表3　兩班DREEM量表得分比較（±s，分）

表3　兩班DREEM量表得分比較（±s，分）

分量表學(xué)習(xí)知覺量表（48分）對(duì)教師的知覺量表（44分）學(xué)術(shù)自我知覺量表（32分）環(huán)境知覺量表（48分）社交自我知覺量表（28分）教育環(huán)境評(píng)估總分（200分）A班30.5±4.1 38.4±4.4 28.1±3.8 33.0±4.5 19.5±5.9 149.1±9.7 B班44.2±5.0 33.8±4.7 30.3±4.2 42.2±3.1 27.4±5.3 176.7±17.5 P＜0.05＞0.05＞0.05＜0.05＜0.05＜0.05

3　討論

生理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生理學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般以活體動(dòng)物為研究對(duì)象，驗(yàn)證其生理活動(dòng)及機(jī)制。傳統(tǒng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程大體為教師講解、示范實(shí)驗(yàn)—學(xué)生以小組為單位按固定流程完成實(shí)驗(yàn)。隨著醫(yī)學(xué)教育的發(fā)展，特別是高校招生人數(shù)的增加，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)資源、教學(xué)形式等方面越發(fā)難以適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育發(fā)展的需要。近年來，隨著多媒體以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬實(shí)驗(yàn)作為一種新型教學(xué)手段迅速崛起。國內(nèi)外部分醫(yī)學(xué)院校相繼建立了虛擬實(shí)驗(yàn)室，并探索性地開展了教學(xué)研究［1-2］。研究顯示，虛擬實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目拓展、學(xué)生設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)、教學(xué)資源節(jié)約等方面具有較大優(yōu)勢(shì)，但對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)卻無法完全替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)［1-2］。

我校于2014年引入VBL-100醫(yī)學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其包括40多個(gè)全套模擬仿真生理學(xué)實(shí)驗(yàn)，可虛擬完成生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程，也可開展綜合性、自主性生理學(xué)實(shí)驗(yàn)［4］。借鑒國內(nèi)醫(yī)學(xué)院校虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的研究資料，我校開展了虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革。研究結(jié)果顯示，虛擬實(shí)驗(yàn)的引入可明顯提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成功率、實(shí)驗(yàn)總成績及操作成績。可見，虛擬實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生更好地把握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)完成自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)可激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。DREEM量表中學(xué)習(xí)知覺、環(huán)境知覺及社交自我知覺評(píng)分升高同樣說明了虛擬實(shí)驗(yàn)具有的優(yōu)勢(shì)。兩班實(shí)驗(yàn)筆試成績比較，無顯著性差異（P＞0.05），說明實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系尚不能很好地反映改革后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。對(duì)教師知覺的評(píng)分兩班比較，無顯著性差異（P＞0.05），說明教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的角色扮演尚存在問題，有教師對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)涵理解不足，存在大包大攬、指導(dǎo)過頭的現(xiàn)象，也存在引導(dǎo)不足、放任自流的情況。但DREEM量表中教育環(huán)境評(píng)估總分B班明顯高于A班（P＜0.05），顯示了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革總體效果良好。

綜上所述，虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式可有效改善教學(xué)環(huán)境，提高教學(xué)質(zhì)量，值得進(jìn)一步深入研究。

［1］吳穹，馬祁生，汪曉筠，等.虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在機(jī)能實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用探索［J］.西北醫(yī)學(xué)教育，2012，20（5）：941-944.

［2］童學(xué)紅，崔茜，董曉敏，等.虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用［J］.繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2014，28（6）：98-100.

［3］Roff S，McAleer S，Harden R M，et al.Developement and validation of the Dundee Ready Education Environment Measure（DREEM）［J］.Med Teach，1997，19（4）：295-299.

［4］劉愛東，王箐，田琳，等.虛擬實(shí)驗(yàn)在機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用與體會(huì)［J］.西北醫(yī)學(xué)教育，2012，20（1）：88-90.

（*通訊作者：吳惠文）

G526.5

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1671-1246（2016）10-0126-02

山西省高等學(xué)校教學(xué)改革項(xiàng)目（J2014126）