基于虛擬現實技術的模擬化解剖學實驗教學應用體會

劉仰斌，陳亞運，漆艷春，張志花，李啟華

(贛南醫學院，江西 贛州 341000)

醫學教學中非常重要的環節是實驗實踐環節，自上世紀90年代高校擴招以來，高等醫學院校醫學生人數大幅度增加，導致高校實驗師資力量短缺，目前的實驗教學課時數很難保證教學要求。為了改善這種狀態，整合醫學教學資源，提高教學質量，訓練學生創新思維，探索新的教學方法是當前醫學教育的重要任務。在醫學教育課程中，解剖學是一門理論與實踐并重的基礎課程，是醫學生必須學的關鍵課程，解剖學的教學質量對醫學生后續課程的學習及臨床思維的培養具有直接影響。實驗教學和理論教學一樣，都是解剖學教學的主要組成部分，醫學生通過實驗教學的鍛煉和學習，可以提升自己的學習興趣，強化自身的學習動力，從而提高理論學習的效果。但受到固有的教學思維影響，傳統的解剖學實驗教學質量較低、效果不佳，難以激發醫學生的學習積極性。因此，高等醫學院校教師要更新理念、轉變思想，以實踐動手為主、以理論講解為輔，引入基于虛擬現實技術的模擬化實驗教學模式，以此為基礎，重新構建解剖學實驗教學新模式，為醫學生未來的職業發展奠定形態學基礎理論知識和實踐動手能力，同時也可為解剖學教學的發展提供一種新的思路。

1 資料與方法

1.1 一般資料

對2017級臨床醫學專業1～4班學生的解剖學實驗課分別采用傳統實驗教學和基于虛擬現實技術的模擬化實驗教學模式。1～2班學生為對照組(n=102)，男 63名，女39名，平均年齡(18.8±0.81)歲；3～4班學生為研究組(n=98)，男 60名，女38名，平均年齡(18.9±0.75)歲。在男女比例、年齡和專業知識背景等方面差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2 研究方法

研究組和對照組的《系統解剖學》實驗課程均采用一學期的教學。兩組學生的課程內容安排、教學任務均由一個教師完成。在教學目標、授課計劃、課時、進度亦相同。對照組按照傳統實驗教學方法進行教學；實驗組以基于虛擬現實技術的模擬化實驗教學方法進行教學。兩組均在實驗教學結束后，對比兩組學生實驗實物考試成績、理論閉卷考試成績。二次成績均以100分計算。

1.3 教學效果分析

采用問卷調查及座談會形式評估教學效果。自行設計調查表，對2017級臨床醫學專業1～4班學生進行無記名問卷調查，同時以座談會形式組織教師和學生對實驗教學進行反饋，重點探討虛擬現實技術的模擬化實驗教學的優缺點、存在問題及對策。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 兩組學生實驗教學成績比較

理論閉卷知識考試成績，研究組和對照組比較，顯示差異無統計學意義(P>0.05)；但在實驗部分實物考試成績中，兩組比較，差異具有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組學生實驗教學成績比較 分

2.2 兩組實驗教學滿意度比較

通過問卷調查分析出學生對教學滿意度，對照組學生的教學滿意度遠低于研究組的教學滿意度，兩組比較，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組學生實驗教學滿意度比較 例

3 討論

3.1 目前解剖學實驗教學中出現的問題

3.1.1 標本不足及標本對師生健康造成危害 隨著醫學院校辦學規模的不斷擴大，導致實驗班級多，老師相對短缺，實驗教學課大幅度增加工作量，尸體和其它標本經多次翻動后出現缺損和破壞，而實驗教學用的人體標本來源匱乏，標本嚴重不足，大大影響了實驗的授課質量。在標本在示教時，因醫學生的增多，標本內部結構的顯示角度、標本結構的大小等各因素，通常后排的醫學生就不能看清顯示的內容，使標本演示的效果不佳，影響了醫學生對人體解剖學的感性認識[1]。

另外， 解剖實驗室的大多數標本都是用福爾馬林防腐液進行防腐固定， 而福爾馬林防腐液具有很強的刺激性和致癌性， 對師生的健康造成極大危害， 在實驗室上實驗課時 ，師生的角膜、結膜、鼻腔處的黏膜會感到刺激， 產生不適感， 進而影響醫學生的實驗熱情和積極性， 對實驗教學質量帶來直接影響。

3.1.2 重視理論忽視實驗 當前，受到傳統教學思維的制約，教師在開展實驗教學過程中，更多的是重視傳授理論知識而忽視了對學生實踐能力的鍛煉，雖然大多數醫學院都引入了網絡教學、多媒體教學等先進的教學手段，并且加速了各種教學模式的創新[2]。但是在固化思維的束縛下，醫學生依然缺乏大量的實踐動手機會，這對醫學生后續醫療技能和臨床水平的提升都是十分不利的。

3.1.3 師生互動性缺乏 在傳統解剖實驗教學過程中，教師是主體，授課教師不會完全按照學生的狀態調整上課情景，也很少參考學生的意見，嚴重影響學生的參與積極性。在實驗教學過程中，大部分授課教師不會參與學生在實驗中的分析與討論，僅對有關問題進行簡單的指點，不可及時發現醫學生在實驗中的問題，使實驗教學目標僅限于形式。

3.1.4 知識點繁雜凌亂 解剖學實驗教學具有知識點繁雜的特點，尤其是神經系統和內分泌系統這二個部分，更是實驗教學的難點以及重點內容，傳統的講授方式是很難把一些抽象的理論內容清晰的表述出來，如果學生不進行反復實踐，很難在短時間內掌握人體結構的相關知識。同時這種傳統實驗教學方式，只注意知識的堆積，卻忽視了對知識的理解和深入思考，壓抑了學生的學習興趣和熱情，不能培養學生自我分析解決問題及科學研究的能力。

3.2 基于虛擬現實技術的模擬化解剖學實驗教學模式對策

3.2.1 優化教學設計 首先，醫學院校要結合解剖教研室自身的師資條件，科學組建實驗教師團隊，并且由教學水平較高、實踐經驗豐富的教師對上實驗課教師進行統一培訓，制定科學的教學標準；其次，實驗教師要結合不同模塊的教學重點和難點內容編寫教案，并且設計難度適中、針對性強的思考題、案例題以及測試題，制作多媒體教學課件、視聽材料以及教學視頻，便于學生在課下開展針對性學習；再次，學校要以解剖學實驗課程的特點建立客觀、科學、公正的評價體系，實行集體備課機制，按照教案規劃進度和實踐內容進行教學；最后，在每個模塊教學開始之前，實驗教師要將本模塊的多媒體教學課件、視聽材料和教學視頻上傳到教學網絡平臺上，便于學生結合教學進度自行觀看內容，預習并且掌握相關知識[3]，同時，教師在實驗中還可以將學生分為不同的小組，保證各個小組能力與水平相當，利用小組的形式組織學生完成知識探究。

3.2.2 合理安排課程 醫學院校在安排解剖學實驗課的過程中，要先組織學生統一學習理論課程，并且將實踐課程設置在實驗室中。解剖學各系統實驗課程要盡可能以系統劃分模塊，結合實驗室的規模和使用情況，合理規劃課時和學時，安排每個模塊的具體學習時間，保證學生通過實驗學習可以切實掌握相關技能和知識。

3.2.3 教學課堂的開展 首先，教師在實驗教學之前，要針對學習內容組織學生進行理論知識測試，利用多媒體教室，要求學生在規定時間內完成在線答題，教師根據學生的具體情況，明確本模塊的難點以及重點內容，對學生在測試中普遍存在的問題開展針對性分析和講解；其次，教師要為學生播放教學視頻，并且給出案例，組織醫學生分成小組的形式就案例進行分析討論與交流；再次，在進入實驗環節后，學生在應用虛擬現實技術的模擬化實驗中，教師要及時糾正醫學生的不正確操作方法，給予學生正確的指導；最后，在完成本模塊教學后，教師要為學生布置下一個教學模塊的預習內容，提供給學生相關學習資料，便于學生自由安排時間開展自主學習，同時，學生還要結合本次實驗教學編寫報告作業，以線上的形式提交給教師，教師在下次實驗課時，對學生的報告質量進行綜合點評[4]。

3.2.4 改革考試方式方法 教師要構建科學、客觀以及多元的考核評價模式，對教學效果以及學習情況進行綜合評價，其中包括問卷調查、理論知識閉卷考試、實驗操作考試以及平時成績等四個部分。問卷調查主要是對學生的思維訓練、操作訓練、基本技能以及實驗教學的滿意度進行調查，結合調查內容調整實驗教學內容和教學方式，問卷條目包括：思維能力、探究能力、合作能力、自學能力、討論效果、實驗操作水平、教學視頻質量等，評價等級主要為：不滿意、一般、滿意以及非常滿意；理論閉卷知識考試占期末考試成績的50%；實驗操作考試主要包括對學生應用虛擬現實技術的模擬化實驗后實踐操作的考試，從完整性、動作要領以及操作程序方面進行綜合評價，占期末成績的30%；平時的成績主要以醫學生的上課出勤情況、平時學習態度、隨堂測試成績、課后作業完成情況為評價標準，占期末成績的20%。

3.3 實驗教學中存在的問題

剛開始模擬化實驗教學時，有些教師經驗不足，認為教師只要觀察學生和評分。雖然這種教學法是以學生為主體，但是教師的角色也不可或缺，教師需要轉變角色，教師要由原來的單純會“教”轉變為現在既要會“教”又要會“導”，在實驗過程中教師要密切關注學生實踐操作的方向和內容，如果學生實踐操作的內容嚴重偏離教學內容主線或節奏控制不當時，教師應該及時糾正，拉回正軌[5]。同時實驗過程中要積極營造輕松愉悅的氛圍。這就要求教師不斷完善知識結構，并能掌控實驗課堂節奏，提升自身綜合素質。

虛擬現實技術的模擬化實驗教學要進一步貼近學生的學習需求，要創造條件與學生專業、未來職業的要求無縫對接[6]。同時教師要走出課堂，有機會到臨床實踐中去看看，根據臨床觀察的體會，設計真實實驗情景，以適應新的實驗教學。在虛擬現實技術的模擬化實驗教學中，專業硬件設施要健全，避免因某些因素在實驗教學中受限制。當然開展虛擬現實技術的模擬化實驗教學無疑加大教師工作量，如何科學評價確定虛擬現實技術的模擬化實驗教學課時，調動教師教學積極性還有待于進一步改進。

總之，隨著我國醫學教育實踐教學改革的持續深入，虛擬現實技術的模擬化實驗教學課堂的應用，可以切實提升實驗實踐教學質量，培養學生的基礎醫學知識水平、思維能力以及實踐能力，夯實學生的醫學基本功，對推動我國醫學教育教學改革的不斷發展具有重要意義。