虛擬仿真實訓教學的探索

周毅 陳震

摘? 要：為解決“中醫(yī)骨傷科學”實訓課難以為學生提供真實病例反復訓練的現(xiàn)狀，提出基于虛擬仿真技術(shù)的虛擬仿真教學法，將122名中醫(yī)專業(yè)學生隨機分成虛擬仿真教學組及傳統(tǒng)教學組，前者接受虛擬仿真教學，后者接受傳統(tǒng)實訓課教學。授課完畢后對兩組學生完進行考核。結(jié)果顯示：虛擬仿真教學組學生操作考核平均分及學生滿意度均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學組。研究表明，虛擬仿真教學法是一種行之有效的教學方法創(chuàng)新，可為其他學科實訓課教學提供思路。

關(guān)鍵詞：教學改革;虛擬仿真教學法;中醫(yī)骨傷科學

中圖分類號：TP391.9;G642 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）07-0191-03

The Exploration of Virtual Simulation Practice Teaching

——Based on the Practice of “Science of Bone Injury in Traditional Chinese Medicine”

ZHOU Yi，CHEN Zhen

（Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine，Chengdu? 610072，China）

Abstract：To solve the problem “science of bone injury in traditional Chinese medicine” training class is difficult to provide students with the real cases of repeated training present situation，proposed the virtual simulation method based on virtual simulation technology，122 TCM majors were randomly divided into the virtual simulation teaching group and traditional teaching group，the former accept virtual simulation teaching，and the latter accept the traditional practice teaching. The two groups of students were assessed after the class was over. The results showed that the average score and student satisfaction of the virtual simulation teaching group were significantly better than those of the traditional teaching group. The research shows that virtual simulation teaching method is an effective teaching method innovation，which can provide ideas for the practical teaching of other subjects.

Keywords：teaching reform;virtual simulation teaching method;bone injury science of traditional Chinese medicine

0? 引? 言

“中醫(yī)骨傷科學”實訓教學是基礎課向臨床課、學生向醫(yī)生轉(zhuǎn)換的橋梁課程，教師需要講解解剖、生理、病理等基礎知識并指導骨傷科學治療方法的操作實踐。在這門課程中，學生如何在較短時間內(nèi)將基礎知識和臨床實踐串聯(lián)起來，并熟練掌握實訓操作是骨傷科實訓課的教學難點。

1? 研究背景

“中醫(yī)骨傷科學”實訓課是我校中醫(yī)骨傷學教研室開放的傳授骨傷科治療方法的實訓課程。該課程注重以人為本，因材施教，強化實踐教學及學生動手能力的培養(yǎng)。但同時，“中醫(yī)骨傷科學”實訓課也面臨諸多問題。首先，“中醫(yī)骨傷科學”實訓課的教學案例多是骨折、脫位、筋傷等患者，此類患者多有疼痛表現(xiàn)，急需診治醫(yī)生準確而快速的治療，無法供教師做操作講解及演示。其次，“中醫(yī)骨傷科學”實訓課屬于實踐操作類課程，學生往往需要反復多次操作練習達到熟能生巧的地步，但由于教學案例的局限，學生通常只能相互模擬訓練，無法真正在患者身上反復操作練習，使得目前的教學模式無法達到預期效果，亦無法顯著提高學生的臨床實踐能力。目前全國各大中醫(yī)院校都在探索相關(guān)實訓課教學模式及方法，如探索式教學法、啟發(fā)式教學法、預留思考教學法及反轉(zhuǎn)課堂等，至今仍沒有統(tǒng)一推薦的教學方法[1]。

VR（Virtual Reality）技術(shù)是由電子技術(shù)、計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、人機接口技術(shù)、圖像技術(shù)和仿真技術(shù)等多種技術(shù)交互而成，它是一種可以設計、體驗的計算機虛擬仿真系統(tǒng)[2，3]。該技術(shù)通過計算機生成和控制虛擬環(huán)境，此類虛擬環(huán)境與現(xiàn)實環(huán)境基本相同。隨著科技的發(fā)展，該項技術(shù)已經(jīng)日益成熟，并應用于各個領域。

因此，我校中醫(yī)骨傷科教研室針對實訓課教學現(xiàn)狀，提出將基于VR技術(shù)虛擬仿真教學法用于“中醫(yī)骨傷科學”實訓教學，解決目前實訓課面臨的難題，為學生提供一個多學科融合、高度仿真的虛擬仿真實驗教學平臺，實現(xiàn)理論教學與實踐教學的無縫對接、大學教育與社會需求的緊密結(jié)合，達到融專業(yè)教育與實踐實務為一體、融積累知識與提升能力為一體的目的[3]。

2? 虛擬仿真教學法的探索

2.1? 虛擬仿真課堂平臺建設

虛擬仿真課堂均在成都中醫(yī)藥大學中醫(yī)學實驗教學中心進行。由上海曼恒公司提供VR頭盔、3D眼鏡等硬件設施，并由該公司VR技術(shù)人員提供技術(shù)支持及進行軟件制作。專家組由多名“中醫(yī)骨傷科學”課堂教學及管理經(jīng)驗豐富的專家組成，制定教學內(nèi)容與計劃。技術(shù)工作人員按照專家組教學內(nèi)容與計劃，制作實訓課虛擬仿真課堂軟件。軟件構(gòu)建了一個集虛擬病房、虛擬仿真標準化病人，虛擬操作儀器為一體的虛擬仿真平臺。

虛擬仿真病房以成都中醫(yī)藥大學骨科為模型，具備基本的病房布局，儀器放置與工作流程，盡可能為學生提供真實的操作環(huán)境。學生可通過瀏覽模式了解病房基本構(gòu)建、教學操作、病歷書寫等。并可使用虛擬操作儀器對虛擬仿真病人進行模擬訓練。以小夾板為例，通過鼠標點擊和手柄操作，了解各個關(guān)鍵組件，同時可進行小夾板固定、包扎等操作，達到與真實操作相似的效果。

2.2? 教學思路設計

2.2.1? 理論學習

“中醫(yī)骨傷科學”實訓課共有18學時。學生在學習實訓課之前已完成“中醫(yī)骨傷科學”實訓內(nèi)容的理論學習。

2.2.2? 虛擬仿真教學法

（1）學生登錄虛擬仿真課堂，進入虛擬骨傷科學教學界面，佩戴VR頭盔或使用3D眼鏡觀看3D演示視頻，熟練掌握各章節(jié)理論知識、操作要點。

（2）學生分階段分步驟地進入虛擬仿真系統(tǒng)，選取典型案例情景并模擬操作訓練，進行反復練習。

（3）抽取具體案例進行手法操作并完成考核。

2.2.3? 考核方法

考核采用系統(tǒng)自主進行正誤評判和指導老師進行評價的雙重評價方式進行評價，并給予操作評價報告，以促進學生夯實理論基礎，達到理論與實踐相結(jié)合。

3? 虛擬仿真教學法的實踐與效果評價

虛擬仿真教學法是我校中醫(yī)骨傷科教研室針對實訓課而開創(chuàng)的教學方法，為實現(xiàn)理論基礎與實踐結(jié)合的一種課堂創(chuàng)新教學方法。為進一步評估此種教學方法的效果，本文設計了如下對照試驗。

3.1? 研究對象

選取2014級中醫(yī)專業(yè)1、2班學生共122名，兩個班級均在2018～2019年秋季學期學習“中醫(yī)骨傷科學”，并完成理論學習。按隨機數(shù)字表分成A組（虛擬仿真教學組）、B組（常規(guī)教學組）。兩組學生在性別、年齡、“中醫(yī)骨傷科學”理論知識測評成績比較無顯著性差異，使用的教材及授課老師均相同。

3.2? 課程安排

按照“中醫(yī)骨傷科學”實訓課教學進度表安排，A組在2019～2020年春季學期教學日歷第1～6周安排虛擬仿真教學法，每周3學時，共18學時。B組在2019～2020年春季學期教學日歷第1～6周安排傳統(tǒng)實訓課教學，每周3學時，共18學時。

A組學時安排：正骨手法6學時、理筋手法3學時、小夾板固定3學時、石膏固定3學時、小外科技術(shù)操作3學時。學生接受虛擬仿真教學法，訓練完成后進入操作考核環(huán)節(jié)系統(tǒng)進行自主正誤評判和指導老師評價的雙重評價并填寫調(diào)查評分報告。

B組學時安排：正骨手法6學時、理筋手法3學時、小夾板固定3學時、石膏固定3學時、小外科技術(shù)操作3學時。學生接受傳統(tǒng)實訓課教學，教學完畢后指導教師進行正誤評判并設置操作訓練考核環(huán)節(jié)、填寫調(diào)查評分報告。

3.3? 考核分析

兩組學生在授課完畢后，完成操作訓練考核并填寫教學滿意度調(diào)查表，最后效果評價分為以下兩部分。

3.3.1? 教師評分

由帶教老師結(jié)合教學內(nèi)容與計劃設計考核，并分別針對A、B組進行評價并統(tǒng)計得分。

3.3.2? 學生填寫教學滿意度調(diào)查表

兩組學生在課程完成后均填寫教學滿意度調(diào)查表，調(diào)查評分內(nèi)容主要包括對教學模式、教學內(nèi)容、互動反饋、學習效果四大板塊的調(diào)查，學生對每一方面進行優(yōu)、良、一般、差、極差5個等級評分，分別使用5、4、3、2、1分表示。并將四個板塊的評分相加得出最終得分。

3.3.3? 統(tǒng)計分析

采用SPSS 20.0軟件分析數(shù)據(jù)，計量資料以均數(shù)±標準差（x±s）表示，兩組間采用t檢驗，以P<0.05為差異具有顯著性。

4? 結(jié)果與討論

4.1? 結(jié)果

4.1.1? 教師評分

A組虛擬仿真教學法實訓課操作考核平均分為86.0±5.3分，B組傳統(tǒng)實訓課操作考核平均分為74.0±7.1分。根據(jù)考核分數(shù)分析顯示，虛擬仿真教學法實訓課和傳統(tǒng)實訓課比較，學生臨床實踐操作能力顯著提高（P<0.05）。

4.1.2? 學生填寫調(diào)查評分

兩組學生教學滿意度調(diào)查表評分如表1所示。

結(jié)果顯示，A組學生滿意度（在教學模式、教學內(nèi)容、互助反饋、學習效果四方面）均顯著優(yōu)于B組（四方面均P<0.05）。

4.2? 討論

4.2.1? 虛擬仿真教學法的優(yōu)勢

虛擬仿真教學法實訓課是我校中醫(yī)骨傷教研室在教學方法上的一種創(chuàng)新，目的在于提高中醫(yī)學專業(yè)學生在“中醫(yī)骨傷科學”的實踐操作能力。經(jīng)過教學實踐，虛擬仿真教學實訓課可有效地提高學生的參與積極性及滿意度，并通過形象化的方式極大地提高了學生的臨床操作能力。虛擬仿真課堂操作系統(tǒng)通過構(gòu)建真實病案場景、案例分析及骨傷科學特色治療方法的方式，形象化、生動化、趣味化地將知識深入淺出地傳授給學生，并通過反復多次練習強化記憶并使學生最終熟練掌握。更為重要的是，學生在虛擬仿真課堂中可以體驗在治療過程中的相互作用力。例如在橈骨遠端骨折案例中，學生進行正骨手法操作時可以感受到肌肉收縮力和骨折斷端相互作用力。這種感受除了提供給學生真實感之外，更能使臨床醫(yī)學生感受到即將成為醫(yī)生的責任感與使命感。在科技迅猛發(fā)展的今天，為師者更應緊跟時代潮流，把握學生發(fā)展動態(tài)，將更符合90后的科技化、趣味化教育模式引入課堂，真正落實“以學生為中心”的教學改革，并通過提高學生的可實踐度、參與度與滿意度，達到“讓智慧出在指尖上”的目的。

4.2.2? 思考

虛擬仿真法是一種行之有效的教學方法改革創(chuàng)新，對于推動“中醫(yī)骨傷科學”實訓教學的改革與創(chuàng)新具有積極的促進作用，并給其他學科的教學提供新的實訓課教學方法思路。但同時，虛擬仿真法在實施過程中仍有一定問題，例如視頻質(zhì)量欠佳，缺乏更加豐富、復雜的病案，教師在學生操作過程中的指導力度不強等，有待在以后的教學改革中繼續(xù)探索。

5? 結(jié)? 論

基于虛擬仿真技術(shù)的虛擬仿真教學法立足于現(xiàn)代科技，解決“中醫(yī)骨傷科學”實訓課中難以為學生提供真實病例反復訓練的現(xiàn)狀。教學探索發(fā)現(xiàn)，虛擬仿真教學組學生操作考核平均分及學生滿意度均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學組。研究表明，虛擬仿真教學法可為其他學科實訓課教學提供思路，但也存在視頻質(zhì)量欠佳、病例局限等缺陷，需在今后的教學改革中繼續(xù)探索。

參考文獻：

[1] 劉俊寧，李楠，高弘建.中醫(yī)骨傷特色模塊臨床技能實訓課的探索 [J].中國中醫(yī)藥現(xiàn)代遠程教育，2017，15（14）：8- 10.

[2] 余濤濤.數(shù)字媒體技術(shù)及相關(guān)應用 [J].工業(yè)設計，2016（3）：89-91.

[3] 歐陽志友，袁春蕾.物聯(lián)網(wǎng)虛擬仿真實驗教學平臺建設研究 [J].計算機教育，2017（12）：155-158.

作者簡介：周毅（1988—），男，漢族，江蘇丹陽人，主治醫(yī)師，碩士，研究方向：中醫(yī)骨傷科臨床及教學;通訊作者：陳震（1987—），男，漢族，四川成都人，醫(yī)師，碩士，研究方向：中醫(yī)骨傷科學。