虛擬實驗技術在輸血醫學實驗教學中的應用研究

梁春峰 農藝 黃顯雯

摘 要 目的：構建以醫學虛擬實驗平臺為基礎的輸血醫學實驗教學模式。方法：選取本科學生108人，隨機分為實驗組（n=52）和對照組（n=56）。實驗組采用臨床案例導入，結合虛擬實驗模塊的模式進行教學。通過問卷調查、成績分析評價教學效果。結果：在5項教學質量評估指標比較中，實驗組明顯優于對照組（p<0.05）;與對照組比較，實驗組學生實驗操作技能成績89.87？.49分，顯著高于對照組（p<0.05）。但2組期末考試成績無統計學差異（p>0.05）。結論：虛擬實驗有利于激發學生的學習興趣與積極性，是輸血醫學實驗教學的重要手段。

關鍵詞 虛擬實驗;輸血醫學;教學模式

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.33.023

Application of Virtual Experiment Technology in Experimental Teaching

of Blood Transfusion Medicine

LIANG Chunfeng[1]， NONG Yi[2]， HUANG Xianwen[3]

（[1] The First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University， Nanning， Guangxi 530021;

[2] Guangxi Medical University， Nanning， Guangxi 530021;

[3] The First Affiliated Hospital of Guangxi University of Chinese Medicine， Nanning， Guangxi 530000）

Abstract Objective： to construct the experimental teaching mode of blood transfusion medicine based on medical virtual experiment platform. Methods： 108 undergraduate students were randomly divided into experimental group （n=52） and control group （n=56）. The experimental group used clinical case introduction， combined with the mode of virtual experiment module. The teaching effect is evaluated through questionnaire survey and score analysis. Results： among the five evaluation indexes of teaching quality， the experimental group was significantly better than the control group （P<0.05）; Compared with the control group， the experimental operation skill score of students in the experimental group was 89.87 ？.49 points， significantly higher than the control group （P<0.05）. However， there was no significant difference between the two groups （P>0.05）. Conclusion： virtual experiment is helpful to stimulate students' interest and enthusiasm in learning. It is an important means of experimental teaching of blood transfusion medicine.

Keywords virtual experiment; blood transfusion medicine; teaching mode

2016年7月經國家標準化管理委員會批準，一個新的臨床醫學二級學科——輸血醫學，正式成立。作為一門涉及基礎輸血學、輸血技術學、臨床輸血學、輸血管理學等領域的實踐性極強的交叉學科，輸血醫學二級學科的獲批，預示著輸血醫學今后在醫學教育中的地位將越來越重要，與此同時，國家對輸血醫學人才專業知識、創新能力和實踐能力的培養也將提出更高的要求。因此，如何將輸血醫學相關理論與臨床實際案例相結合，設計一個科學的輸血醫學實驗教學課程，構建一個合理的實驗教學模式，有效提升實驗課程的教學質量，是當前輸血醫學實驗教學面臨的新問題和新挑戰。

近年來，隨著虛擬仿真技術的發展以及大量輸血新方法、新技術在臨床實際工作的應用，輸血醫學的教學模式和教學理念都發生了深刻的變化，虛擬仿真實驗與傳統實驗教學相結合，已經成為當前醫學教育發展的必然趨勢。然而，本教研室目前沿用的先理論后實驗的程序化教學和單純驗證型的實驗教學內容顯然沒有跟上時代發展步伐。為了探索醫學檢驗專業臨床輸血實驗課程改革新方法，解決傳統醫學實驗課堂中以教師為主導，教學時間和空間難以拓展，實驗資源有限等問題，本研究利用虛擬實驗技術，以虛擬仿真實驗平臺為基礎，結合臨床實際案例，構建了實踐技能與理論知識深度融合的教學新模式，具體報道如下。

1 對象與方法

1.1 實驗對象

我們在“臨床基礎檢驗學技術”的“ABO血型鑒定、交叉配血”實驗課中開展實踐，將廣西醫科大學2018和2019級四年制醫學檢驗技術專業本科班學生108人，隨機分為2組，實驗組52人，對照組56人。實驗組和對照組分別采用臨床案例導入結合虛擬實驗模塊的教學模式和傳統實驗教學模式進行教學。實驗組和對照組教學分別由2名不同的高年資教師負責。

1.2 研究方法

1.2.1 虛擬實驗教學平臺的建立

圍繞“臨床基礎檢驗學技術”課程當中臨床輸血學、輸血技術學部分的理論課及實驗課內容，設計開發“血型鑒定”“交叉配血”“抗人球蛋白試驗”和“吸收放散試驗”4個虛擬在線實驗模塊。設計完成后，上傳至廣西醫科大學醫學虛擬仿真實驗教學中心的臨床醫學虛擬仿真實驗教學平臺，供同學下載使用。

1.2.2 虛擬實驗教學運行機制的探索

本課題組成員首先對“臨床基礎檢驗學技術”課程當中臨床輸血學、輸血技術學部分的理論課及實驗課內容重新進行教學設計，開展《紅細胞血型》的課件、教案和線上微課的制作，將涉及疑難血型鑒定、成分輸血、自體輸血等知識點的臨床案例融入課程，并以此為基礎和依據，開展虛擬實驗軟件、多媒體素材的收集整理。

課前，教師根據教學安排，向實驗組學生推送臨床輸血案例、電子教案、PPT并布置學習任務，要求學生課前完成虛擬實驗項目的操作及微課學習。課中，教師針對關鍵知識點先進行提問，根據學生掌握情況，講解重點、難點，對知識點進行梳理、歸納、總結。課后，通過進行線上考試及完成課后作業，評價2組學生的學習效果。

1.2.3 觀察指標

首先，通過“問卷星”設計問卷，以問卷和訪談的形式，圍繞學生對虛擬實驗教學實施的主觀感受，對學習滿意度、學習效率、學習興趣、知識探索能力、加深對課程的理解、是否有利于提高解決臨床實際問題的能力等項目展開調研，評價教學效果。對2組學生的ABO血型鑒定、Rh血型鑒定、凝聚胺法交叉配血和抗人球蛋白試驗實驗操作技能進行實驗操作考核評測。結合臨床案例，老師按實驗儀器操作的規范性、實驗結果判讀的準確性、臨床輸血方案的合理性和科學性等方面進行評分，綜合評價學生的實驗操作技能和臨床輸血問題分析能力。最后，比較分析2組學生期末考試成績，評價學生對理論知識的理解和掌握情況。

1.3 統計學處理

實驗組和對照組期末考試成績通過SPSS 22.0軟件進行統計分析，2組平均分比較采用t檢驗，率的比較采用檢驗。

2 結果

2.1 實驗教學效果評價

實驗課程完成后所有學生均接受問卷調查，發放問卷108份，收回有效問卷108份，有效回收率100%。問卷調查結果顯示，實驗組學生，在教學滿意度、提高學習效率、激發學習興趣、加深對課程理解和提高解決臨床實際問題的能力方面，明顯高于對照組（p<0.05，p<0.01），在有利于拓寬知識面、知識獲得能力方面，2組比較均無統計學差異（p>0.05），統計結果見表1。

2.2 實驗操作技能成績比較分析

與對照組比較，實驗組學生實驗操作技能成績89.87？.49分，顯著高于對照組（p<0.05），統計結果見表2。

表2 實驗操作技能評價比較分析 （眘 ）

注：*表示與對照組比較，p<0.05。

2.3 期末考試成績比較分析

實驗組學生實驗課期末成績為89.22？.64分，與對照組87.44？.31分比較，差異無統計學意義（p>0.05），統計結果見表3。

表3 期末考試成績比較分析 （眘 ）

3 討論

本研究通過設計開發ABO血型鑒定、Rh血型鑒定、凝聚胺法交叉配血和抗人球蛋白試驗實驗4項臨床輸血醫學的虛擬化實驗教學素材，將虛擬實驗操作與臨床輸血案例有機結合，引導學生完成從臨床輸血實例的診斷，到檢驗結果分析，進而到實際輸血方案提出的完整的臨床輸血教學過程，旨在幫助學生激發學習動力和專業志趣，把握學習內容。由于在以往的輸血醫學的實驗課程中，我們并沒有應用虛擬實驗的教學經驗。因此，這種虛擬實驗與線上線下教學相結合的方式，是現代信息技術與醫學教育相互融合、培養創新型人才的有益嘗試。

我們的研究結果顯示，盡管實驗組與對照組的理論考試成績比較無統計學差異，但通過問卷調查結果可以看到實驗組學生在教學滿意度、提高學習效率、激發學習興趣、加深對課程理解、提高解決臨床實際問題的能力以及實際操作方面均優于對照組。衡量學生滿意度作為評估線上教育項目的一種有效方式，本研究通過課前線上虛擬實驗操作，可以讓學生更加自由地加入開放的線上課程當中。而線下實驗課中的實際操作和分組討論，及課后的強化練習，在促進教學方式多樣化的同時，則可以充分地調動了學生的學習的主動性，幫助學生提高學習效率和實操效果，并有效提升學生在教學過程中的參與度，讓學生真正成為教學的主體。學生只有積極參與到學習當中，信息才能真正被理解、保留并轉化為知識，最終形成解決實際臨床問題的綜合能力和高級思維。

此外，有研究指出，基于網絡的教學課程有利于學生操作技能的提高，相對于傳統課堂授課模式，本研究的教學模式依托于網絡的虛擬實驗模塊和線上微課的應用，打破時間和空間的限制，實現了實驗室的隨時隨地開放，有利于學生盡早熟悉、掌握幫助學生理解實驗原理、熟悉實驗步驟以及實驗注意事項，是對傳統醫學教學模式的改良和創新。導入案例教程的形式，則為學生提供了更多的知識運用和接收反饋的機會，形成一個互動的、真實的、自我導向的，支持認知學習的新的教學方法。另一方面，相對于傳統教學，在無實驗標本、無實驗試劑和無實驗儀器的情況下，利用計算機模擬臨床輸血實驗的全部操作過程，可以讓學生身臨其境、反復多次地進行實驗操作，節約了實驗教學成本，在一定程度上彌補了傳統實驗課堂的缺點和不足。

值得肯定的是，當前虛擬仿真實驗教學對學生學習效果的正向促進作用，已經得到多門學科實驗教學改革研究的證實。Chao等采用虛擬仿真實驗教學的方式探討虛擬實驗室對高中學生對物理氣體定律的影響，發現通過虛擬技術動態呈現出來的氣體定律分子機制可視化效果有助于學生對于某些氣體動力學分子理論概念的理解。Moazami等對35名口腔專業的學生分別采用傳統教學和虛擬仿真實驗教學，并對兩組學生平均知識得分比較顯示，虛擬學習比傳統學習更有效。由此可見，“互聯網+”主導的實驗教學與信息化的融合應用在未來教育科研領域中具有廣闊的應用前景，是實驗教學的一個新的發展方向，積極探討和建設虛擬標準化案例式教學法必將促進教學觀念與教學形式的變革。

然而我們還應看到，盡管虛擬仿真技術在實驗教學中有其獨特的優勢，但虛擬實驗并不能完全取代實際操作。信息化的教學策略不僅需要改變教師所教授的內容，還需要改變其學習方式，科學合理的教學設計和教師自身教學能力才是高效教學的根本。作為教師，我們應該學會在借助虛擬仿真技術，將理論知識變抽象為具體，做到“虛實結合、以虛補實”，才能助推學生開展創新性、設計性、實用性實驗，充分展示學科知識之間的內在聯系，持續提高教學效果和人才培養質量。

通訊作者：農藝

基金項目：2020年廣西醫科大學教育教學改革立項項目醫學虛擬仿真實驗在輸血醫學實驗教學中的開發與應用（2020XJGA03）

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