VR應用下的基礎醫學虛擬仿真實驗教學策略研究

摘要：高職基礎醫學教育在培養醫學專業人才方面占據重要地位，傳統的實驗教學方式受到了一些限制，虛擬仿真實驗教學成為一種新的教學模式。然而，目前的虛擬仿真實驗教學模式主要注重知識的傳授，對培養學生實踐能力的作用還不夠顯著，導致學生實際的學習效果不佳，影響了對學生實踐能力的培養。與此對應的是，虛擬現實（VR）技術迅猛發展，在醫學教育領域的應用正逐漸成為研究熱點。因此，本研究采用文獻綜述和實踐案例分析的方法，通過分析以實踐能力為導向的教學策略，提出以實踐能力為導向的重要性，并提出相關措施。首先對現有的高職基礎醫學虛擬仿真實驗教學模式進行系統的梳理和分析，然后基于實踐能力培養理論，設計以實踐能力為導向的教學策略，并進行案例分析。旨在探討以實踐能力為導向的高職基礎醫學虛擬仿真實驗教學策略，提供有效的教學模式，培養學生的實踐能力，并為高職基礎醫學教育的改革與發展提供參考依據。本研究結果表明，以實踐能力為導向的高職基礎醫學虛擬仿真實驗教學對培養學生的實踐能力具有積極影響。通過設計適宜的虛擬仿真實驗教學環境和活動，結合實踐技能訓練，學生的實踐能力可以得到有效提升。同時在教學的過程中，要重視實踐，確保在基礎醫學虛擬仿真實驗教學中，學生的實踐能力得到進一步提升，為將來就業打下良好的基礎。

關鍵詞：高職基礎醫學；虛擬仿真；實驗教學；實踐能力；教學策略

中圖分類號：R-4；G711 文獻標志碼：A 文章編號：1674-8883（2024）02-0089-03

課題項目：本論文為2019年度湖北省教育科學規劃一般課題“基礎醫學虛擬實驗教學平臺的建設和應用研究”成果，項目編號：2019GB160

一、研究背景和內容

（一）研究背景

近年來，虛擬現實（VR）技術迅猛發展，在醫學教育領域的應用正逐漸成為研究熱點。特別是在基礎醫學教學中，虛擬仿真實驗教學為醫學專業的學生提供了一種全新的學習方式和體驗。基礎醫學虛擬仿真實驗教學的發展處于VR技術與新媒體應用背景的交匯點。隨著VR技術的快速發展，以及移動設備、高速互聯網的普及，醫學教育領域正迎來一場全新的變革。傳統的基礎醫學實驗教學存在許多限制，如實驗資源的有限性、時間和空間的限制，以及對真實病例的依賴性。而VR技術的引入為醫學教育帶來了巨大的潛力。通過虛擬仿真實驗，學生可以在虛擬環境中進行解剖學探索、生理學模擬和醫學操作技能訓練，不需要實際的器材和患者，從而提供更安全、便捷且可重復的學習機會。同時，新媒體的廣泛應用可以為基礎醫學虛擬仿真實驗教學提供支持。借助移動設備和互聯網，學生可以隨時隨地訪問虛擬實驗內容，自主學習和反復實踐。相關研究表明，虛擬仿真實驗教學能夠有效提升學生的實踐能力和技術熟練度。通過虛擬仿真實驗，學生可以在模擬的真實環境中進行實踐操作，加深對理論知識的理解和運用。通過研究以實踐能力為導向的高職基礎醫學虛擬仿真實驗教學模式，可以為高職醫學教育提供新的教學模式和方法。同時，研究結果可以為高職基礎醫學教師提供指導和借鑒，促進他們在教學實踐中不斷創新和發展。

（二）研究內容

本研究的核心目標是探索和驗證針對高等職業技術教育中基礎醫學領域的虛擬仿真實驗教學策略，這些策略專注于培養學生的實踐技能。首先強調在高職教育中采用虛擬仿真實驗教學的重要性，特別是在基礎醫學領域。然后，深入闡釋將實踐能力作為教學核心的理論基礎，這一理論基礎不僅關注知識的傳授，更強調技能的培養與實際操作能力的提升。最后提出一系列具體的教學策略，旨在通過虛擬仿真實驗，讓學生在模擬環境中學習和練習基礎醫學知識與技能。此外，通過深入分析多個實際案例，驗證這些教學策略的有效性。這些案例不僅展示了虛擬仿真實驗在教學中的應用，還展現了學生在這種教學模式下的學習進步和技能提升。研究的創新之處在于將以實踐能力為導向的教學理念與高職基礎醫學的虛擬仿真實驗教學緊密結合。這種結合不僅能夠促進學生實踐技能的增強，還有助于提升他們的醫學素養和創新能力。通過分析實踐案例以及分享教學實踐經驗，本研究旨在為高職基礎醫學虛擬仿真實驗教學的優化與改進提供參考。

二、以實踐能力為導向的虛擬仿真教學策略

（一）定義

以實踐能力為導向的教學方法，適用于高等職業教育中的基礎醫學虛擬仿真實驗教學。該策略的核心宗旨是通過教學活動培育和強化學生的實踐技能。所謂的實踐能力，指的是學生在進行實驗操作、解決實際問題以及應用所學知識時所表現出的綜合能力。這種能力不僅涵蓋對實驗技術的掌握，更重要的是包含在真實或模擬的實驗環境中遇到問題時的應對策略、問題解決技巧以及將理論知識有效轉化為實際操作的能力[1]。在這種教學模式下，學生被鼓勵在模擬醫學環境中進行實驗操作。通過實踐，他們不僅能學習到基礎醫學的理論知識，更重要的是能夠學會如何將這些知識應用于解決實際問題。采用這種教學方法的目的是確保學生在未來的職業生涯中，無論面對何種挑戰和情境，都能運用自己在虛擬仿真實驗中學到的知識和技能有效地解決問題，提升他們的專業素養和實際操作能力[2]。

（二）教學實施

其一，教學資源的選擇與利用。在以實踐能力為導向的教學中，選擇合適的教學資源是關鍵[3]。虛擬仿真實驗軟件和設備是培養學生實踐能力的重要工具，教師應當根據實驗內容和教學目標選擇合適的虛擬仿真實驗軟件，并利用好實驗設備[4]。其二，實驗任務設計的科學性與針對性。在開展以實踐能力為導向的教學時，任務設計應當具備科學性和針對性。任務的科學性要求任務內容與實際醫學實踐緊密結合，具有一定的難度和可操作性。任務的針對性要求任務設計對接學生職業能力和崗位要求，培養學生解決實際問題的能力[5]。其三，指導與反饋的及時性與個性化。在實施以開展能力為導向的教學時，教師角色的變化十分重要。教師應當及時給予學生實踐指導，引導他們在實踐過程中思考和探索。同時，教師應當及時提供針對性的反饋，幫助學生改正錯誤和完善實踐技能[6]。最后，學生自主學習與團隊協作的結合。培養學生的實踐能力不僅要依靠個人的努力，還要注重學生之間的協作與互動[7]。

（三）效果評估

首先，通過課堂觀察收集學生在實驗教學中的表現。教師在課堂上密切觀察學生的實驗操作過程和實驗結果，以量化評分表評估他們的實踐能力和實施過程。同時，對學生的實驗報告進行評分，以評估其科學實驗設計和數據分析能力[8]。其次，學生進行自我評估。在實驗教學過程中，鼓勵學生對自己的實踐能力進行反思和評估，讓他們通過填寫問卷或寫下自我評價的方式來記錄自己在實驗中的體驗和收獲[9]。這樣既可以幫助學生提高自我認知，也可以為評估以實踐能力為導向的教學效果提供參考依據[10]。

三、實踐案例分析

（一）案例選擇與描述

選擇符合高職基礎醫學虛擬仿真實驗教學研究目標的實踐案例。在選擇案例的過程中，以具有代表性、可操作性和實用性為核心考量因素，以確保案例的有效性和可靠性。重點描述所選實踐案例的背景、目標、內容和特點[11]。在前期調研和文獻綜述的基礎上，選擇了一個生理學虛擬仿真實驗案例，旨在幫助學生提升對生理學知識的理解和運用能力，通過動物實驗如家兔實驗，模擬人體的生理代謝過程，如尿的生成實驗，進行實踐操作和判斷[12]。在實施過程中，學生通過虛擬仿真軟件進行數據采集和診斷，從而培養實踐能力和分析能力。通過分析該案例實施效果，主要從學生的知識掌握、技能應用和實踐能力提升等方面進行評估[13]。

（二）案例實施過程

第一個案例是黃岡職業技術學院關于心電圖解讀的虛擬實驗，旨在幫助學生通過模擬真實的臨床場景，培養其心電圖解讀能力[14]。在實施案例之前，需要為學生提供必要的前期準備。

首先，向學生介紹了心電圖的基本知識和常見的心電圖圖形，使他們對心電圖的特征和意義有一定的了解。接著，為學生提供了心電圖解讀的基本方法和技巧，包括如何識別正常心電圖和常見的心律失常[15]。在案例實施過程中，提供了一個虛擬仿真平臺和儀器設備，學生可以通過該平臺進行心電圖解讀實踐。首先，學生會收到一個來自醫院的病歷，其中包含了患者的基本信息和心電圖示波圖。學生需要仔細觀察圖形，并根據自己所學的知識解讀心電圖。學生要準確地識別心律的正常與異常，確定可能存在的心律失常，并提出相應的診斷和處理方案。在實施案例的過程中，采用了引導式的教學方法。指導教師為學生提供必要的引導和提示，幫助他們辨別心電圖的特征，并思考可能的診斷結果。

第二個案例是在前期調研和查閱文獻的基礎上，選擇了一個醫學影像學虛擬仿真實驗案例。這個案例旨在幫助學生提升對醫學影像學知識的理解和運用能力，通過模擬真實的醫學影像學工作環境進行實踐操作和診斷。該實踐案例涵蓋常見的醫學影像學領域，包括X線、CT掃描、MRI等。在實施這個案例的過程中，學生通過虛擬仿真軟件進行醫學影像學操作和診斷，從而培養實踐能力。

首先，他們要學習和掌握醫學影像學的基本知識和技巧，探索不同類型的醫學影像學設備和檢查方法。通過分析該案例實施效果，主要從學生的知識掌握、技能應用和實踐能力提升等方面進行評估。通過定量和定性兩種方式，收集和分析學生在虛擬仿真實驗中的成績、反饋和意見，并結合相關理論框架，深入探討案例的實施效果和改進方向。

第三個案例我們選取了一個典型的病例進行虛擬仿真實驗教學。學生需要在虛擬實驗環境中模擬真實的診斷和治療過程，通過觀察病情變化和應用不同的醫學知識與技能進行決策。在案例實施過程中，學生要熟練運用所學的基礎醫學知識，同時要展現出良好的團隊合作和溝通能力。他們不僅要根據病情作出準確的判斷，還要針對不同的病例制定合理的治療方案。然后進一步對仿真實驗教學的效果進行量化評估。通過使用標準化的評分表，對學生在案例實施過程中的表現進行細致的記錄與分析。結果顯示，學生在實踐能力、診斷能力、治療方案的制定以及團隊合作等方面均取得了明顯的進步。

四、結語

本研究以實踐能力為導向，探索了高職基礎醫學虛擬仿真實驗教學策略。通過查閱文獻和實證研究方法，分析了當前高職醫學教育中存在的問題，并提出了以培養實踐能力為核心的虛擬仿真實驗教學策略。在信息化技術普及和專業數字化升級和改造的背景下，明確了虛擬仿真實驗在高職醫學教育中的重要性。通過虛擬仿真技術，學生可以在安全的環境下進行實踐操作，加深對基礎醫學知識的理解與掌握。虛擬仿真實驗既能提升學生的實踐能力，又能提供個性化的學習體驗，滿足不同學生的學習需求。

參考文獻：

[1] 諶浩，羅小平，何曉靜，等.虛擬仿真技術在介入放射學實踐教學中的應用研究[J].衛生職業教育，2023，41（17）：105-108.

[2] 劉曦，諶浩，羅小平，等.虛擬仿真教學模式在介入放射學實踐教學中的應用評價[J].中國繼續醫學教育，2023，15（14）：28-31.

[3] 劉芳敏.基于學習性評價的高中生物學實驗教學策略研究[J].現代教學，2023（Z3）：142-143.

[4] 昂靜.以培養高階思維能力為導向的小學語文閱讀教學實踐探究[J].安徽教育科研，2023（19）：115-117.

[5] 軒銘浩.基于5E教學模式的高中物理生活化實驗教學策略研究[D].揚州：揚州大學，2023.

[6] 閆祥文，杜元璽.基于學科核心素養的初中化學探究性實驗教學策略研究[C]// 2023年第三屆生活教育學術論壇論文集.南京：中國陶行知研究會，2023：489-491.

[7] 芮蘊.目標導向視域下小學高年級學生閱讀能力提升的教學實踐探索：上海牛津版英語教材小學高年級英語閱讀教學例談[J].校園英語，2023（14）：112-114.

[8] 孫林英，王玉良，蔡欣，等.基于OBE理念的基礎醫學實驗教學改革探索：以ESP虛擬仿真實驗技能大賽為例[J].現代職業教育，2023（10）：53-56.

[9] 張程，王艷杰.虛擬仿真在《材料性能學》課程教學中的應用研究[J].北華航天工業學院學報，2022，32（5）：54-56.

[10] 王壘，丁黎黎，趙昕.以雙元創新能力培養為目標導向的本科教學策略實踐：以貨幣銀行學課程為例[J].高教學刊，2022，8（17）：39-42.

[11] 王楊.基于能力培養導向的經管類實踐教學策略探索[J].產業與科技論壇，2021，20（24）：165-167.

[12] 彭鑫，李靜.護理職業能力提升的教學策略探析[J].繼續醫學教育，2021，35（11）：91-94.

[13] 徐丹，艾旭光.基于OBE理念的虛擬仿真實驗教學模式在基礎醫學中的應用[J].山西青年，2021（20）：11-13.

[14] 文琳.核心素養導向下的小學語文情境教學策略[C]// 2021年科教創新學術研討會論文集（第四期）.成都：四川省科教創客研究會，2021：417-420.

[15] 張磊，張晨，袁亞琳.基礎醫學虛擬仿真實驗教學現狀及未來發展探索[J].才智，2021（23）：80-82.

作者簡介 余蕾，講師，研究方向：信息化教學、數字化改造。