基于VR的BOPPPS聯合WPBL教學模式在《呼吸內科學》教學中的應用

王 苒，張彬彬，孫 莉，王 勇

（安徽醫科大學第一附屬醫院呼吸與危重癥醫學科，安徽 合肥 230001）

呼吸系統疾病是嚴重危害人類健康的常見病和多發病，隨著相關嚴重呼吸系統疾病的大規模流行，其診斷、治療及預防越來越受到重視。《呼吸內科學》研究呼吸系統的健康和疾病問題，是臨床醫學專業的必修課之一［1］。呼吸系統疾病與其他各系統疾病緊密相連、交叉融合，呼吸內科學具有知識點豐富、重點難點多的特點。因此，教師在教學過程中不僅需要指導醫學生熟練掌握基礎理論知識，還需要培養醫學生獨立思考、自主學習、綜合分析及思維創新能力。隨著醫學教學的發展，人們逐漸認識到傳統的以授課為基礎的學習（Lecture-based learning，LBL）模式的缺點與不足，教學進度不合理等導致學生學習效率低下，并逐漸失去學習興趣［2］。于是，出現了以問題為導向的學習（Problem-based learning，PBL）模式［3］、在網絡教學資源支持下的基于問題的教學法（Web problem-based learning，WPBL）［4］、BOPPPS教 學 模 式［5］等 新 的 醫 學 教 學模式。

WPBL是將網絡資源和PBL教學模式相結合的一種新型教學模式，涵蓋多種現代化的教學思想和豐富的理論資源，利用網絡平臺，擴大教學資源的獲取，以問題為基礎，以師生之間和學生與學生之間交流討論為主要形式［4，6］。BOPPPS教學模式起源于加拿大，是一種以學生為中心的新型教學模式。BOPPPS的名稱來源于英語單詞在教學模式的6個教學環節中的初始組合，包括：導言（Bridge，B），學習目標（Objective，O），前測（Pre-assessment，P），參與式學習（Participatory learning，P），后測（Post-assessment，P），總結（Summary，S）［7］。BOPPPS教學模式極其注重教學互動和反思，不僅可以讓教師及時獲取學生的學習效率和問題反饋，也為教師教學設計提供了新思路。

虛擬現實技術（Virtual reality，VR）又稱虛擬環境或人工環境，是20世紀發展起來的一項全新的實用技術，可以讓使用者完全沉浸在虛擬環境中，并且使用者可以即時、無限制地觀察三維空間內的事物。目前，VR技術已經應用于多個領域，包括教育、醫學、游戲、旅游等，在醫學領域主要應用于醫學教學、技術培訓、技能測試、手術模擬等多方面。通過VR技術將較為真實的場景和實物呈現在學生面前，不僅可以激發學習興趣、提高學習效率，還可以從根本上解決常規教學模式中還原實景困難的問題［8］。

因此，本課題旨在探討基于VR的BOPPPS聯合WPBL教學模式用于醫學院校《呼吸內科學》本科專業課教學的應用效果。現報告如下。

1 資料與方法

1.1 研究對象選取我院2019級臨床醫學專業已完成基礎醫學課程的本科生參與研究，共80人，隨機分為試驗組和對照組。其中試驗組40人，男24人，女16人；年齡19~24歲，平均（21.8±1.2）歲。對照組40人，男19人，女21人；年齡18~24歲，平均（21.6±1.6）歲。2組學生性別、年齡差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。所有參與本研究的學生均已了解上述教學模式，并同意參加該研究教學。

1.2 教學方法2組帶教老師都具有豐富的呼吸內科學教學經驗，均使用《內科學（第九版）》作為授課教材，且2組學生均接受同樣學時的課程。

1.2.1 對照組采用傳統帶教模式。包括：呼吸系統疾病的易感因素、臨床表現、診斷、治療及預防等，由帶教老師向學生進行講解。教學過程中帶教老師隨時對學生進行提問，學生也可針對不解之處隨時向帶教老師提問。

1.2.2 試驗組采用基于VR技術的BOPPPS聯合WPBL教學模式，通過VR技術真實展示呼吸系統解剖、病理生理、疾病發生發展過程，以學生為中心，教師為引導，問題為基礎，分多階段按層次逐漸遞進學習。教師提前1周以PPT的形式通過社交網絡平臺發布學習任務，并通過網絡平臺共享VR，提高學生的學習自主性和積極性。學生通過借助各種網絡資源查找資料，再結合所學過的基礎知識和實踐經歷，整合多學科知識，展開自由討論，逐個解決問題。具體步驟如下：

⑴導言（B）：結合教學內容和大綱要求，教師提前1周通過社交網絡平臺微信、QQ等告知學生本次學習的背景知識，通過VR展示本次學習相關的內容，引起學生的興趣，促使學生參與學習，最終引導學生進入教學內容。

⑵學習目標（O）：在VR環境下教師先展示相關教學內容，并在展示過程中向學生提出多個問題及本次學習的目標。

⑶前測（P）：在網絡技術的支持下，選擇與學習目標和學習能力相關的隨堂小測驗了解學生對目標知識的儲備情況以及學生對授課的要求，根據測試的結果，教師對授課內容進行調整。

⑷參與式學習（P）：根據WPBL教學模式的核心思想，針對前期在VR環境下提出的問題及學習目標，學生參與式完成小組討論學習。學生自由組成6人為單位的學習小組，針對VR環境下提出的問題進行深入討論并且以小組為單位在VR教學庫中進行深入模擬學習，結合模擬過程進一步總結討論。此外，學生可充分利用網絡支持技術通過查閱相關文獻等方式豐富相關知識，可提出經討論后仍無法解決的問題，并以PPT形式分享至社交網絡平臺供教師和其他學生一起討論。教師全程引導，但不直接參與討論。

⑸后測（P）：根據教學內容，借助網絡平臺隨機選擇測試題目進行測試并鞏固知識點。

⑹總結（S）：教師在VR環境下，圍繞提出的問題，從本次學習目標角度進行系統操作模擬，并通過繪制思維導圖或知識樹等方式總結整理所學的知識與技能，幫助學生理清思路、加深記憶，也可以延伸相關知識，指導后續學習，同時發布下一次學習任務。

1.3 觀察指標在課時教學結束后，對學生是否在教學過程中存在互動及互動人群進行了問卷調查，結果顯示2組學生并未存在學習互動，研究中不存在試驗組與對照組交叉污染。隨后，對學生進行以下檢測：

⑴成績考核：按教學大綱要求，以主要知識點為考點，進行閉卷理論考核，滿分為100分，學生的考核成績高低與對專業理論知識的掌握的程度成正比。

⑵教學效果評價：學生在授課結束后完成教學評價量表，以此評估教學實踐效果，該教學評價量表的題目答案選項均為“是”或“否”。量表內容包括7個相關條目：有助于提高學習的積極性和主動性、教學導向清晰、學習內容凸顯重難點、有助于提高學習效率、有助于培養團隊合作和交流溝通能力、學習壓力大、有助于提高創新能力。

⑶教學滿意度：所有學生在授課結束后進行教學滿意程度調查，分為不滿意、一般、滿意、非常滿意，滿意度=（滿意+非常滿意）人數/總人數×100%。

1.4 統計學處理數據采用SPSS 23.0軟件進行統計分析。對計數資料以n（%）表示，組間比較采用卡方檢驗；計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用t檢驗。教學效果評價、教學滿意度與理論考核成績的相關性采用Spearman分析。教學分組、教學效果評價、教學滿意度與理論考核成績間的共變關系采用多元線性回歸分析。檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 2組學生理論考核成績比較試驗組學生理論考核成績平均分（85.8±4.9）分高于對照組學生理論考核成績平均分（77.2±5.3）分，差異有統計學意義（t=7.568，P=0.001）。

2.2 2組學生教學效果評價比較試驗組中認為教學方式“有助于提高學習的積極性和主動性”“教學導向清晰”“學習內容凸顯重難點”“有助于提高學習效率”“有助于培養團隊合作和交流溝通能力”“有助于提高創新能力”的學生占比明顯高于對照組（P＜0.05）。但試驗組中有13人認為“學習壓力大”（表1）。

表1 2組學生教學效果評價比較/n（%）

2.3 2組學生的教學滿意度比較試驗組滿意度為90.0%，高于對照組滿意度22.5%，差異有統計學意義（χ2=37.029，P＜0.01）。

2.4 教學效果評價、教學滿意度與理論考核成績間的相關性分析分別對教學效果評價和教學滿意度與理論考核成績進行Spearman相關性分析。對照組和試驗組教學效果評價與理論考核成績無顯著相關性，但將對照組和試驗組聯合分析時，“教學導向清晰”“學習內容凸顯重難點”“有助于培養團隊合作和交流溝通能力”“學習壓力大”“有助于提高創新能力”與理論考核成績顯著相關（P＜0.05）（表2）。對照組和試驗組教學滿意度和理論考核成績相關（r=0.797，P＜0.001；r=0.381，P=0.015）。

表2 教學效果評價與理論考核成績間的Spearman分析

2.5 教學分組、教學效果評價、教學滿意度與理論考核成績間的多元線性回歸分析多元線性回歸分析結果顯示，回歸方程顯著（F=14.570，P＜0.001），調整后R2=0.607，這些變量解釋了理論考核成績60.7%的變異。其中，教學分組（β=0.237，P=0.038）、認為“教學導向清晰”的教學評價（β=0.406，P=0.034）和滿意度（β=0.569，P＜0.001）顯著正向預測理論考核成績（表3）。

表3 教學分組、教學效果評價、教學滿意度與理論考核成績間的多元線性回歸分析

3 討論

醫學教育是我國衛生健康事業發展的重要基石，但當前我國醫學教育仍存在多方面的問題，導致部分醫學生沒有扎實的專業知識和臨床技能，降低了我國醫學生的綜合水平和競爭力［9］。醫學知識的迅速更新、延伸和交融，使醫學教育更注重系統性和整體性，這對醫學課程教學是巨大挑戰。除外學生自身缺乏毅力等原因，教師授課質量不高、未將繁雜的知識進行有效銜接等問題也導致醫學生在學習過程中不能得到正確引導，缺乏興趣和積極性，在很大程度上限制了現代醫學人才的培養［10］。

LBL教學模式以教師為主體，以授課為中心，采取全程灌輸教學，學生始終處于消極被動地位，而PBL教學模式強調“以問題為基礎，以教師為引導，以學生為中心”，讓學生以小組合作的形式自主探究、共同解決復雜問題，不但提高了學生的參與度與積極性，而且可以更好地培養學生的創新能力、解決實際問題能力和自主學習能力［3，11］。WPBL教學模式則是將經典的PBL教學理念與網絡技術相結合，使教學活動通過網絡平臺進行互動實現PBL教學目的，相較于PBL模式在信息獲取、信息交流和信息傳輸方面具有非常明顯的優勢，不僅具有PBL教學模式在培養學生解決問題能力、自主學習能力、團結協作能力、培養臨床思維以及創造性思維等方面的優點，而且解決了PBL教學模式在時間和空間利用上的問題。教師可以通過WPBL教學平臺分享視頻、音頻、動畫以及圖像等資源，學生也可以通過這個平臺分享自己學習成果、互相討論交流，這種信息的交流和傳輸效率是傳統的教學模式所不能比擬的［6，12］。BOPPPS教學模式提倡先分層制定教學目標，后續的教學活動均以教學目標為中心展開。例如：導言部分則是以提高學生學習興趣為目標，包括采用分享典型案例等方法；主體部分則是以培養學生各項能力，實現教學與臨床交互為目標，包括采用情景互動學習等；總結部分則是以總結鞏固知識為目標，包括采用以學生為主體，以教師為引導的方式，對重難點進一步總結、補充和鞏固。BOPPPS教學模式不僅實現了教學的模塊化學習，也使學生充分參與教學學習過程，充分體現了學生主體、教師主導的現代教育理念［13］。BOPPPS教學模式無論是在提高學習效率、調動學生學習主動性與積極性方面，還是在培養學生綜合分析能力、創新能力、溝通交流能力等方面均優于傳統教學模式［14］。

隨著VR技術在臨床醫學領域的發展迅猛、日漸成熟，將VR技術運用于教學后，學生的基礎理論知識、臨床應用能力、自主學習能力和探究學習水平等均得到大幅度提升［15］。本研究結果與既往研究結果一致，即相較于傳統教學方式，采用基于VR的BOPPPS聯合WPBL教學模式進行《呼吸內科學》教學，學生在理論考核成績及綜合能力方面得到了明顯的提升，且試驗組學生對此教學模式的評價明顯高于對照組，也表明了學生對此教學模式的認可。雖然試驗組中有13人認為學習壓力過大，考慮與BOPPPS教學模式需要在短暫的課堂時間內完成全部6個部分的教學內容以及學生短期內難以適應新教學模式相關。試驗組學生對新教學模式的滿意度遠高于傳統教學方式也證實了即使感到學習壓力大，但可從新教學模式中獲取大量知識仍使學生感到滿意。

此外，本研究分別對教學效果評價結果和教學滿意度與理論考核成績進行Spearman相關性分析，結果表明教學滿意度和理論考核成績顯著相關（P＜0.05），提示當學生成績獲得提高時對教學模式甚至可能對授課教師的滿意度大大提高，這與WEBER M等［16］研究結果一致。此外，將對照組和試驗組聯合分析時，結果顯示“教學導向清晰”“學習內容凸顯重難點”“有助于培養團隊合作和交流溝通能力”“學習壓力大”“有助于提高創新能力”與理論考核成績顯著相關（P＜0.05），而這在對試驗組和對照組分別進行相關性分析時兩者間并無顯著相關性。因此進一步將教學分組、教學效果評價及教學滿意度作為自變量，理論考核成績作為因變量，進行多元線性回歸分析。結果再次證明基于VR的BOPPPS聯合WPBL教學模式可以促進理論考核成績提高，且認為“教學導向清晰”的教學評價和教學滿意度也可正向預測理論考核成績。而“學習內容凸顯重難點”等教學評價項目并不能預測理論考核成績，提示了學生對教學模式的評價并不能作為評判該學生成績的單一指標，這可能與個人主觀性存在差異相關。

綜上所述，將基于VR的BOPPPS聯合WPBL教學模式應用于《呼吸內科學》教學中可有效提高教學效果和滿意度，更好地激發學生的學習興趣，提高學生綜合能力，值得進一步研究和推廣。