外科手術學基礎實訓虛擬仿真教學效果評價

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.22.015

摘 要 研究傳統教學結合虛擬仿真教學在外科手術學基礎實訓中的教學效果。以空軍軍醫大學2020級與2021級五年制口腔醫學生為研究對象，分為對照組（79人）和實驗組（81人），對照組采取傳統實訓教學模式，實驗組將虛擬仿真教學與傳統實訓教學模式相結合，通過比較分析兩組學生考核成績和問卷調查結果評價虛擬仿真教學的應用效果。用SPSS 25.0軟件進行獨立樣本t檢驗?？己顺煽兘Y果表明，實驗組在實際操作考核、理論成績考核等方面均優于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），實驗組學生對虛擬仿真教學具有較高認同度。虛擬仿真教學的應用實踐表明，傳統實訓教學結合虛擬仿真訓練，可顯著提高學生的實際操作能力，有助于增強實訓教學效果。

關鍵詞 外科手術學基礎；實訓教學；虛擬仿真教學

中圖分類號：G642.44 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）22-00-04

0 引言

手術學是外科學的重要組成部分，外科手術學基礎課程是臨床醫學和口腔醫學專業的一門“橋梁課程”，是研究外科手術技巧、方法的一門課程，是基礎醫學課程向臨床課程過渡的重要紐帶。為進一步提高醫學教學質量，培養學生臨床操作能力，提升學生崗位勝任力，培養臨床思維能力，本課程著眼于基礎理論、基本知識和基本技能的訓練，以外科手術基本知識、外科無菌操作技術、外科手術相關知識和常見外科中、小手術為重點內容[1-2]。其中，中、小手術和常見臨床操作如清創術、止血包扎實訓教學目前使用的模型有清創模具、動物模型，以大動物清創模型為主，接近人體解剖層次和生理結構，然而大動物模型較難獲取，無法反復練習，在一定程度上影響了本課程的實踐教學效果[3]。

虛擬仿真教學依托虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通信等技術，與手術實訓教學項目深度融合，具有生動逼真、信息量大，能激發學生自主學習的積極性、提高學習效率，反饋及時、可拓展等優點[4-5]。采用該教學模式，可以讓學生在線不間斷學習，突破時空限制，拓展教學的廣度與深度，有助于學生深刻理解枯燥的理論知識和掌握復雜臨床基本操作技能，解決操作實訓模型等條件不足的問題，具有較大的教學價值和意義。目前，已有部分高校嘗試使用虛擬仿真教學，取得良好的教學效果[6-7]。

本課程團隊選擇“開放性傷口止血包扎和清創術”作為虛擬仿真實驗建設項目，以傳統教學結合虛擬仿真教學方式授課，通過生動逼真的可視化虛擬場景和友好的人機交互界面，調動學生參與止血包扎和清創術實訓練習的積極性與主動性，指導學生更深入學習實踐技能知識，掌握清創術、止血包扎操作、適應證，了解清創術、止血包扎相關基礎知識，期望達到教學大綱所要求的教學效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

以空軍軍醫大學2020級與2021級五年制口腔醫學生為研究對象，2020級學生79人為對照組（男生45名，女生34名），采用傳統教學方式授課；2021級學生81人為實驗組（男生51名，女生30名），采用“傳統教學+虛擬仿真教學”方式授課。兩組學生在性別組成、平時表現、成績方面差異無統計學意義，有可比性。

1.2 研究方法

1.2.1 教學方法

1）實驗組。本課程虛擬仿真教學分為五個模塊，分別是止血包扎適應證、止血包扎操作、清創術適應證、清創術操作、術后處理內容考查。在每個模塊都設有仿真任務，學生須按順序完成，才能進入下一個模塊。課程操作中應該注意的事項均設計為選擇項用于考核。學生完成考核任務，系統智能評分。教師可以通過分析學生的電腦考卷成績，指導學生更深入地學習實踐技能知識，掌握止血包扎、清創術操作內容，達到教學大綱的要求。

本實驗以開放性傷口止血包扎和清創術虛擬仿真實驗軟件為學習操作平臺，學習開放性傷口止血包扎和清創術操作流程。學習平臺基于真實開放性外傷場景模擬仿真教學，力求學生能勝任一線開放性傷口情景下進行止血包扎和清創術操作。在實訓教學中采用線上和線下相結合的教學模式，主要教學環節包括課前學堂在線課程學習、實踐演示講解、自主實訓演練、講評小結和課后拓展等五個環節。課前要求學生通過學堂在線學習慕課《臨床基本操作》，預習開放性傷口止血包扎和清創術內容，記錄學習過程中的疑問；教師在課堂實踐演示講解時逐步演示規范操作步驟，并引導學生討論細節，講解原理和重難點內容，解答學生的疑惑；在自主實訓演練中，學生根據題目進行特定場景下止血包扎、清創術操作虛擬仿真訓練，教師全程從旁指導，及時糾錯、查漏補缺；隨后，教師針對學生的虛擬仿真訓練情況進行講評，總結注意事項；最后，布置課后作業——特殊傷口的止血包扎和清創處理，要求學生將手術心得、操作記錄、課后作業答案上傳至線上教學系統。

2）對照組。以傳統教學方式授課，課前，學生需要登錄學堂在線預習相關內容，記錄問題，完成線上階段性測試；課中，教師進行實踐演示講解，指導學員二人一組在清創模型上進行自主實訓演練，隨后對學員操作進行講評小結；最后，課后拓展，要求學生提交實踐操作記錄、手術心得、課后作業答案至學堂在線。

1.2.2 教學評價方法

1）比較兩組考核成績。兩組學生考核評價采用多元化的評價主體和多樣化的評價內容及形式，將過程性評價與終結性評價相結合。實驗組每組進行六個學時的“開放性傷口止血包扎和清創術”實操訓練與四個學時的課堂虛擬仿真訓練（仿真平臺24小時開放，學生可以無限次訓練），對照組進行10個學時的實操訓練。終結性評價即理論知識考核，形成性評價的內容包括預習記錄、線上測試、手術心得、操作記錄、課后作業、實操考核。其中，理論知識考核占40%，實操考核占30%，預習記錄占6%，線上測試占6%，手術心得占6%，操作記錄占6%，課后作業占6%。

2）問卷調查分析。理論考試后一周內通過問卷星收集實驗組學生對虛擬仿真教學效果的評價。

1.3 統計分析方法

采用SPSS 25.0統計軟件進行分析處理，計量資料用“均值±標準差（）”表示，比較采用獨立樣本t檢驗，檢驗水準a=0.05。

2 研究結果

2.1 兩組學生考核成績比較

通過虛擬仿真教學，實驗組學生形成性考核成績高于對照組，實操能力有顯著提高，而預習記錄、手術心得、操作記錄成績差異無統計學意義（表1）。與此同時，終結性考核成績也可以說明虛擬仿真教學有利于學生掌握系統的理論知識、提升綜合能力，差異有統計學意義（表2）。

2.2 實驗組學生對虛擬仿真教學的教學效果評價

實驗組學生均參與了問卷調查，調查結果見表3。虛擬仿真教學得到實驗組學生的普遍認可，其中超過80%的學生認為虛擬仿真教學有助于提升學習積極性，培養自主思考能力和診療思維，增強實操能力，認同度高。

3 討論

3.1 虛擬仿真教學有助于提升學生學習成績

兩組學生的考核成績對比反映了虛擬仿真教學有助于提高學生實際操作水平和理論知識儲備水平，這與采用虛擬仿真系統的訓練可以提高基本技能水平的相關報道是一致的[8]。本研究結果表明，兩組學生在形成性考核項目中的預習記錄、手術心得、操作記錄成績無明顯差異，這可能與該項目的評分標準偏向于字跡工整、流程全面、心情感受等方面相關。而面對同樣難度的實操考核題目和理論卷面，實驗組學生的實操考核成績明顯高于對照組，理論成績也進一步說明虛擬仿真教學有助于提升學生的綜合素養。虛擬仿真訓練結合實際操作訓練、線上結合線下的教學方式，有利于學生掌握開放性傷口的止血包扎和清創術的知識內容；同時與對照組相比，在課后作業中，實驗組學生更能表現出發散思維和問題分析、科學探索能力。

3.2 虛擬仿真教學有助于增強教學實施效果

隨著科技的快速發展，虛擬仿真技術應運而生，為臨床醫學教育教學發展創新帶來新的機遇。研究中的問卷調查顯示，虛擬仿真教學得到大部分學生的認可，超過80%的學生認為通過虛擬仿真教學，學習積極性、自主思考能力、診療思維和實操能力均得到明顯提升。虛擬仿真教學課程所構建的一線開放性外傷臨床場景及止血包扎、清創流程均以3D模型呈現，界面美觀且生動形象，操作場景更加逼真，并以動畫、視頻和圖片等多媒體形式輔助教學，更加符合這個年齡階段學生的性格特點，學生比較適應這種新興的教學技術，學習效果更加顯著，教師授課內容更加符合學生的認知規律。

3.3 虛擬仿真教學有助于彌補傳統教學的不足

虛擬仿真教學通過無風險環境中模擬各種場景，允許操作者反復練習并及時反饋，具有打破時間與空間限制，靈活性好、教學形象生動、教學內容可重復和標準化等優勢，是臨床醫學熱門的創新教法[9]。研究結果表明，通過虛擬仿真教學，一定程度上節省了如經費、空間、課時等，學生更主動、大膽地進入實際實驗，熟練程度也更高，增強了動手能力，大大提高了教學質量。虛擬仿真教學在一定程度上彌補了臨床醫學外科手術學基礎實訓教學的不足，為培養應用型醫學人才，滿足社會大眾和國家發展的醫學人才需求提供了新思路。

3.4 虛擬仿真教學促進教與學的過程形成有效閉環

我國醫學教育實踐指導理論由傳統的倡導以課堂傳授為主的行為主義理論，逐漸轉變為倡導依托互聯網的建構主義理論，教育模式也由教師為主體逐漸改變為學生為主體，教學理念也從知識層面上升到思維的全面培養。構建臨床創傷場景，應用虛擬仿真教學，注重加強學生創傷救治能力、臨床思維的培養；利用虛擬仿真系統的長期性、可重復性，建立教學模塊，量化操作各環節，注重加強學生的動手能力和自主學習能力。為進一步推進醫學整合課程建設，開啟醫學教育改革新局面，外科手術學基礎課程以培養學生臨床勝任核心能力為中心，通過虛擬仿真教學有意識地讓學生達到學以致用的要求，讓學生面對技術難點做到自主思考、敢于動手；同時通過虛擬仿真系統的反饋功能及時掌握學生學習情況，調整教學重難點內容，使教與學的過程形成有效閉環，推進場景式、體驗式、沉浸式教學，形成更有特色、多元化的混合式課程模式。

3.5 本研究的局限性和建議

虛擬仿真教學在臨床醫學教育教學中仍處于起步階段，本研究僅在“開放性傷口止血包扎和清創術”這節課中進行初步探索，由于平臺技術的局限，教學系統在兼容性方面仍需改進，如存在瀏覽器無法響應或運行速度慢、卡頓等問題。另外，本研究納入的學生對象僅為大學三年級學生，未涉及其他臨床課程以及繼續教育與規范化培訓教學，建議在下一步研究中擴大虛擬仿真教學的應用范圍和研究人群，以進一步驗證其教學效果。

4 結束語

外科手術學基礎實訓教學對于培養學生的臨床崗位勝任能力具有重要意義，虛擬仿真教學應用于實訓教學的混合式教學模式更加契合現代信息化教學背景，可以充分發揮虛擬仿真實訓教學的優勢，展現其特點，調動學生的學習積極性，有助于學生掌握外科手術學基礎知識和技能。以虛擬仿真教學作為抓手，對于豐富實訓教學模式，提高學生學習興趣和主動性，培養學生的動手能力，養成學生的基本臨床思維能力具有積極意義。在“新醫科”建設任務實施背景下，醫學人才培養模式需要不斷改革創新，以培養更多滿足社會需求的創新型、應用型醫學人才。

5 參考文獻

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*項目來源：空軍軍醫大學校級精品課程立項培育項目“線上線下混合課程”（JPKC2022YD008）。

作者簡介：樊小艷，助理研究員；張明，主治醫師；李紀鵬，通信作者，教授、主任醫師。