基于虛擬仿真實驗平臺的翻轉(zhuǎn)課堂在機能綜合實驗教學中的應(yīng)用

蔣淑君，潘　虹，劉紅霞，王　華，馬中女

（濱州醫(yī)學院基礎(chǔ)醫(yī)學院，山東 煙臺 264003）

機能實驗學是將生理學、病理生理學和藥理學實驗內(nèi)容有機整合后形成的一門綜合性很強的基礎(chǔ)醫(yī)學課程，以探索和解釋健康、疾病規(guī)律為目標，以研究實踐和技能訓練為主要形式。我校對機能實驗學進行了以器官系統(tǒng)為中心的教學內(nèi)容整合，保留生理學、藥理學和病理生理學實驗的核心內(nèi)容，并增加綜合性實驗、設(shè)計性實驗[1]。其中，綜合性實驗占課程內(nèi)容的50%以上，以器官系統(tǒng)為中心，通過合理、巧妙的設(shè)計，將一個個單獨的實驗有機整合，形成涵蓋正常生理狀態(tài)、模擬病理狀態(tài)以及臨床治療的完整實驗，極大地激發(fā)了學生學習熱情，培養(yǎng)了學生綜合運用知識的能力。然而，綜合性實驗操作復雜、使用器械多、信息量大、疾病判斷及干預必須果斷，這些因素使得實驗成功率較低，無法達到預期效果。為保證綜合性實驗教學質(zhì)量，我們開展了基于虛擬仿真實驗平臺的翻轉(zhuǎn)課堂實驗教學研究。

1　對象與方法

1.1　對象

以濱州醫(yī)學院2013級臨床醫(yī)學專業(yè)8個班482名學生為研究對象，4個班244名學生為實驗組，采用基于虛擬仿真平臺的翻轉(zhuǎn)課堂實驗教學模式；另外4個班238名學生為對照組，采用常規(guī)實驗教學模式。兩組年齡、性別比例、上學期綜合測評成績比較差異無顯著性。

1.2　方法

對照組采用“教師講解—分組實驗—教師指導總結(jié)—課后完成實驗報告”的常規(guī)實驗教學模式。實驗組提前一周布置學習任務(wù)，內(nèi)容包括實驗重點、難點、關(guān)鍵技術(shù)。學生以小組為單位完成任務(wù)，通過基于網(wǎng)絡(luò)的機能實驗虛擬仿真平臺，了解實驗原理、實驗內(nèi)容和實驗步驟，對整個實驗有一個初步認識。實驗課上采用“學生討論，教師指導—分組實驗—實驗總結(jié)—課后完成實驗報告”的教學模式。

1.3　教學效果評價

通過問卷調(diào)查、期末考試了解教學效果，包括綜合實驗完成率和實驗結(jié)果可行性分析。帶教教師統(tǒng)計實驗完成率，分析實驗可行性。期末考試成績包括技能操作成績、理論考試成績和實驗設(shè)計成績。通過問卷調(diào)查了解學生喜歡的資源類型、資源利用情況以及知識內(nèi)化程度、學習興趣等。

1.4　統(tǒng)計學方法

采用SPSS 18.0軟件分析數(shù)據(jù)，組間比較采用t檢驗，P＜0.05表示差異有顯著性。

2　結(jié)果

2.1　兩組課堂教學效果和考試成績比較

實驗組實驗完成率、技能操作成績、理論考試成績均明顯高于對照組（P＜0.05）（見表 1）。

表1　兩組課堂教學效果和考試成績比較

2.2　實驗組問卷調(diào)查結(jié)果

調(diào)查內(nèi)容包括是否了解翻轉(zhuǎn)課堂，翻轉(zhuǎn)課堂能否促進理解和深化知識、激發(fā)學生學習興趣、提高學生自主學習能力、減少實驗操作錯誤次數(shù)及提高學生成績等。發(fā)放問卷244份（實驗組），回收有效問卷244份，有效回收率100%，調(diào)查結(jié)果見表2。

表2　實驗組部分問卷調(diào)查結(jié)果

3　討論

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）與傳統(tǒng)教學模式不同，需要學生課前完成知識學習，而課堂則變成師生、生生互動的場所，包括答疑解惑、知識運用等?；ヂ?lián)網(wǎng)的普及和實時通信技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，使翻轉(zhuǎn)課堂教學變得可行[2]。虛擬仿真實驗教學是高校信息化建設(shè)和實驗教學示范中心建設(shè)的重要內(nèi)容[3]，我校于2015年構(gòu)建了基于網(wǎng)絡(luò)的VBL-100機能實驗學網(wǎng)絡(luò)虛擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)涵蓋五十多個模擬仿真機能學實驗。每個實驗由儀器介紹、實驗原理、手術(shù)操作、模擬仿真、試題自測及藥物考核6部分組成，具有較強的仿真性和趣味性，針對機能實驗學綜合性實驗操作復雜、使用器械多、信息量大、實驗成功率不高的問題，將翻轉(zhuǎn)課堂融入機能綜合實驗教學不失為一種有效方法。加強課前預習，把學習環(huán)節(jié)前移，可以在有限的課堂教學時間對學生進行引導。

3.1　重視課前預習

翻轉(zhuǎn)課堂將認知層面的簡單記憶、理解、運用放在課前，將高層次的綜合運用和創(chuàng)新放在課上，因此，引導和監(jiān)督學生課前充分利用虛擬實驗系統(tǒng)預習是其重要環(huán)節(jié)。據(jù)調(diào)查，學生實驗前自主預習的比例并不高，為了更好地引導學生課前自學，我們采取半自主式和自主式相結(jié)合的方式。實驗前設(shè)置一些問題，包括實驗具體操作、儀器使用注意事項等，要求學生利用虛擬實驗系統(tǒng)進行學習。虛擬實驗系統(tǒng)可記錄學生在線學習情況，方便教師檢查學生學習的項目和時間，了解學生課前預習情況。

翻轉(zhuǎn)課堂的主旨是變“以教為中心”為“以學為中心”，僅僅監(jiān)督學生在線學習情況是不夠的，還要引導其主動學習。通過網(wǎng)絡(luò)教學平臺，提前一周發(fā)布實驗任務(wù)單，要求學生結(jié)合案例思考，激發(fā)學生自主學習動力。例如，家兔急性失血性休克及其救治綜合實驗前，提出失血性休克不同時期的治療策略、如何復制失血性休克動物模型等問題，要求學生結(jié)合這些問題書寫實驗報告。實驗課上，學生根據(jù)任務(wù)單以小組為單位討論實驗重點、難點和注意事項，教師隨機提問，根據(jù)學生答題情況給分，促使其實驗前認真自學。

3.2　改革考核方式

翻轉(zhuǎn)課堂對師生都提出了較高要求，要激發(fā)學生自主學習意識，除了必要的課前引導外，改革考核方式也十分必要。如果僅以期末操作或理論考試來評價教學效果和個人能力，那翻轉(zhuǎn)課堂勢必流于形式。應(yīng)從基本技能、綜合能力、團隊協(xié)作、管理能力、學習態(tài)度等多個維度評價學生，即從課前學習的時間（通過網(wǎng)絡(luò)教學平臺統(tǒng)計）、效果（通過實驗課開始階段的匯報提問進行評價），到實驗操作過程（通過學生實驗操作情況評價），再到實驗報告撰寫（通過實驗報告中數(shù)據(jù)處理、分析討論）、期末考試成績（期末實驗操作和理論考試的情況）等多環(huán)節(jié)進行評價。

3.3　激發(fā)學習興趣

翻轉(zhuǎn)課堂的使用應(yīng)循序漸進，我們最初主要在綜合性實驗中實施這一教學模式。從學生利用虛擬平臺學習的情況來看，僅有16%的學生認真學習了系統(tǒng)提供的資源，47%的學生認為課前學習任務(wù)過重，63%的學生認為過多學習資源導致的倦怠感是沒有完成預習的主要原因。因此，設(shè)置的學習任務(wù)應(yīng)適量，視頻內(nèi)容要不斷更新。虛擬平臺提供的視頻通常是一個完整的實驗錄像，時間較長，可將其剪輯成若干個5～15分鐘的小視頻，也可以上傳學生自己錄制的操作視頻。

基于虛擬仿真實驗平臺的翻轉(zhuǎn)課堂實驗教學模式在機能綜合實驗教學中的應(yīng)用，有助于激發(fā)學生學習興趣，提高學生自主學習能力，促進師生交流，提高實驗成功率。本研究還有很多不足之處，如未對虛擬仿真實驗系統(tǒng)項目與利用率之間的關(guān)系及課前預習過程中的有效指導策略做更深入的研究。此外，我們僅以綜合性實驗為例研究了學生在基于虛擬仿真實驗平臺的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式下的學習效果，對于基礎(chǔ)性實驗和設(shè)計性實驗的效果還需進一步探討和研究[4]。

參考文獻：

[1]王巧云，田偉，李娜.醫(yī)學機能實驗學教學模式的探索與實踐[J].西北醫(yī)學，2012，14（6）：719-720.

[2]李麗君，程哲堅，賀維.翻轉(zhuǎn)課堂教學模式在醫(yī)學院校中的應(yīng)用研究[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2016，34（1）：58-60.

[3]陳明亮，葛振英，白慧玲，等.基于醫(yī)學虛擬仿真平臺的翻轉(zhuǎn)課堂在基礎(chǔ)醫(yī)學實驗教學的應(yīng)用[J].中國高等醫(yī)學教育，2016（7）：95-96.

[4]杜鵑，尹艷艷，沈兵，等.虛擬仿真實驗教學系統(tǒng)在機能實驗學實驗中的應(yīng)用[J].基礎(chǔ)醫(yī)學教育，2015，17（2）：115-116.