虛擬仿真實驗系統(tǒng)聯(lián)合PBL教學在藥理學實驗課中的應用

李旭波 田菲 邵琳 翟東昇 劉水冰

摘? 要 目的：探討虛擬仿真實驗系統(tǒng)結合PBL教學方法在藥理實驗教學中的應用效果。方法：以中國人民解放軍空軍軍醫(yī)大學2017級五年制臨床專業(yè)56名學生為研究對象，以“酚磺酞半衰期及分布容積的測定”為教學內容，比較對照組和實驗組的實驗完成情況及調查問卷結果。結果：實驗組學生在實驗操作時間及成功率等方面顯著優(yōu)于對照組學生，問卷調查顯示，實驗組學生之間的團隊配合意識、對實驗操作的掌握水平及總體教學滿意度均顯著提高。結論：在實驗課教學中，結合應用虛擬仿真實驗系統(tǒng)和PBL教學法，可以顯著提高實驗課的教學質量。

關鍵詞 虛擬仿真實驗;PBL教學法;藥理學實驗

中圖分類號：TP391.9? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）12-0121-03

Abstract AIM： To explore the application effect of virtual simulation?experiment combined with PBL teaching method in the experimental course of pharmacology. METHODS： 56 five-year medical students?of 2017 Grade in Air Force Military Medical University were selectedand randomly divided into observant group and control group. After the course， the teaching effects of the two groups were evaluated by?experiment results and questionnaire survey. RESULTS： The experi-ments results showed that the experimental operation time and success rate by students in the observant group were better than those?in the control group. The questionnaire survey showed that the aware-ness of team cooperation， the mastery of experimental operation and the overall teaching satisfaction of students in the observant group were significantly improved as compared with those in the control group. CONCLUSION： Virtual simulation experiment combined with PBL teaching method in the experimental teaching not only improve the teaching effect， but also promotes the cultivation of high-quality medical students.

Key words virtual simulation experiment; problem-based learning; pharmacology experiment

1 引言

藥理學（pharmacology）是研究藥物和機體之間相互作用及其規(guī)律的一門學科，是連接基礎醫(yī)學與臨床醫(yī)學的重要“橋梁”學科[1]。藥理學教學內容主要包括理論課部分和實驗課部分。藥理學實驗課教學既能幫助學生鞏固藥理理論知識，又能提高醫(yī)學生的動手能力，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，有著理論教學不可替代的重要作用[2]。但在現(xiàn)實教學過程中，相較其他基礎醫(yī)學課程，藥理學實驗課更具有復雜性，除了需要大量的實驗動物和先進的儀器設備之外，也會用到一些相關藥物甚至有毒有害的試劑。在以往的藥理學實驗課教學中，多以教師為中心，以傳授知識為本位，而學生處于被動接受學習的地位。教師在課上講解和示教，包括實驗目的、原理、方法和注意事項;學生只需要在課上按照教師講解的方法實施操作，得出結果，在課后撰寫實驗報告[3]。這樣容易出現(xiàn)教學效果不理想、實驗操作失敗率高、學生出現(xiàn)為難情緒等一系列問題，已不能適應以培養(yǎng)能力為目標的現(xiàn)代醫(yī)學教育的要求。如何進一步提高實驗課的教學質量，充分調動學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力和創(chuàng)造力，是需要不斷探索的問題之一。

虛擬仿真實驗是以計算機虛擬現(xiàn)實和數(shù)碼仿真技術為核心，利用計算機模擬實驗操作過程，具有動態(tài)開放網(wǎng)絡學習模式，允許反復操作，不需要實驗動物和實驗儀器的一種先進教學手段[4]，具有沉浸性、交互性、構思性的特征[5]。學生可在虛擬環(huán)境中模擬實驗項目，學習規(guī)范的實驗操作并應用到真實操作技術中，對操作起到預習、熟悉及強化的作用[6]，有利于培養(yǎng)自學和獨立思考的能力。

“以問題為中心”的PBL教學方式（Problem Based Learning）是以學生為主體的小組討論式方法[7]，強調從提出問題入手，激發(fā)學生學習的興趣，讓學生有針對性地去探索并運用理論知識，以提高分析和解決問題的能力。

雖然關于這兩種教學方法的效果已有大量報道，但對兩種教學法聯(lián)合應用在實驗課教學中，尤其是在藥理學實驗課中具體應用的研究和報道卻很少。本研究以空軍軍醫(yī)大學2017級五年制臨床專業(yè)的56名學生為研究對象，初步探究虛擬仿真實驗結合PBL教學模式在藥理學實驗教學中的應用和教學效果，為藥理學實驗教學研究提供新思路。

2 對象和方法

對象資料? 以空軍軍醫(yī)大學2017級五年制臨床專業(yè)的56名學生為研究對象，隨機分為實驗組和對照組，各28人。入選對象在年齡、性別和基礎知識背景等因素上無顯著差異。

研究方法? 為保證實驗準確性，授課教師為同一人，以“酚磺酞半衰期及分布容積的測定”作為實驗教學內容。教師結合本次課的教學大綱和教學目標，認真準備授課內容。

對照組采用傳統(tǒng)實驗課教學法，教師在課前布置實驗內容，讓學生在課下自主預習;在課上講解，包括實驗目的、原理、方法和注意事項。實驗過程所需的儀器和試劑均由實驗教師提前準備好，學生只需要在課上按照教師講解的方法進行分組操作，得出結果，在課下撰寫實驗報告即可[3]。

實驗組在傳統(tǒng)實驗課之前先進行虛擬仿真實驗操作，之后進行試題練習。接著，教師在進行傳統(tǒng)實驗課時穿插引入PBL教學模式，學生分組討論教師提出的問題：藥物半衰期與什么有關？血藥濃度與分布容積的關系是怎樣的？研究半衰期與分布容積的意義是什么？如何獲得藥代動力學參數(shù)？計算半衰期和分布容積的方法是什么？加深對理論知識的理解與掌握。然后針對實驗，各組制訂實施方案。

在全部評價結束后，為對照組學生補充復習實驗知識，彌補分組造成的影響。

效果評價? 以四人為一組進行實驗分組，在實驗課后記錄每一組的實驗結果和實驗時間，對各組數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。在課程結束后，發(fā)放不記名調查問卷并當場收回，調查兩組學生對不同教學模式的滿意情況，主要內容包括教學效果滿意度、知識的掌握與運用、學習興趣、實驗操作的成功率、小組成員配合度的提高等。

統(tǒng)計學處理? 采用SPSS 19.0軟件對數(shù)據(jù)進行處理，計量資料采用x±s表示，組間比較采用t檢驗，以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。調查問卷結果以百分比表示，組間采用χ2檢驗進行比較。

3 結果

兩組實驗情況比較? 與對照組相比，實驗組學生麻醉用時、靜動脈插管用時顯著縮短，計算準確率、實驗成功率有大幅度提高（P<0.05），見表1。

問卷調查分析? 調查結果顯示，兩組學生對實驗原理理解和知識的運用均取得較好的效果。如表2所示，在實驗方法掌握方面，實驗組學生滿意度為92.86%，對照組學生滿意度僅為57.14%（P<0.05）;在實驗成功率和小組成員協(xié)作能力方面，實驗組明顯高于對照組（89.29% vs.

50.00%，P<0.05;96.43% vs.60.72%，P<0.05）;對教學滿意度方面，實驗組也明顯高于對照組（96.43% vs.53.57%，P<0.05）;在提升學生學習興趣方面，實驗組相較于對照組也有明顯提高（89.29% vs.50.00%，P<0.05）。

4 討論

虛擬仿真實驗具有開放、自主、交互、高效、安全且經(jīng)濟的特點[8]，運用在日常教學過程中方便學生課前預習和課后及時鞏固。PBL教學法可以使課堂內容更生動、有吸引力，進而使學習從被動接受知識變?yōu)橹鲃訁⑴c。筆者在藥理學實驗教學中使二者有機結合，發(fā)現(xiàn)實驗組學生通過虛擬仿真實驗的演練和PBL教學中的分析討論，對整個實驗流程和操作細節(jié)有了清晰認識，進而可以不斷規(guī)范練習和強化。學生之間通過相互討論，增強了團隊協(xié)作意識，在實驗過程中頭腦清晰、操作規(guī)范。問卷調查結果表明，相比于傳統(tǒng)實驗課教學模式，在結合了虛擬仿真實驗和PBL教學后，能顯著提高學生的學習興趣、動手能力、解決問題能力，增強團隊協(xié)作能力，學生評價非常滿意。

但是實驗課采用虛擬仿真和PBL結合的方式也存在一定困難，未來需要進一步完善。

1）藥理學實驗課學時有限，而要全面進行虛擬仿真實驗并結合PBL教學需要更多學時。

2）作為對傳統(tǒng)實驗教學的一種補充，如何更好地利用，從而發(fā)揮其作用，顯得十分重要。

3）通過虛擬仿真實驗和PBL教學的結合，如何引導學生自主設計實驗？

4）引導學生針對難點和重點的學習掌握，也對教師提出更高要求，需要教師具備較高的責任心，主動適應教學模式的轉變，積極學習新的教學方法手段，投入更多精力掌握更多的實驗方法，不斷提高自身素質及教學能力。

通過此次摸索，筆者認為，虛擬仿真實驗結合PBL教學是對傳統(tǒng)實驗課教學模式的有益補充，是培養(yǎng)高素質新型醫(yī)學人才的一條新思路，值得借鑒和推廣。

參考文獻

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