基于虛擬仿真訓練的《診斷學》混合式教學的構建

陳 森，李文春

(湖北醫(yī)藥學院：1.臨床技能教學培訓中心；2.教務處，湖北 十堰 442000)

診斷學是聯系基礎醫(yī)學與臨床醫(yī)學的橋梁學科，是由學生階段向醫(yī)生階段過渡的最初時期，是每名醫(yī)學生必須掌握的基本功[1]。目前大多數醫(yī)學院校診斷學教學仍普遍采用傳統(tǒng)教學模式，教師采取“一對多”教學模式，學生自主訓練的時間少，多數學生反映學習效果不理想[2]。近年來虛擬仿真技術[3]在醫(yī)學教育領域的應用逐步形成規(guī)模和體系，虛擬現實學習環(huán)境不受時間空間等因素限制，具備較高的安全性、交互性、反饋性、情境性等特點，并支持更個性化的學習過程?；谔摂M仿真訓練的診斷學混合式教學是一種新型的教學模式，借助線上練習與實驗室實訓相結合的混合式教學模式[4]，以改進或替代傳統(tǒng)的教學方式。本研究基于虛擬仿真訓練對《診斷學》課程主要知識點進行設置，設計問診和體格檢查虛擬仿真教學內容，采用隨機對照方法進行研究，探討基于虛擬仿真訓練的診斷學混合式教學模式的實踐效果，報道如下。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選擇2021年2-7月臨床醫(yī)學專業(yè)本科2018級1、2班學生80名作為對象，隨機數字法分為非構建組(n=40)和構建組(n=40)。兩組一般資料比較均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

1.2 構建方法

非構建組：學生按照傳統(tǒng)教學模式進行。理論知識帶教時帶教教師集中講授教學內容，學生課堂上記錄并記憶接受知識；臨床實踐部分主要由帶教教師向學生模擬、示范問診、體格檢查以及臨床診斷、治療相關要領，告知其相關注意事項[6-7]。

構建組：采用基于虛擬仿真訓練的診斷學混合式教學模式進行教學。具體如下。

1.2.1 課程設計

理論知識帶教不變，實驗課程與專業(yè)公司合作，以人民衛(wèi)生出版社第九版《診斷學》為標準。問診模塊構建成虛擬仿真病人(VSP)系統(tǒng)，選擇癥狀學中涉及內外婦兒四個常見癥狀(胸痛、腰痛、腹痛、發(fā)熱)，教研室集體備課設置相應問診內容條目[5]，問診內容評分主要依據現病史、既往史、個人史、婚姻史、家族史、其他追加問題等6個模塊進行，將各問診條目按照一般、重要、非常重要三個等級進行設置，學生可以通過語音和虛擬標準化病人進行醫(yī)患交流問診，系統(tǒng)根據條目和相應比重設置對學生的問診記錄進行評分設置。

體格檢查模塊構建虛擬仿真模擬操作，將一般及頭頸部檢查、肺部檢查、心臟檢查、腹部檢查、脊柱及四肢檢查、神經系統(tǒng)檢查6個內容運用3D技術，通過虛擬的互動操作，讓學生模擬各項檢查，學生進行人機交互式體格檢查，系統(tǒng)按照評分標準對各內容進行評分，并反饋給用戶。

1.2.2 實訓平臺

問診模塊和體格檢查模塊兩者整合到原有的《診斷學》實訓平臺的基礎上，建成“虛實一體化”實訓平臺[6]，平臺設置學生學習記錄、訓練記錄、成績記錄等主要數據統(tǒng)計功能，記錄學生學習每個項目的時間、頻次、成績等各項評價數據[7]。本平臺以網絡瀏覽器為系統(tǒng)運行平臺，實現不受時間、空間、人數和設備限制(如PC、手機)任意訪問，學生登錄訪問沒有時間、人數和地點限制。

1.2.3 教學實施

《診斷學》理論課部分進行傳統(tǒng)的教師講授，實訓部分訓練內容由簡到繁，順序依次為學習課件、觀看視頻、虛擬仿真訓練、線上測試、線下實訓，形成完整的《診斷學》虛擬仿真課程體系。①課前準備。教師通過虛擬仿真平臺的數據統(tǒng)計功能，提前了解學生對知識內容的掌握情況，針對性地安排課堂活動。②課堂教學。問診課堂中教師根據學生的學習進度、總結有探索價值的問題，并將上述問題融入學生感興趣的情景中，發(fā)給小組進行討論。體格檢查部分則針對重難點、易混淆點進行針對性講解，并指導學生在模擬人身上的操作。③課后反思。課程結束之后，學生進行案例情景下虛擬測試，一是查看學生知識掌握程度，另一方面訓練學生，在遇到臨床問題時的反應能力，提高臨床思維能力。兩組均進行6個月干預。

1.3 評價指標[8]

技能操作考試前對監(jiān)考教師進行評分一致性培訓，降低考官認知影響評分因素。

①期末考試成績。理論考試采用閉卷考試，題型分布選擇題60道，簡答題5題，病例分析題1題，總分100分。技能操作考試采用客觀結構化臨床考試(OSCE)[9]，學生參加問診和體格檢查考試。學生隨機抽取試題，每項操作總分100分。②觀察組線上評分，從作業(yè)測試、視頻、PPT學習、虛擬仿真訓練三個方面進行評分。觀察學生學習體格檢查項目的時間、頻次，繪制并分析學習曲線。③學生綜合能力評估。對學生臨床思維能力、溝通交流能力和人文素質三個方面進行單獨評分，每項總分100分，分值越高，教學質量越高[10]。④教學滿意度。采用教研室自擬教學滿意度調查表從教學方法、教學形式、教學內容、教師教學態(tài)度、教學預期效果5方面對教學滿意度進行評估，總分100分，得分≥90分為滿意，統(tǒng)計滿意學生數[11]。⑤學生自信心評估[12]。給學生發(fā)放自信心評估量表。受測者在5點評尺上對測題作答：1分非常差，2分比較差，3分中等，4分比較好，5分非常自信。其最低得分為1分，最高得分為5分。

1.4 統(tǒng)計分析

2 結果

2.1 兩組教學質量比較

構建組混合式教學模式實施后，線上考核成績85～95(92.77±4.03)，均達到優(yōu)秀水平；期末考試成績、學生問診和體格檢查成績均高于非構建組(P<0.05)，見表1。

表1 兩組期末考試成績比較(分，

2.2 兩組學生綜合能力比較

構建組臨床思維能力、溝通交流能力、人文素質均高于非構建組(P<0.05)，見表2。

表2 兩組學生綜合能力評分比較(分，

2.3 兩組教學滿意度比較

構建組教學方法、教學形式、教學內容、教師教學態(tài)度、教學預期效果滿意度，均高于非構建組(P<0.05)，見表3。

表3 兩組教學滿意度比較[n(%)]

2.4 構建組學生自信心與虛擬項目學習曲線

構建組在虛擬仿真練習中，練習次數與自信心、練習次數與學習分數以及練習次數與練習時間的關系見圖1。

圖1 練習次數與自信心、成績和時間的關系

3 討論

在健康中國建設戰(zhàn)略背景和信息化、數字化技術高速發(fā)展的時代背景下，虛擬仿真訓練將成為醫(yī)療教育行業(yè)不可或缺的教學和培訓手段，本研究在診斷學中引入虛擬仿真訓練項目，是臨床實踐類課程的探索和示范。

3.1 虛擬仿真訓練具備解決了傳統(tǒng)臨床實踐教學中教學資源不足或缺乏

臨床醫(yī)學是實踐性極強的學科，患者的自我保護意識強，醫(yī)學生直接在患者身上進行臨床實踐的機會很少；臨床實踐教學每年需要消耗大量的操作模型和實驗耗材，醫(yī)學技能訓練方式成本高。虛擬仿真實驗教學系統(tǒng)，具有良好的開放性、共享性、安全性等特點[13]，增加學生動手操作機會，降低實驗教學成本。本研究中，構建組實施混合式教學后6個月理論考試成績、學生問診和體格檢查評分，均高于非構建組(P<0.05)，說明借助虛擬仿真訓練的診斷學混合式教學有助于提高教學質量，讓學生更好地掌握教學內容[14]。

3.2 實現了“以學生為中心”的實驗教學方法的改革[14-15]

這種新型的教學模式，是學生在課下、課內及課后借助數字化的教學資源構建特殊形式的教學方法[12]。帶教教師結合大綱根據帶教需要設置學習內容和虛擬仿真訓練項目[16]，學生運用交互式輔助軟件對教學知識點進行學習和訓練；課內帶教教師根據平臺反饋數據，及時發(fā)現學生教學過程中存在的問題并進行針對性的指導[17]。同時自主在線虛擬訓練中知識點、評分均可視化展示，通過可視化教學，提高學習的深度和廣度。學生可以通過計算機深度學習,將學生的病史采集思維進行路徑化，提高學生的臨床思維能力。本研究中構建組學生線上考核成績均為優(yōu)秀，學生臨床思維能力、溝通交流能力、人文素質以及自信心評分均高于非構建組(P<0.05)。

3.3 優(yōu)化了臨床實踐教學模式

虛擬仿真訓練系統(tǒng)的使用，培養(yǎng)環(huán)境由傳統(tǒng)單個實訓樣本對多個學習對象轉變?yōu)槎鄬Χ嗟幕邮教摂M場景，培養(yǎng)方法由傳統(tǒng)“以教促學”線性方法轉變?yōu)榍榫疤骄渴綄W習的非線性方法，激發(fā)學生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新思維。同時這種依托虛擬仿真訓練的教學模式，將教學內容進行重新建構，能做到教學內容項目化與角色化，是建設虛擬仿真課程的有益探索[17]，教學載體以文字、聲音、圖表與視頻等為主，能拓展教學時間與教學內容[18]。本研究中，構建組學生對該教學方法、教學形式、教學內容、教師教學態(tài)度以及教學預期效果滿意度，均高于非構建組(P<0.05)，由此可見，利用虛擬仿真技術開展混合式教學，用于診斷學教學中能獲得較高的教學質量，學生能很好地適應和認可新的教學模式，提高了臨床實踐能力。

本次基于虛擬仿真訓練練習的教學改革是臨床醫(yī)學課程的有益探索，本課程還可融合到實訓平臺能實現訓練、考試、實驗室開放虛實一體化建設，實現學生、教師跟蹤化的學習與指導，并進一步延伸至畢業(yè)技能考試培訓、大學生技能競賽的培訓中，以及各級各類醫(yī)師培訓和考試[19]。值得注意的是，我們發(fā)現在體格檢查虛擬仿真訓練項目中，訓練頻次越多，每次訓練時長越短，練習到第四次的時候，完成項目時間進步趨同至10 min，但根據臨床技能培訓指南，每個訓練項目應在7 min之內完成，故而在技能大賽訓練中應注意進一步提高；另外，訓練頻次和訓練分數的關系曲線中，當訓練頻次大于4時，成績提升幅度不高，這提示自主訓練中教師需要關注學生最佳學習次數，教師需要針對性研究各項操作學習情況，及時指導學生并反饋至教學研究科室[20]。虛擬仿真訓練擴展了學生學習時間，在教學安排中有在線學習課時，但學生實際學習時間長短不一，學生持續(xù)訓練可能影響其他學科的學習，這些都提示我們需要合理指導學生的分配學習時間，后續(xù)的研究需要繼續(xù)改進[21]。另外，混合式教學實際使用過程中亦存在諸多局限性與不足[22]，帶教教師需投入更多的精力，不斷優(yōu)化、整合教學資源；混合式教學模式的實施還應綜合考慮每一位學生的基礎水平，才盡可能充分發(fā)揮學生的主觀能動性[23]。