機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式探索
——基于雨課堂和虛擬仿真技術(shù)

竺瑞芳，滕少康，黃仲慶，高斐雄

（漳州衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部，福建 漳州 363000)

國內(nèi)高職實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅一直存在學(xué)生理論基礎(chǔ)薄弱、自主學(xué)習(xí)能力較低的實(shí)際學(xué)情，也一直部分存在學(xué)校實(shí)踐操作資源不足、學(xué)生難以反復(fù)練習(xí)實(shí)踐操作從而導(dǎo)致操作不熟練的困難。虛擬仿真技術(shù)在高職實(shí)驗(yàn)教學(xué)[1]中的應(yīng)用，以其深度體驗(yàn)、高度仿真、線上隨時(shí)、反復(fù)練習(xí)、終端接入靈活（手機(jī)、電腦、平板均可）等特點(diǎn)，讓以上困難得到一定緩解。比如，近年來有學(xué)者應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)在機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)[2]和其他實(shí)驗(yàn)[3-4]中進(jìn)行了卓有成效的實(shí)驗(yàn)改革實(shí)踐。此外，近年來隨著各種智慧教學(xué)平臺（雨課堂、藍(lán)墨云、學(xué)習(xí)通等）的推陳出新，有學(xué)者應(yīng)用智慧教學(xué)平臺單獨(dú)[5-6]或者結(jié)合虛擬仿真技術(shù)[7]對機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改革實(shí)踐。這其中基于微信的雨課堂平臺，憑著其全周期（課前、課中及課后）獲取學(xué)生學(xué)習(xí)信息、線上線下混合式教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，成為目前較受師生歡迎且眾多課程實(shí)證應(yīng)用的智慧教學(xué)軟件。但截至目前，雨課堂結(jié)合虛擬仿真技術(shù)在機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)踐研究，仍未見報(bào)道。本文以機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)課程為例，基于雨課堂智慧教學(xué)平臺，通過實(shí)驗(yàn)對照研究，探索在高職院校進(jìn)行虛實(shí)結(jié)合（虛擬仿真技術(shù)和具體實(shí)驗(yàn)操作結(jié)合）、線上線下混合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐。

1 對象與方法

1.1 對象

隨機(jī)抽取漳州衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院2018級護(hù)理專業(yè)2個(gè)班，共117人作為實(shí)驗(yàn)組；另外隨機(jī)抽取2018級護(hù)理專業(yè)2個(gè)班，共114人作為對照組。實(shí)驗(yàn)組和對照組同學(xué)入學(xué)成績差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；所用教材、課程標(biāo)準(zhǔn)及教學(xué)計(jì)劃完全相同。

1.2 方法

1.2.1 教學(xué)應(yīng)用軟件 智慧教學(xué)平臺：雨課堂4.0；虛擬仿真教學(xué)軟件：泰盟公司VMC-100。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)對照研究 按6～7人為1小組，實(shí)驗(yàn)組共18小組，共117人；對照組按6～7人為1小組，共18小組，共114人。實(shí)驗(yàn)組實(shí)施雨課堂+虛擬仿真的創(chuàng)新型高職實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。步驟：①課前,教師制作雨課堂課件、視頻；安裝、測試虛擬仿真軟件。教師通過雨課堂平臺推送教學(xué)任務(wù)、課件、實(shí)驗(yàn)操作視頻、仿真操作練習(xí)、課前測試；學(xué)生通過關(guān)注雨課堂公眾號在教師規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行預(yù)習(xí)和虛擬仿真軟件自行操練。教師通過雨課堂平臺查閱學(xué)生自學(xué)信息。②課中，即課堂教學(xué)。首先，電腦開啟雨課堂，學(xué)生手機(jī)掃碼進(jìn)入課程，通過雨課堂課件先后隨機(jī)點(diǎn)名兩三名同學(xué)先后回答兩三個(gè)實(shí)驗(yàn)操作相關(guān)問題。其次，隨機(jī)抽取一、兩個(gè)學(xué)生進(jìn)行虛擬仿真操作演示。再次，教師做出點(diǎn)評并進(jìn)行虛擬仿真操作示范、實(shí)際操作示范。第四，學(xué)生分組進(jìn)行操作，每一小組每次隨機(jī)抽取一名同學(xué)作為操作負(fù)責(zé)人，其負(fù)責(zé)小組成員的分工與合作。操作過程中教師給予適時(shí)輔導(dǎo)。最后，抽取一名學(xué)生總結(jié)操作體會；教師總結(jié)。此外，從第二次實(shí)驗(yàn)開始，最后一步進(jìn)行隨堂小測。考核檢測內(nèi)容是本次課實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)踐操作要點(diǎn)。題型一般是選擇題。③課后，要求學(xué)生完成報(bào)告及作業(yè)并拍照上傳雨課堂平臺；繼續(xù)進(jìn)行虛擬仿真操作練習(xí)。教師另上傳本次實(shí)驗(yàn)操作的總結(jié)。

對照組實(shí)施傳統(tǒng)教學(xué)。步驟：課前通過QQ推送教學(xué)任務(wù)和課件。課中教師講解和示范、分組實(shí)際操作；從第二次實(shí)驗(yàn)開始，最后一步進(jìn)行隨堂小測，內(nèi)容和題型同實(shí)驗(yàn)組。課后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告及作業(yè)。

1.2.3 教學(xué)效果評價(jià)和問卷調(diào)查 第一，實(shí)驗(yàn)操作效果評價(jià)。根據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)主要操作項(xiàng)目（兔氣管插管、兔動(dòng)脈插管、神經(jīng)分離、大鼠麻醉）對兩組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作成功率的比較、成功完成各項(xiàng)操作所需時(shí)間的比較。第二，平時(shí)成績考核。實(shí)驗(yàn)組平時(shí)成績的考核項(xiàng)目組成：課堂情況（習(xí)題總得分率、課件查看率、到課率、互動(dòng)總次數(shù)、遲到數(shù)）、課前或課后課件推送（課件查閱率、課件習(xí)題得分率）、隨堂小測、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。對照組的平時(shí)成績組成包括出勤情況、隨堂小測、實(shí)驗(yàn)報(bào)告。比較兩組的隨堂小測和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績。第三，問卷調(diào)查。對實(shí)施雨課堂+虛擬仿真教學(xué)模式的學(xué)生發(fā)放問卷調(diào)查。從7個(gè)方面對學(xué)生進(jìn)行調(diào)查：雨課堂感興趣程度、虛擬仿真軟件感興趣程度、提高自學(xué)能力的幫助程度、提高實(shí)驗(yàn)操作能力的幫助程度、教學(xué)互動(dòng)效果的滿意程度、課程實(shí)驗(yàn)感興趣程度、綜合評分的滿意程度。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

數(shù)據(jù)處理采用SPSS17.0,兩組各項(xiàng)操作成功率的比較采用χ2檢驗(yàn)；兩組成功完成各項(xiàng)操作組所需時(shí)間、隨堂小測和實(shí)驗(yàn)報(bào)告分?jǐn)?shù)的比較采用T檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)操作效果的比較

比較實(shí)驗(yàn)組和對照組在四項(xiàng)操作的完成率，結(jié)果顯示，在兔氣管插管、兔動(dòng)脈插管和大鼠麻醉三項(xiàng)操作中，實(shí)驗(yàn)組的完成率高于對照組（P＜0.05），見表1。在神經(jīng)分離項(xiàng)目中，兩組完成率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)組和對照組各項(xiàng)操作成功率的比較 （n,%）

對實(shí)驗(yàn)組和對照組操作成功的小組（實(shí)驗(yàn)組兔氣管插管、兔動(dòng)脈插管、神經(jīng)分離和大鼠麻醉操作成功的組數(shù)依次為16、17、16、17小組；對照組兔氣管插管、兔動(dòng)脈插管、神經(jīng)分離和大鼠麻醉操作成功的組數(shù)依次為10、12、11、11小組）操作平均用時(shí)進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩組在兔氣管插管、兔動(dòng)脈插管和大鼠麻醉三項(xiàng)操作中的平均用時(shí)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表2；神經(jīng)分離項(xiàng)目中兩組平均用時(shí)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），表2。

表2 實(shí)驗(yàn)組和對照組操作成功者操作平均用時(shí)（x±s）比較

2.2 隨堂小測和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績的比較

四次隨堂小測，實(shí)驗(yàn)組（89.41±5.26）高于對照組（82.13±3.91）（P＜0.05）。五次實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)組（91.32±4.17）高于對照組（83.35±4.16）（P＜0.05）。

2.3 實(shí)驗(yàn)組問卷調(diào)查結(jié)果

對實(shí)施雨課堂+虛擬仿真教學(xué)模式組學(xué)生的問卷調(diào)查結(jié)果顯示，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣等7個(gè)方面，學(xué)生均給予了很高的評價(jià)（表3）。

表3 雨課堂+虛擬仿真教學(xué)模式組學(xué)生的問卷調(diào)查結(jié)果

3 討論

從實(shí)驗(yàn)操作效果來看，無論是操作完成率的比較，還是操作成功小組操作平均用時(shí)的比較，四項(xiàng)中有三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)組均優(yōu)于對照組。由此可推論，在機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施雨課堂+虛擬仿真教學(xué)模式，較之于傳統(tǒng)教學(xué)，有著明顯的改進(jìn)與提升。究其原因，我們認(rèn)為，虛擬仿真軟件VMC-100為學(xué)生提供了全學(xué)程（課前、課中及課后）、可反復(fù)操作演練的機(jī)會，讓學(xué)生能在多次虛擬演練中初步掌握了操作技能，使她們在實(shí)際操作前鞏固了操作步驟記憶，從而在真正操作中能更加容易上手和熟練每個(gè)步驟。

從隨堂小測和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績來看，實(shí)驗(yàn)組的表現(xiàn)也優(yōu)于對照組。在此結(jié)果性評價(jià)的基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)也借助雨課堂對學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)收集分析的能力，進(jìn)行了學(xué)習(xí)過程跟蹤與監(jiān)督。雨課堂對實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的學(xué)習(xí)干預(yù)，主要包括課前線上學(xué)習(xí)，主要包括推送學(xué)習(xí)資源、課件和視頻查閱監(jiān)督；課中線上線下混合式教學(xué)，隨時(shí)提問、監(jiān)督學(xué)生瀏覽課件和視頻情況，根據(jù)學(xué)生答題情況現(xiàn)場及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)程；課后學(xué)生混合式學(xué)習(xí)，教師可以通過雨課堂線上查看監(jiān)督學(xué)生完成作業(yè)、報(bào)告情況，學(xué)生線上線下結(jié)合完場各項(xiàng)作業(yè)等。因此，雨課堂這種全學(xué)程采集、分析學(xué)生學(xué)習(xí)信息的方法，能較理想對教學(xué)效果進(jìn)行過程性評價(jià)。

從對實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的問卷調(diào)查來看，學(xué)生對雨課堂結(jié)合虛擬仿真軟件的新型教學(xué)模式給予了高度認(rèn)可。如，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生“對雨課堂感興趣程度”很高者占了87.2%，這與云霞[8]的調(diào)查結(jié)果比較接近。在“對提高實(shí)驗(yàn)操作能力的幫助程度”方面，也有高達(dá)89.8%的實(shí)驗(yàn)組同學(xué)認(rèn)為幫助很大?？梢姡@兩個(gè)平臺軟件激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。問卷調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對新模式提高自學(xué)能力、提高實(shí)驗(yàn)操作能力、教學(xué)互動(dòng)效果、課程實(shí)驗(yàn)感興趣程度、綜合評分的滿意程度等都給予了較高的評價(jià)。

總的看來，雨課堂結(jié)合虛擬仿真軟件（VMC-100）在機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中收效顯著。在學(xué)生維度，利用虛擬仿真技術(shù)，解決了傳統(tǒng)教學(xué)中由于實(shí)體教學(xué)的局限學(xué)生無法進(jìn)行反復(fù)演練的難題和不足。學(xué)生能反復(fù)多次（全天候）進(jìn)行虛擬操作演練，熟悉了操作過程，提升了動(dòng)手能力。在教師維度，雨課堂軟件全學(xué)程采集、分析學(xué)生學(xué)習(xí)信息的優(yōu)點(diǎn)，特別是能即時(shí)反饋學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的特點(diǎn)；對于教師快速應(yīng)對學(xué)生學(xué)情，及時(shí)調(diào)整教學(xué)手段和進(jìn)程，作用不小。當(dāng)然，目前這套虛擬仿真軟件，仍不能準(zhǔn)確呈現(xiàn)實(shí)際操作的每個(gè)細(xì)節(jié)，未來仍需要完善軟件的細(xì)節(jié)、增加更多操作模塊。同時(shí)，目前雨課堂收集的學(xué)生學(xué)習(xí)信息仍不夠豐富，對學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測與評估的效果依然需要改進(jìn)。因此，如果要將雨課堂挖掘的學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)應(yīng)有于構(gòu)建模式預(yù)警學(xué)生學(xué)習(xí)成績，還需要大量實(shí)驗(yàn)實(shí)踐來驗(yàn)證。

“虛實(shí)結(jié)合”依然是操作類課程教學(xué)的最重要手段；同時(shí)，系統(tǒng)能即時(shí)反饋學(xué)生學(xué)習(xí)狀況而教師能及時(shí)加以調(diào)整，學(xué)生能全天候?qū)W習(xí)，這樣的線上線下、虛實(shí)結(jié)合教學(xué)模式才值得進(jìn)一步研究實(shí)踐。