基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的翻轉(zhuǎn)課堂 在人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用*

肖 莉 石清明 魏小于 聶 政 李 健△

（1 成都醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)教研室，成都 610500；2 西部戰(zhàn)區(qū)疾病預(yù)防控制中心，蘭州 730020）

人體解剖學(xué)是一門重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程，屬于形態(tài)學(xué)范疇。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能鞏固理論知識，也能提高學(xué)生實(shí)踐能力?；谔摂M仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的翻轉(zhuǎn)課堂利用虛擬仿真系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)的“教師結(jié)合標(biāo)本模型示教，學(xué)生觀察”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生從三維水平更加直觀觀察人體結(jié)構(gòu)，同時(shí)可模擬解剖操作，打破教學(xué)時(shí)間和空間的限制，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高教學(xué)質(zhì)量。本研究擬通過對虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺翻轉(zhuǎn)課堂模式在人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，探討實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改進(jìn)，以提高人體解剖學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

以本校2020級麻醉學(xué)本科1、2班共114人為研究對象，每班57人。1班為對照組，采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式；2班為實(shí)驗(yàn)組，采用基于虛擬仿真平臺的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。學(xué)生由教務(wù)處根據(jù)高考成績隨機(jī)分班，其年齡、性別、入學(xué)成績比較差異無顯著性，2班均為同一位授課教師，實(shí)驗(yàn)教材均采用本校教師編寫的《人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》（米永杰、李健主編，科學(xué)出版社出版），課程內(nèi)容及教學(xué)進(jìn)度均相同。

1.2 人體解剖學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺的構(gòu)建

本校解剖學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺引自山東易創(chuàng)電子有限公司開發(fā)的“中國數(shù)字人解剖系統(tǒng)”。該系統(tǒng)所有結(jié)構(gòu)可在三維空間任意角度進(jìn)行拖動、旋轉(zhuǎn)、縮放，并具有單獨(dú)顯示、透明等功能，可清晰顯示人體各器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)、空間位置及毗鄰關(guān)系；學(xué)生也可通過該系統(tǒng)模擬解剖學(xué)操作，掌握人體局部的層次關(guān)系[1-2]。該系統(tǒng)可全方位、多角度觀察人體的立體結(jié)構(gòu)，擺脫二維圖片的局限性，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生實(shí)踐能力，加深對于理論知識的理解和掌握。教師根據(jù)教學(xué)安排，在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺增加了教學(xué)資源，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)操作視頻等。學(xué)生利用該平臺進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，也可通過答疑區(qū)向教師提問并獲得解答，在討論區(qū)開展小組討論。同時(shí)教師也可通過平臺及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、考核分?jǐn)?shù)、討論情況等，發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)存在的問題，及時(shí)糾正問題及改進(jìn)教學(xué)方案。

1.3 教學(xué)實(shí)施

實(shí)驗(yàn)組采用基于虛擬仿真平臺的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。課前，教師將學(xué)習(xí)指南、實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻、課前預(yù)習(xí)內(nèi)容等學(xué)習(xí)資源發(fā)布到虛擬教學(xué)平臺，學(xué)生登錄平臺完成課前預(yù)習(xí)和開展小組預(yù)討論；引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)字人解剖系統(tǒng)觀察人體各器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)及模擬解剖操作；答疑區(qū)教師針對學(xué)生提出的問題及時(shí)進(jìn)行解答。課堂上，采用虛擬人解剖系統(tǒng)和實(shí)物標(biāo)本相結(jié)合的教學(xué)方法，通過虛實(shí)對比讓學(xué)生進(jìn)一步掌握人體解剖結(jié)構(gòu)；同時(shí)根據(jù)臨床知識展開小組討論，教師針對性做出指導(dǎo)與解答，內(nèi)化知識的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。課后教師通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺反饋的信息，及時(shí)解決教學(xué)中存在的問題。

對照組采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，在該組的教學(xué)實(shí)施上與實(shí)驗(yàn)組同步實(shí)施。課前，教師將學(xué)習(xí)指南、實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻、課前預(yù)習(xí)內(nèi)容等學(xué)習(xí)資源同步發(fā)送給課代表供學(xué)生們預(yù)習(xí)。課堂上，教師結(jié)合標(biāo)本模型示教，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)總結(jié)。課后，學(xué)生可將疑問反饋給教師，教師及時(shí)給與解答。

1.4 教學(xué)效果評價(jià)

采用成績考核和問卷調(diào)查對教學(xué)效果進(jìn)行評估。成績考核包括理論考核和實(shí)驗(yàn)考核，分別占總評成績的40%和60%。實(shí)驗(yàn)班和對照組學(xué)生學(xué)期末統(tǒng)一安排考試，評分標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。采用無記名方式對2組學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，發(fā)放問卷114份，收回有效問卷114份，有效問卷回收率100%。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 19.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，考試成績以±s表示，采用t檢驗(yàn)；問卷調(diào)查采用計(jì)數(shù)資料，采用χ2檢驗(yàn)，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 考核成績

結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組的理論成績、實(shí)驗(yàn)成績和總評成績均高于對照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（表1）。

表1 學(xué)生考核成績比較（±s）

表1 學(xué)生考核成績比較（±s）

*P＜0.05 vs 對照組

組別 理論成績 實(shí)驗(yàn)成績 總評成績對照組 74.09±14.98 79.47±5.41 77.32±7.48實(shí)驗(yàn)組 80.98±12.38*85.65±4.52* 83.78±6.17*

2.2 對教學(xué)效果的滿意度比較

問卷調(diào)查的結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組對教學(xué)效果各項(xiàng)指標(biāo)的滿意度在85.96% ~98.25% 之間，均高于對照組（56.14%~73.68%），2組之間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（表2）。

3 討論

人體解剖學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程，是學(xué)好其他醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程和臨床課程的前提。以“教師為中心的灌輸式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，也無法適應(yīng)高等教育信息化發(fā)展的要求。翻轉(zhuǎn)課堂是起源于美國的一種新型教學(xué)模式，該教學(xué)模式將原有的在課堂教授的知識通過現(xiàn)代信息技術(shù)在課前提供給學(xué)生，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生，而利用課堂時(shí)間進(jìn)行知識內(nèi)化及能力訓(xùn)練的教學(xué)模式[3]。這種教學(xué)模式能夠?qū)崿F(xiàn)“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”的轉(zhuǎn)化，將課堂中心轉(zhuǎn)向師生互動、同伴協(xié)作和交流，打破了傳統(tǒng)教學(xué)的局限性，重視學(xué)習(xí)方法與學(xué)習(xí)過程，有利于學(xué)生終生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，充分體現(xiàn)了以“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念[4-5]。

表2 學(xué)生對教學(xué)效果滿意度的比較（n=114，%）

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)平臺的廣泛應(yīng)用，虛擬仿真因具有交互性、真實(shí)性及多感知性等特點(diǎn)[6]，國家教育部高教司早在2013年就下文在全國構(gòu)建國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，從國家政策上為網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實(shí)驗(yàn)仿真技術(shù)發(fā)展提供支持[7]。積極研發(fā)依托互聯(lián)網(wǎng)資源共享的醫(yī)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)勢在必行，也是未來醫(yī)學(xué)教育的發(fā)展趨勢[8-9]。本校較早認(rèn)識到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有著補(bǔ)充、拓展、完善的作用，積極探索虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育中的運(yùn)用，構(gòu)建了解剖學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺[10-11]。

本研究立足于教學(xué)模式的創(chuàng)新，將翻轉(zhuǎn)課堂和虛擬仿真技術(shù)有機(jī)結(jié)合，開展基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺翻轉(zhuǎn)課堂在人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究。通過與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，新的教學(xué)模式使教師和學(xué)生的角色發(fā)生了改變，學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，教師成為了課堂活動的組織者，學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和促進(jìn)者。課前學(xué)生登錄虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺根據(jù)學(xué)習(xí)指南完成課前預(yù)習(xí)；在觀看實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻的基礎(chǔ)上結(jié)合數(shù)字人解剖系統(tǒng)觀察人體的形態(tài)結(jié)構(gòu)，也可利用該系統(tǒng)模擬解剖操作，進(jìn)一步掌握人體各器官位置、形態(tài)結(jié)構(gòu)及相互的毗鄰關(guān)系。課堂教學(xué)中本著“虛實(shí)結(jié)合，相互補(bǔ)充”的原則[12]，通過虛實(shí)對比讓學(xué)生進(jìn)一步掌握人體結(jié)構(gòu)；同時(shí)結(jié)合臨床知識展開小組討論，教師針對性做出指導(dǎo)與解答，進(jìn)行知識內(nèi)化及臨床思維能力的培養(yǎng)。該教學(xué)模式重點(diǎn)突出學(xué)生的主體作用，有助于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

考核成績和滿意度問卷調(diào)查結(jié)果均顯示，實(shí)驗(yàn)班的理論成績、實(shí)驗(yàn)成績及總評考試成績均比對照組有明顯提高，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐操作能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、分析問題和解決問題的能力、學(xué)生創(chuàng)新能力、理論和實(shí)踐的結(jié)合、臨床思維能力的培養(yǎng)等方面的滿意度也得到了顯著提升。綜上所述，本研究中基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式能有效提高人體解剖學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)效果良好。

然而，人體解剖學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，虛擬仿真平臺雖然能以逼真、精準(zhǔn)的圖解為學(xué)生提供便利的學(xué)習(xí)平臺，但無法從根本上替代實(shí)體標(biāo)本的作用，在教學(xué)模式的改革應(yīng)用中，仍應(yīng)加強(qiáng)虛擬仿真平臺與實(shí)體標(biāo)本的有效結(jié)合，以便發(fā)揮虛擬仿真平臺的學(xué)習(xí)效能。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，還應(yīng)根據(jù)解剖學(xué)的學(xué)科要求和不同專業(yè)特點(diǎn)，對課程內(nèi)容進(jìn)行合理的規(guī)劃和設(shè)置，使教學(xué)內(nèi)容更加具有系統(tǒng)性和全面性，促進(jìn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的進(jìn)一步深度融合。總之，“教無定法，貴在得法”，選用一種或幾種教學(xué)方法要結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容恰當(dāng)選用，使各種教學(xué)方法揚(yáng)長避短，發(fā)揮最大效能[13]。