基于PBL 的虛擬仿真技術在中醫(yī)學實訓教學的應用*

楊 成 樊文彬 馬 翔 段 恒 王淑美 林文霞

（重慶醫(yī)科大學中醫(yī)藥學院，重慶 400016）

1 中醫(yī)學專業(yè)學生實踐能力欠缺的問題

中醫(yī)學本科教育處于改革發(fā)展的關鍵期，在“堅持學生中心，全面發(fā)展”的基本原則指導下，中醫(yī)學專業(yè)學生的理論培養(yǎng)和實踐教學同等重要。但目前中醫(yī)學本科教育中普遍存在教學方法落后、重視理論而實踐薄弱等問題。中醫(yī)學專業(yè)學生實踐能力欠缺，直接影響中醫(yī)人才的質量，進而影響中醫(yī)學的傳承與發(fā)展。目前中醫(yī)學教學中存在的嚴重問題表現(xiàn)在重理論，輕實踐。當前中醫(yī)教學普遍采用灌輸理論的教學方法，現(xiàn)代技術融入很少，學生對授課內容不感興趣，學習的積極主動性不高，基礎醫(yī)學知識掌握不牢，對于中醫(yī)學的認識也僅僅停留在表面[1]。實踐教學和考核方式單一，實訓授課方式單調，沒有貫徹臨床思維，臨床動手能力鍛煉少，沒有吸引力，學生缺乏“臨床”的臨場感，減弱了實踐教學的培養(yǎng)效果。實踐課程的考核過程又過于簡單，無法真正檢驗學生“臨床”能力，學生缺乏臨床實踐。傳統(tǒng)教學中，醫(yī)學生和低階醫(yī)生只能在患者身上直接操作來學習和掌握臨床診療知識[2]。為了減少醫(yī)療事故，帶教老師常常只讓學生觀看，而禁止學生動手操作，以防對患者造成非常巨大的損害，動手少導致學生動手能力差，不能真正掌握實踐技術的精髓，學生即使踏上工作崗位，也難以適應崗位要求。

2 應對措施

面對這些問題，結合此次新型冠狀病毒肺炎疫情在世界發(fā)展史上的深遠影響，教育部高教司司長吳巖指出，特殊形勢下，醫(yī)學應謀大局、應變局、開新局，加快推進中國醫(yī)學教育創(chuàng)新發(fā)展。作為醫(yī)學的一部分，中國傳統(tǒng)醫(yī)學在抗擊新型冠狀病毒肺炎疫情中發(fā)揮了重要的作用，中醫(yī)學的傳承發(fā)展離不開教育的改革創(chuàng)新。作為中醫(yī)學傳承發(fā)展基石的中醫(yī)學本科教育更需要改革創(chuàng)新。因此，針對中醫(yī)學本科教育中教學方法落后和實踐教學缺失的問題，宜加強中醫(yī)學實訓教學的改革，將先進的現(xiàn)代教育技術與教學方法相融合，在中醫(yī)學實訓教學中進行以問題式學習（Problem-based learning，PBL）為導向的虛擬仿真技術的應用非常必要。

2.1 PBL 教學模式為導向 PBL 教學模式，即以問題為基礎的教學模式，具體為開展教學期間，引導學生學習，形成全新學習思路，發(fā)現(xiàn)、分析與解決問題則成為這一學習思路的重要體現(xiàn)。與傳統(tǒng)教學模式相比，PBL 教學模式的區(qū)別在于教師以循序漸進的方式為主完成高效教學，促使學生表現(xiàn)出更高的積極性，使學生個體潛能得到有效激發(fā)，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識，對高等醫(yī)學教學改革起到了重要的促進作用。在高等教育事業(yè)中，醫(yī)學教育屬于十分關鍵的構成。隨著經濟、科學的高速發(fā)展，醫(yī)學教育為醫(yī)療研究提供了重要推動力，也成為廣受社會關注的焦點。學校應積極推進教學改革，促進高等醫(yī)學教育的良好發(fā)展。隨著高等醫(yī)學教學的進一步深化改革，PBL 教學模式也被成功運用到醫(yī)學教學。

2.2 虛擬仿真技術的應用 VR 虛擬仿真技術就是一種現(xiàn)代技術特色教學方式。VR 是Virtual reality 的縮寫，意思就是虛擬現(xiàn)實（真實幻覺、靈境、幻真），也稱為靈境技術，是借助計算機及最新傳感器技術創(chuàng)造的一種嶄新的人機交互手段。利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者身臨其境，可及時、沒有限制地觀察三度空間內的事件，具有沉浸性（immersion）、交互性（interaction）、構想性（imagination）等特點[3]。針對醫(yī)學教育，虛擬仿真技術可以虛擬學習環(huán)境，為醫(yī)學生提供生動、逼真的學習環(huán)境。親身經歷的“自主學習”環(huán)境比傳統(tǒng)的說教學習方式更有說服力，可以充分彌補傳統(tǒng)醫(yī)學教育的不足[4]。虛擬仿真技術已在我國高等醫(yī)學教育中大力開展，教師和學生通過虛擬仿真系統(tǒng)可以模仿臨床環(huán)境，感受身臨其境的氛圍。PBL 聯(lián)合虛擬仿真技術的教學模式在醫(yī)學院校和其他領域已有較為成熟的應用，并取得了良好的教學效果[5]，且成為高等醫(yī)學教育實踐教學的趨勢。

2.3 以PBL 為導向的虛擬仿真技術的應用 目前虛擬仿真技術在國內中醫(yī)學教學中的應用尚處于起步階段[6]，虛擬仿真技術已在中醫(yī)學實訓教學中開展應用研究，目前以PBL 為導向的虛擬仿真技術在中醫(yī)學實訓教學中應用較少，所以將先進的教學技術與先進的教學理念融入中醫(yī)學的實訓教學中非常重要。PBL 教學模式要求首先宜優(yōu)化課程結構，醫(yī)學高校需人體結構系統(tǒng)，以此作為基礎學習模式，對基礎理論知識加以重點關注，對理論課程、PBL 課程所占的學時做出科學、系統(tǒng)的規(guī)劃，以此完成對學生的高效授課。對實驗課程率先采取先期改革，以實踐課為主，對綜合性以及設計性的實驗內容加以重點關注、有效融入，促使學生能夠對實驗技做到充分掌握，對基本實驗操作流程做到全面了解?；赑BL 的虛擬仿真技術能夠為學生提供真實病例，組織、引導學生對病例展開系統(tǒng)、全面的分析，并對自身想法做出積極表達，保證學習效率，為教學改革提供可靠保障[7]。其次要精心設計問題，問題質量、提問方式等方面對醫(yī)學教學有著重要的影響和作用。所以，針對提問原則、方法的具體明確，教師應當基于學生的具體情況，基于PBL的虛擬仿真技術大量臨床病例，遵循以學生認知、基礎為主，充分滿足學生；以問題難度、提問把握為主，基于循序漸進的基本原則；基于學生是否能夠通過學習，獨立自主提出相應的問題的原則，對問題難度做出合理控制，對問題做出精心設計，促使學生可以對問題做出積極主動的思考，同樣可引導學生獨立自主提出相應的問題。然后要實施小組討論，針對PBL 教學模式，合作學習屬于非常突出的一大特點。關于醫(yī)學教學，教師可基于相應的基本原則，基于PBL 的虛擬仿真技術科學合理地將學生隨機分為幾個學習小組，每組設組長和記錄員，組長負責主持PBL討論過程，記錄員負責記錄小組成員發(fā)言及討論內容。同時，VR 虛擬仿真實驗為各小組提供真實病例診斷，引導學生對此做出小組討論。小組討論學習的方式可使學生自主學習能力、團結協(xié)作能力得到強化與提高。對課堂講授時間做出適當的縮減，為學生提供更多的自學研討時間，強化能力培養(yǎng)的同時，使教學更具啟發(fā)性、創(chuàng)造性、主動性以及應用性。針對合作性學習，教師需積極參與其中，對學生做出正確引導。教師需對各小組學生的綜合表現(xiàn)與能力等認真觀察，并準確記錄評分。最終陳述發(fā)言時，由組長代表，小組發(fā)言其他成員負責補充，且組員可提出不同觀點，使小組的學習效率得以充分保證[8]。最后要重視學生考核，合理、有效運用PBL 教學模式，結合VR虛擬仿真技術開展考核。讓每個學生能夠在虛擬的“考場環(huán)境”中提高實際操作能力，順利快速完成考試，同時真正提高臨床綜合能力，要求學生對醫(yī)學臨床技能操作進行多次反復考核，學生處在虛擬的醫(yī)院、相關科室，借助跟蹤球、頭盔、感覺手套等現(xiàn)代技術不斷練習。學生可以很容易地掌握中醫(yī)相關基礎及臨床知識，還可以在顯示器上重復模擬在患者身上進行醫(yī)學臨床操作，完成復雜的診療方案設計，尋找最佳診療方案。根據學生參與討論次數、討論質量、資料復習以及書面報告等，結合VR 虛擬仿真實驗考核結果完成綜合評估，對學生學習的綜合情況做出系統(tǒng)考查。在保證學生學習質量的基礎上，促進醫(yī)學教學深化改革。

重慶醫(yī)科大學中醫(yī)藥學院在國內中醫(yī)學本科教學中率先引進以PBL 為導向的中醫(yī)外科辨證換藥治療虛擬仿真實驗和執(zhí)業(yè)醫(yī)師分段考試虛擬仿真實驗。通過VR 建模表現(xiàn)換藥實驗室場景、常見的幾種中醫(yī)外科患者以及實驗相關器材和設備，提供與真實換藥相似的實驗環(huán)境。實驗包含以下3 個方面的內容：中醫(yī)外科辨證換藥的準備、中醫(yī)外科辨證換藥的藥物選擇、中醫(yī)外科辨證換藥的實際操作。在仿真換藥實驗室內，可進行中醫(yī)外科辨證換藥，學習幾種常見病患者的不同外用藥的選擇，進行外用藥物選擇的實訓教學。在結構認知學習環(huán)節(jié)中，通過三維動畫的形式，呈現(xiàn)中醫(yī)外科辨證換藥操作手法的多媒體教學內容及操作步驟的VR 互動教學。本實驗采用的虛擬仿真系統(tǒng)是重慶醫(yī)科大學牽頭開發(fā)的一套模擬中醫(yī)外科辨證換藥的軟件，該軟件通過圖形界面的人機交互，使學生帶著問題參與到中醫(yī)外科辨證換藥的學習過程，深化學生對中醫(yī)外科辨證換藥的理解，加強學生對中醫(yī)外科辨證換藥的動手操作能力。結合以問題為導向精心設計的臨床案例，帶教老師能夠為中醫(yī)學等專業(yè)學生演示不同階段的中醫(yī)外科辨證換藥過程，并在演示過程中如臨床真實情景般調整相關參數，學生亦能自己動手操作軟件模擬整個中醫(yī)外科辨證換藥過程以加深理解。教學中選取110 名重慶醫(yī)科大學中醫(yī)藥學院中醫(yī)專業(yè)大三年級本科生，采用電腦編號隨機分為實驗組和對照組，對照組接受中醫(yī)外科辨證換藥傳統(tǒng)實訓課程，采用傳統(tǒng)教學方法進行授課。教學方法如下：實訓課前1 周由帶教老師提供中醫(yī)外科辨證換藥的教輔材料，并要求學生預習。實訓課時，帶教老師首先講授中醫(yī)外科辨證換藥的幻燈片及相關病例照片，演示實際操作流程。接下來學生按信封法隨機分為3組，結合各自的觀摩體會，討論中醫(yī)外科辨證換藥的實施操作，總結相關問題并得出正確結論，由各小組組長主持，小組記錄員記錄。最后由帶教老師依據學生討論中出現(xiàn)的典型問題及關鍵知識點進行講解及總結。實驗組采用以PBL 為導向的虛擬仿真現(xiàn)代技術進行中醫(yī)外科辨證換藥實訓教學，采用PBL聯(lián)合虛擬仿真技術帶教模式進行授課。教學方法如下：學生在實訓課前1 周由帶教老師提供虛擬仿真軟件介紹等教輔材料，并要求學生預習。實訓課分為5 個階段：分組階段：學生隨機分為3 組，每組設組長和記錄員，組長負責主持PBL 討論過程，記錄員負責記錄小組成員發(fā)言及討論內容。觀摩及軟件演示階段：帶教老師首先講授中醫(yī)外科辨證換藥的幻燈片及相關病例照片，然后演示實際操作流程，再示范如何使用虛擬仿真軟件。該軟件能以動態(tài)圖表及人機互動的形式描述中醫(yī)外科辨證換藥的整個過程。提出問題階段：帶教老師依據臨床案例設計相關問題，供學生分組討論，組長主持，記錄員記錄。頭腦風暴階段：各組學生在虛擬仿真軟件上依據臨床案例演練辨證換藥的過程?？偨Y知識階段：帶教老師依據學生討論中出現(xiàn)的典型問題及關鍵知識點進行總結。整個過程，學生是PBL 教學的主體，虛擬仿真軟件系統(tǒng)是教學的轉化輔助形式，帶教老師只發(fā)揮引導作用。實訓課程完成后分別對對照組和實驗組的教學效果和學生滿意度進行多維度客觀評價。PBL 教學法聯(lián)合虛擬仿真技術既體現(xiàn)了中醫(yī)學本科教學中教學方法的先進性，又體現(xiàn)了教育技術的先進性，老師和學生的滿意度均較高。

3 結語

中醫(yī)學教學中以PBL 為導向的虛擬仿真技術的應用，適應新醫(yī)科、“中醫(yī)+”等醫(yī)學發(fā)展新趨勢，其在中醫(yī)學本科教育中的教學效果好，老師和學生滿意度高，為中醫(yī)學教學改革提供了可靠保障，對中醫(yī)學教學有著重要的影響和作用，強化了能力培養(yǎng)，使教學更具啟發(fā)性、創(chuàng)造性與主動性，促進了中醫(yī)學教學的深化改革，指導中醫(yī)學各學科實訓方案的制訂，以期提高中醫(yī)學專業(yè)學生理論與實踐的綜合能力，推動我國中醫(yī)藥事業(yè)的穩(wěn)定、健康發(fā)展。