基于智慧教學(xué)平臺超聲醫(yī)學(xué)SRV混合式教學(xué)模式探索

摘要：混合式教學(xué)是超聲醫(yī)學(xué)臨床教學(xué)改革的必由之路。利用智慧教學(xué)平臺的多種信息化技術(shù)，設(shè)計構(gòu)建針對超聲醫(yī)學(xué)的“智能-遠程-虛擬”（Smart-Remote-Virtual， SRV）混合式教學(xué)模式。利用智能化模塊實施“基礎(chǔ)-圖像-臨床”探究式教學(xué)，培養(yǎng)整合思維能力；利用遠程實景教學(xué)，將理論與實踐結(jié)合，培養(yǎng)實踐運用能力；利用虛擬仿真模塊，拓展實踐訓(xùn)練時空。教學(xué)實踐問卷調(diào)查顯示，基于智慧教學(xué)平臺的超聲醫(yī)學(xué)SRV混合式教學(xué)模式促進學(xué)習(xí)能力提升，提高課堂教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：智慧教室；混合式教學(xué)；遠程教學(xué)；虛擬仿真教學(xué)；超聲醫(yī)學(xué)

DOI：10.13555/j.cnki.c.m.e.2024.04.010

中圖分類號：G642；R445. 1 文獻標志碼：A 文章編號：2096-3181（2024）04-0423-05

基金項目：陜西省高等教育學(xué)會研究課題（XGH17282）；空軍軍醫(yī)大學(xué)“一流研究生教學(xué)計劃”教育研究課題（2022）

Exploration of SRV Blended Teaching Mode for Ultrasonic Medicine Based on Smart Teaching Platforms

DONG Mohan1，LI Yan2，YANG Xiao3，DING Lei3，YUAN Jiani3，LIU Jin3，LUO Wen3，4

1. Medical Service Division， Xijing Hospital， Air Force Medical University，Xi’an 710032， China； 2. Department of Pharmacy， Xijing Hospital， Air Force Medical University， Xi’an 710032， China； 3. Department of Ultrasound， Xijing Hospital， Air Force Medical University， Xi’an 710032， China； 4. Teaching and Research Section of Medical Imaging， Xijing Hospital， Air Force Medical University， Xi’an 710032， China

Abstract：Blended teaching is a necessary path for the reform of clinical teaching of ultrasonic medicine. By utilizing various information technologies provided by smart teaching platform， “Smart-Remote-Virtual（SRV）” blended teaching mode was designed and built for ultrasonic medicine. Intelligent module was used to implement “basic-image-clinical” exploratory teaching to cultivate integrated thinking abilities. Remote live-action module was employed to combine theory with practice to cultivate practical application abilities. Virtual simulation module was used to expand practical training time and space. The teaching practice questionnaire survey showed that SRV blended teaching mode for ultrasonic medicine based on smart teach？ing platforms can promote the learning ability and improve the classroom teaching effect.

Keywords： smart classroom； blended teaching； remote teaching； virtual simulation teaching； ultrasonic medicine

超聲醫(yī)學(xué)是一門醫(yī)學(xué)、工學(xué)及理學(xué)知識交叉、診斷與治療相結(jié)合的臨床綜合學(xué)科[1]。在超聲醫(yī)學(xué)臨床教學(xué)中，既要培養(yǎng)學(xué)生將解剖等基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識與聲波特性等工學(xué)知識相聯(lián)系、將超聲圖像理解與臨床診療思路相融合的“基礎(chǔ)-圖像-臨床”整合思維能力，又要鍛煉學(xué)生理論學(xué)習(xí)與操作訓(xùn)練相結(jié)合的實踐運用能力。超聲醫(yī)學(xué)教學(xué)具有“思維整合、理實結(jié)合，能力核心”的鮮明特點[2-3]。然而，有限的課堂教學(xué)時間不能滿足多元化超聲醫(yī)學(xué)教學(xué)活動的開展，亟須一種更高效的教學(xué)模式。混合式教學(xué)模式利用線上線下交互式學(xué)習(xí)，充分拓展教學(xué)時空，但在傳統(tǒng)課堂教學(xué)環(huán)境中無法實現(xiàn)。智慧教學(xué)平臺利用互聯(lián)網(wǎng)等信息化技術(shù)，實現(xiàn)了教學(xué)環(huán)境智能化，為加速線上線下混合式教學(xué)轉(zhuǎn)型提供了有效支撐[4-5]。利用智慧教學(xué)環(huán)境，構(gòu)建適合超聲醫(yī)學(xué)教學(xué)特點的混合式教學(xué)模式是教學(xué)改革的重要方向。本項目構(gòu)建了“智能-遠程-虛擬”（Smart-Remote-Virtual， SRV）混合式教學(xué)模式，將智能信息教學(xué)模塊、遠程教學(xué)模塊及虛擬教學(xué)模塊相結(jié)合，打造多維度創(chuàng)新課堂教學(xué)模式，切實加強學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)，提高課堂教學(xué)效果。

1 SRV混合式教學(xué)模式的設(shè)計思路及空間構(gòu)建

SRV混合式教學(xué)模式包括三個功能模塊：智能信息模塊、遠程實景模塊和虛擬仿真模塊。智能信息模塊在智慧教室的基礎(chǔ)上，可實現(xiàn)信息化教學(xué)功能。以小組為單位，展開以學(xué)生為主體、以能力驅(qū)動為核心的教學(xué)模式，比如以問題為導(dǎo)向（Problem-based Learning， PBL）或以案例為導(dǎo)向（Case-based Learn？ ing， CBL）。遠程實景模塊是通過遠程傳輸超聲診療實景，實現(xiàn)線上、線下教學(xué)空間融合，演示超聲診療過程，鍛煉臨床思維能力。虛擬仿真模塊是采用VR等虛擬技術(shù)，實現(xiàn)仿真操作，增加實踐訓(xùn)練。多個功能模塊的組成能夠最大程度拓展教學(xué)時間及空間，為混合式教學(xué)模式提供有效平臺（如圖1所示）。

在空間構(gòu)建上，主要分為三個區(qū)域（如圖2所示）。教室前部布置主屏幕和主控電腦，并連接遠程傳輸設(shè)備，為教師提供教學(xué)信息化管理平臺。在臨床介入治療室、診室等遠端場地布置攝像頭和傳輸線路，將遠端實景傳輸至教室，實現(xiàn)遠程實景模塊；教室中央布置4～6組拼合桌椅及小組分屏幕，為智能信息模塊提供交互式學(xué)習(xí)區(qū)域；教室后部布置2～4組虛擬仿真設(shè)備，開展相關(guān)虛擬仿真訓(xùn)練環(huán)節(jié)。

2 智能信息模塊為思維整合能力培養(yǎng)創(chuàng)設(shè)有利環(huán)境

2.1 小組學(xué)習(xí)推進主體喚醒，培養(yǎng)“基礎(chǔ)-圖像-臨床”思維能力

拼合桌椅及分屏空間布局打破了以教師為主體的被動式教學(xué)環(huán)境，推動喚醒學(xué)習(xí)主體[6-7]。小組探究性分析將解剖等基礎(chǔ)知識與影像學(xué)知識相互聯(lián)系，有利于啟發(fā)主動思考[8]?！耙阅芰︱?qū)動為核心”的課堂教學(xué)設(shè)計突出以學(xué)生為主體、以教師為引導(dǎo)的作用，有效激發(fā)學(xué)習(xí)動力，培養(yǎng)學(xué)生“基礎(chǔ)-圖像-臨床”多元思維能力[9]，進一步深化知識理解。

2.2 小組協(xié)作激發(fā)合作意識，鍛煉科研臨床整合思維

小組合作模式積極發(fā)揮團隊作用，促進學(xué)生合作探索精神，培養(yǎng)協(xié)作意識[10]。信息化設(shè)備及時提供線上學(xué)習(xí)資源，為創(chuàng)新思維拓展提供工具。針對超聲臨床應(yīng)用進展問題，小組協(xié)作查閱、分析及分享文獻，相互交流，有利于臨床思維與科研思維整合，激發(fā)探索興趣，開闊視野，拓展思路，初步培養(yǎng)科研探索的基本素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

2.3 信息化技術(shù)促進教學(xué)相長，提升能力核心培養(yǎng)

利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等信息化技術(shù)對教學(xué)流程實現(xiàn)智能化管理，提高了課堂組織管理效率[10]。教師靈活運用智能化模塊實現(xiàn)圖像解讀及討論等交互式教學(xué)活動。通過智能簽到、課堂測評及即時反饋系統(tǒng)等，教師可及時針對學(xué)習(xí)反饋進行教學(xué)方法改進，不斷優(yōu)化教學(xué)流程。搭配智慧手機或平板，協(xié)助師生即時互動，及時評估學(xué)生認知表現(xiàn)，調(diào)整教學(xué)過程，量化學(xué)習(xí)成效，為教師教學(xué)能力提升創(chuàng)造信息化環(huán)境[11]。

3 遠程實景模塊為實踐運用能力培養(yǎng)提供有效保障

3.1 利用遠程實景模式，培養(yǎng)實踐運用能力

超聲醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)離不開實踐訓(xùn)練。傳統(tǒng)教學(xué)理論授課較為枯燥，超聲掃查技巧不易展示。對于沒有超聲臨床工作經(jīng)驗的學(xué)生來說，理論脫離實踐增加了知識理解的難度。隨著5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，遠程信息模塊可實現(xiàn)臨床實景示教傳輸。結(jié)合理論教學(xué)，實景操作演示和病例分析為學(xué)生提供了大量學(xué)習(xí)素材，加深學(xué)生情境感知，加強對重難點理解和超聲掃查技巧體會，從而有效培養(yǎng)學(xué)生實踐運用能力[12]。

3.2 調(diào)閱影像數(shù)據(jù)，培養(yǎng)理論實踐整合能力

通過PACS等醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，將數(shù)字化信息融入教學(xué)環(huán)節(jié)。以泌尿系結(jié)石超聲診斷為例，在課堂中可以調(diào)取臨床影像資料，讓學(xué)生更好地理解超聲診斷要點。通過多種影像資料對比，教師可從不同維度引導(dǎo)討論和互動，不受空間與時間限制，讓學(xué)生在教學(xué)資源豐富的條件下主動地學(xué)習(xí)，更好地消化吸收知識，從而提升實踐教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)理論實踐整合能力[12-13]。

4 虛擬仿真模塊為混合式教學(xué)拓展教學(xué)時空

4.1 拓展教學(xué)時空，增強學(xué)生學(xué)習(xí)參與度

虛擬教學(xué)模塊能夠?qū)Τ暯槿氩僮鳌⒊暸R床診斷等進行仿真模擬。通過VR、AR等技術(shù)，為學(xué)生提供實踐動手環(huán)境[14]。傳統(tǒng)教學(xué)常常以理論講授為主，掃查及介入操作等實踐環(huán)節(jié)通常采用觀看視頻學(xué)習(xí)，無法充分激發(fā)學(xué)生的參與性，不利于調(diào)動學(xué)習(xí)積極性和培養(yǎng)學(xué)生實踐運用能力，導(dǎo)致教師教學(xué)方法被動，教學(xué)過程枯燥。而虛擬教學(xué)模塊使教學(xué)主體從教師轉(zhuǎn)換為學(xué)生，學(xué)生可通過虛擬環(huán)境自主操作實踐，在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、探究問題和解決問題。通過實踐反饋的問題在理論學(xué)習(xí)中探索答案。在虛擬仿真操作過程中，使理論知識更加具體生動，增強學(xué)習(xí)參與度，增加主動學(xué)習(xí)機會[15]。

4.2 增加教學(xué)維度，強化實踐運用能力

虛擬教學(xué)模塊具有獨特的沉浸性、交互性、構(gòu)想性等特點[16]。從虛擬檢查室、虛擬介入室等多維度展開教學(xué)，增加了實踐運用機會[11]，例如虛擬仿真介入操作及超聲掃查操作過程，再現(xiàn)臨床真實場景，使教學(xué)內(nèi)容更加豐富。這種沉浸式教學(xué)場景可實現(xiàn)重復(fù)操作及糾錯，使學(xué)生已經(jīng)學(xué)到的理論假設(shè)通過實際操作得以證實。虛擬教學(xué)模塊增加了超聲醫(yī)學(xué)教學(xué)維度，從常規(guī)掃查到介入操作，不僅鍛煉學(xué)生實踐操作能力，也為教師拓展教學(xué)深度提供抓手。

5 案例應(yīng)用

5.1 肝臟腫瘤的超聲診治

授課內(nèi)容包括：肝臟超聲基本切面、肝腫瘤常規(guī)超聲診斷和超聲介入診療。①肝臟超聲基本切面學(xué)習(xí)中，采用虛擬仿真模塊，通過AR軟件，學(xué)生模擬操作超聲切面，體會與解剖學(xué)知識的聯(lián)系。②常見肝腫瘤超聲診斷學(xué)習(xí)中，采用案例式教學(xué)方法，通過分組學(xué)習(xí)及分屏討論，學(xué)生自主分析肝細胞肝癌和血管瘤超聲圖像特征并進行總結(jié)。通過遠程調(diào)取肝腫瘤超聲圖像，強化超聲識圖能力和臨床整合思維。③超聲介入診療學(xué)習(xí)中，通過遠程傳輸介入操作實景畫面，使學(xué)生了解超聲造影技術(shù)、超聲引導(dǎo)穿刺活檢技術(shù)和超聲引導(dǎo)下消融治療技術(shù)的過程，提升學(xué)習(xí)興趣，加強知識理解，并且同時滲透人文關(guān)懷（如表1所示）。

5.2 先天性心臟疾病的超聲診斷

授課內(nèi)容包括：心臟超聲基本切面、房間隔缺損超聲診斷和室間隔缺損超聲診斷。①通過遠程傳輸超聲診室內(nèi)患者檢查，講解心臟超聲基本切面，加強難點理解。②在房間隔缺損超聲診斷學(xué)習(xí)中，采用問題引導(dǎo)式教學(xué)法，通過“患者圖像有什么異常？”“為什么右房會增大？”“為什么三尖瓣返流速度可以測定肺高壓？”“從哪些切面能更加清晰地看到房間隔？”等問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，分組討論，提高學(xué)生的主動思考和探索能力。③通過VR技術(shù)，展示心臟解剖，理解先天性心臟病結(jié)構(gòu)性變化和分析血流動力改變，由淺入深，提高學(xué)習(xí)興趣（如表2所示）。

5.3 問卷分析

以上兩個案例，通過問卷的形式對參與此次SVR混合式教學(xué)模式學(xué)習(xí)2020級36名臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行問卷調(diào)查。發(fā)出問卷36份，收回問卷36份，有效問卷36份。

問卷統(tǒng)計結(jié)果顯示（如表3所示），①91. 7%（33/36）學(xué)生認為接受和歡迎SRV混合式教學(xué)模式，主要體現(xiàn)在72. 2%（26/36）的學(xué)生對學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)設(shè)計滿意；80. 6%（29/36）學(xué)生認為學(xué)習(xí)形式生動；83. 3%（30/36）的學(xué)生認為能夠提升學(xué)習(xí)興趣。②在思維整合能力培養(yǎng)方面，80. 6%（29/36）的學(xué)生認為SRV混合式教學(xué)模式有利于整合思維形成，主要體現(xiàn)在69. 4%（25/36）學(xué)生認為有助于對知識的深化理解；75%（27/36）的學(xué)生認為增強基礎(chǔ)知識、圖像認知及臨床診療思路之間的邏輯聯(lián)系；69. 4%（25/36）的學(xué)生認為有助于強化記憶。③在實踐運用能力培養(yǎng)方面，88. 9%（32/36）的學(xué)生認為遠程實景傳輸有助于熟悉超聲操作過程；91. 7%（33/36）的學(xué)生提升了操作學(xué)習(xí)興趣；83. 3%（30/36）的學(xué)生認為虛擬仿真操作系統(tǒng)提升了學(xué)習(xí)參與度；72. 2%（26/36）的學(xué)生認為增加了實踐探索機會。④在合作學(xué)習(xí)方面，86. 1%（31/36）的學(xué)生認為該模式促進合作學(xué)習(xí)，主要體現(xiàn)在72. 2%（26/36）的學(xué)生認為提升合作學(xué)習(xí)效果；83. 3%（30/36）的學(xué)生認為能夠關(guān)注同伴學(xué)習(xí)，75%（27/36）的學(xué)生認為能夠培養(yǎng)團隊協(xié)作意識。

6 結(jié)語

針對超聲醫(yī)學(xué)“理實結(jié)合，思維整合，能力核心”的教學(xué)特點，構(gòu)建SRV混合式教學(xué)模式，高效開展混合式教學(xué)，拓展教學(xué)時間和空間。智能信息化模塊、遠程教學(xué)模塊和虛擬仿真模塊實現(xiàn)智能化環(huán)境、遠程數(shù)據(jù)傳輸及虛擬仿真環(huán)節(jié)結(jié)合，拓展多維度教學(xué)時空，滿足超聲醫(yī)學(xué)臨床教學(xué)以能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)需求。SRV混合式教學(xué)模式對于培養(yǎng)學(xué)生思維整合能力和實踐運用能力有積極作用，有助于加速混合式教學(xué)轉(zhuǎn)型，提升超聲醫(yī)學(xué)教學(xué)質(zhì)量和效率。

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（編輯：趙伊昕）