虚拟仿真实训教学的探索

周毅 陈震

摘  要：为解决“中医骨伤科学”实训课难以为学生提供真实病例反复训练的现状，提出基于虚拟仿真技术的虚拟仿真教学法，将122名中医专业学生随机分成虚拟仿真教学组及传统教学组，前者接受虚拟仿真教学，后者接受传统实训课教学。授课完毕后对两组学生完进行考核。结果显示：虚拟仿真教学组学生操作考核平均分及学生满意度均明显优于传统教学组。研究表明，虚拟仿真教学法是一种行之有效的教学方法创新，可为其他学科实训课教学提供思路。

关键词：教学改革;虚拟仿真教学法;中医骨伤科学

中图分类号：TP391.9;G642      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）07-0191-03

The Exploration of Virtual Simulation Practice Teaching

——Based on the Practice of “Science of Bone Injury in Traditional Chinese Medicine”

ZHOU Yi，CHEN Zhen

（Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine，Chengdu  610072，China）

Abstract：To solve the problem “science of bone injury in traditional Chinese medicine” training class is difficult to provide students with the real cases of repeated training present situation，proposed the virtual simulation method based on virtual simulation technology，122 TCM majors were randomly divided into the virtual simulation teaching group and traditional teaching group，the former accept virtual simulation teaching，and the latter accept the traditional practice teaching. The two groups of students were assessed after the class was over. The results showed that the average score and student satisfaction of the virtual simulation teaching group were significantly better than those of the traditional teaching group. The research shows that virtual simulation teaching method is an effective teaching method innovation，which can provide ideas for the practical teaching of other subjects.

Keywords：teaching reform;virtual simulation teaching method;bone injury science of traditional Chinese medicine

0  引  言

“中医骨伤科学”实训教学是基础课向临床课、学生向医生转换的桥梁课程，教师需要讲解解剖、生理、病理等基础知识并指导骨伤科学治疗方法的操作实践。在这门课程中，学生如何在较短时间内将基础知识和临床实践串联起来，并熟练掌握实训操作是骨伤科实训课的教学难点。

1  研究背景

“中医骨伤科学”实训课是我校中医骨伤学教研室开放的传授骨伤科治疗方法的实训课程。该课程注重以人为本，因材施教，強化实践教学及学生动手能力的培养。但同时，“中医骨伤科学”实训课也面临诸多问题。首先，“中医骨伤科学”实训课的教学案例多是骨折、脱位、筋伤等患者，此类患者多有疼痛表现，急需诊治医生准确而快速的治疗，无法供教师做操作讲解及演示。其次，“中医骨伤科学”实训课属于实践操作类课程，学生往往需要反复多次操作练习达到熟能生巧的地步，但由于教学案例的局限，学生通常只能相互模拟训练，无法真正在患者身上反复操作练习，使得目前的教学模式无法达到预期效果，亦无法显著提高学生的临床实践能力。目前全国各大中医院校都在探索相关实训课教学模式及方法，如探索式教学法、启发式教学法、预留思考教学法及反转课堂等，至今仍没有统一推荐的教学方法[1]。

VR（Virtual Reality）技术是由电子技术、计算机技术、多媒体技术、传感器技术、人机接口技术、图像技术和仿真技术等多种技术交互而成，它是一种可以设计、体验的计算机虚拟仿真系统[2，3]。该技术通过计算机生成和控制虚拟环境，此类虚拟环境与现实环境基本相同。随着科技的发展，该项技术已经日益成熟，并应用于各个领域。

因此，我校中医骨伤科教研室针对实训课教学现状，提出将基于VR技术虚拟仿真教学法用于“中医骨伤科学”实训教学，解决目前实训课面临的难题，为学生提供一个多学科融合、高度仿真的虚拟仿真实验教学平台，实现理论教学与实践教学的无缝对接、大学教育与社会需求的紧密结合，达到融专业教育与实践实务为一体、融积累知识与提升能力为一体的目的[3]。

2  虚拟仿真教学法的探索

2.1  虚拟仿真课堂平台建设

虚拟仿真课堂均在成都中医药大学中医学实验教学中心进行。由上海曼恒公司提供VR头盔、3D眼镜等硬件设施，并由该公司VR技术人员提供技术支持及进行软件制作。专家组由多名“中医骨伤科学”课堂教学及管理经验丰富的专家组成，制定教学内容与计划。技术工作人员按照专家组教学内容与计划，制作实训课虚拟仿真课堂软件。软件构建了一个集虚拟病房、虚拟仿真标准化病人，虚拟操作仪器为一体的虚拟仿真平台。

虚拟仿真病房以成都中医药大学骨科为模型，具备基本的病房布局，仪器放置与工作流程，尽可能为学生提供真实的操作环境。学生可通过浏览模式了解病房基本构建、教学操作、病历书写等。并可使用虚拟操作仪器对虚拟仿真病人进行模拟训练。以小夹板为例，通过鼠标点击和手柄操作，了解各个关键组件，同时可进行小夹板固定、包扎等操作，达到与真实操作相似的效果。

2.2  教学思路设计

2.2.1  理论学习

“中医骨伤科学”实训课共有18学时。学生在学习实训课之前已完成“中医骨伤科学”实训内容的理论学习。

2.2.2  虚拟仿真教学法

（1）学生登录虚拟仿真课堂，进入虚拟骨伤科学教学界面，佩戴VR头盔或使用3D眼镜观看3D演示视频，熟练掌握各章节理论知识、操作要点。

（2）学生分阶段分步骤地进入虚拟仿真系统，选取典型案例情景并模拟操作训练，进行反复练习。

（3）抽取具体案例进行手法操作并完成考核。

2.2.3  考核方法

考核采用系统自主进行正误评判和指导老师进行评价的双重评价方式进行评价，并给予操作评价报告，以促进学生夯实理论基础，达到理论与实践相结合。

3  虚拟仿真教学法的实践与效果评价

虚拟仿真教学法是我校中医骨伤科教研室针对实训课而开创的教学方法，为实现理论基础与实践结合的一种课堂创新教学方法。为进一步评估此种教学方法的效果，本文设计了如下对照试验。

3.1  研究对象

选取2014级中医专业1、2班学生共122名，两个班级均在2018～2019年秋季学期学习“中医骨伤科学”，并完成理论学习。按随机数字表分成A组（虚拟仿真教学组）、B组（常规教学组）。两组学生在性别、年龄、“中医骨伤科学”理论知识测评成绩比较无显著性差异，使用的教材及授课老师均相同。

3.2  课程安排

按照“中医骨伤科学”实训课教学进度表安排，A组在2019～2020年春季学期教学日历第1～6周安排虚拟仿真教学法，每周3学时，共18学时。B组在2019～2020年春季学期教学日历第1～6周安排传统实训课教学，每周3学时，共18学时。

A组学时安排：正骨手法6学时、理筋手法3学时、小夹板固定3学时、石膏固定3学时、小外科技术操作3学时。学生接受虚拟仿真教学法，训练完成后进入操作考核环节系统进行自主正误评判和指导老师评价的双重评价并填写调查评分报告。

B组学时安排：正骨手法6学时、理筋手法3学时、小夹板固定3学时、石膏固定3学时、小外科技术操作3学时。学生接受传统实训课教学，教学完毕后指导教师进行正误评判并设置操作训练考核环节、填写调查评分报告。

3.3  考核分析

两组学生在授课完毕后，完成操作训练考核并填写教学满意度调查表，最后效果评价分为以下两部分。

3.3.1  教师评分

由带教老师结合教学内容与计划设计考核，并分别针对A、B组进行评价并统计得分。

3.3.2  学生填写教学满意度调查表

两组学生在课程完成后均填写教学满意度调查表，调查评分内容主要包括对教学模式、教学内容、互动反馈、学习效果四大板块的调查，学生对每一方面进行优、良、一般、差、极差5个等级评分，分别使用5、4、3、2、1分表示。并将四个板块的评分相加得出最终得分。

3.3.3  统计分析

采用SPSS 20.0软件分析数据，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，两组间采用t检验，以P<0.05为差异具有显著性。

4  结果与讨论

4.1  结果

4.1.1  教师评分

A组虚拟仿真教学法实训课操作考核平均分为86.0±5.3分，B组传统实训课操作考核平均分为74.0±7.1分。根据考核分数分析显示，虚拟仿真教学法实训课和传统实训课比较，学生临床实践操作能力显著提高（P<0.05）。

4.1.2  学生填写调查评分

两组学生教学满意度调查表评分如表1所示。

结果显示，A组学生满意度（在教学模式、教学内容、互助反馈、学习效果四方面）均显著优于B组（四方面均P<0.05）。

4.2  讨论

4.2.1  虚拟仿真教学法的优势

虚拟仿真教学法实训课是我校中医骨伤教研室在教学方法上的一种创新，目的在于提高中医学专业学生在“中医骨伤科学”的实践操作能力。经过教学实践，虚拟仿真教学实训课可有效地提高学生的参与积极性及满意度，并通过形象化的方式极大地提高了学生的临床操作能力。虚拟仿真课堂操作系统通过构建真实病案场景、案例分析及骨伤科学特色治疗方法的方式，形象化、生动化、趣味化地将知识深入浅出地传授给学生，并通过反复多次练习强化记忆并使学生最终熟练掌握。更为重要的是，学生在虚拟仿真课堂中可以体验在治疗过程中的相互作用力。例如在桡骨远端骨折案例中，学生进行正骨手法操作时可以感受到肌肉收缩力和骨折断端相互作用力。这种感受除了提供给学生真实感之外，更能使临床医学生感受到即将成为医生的责任感与使命感。在科技迅猛发展的今天，为师者更应紧跟时代潮流，把握学生发展动态，将更符合90后的科技化、趣味化教育模式引入课堂，真正落实“以学生为中心”的教学改革，并通过提高学生的可实践度、参与度与满意度，达到“让智慧出在指尖上”的目的。

4.2.2  思考

虚拟仿真法是一种行之有效的教学方法改革创新，对于推动“中医骨伤科学”实训教学的改革与创新具有积极的促进作用，并给其他学科的教学提供新的实训课教学方法思路。但同时，虚拟仿真法在实施过程中仍有一定问题，例如视频质量欠佳，缺乏更加丰富、复杂的病案，教师在学生操作过程中的指导力度不强等，有待在以后的教学改革中继续探索。

5  结  论

基于虚拟仿真技术的虚拟仿真教学法立足于现代科技，解决“中医骨伤科学”实训课中难以为学生提供真实病例反复训练的现状。教学探索发现，虚拟仿真教学组学生操作考核平均分及学生满意度均明显优于传统教学组。研究表明，虚拟仿真教学法可为其他学科实训课教学提供思路，但也存在视频质量欠佳、病例局限等缺陷，需在今后的教学改革中繼续探索。

参考文献：

[1] 刘俊宁，李楠，高弘建.中医骨伤特色模块临床技能实训课的探索 [J].中国中医药现代远程教育，2017，15（14）：8- 10.

[2] 余涛涛.数字媒体技术及相关应用 [J].工业设计，2016（3）：89-91.

[3] 欧阳志友，袁春蕾.物联网虚拟仿真实验教学平台建设研究 [J].计算机教育，2017（12）：155-158.

作者简介：周毅（1988—），男，汉族，江苏丹阳人，主治医师，硕士，研究方向：中医骨伤科临床及教学;通讯作者：陈震（1987—），男，汉族，四川成都人，医师，硕士，研究方向：中医骨伤科学。