虚拟实验技术在输血医学实验教学中的应用研究

梁春峰 农艺 黄显雯

摘 要 目的：构建以医学虚拟实验平台为基础的输血医学实验教学模式。方法：选取本科学生108人，随机分为实验组（n=52）和对照组（n=56）。实验组采用临床案例导入，结合虚拟实验模块的模式进行教学。通过问卷调查、成绩分析评价教学效果。结果：在5项教学质量评估指标比较中，实验组明显优于对照组（p<0.05）;与对照组比较，实验组学生实验操作技能成绩89.87？.49分，显著高于对照组（p<0.05）。但2组期末考试成绩无统计学差异（p>0.05）。结论：虚拟实验有利于激发学生的学习兴趣与积极性，是输血医学实验教学的重要手段。

关键词 虚拟实验;输血医学;教学模式

中图分类号：G424                                 文献标识码：A  DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.33.023

Application of Virtual Experiment Technology in Experimental Teaching

of Blood Transfusion Medicine

LIANG Chunfeng[1]， NONG Yi[2]， HUANG Xianwen[3]

（[1] The First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University， Nanning， Guangxi 530021;

[2] Guangxi Medical University， Nanning， Guangxi 530021;

[3] The First Affiliated Hospital of Guangxi University of Chinese Medicine， Nanning， Guangxi 530000）

Abstract Objective： to construct the experimental teaching mode of blood transfusion medicine based on medical virtual experiment platform. Methods： 108 undergraduate students were randomly divided into experimental group （n=52） and control group （n=56）. The experimental group used clinical case introduction， combined with the mode of virtual experiment module. The teaching effect is evaluated through questionnaire survey and score analysis. Results： among the five evaluation indexes of teaching quality， the experimental group was significantly better than the control group （P<0.05）; Compared with the control group， the experimental operation skill score of students in the experimental group was 89.87 ？.49 points， significantly higher than the control group （P<0.05）. However， there was no significant difference between the two groups （P>0.05）. Conclusion： virtual experiment is helpful to stimulate students' interest and enthusiasm in learning. It is an important means of experimental teaching of blood transfusion medicine.

Keywords virtual experiment; blood transfusion medicine; teaching mode

2016年7月经国家标准化管理委员会批准，一个新的临床医学二级学科——输血医学，正式成立。作为一门涉及基础输血学、输血技术学、临床输血学、输血管理学等领域的实践性极强的交叉学科，输血医学二级学科的获批，预示着输血医学今后在医学教育中的地位将越来越重要，与此同时，国家对输血医学人才专业知识、创新能力和实践能力的培养也将提出更高的要求。因此，如何将输血医学相关理论与临床实际案例相结合，设计一个科学的输血医学实验教学课程，构建一个合理的实验教学模式，有效提升实验课程的教学质量，是当前输血医学实验教学面临的新问题和新挑战。

近年来，随着虚拟仿真技术的发展以及大量输血新方法、新技术在临床实际工作的应用，输血医学的教学模式和教学理念都发生了深刻的变化，虚拟仿真實验与传统实验教学相结合，已经成为当前医学教育发展的必然趋势。然而，本教研室目前沿用的先理论后实验的程序化教学和单纯验证型的实验教学内容显然没有跟上时代发展步伐。为了探索医学检验专业临床输血实验课程改革新方法，解决传统医学实验课堂中以教师为主导，教学时间和空间难以拓展，实验资源有限等问题，本研究利用虚拟实验技术，以虚拟仿真实验平台为基础，结合临床实际案例，构建了实践技能与理论知识深度融合的教学新模式，具体报道如下。

1 对象与方法

1.1 实验对象

我们在“临床基础检验学技术”的“ABO血型鉴定、交叉配血”实验课中开展实践，将广西医科大学2018和2019级四年制医学检验技术专业本科班学生108人，随机分为2组，实验组52人，对照组56人。实验组和对照组分别采用临床案例导入结合虚拟实验模块的教学模式和传统实验教学模式进行教学。实验组和对照组教学分别由2名不同的高年资教师负责。

1.2 研究方法

1.2.1 虚拟实验教学平台的建立

围绕“临床基础检验学技术”课程当中临床输血学、输血技术学部分的理论课及实验课内容，设计开发“血型鉴定”“交叉配血”“抗人球蛋白试验”和“吸收放散试验”4个虚拟在线实验模块。设计完成后，上传至广西医科大学医学虚拟仿真实验教学中心的临床医学虚拟仿真实验教学平台，供同学下载使用。

1.2.2 虚拟实验教学运行机制的探索

本课题组成员首先对“临床基础检验学技术”课程当中临床输血学、输血技术学部分的理论课及实验课内容重新进行教学设计，开展《红细胞血型》的课件、教案和线上微课的制作，将涉及疑难血型鉴定、成分输血、自体输血等知识点的临床案例融入课程，并以此为基础和依据，开展虚拟实验软件、多媒体素材的收集整理。

课前，教师根据教学安排，向实验组学生推送临床输血案例、电子教案、PPT并布置学习任务，要求学生课前完成虚拟实验项目的操作及微课学习。课中，教师针对关键知识点先进行提问，根据学生掌握情况，讲解重点、难点，对知识点进行梳理、归纳、总结。课后，通过进行线上考试及完成课后作业，评价2组学生的学习效果。

1.2.3 观察指标

首先，通过“问卷星”设计问卷，以问卷和访谈的形式，围绕学生对虚拟实验教学实施的主观感受，对学习满意度、学习效率、学习兴趣、知识探索能力、加深对课程的理解、是否有利于提高解决临床实际问题的能力等项目展开调研，评价教学效果。对2组学生的ABO血型鉴定、Rh血型鉴定、凝聚胺法交叉配血和抗人球蛋白试验实验操作技能进行实验操作考核评测。结合临床案例，老师按实验仪器操作的规范性、实验结果判读的准确性、临床输血方案的合理性和科学性等方面进行评分，综合评价学生的实验操作技能和临床输血问题分析能力。最后，比较分析2组学生期末考试成绩，评价学生对理论知识的理解和掌握情况。

1.3 统计学处理

实验组和对照组期末考试成绩通过SPSS 22.0软件进行统计分析，2组平均分比较采用t检验，率的比较采用检验。

2 结果

2.1 实验教学效果评价

实验课程完成后所有学生均接受问卷调查，发放问卷108份，收回有效问卷108份，有效回收率100%。问卷调查结果显示，实验组學生，在教学满意度、提高学习效率、激发学习兴趣、加深对课程理解和提高解决临床实际问题的能力方面，明显高于对照组（p<0.05，p<0.01），在有利于拓宽知识面、知识获得能力方面，2组比较均无统计学差异（p>0.05），统计结果见表1。

2.2 实验操作技能成绩比较分析

与对照组比较，实验组学生实验操作技能成绩89.87？.49分，显著高于对照组（p<0.05），统计结果见表2。

表2 实验操作技能评价比较分析 （眘 ）

注：*表示与对照组比较，p<0.05。

2.3 期末考试成绩比较分析

实验组学生实验课期末成绩为89.22？.64分，与对照组87.44？.31分比较，差异无统计学意义（p>0.05），统计结果见表3。

表3 期末考试成绩比较分析 （眘 ）

3 讨论

本研究通过设计开发ABO血型鉴定、Rh血型鉴定、凝聚胺法交叉配血和抗人球蛋白试验实验4项临床输血医学的虚拟化实验教学素材，将虚拟实验操作与临床输血案例有机结合，引导学生完成从临床输血实例的诊断，到检验结果分析，进而到实际输血方案提出的完整的临床输血教学过程，旨在帮助学生激发学习动力和专业志趣，把握学习内容。由于在以往的输血医学的实验课程中，我们并没有应用虚拟实验的教学经验。因此，这种虚拟实验与线上线下教学相结合的方式，是现代信息技术与医学教育相互融合、培养创新型人才的有益尝试。

我们的研究结果显示，尽管实验组与对照组的理论考试成绩比较无统计学差异，但通过问卷调查结果可以看到实验组学生在教学满意度、提高学习效率、激发学习兴趣、加深对课程理解、提高解决临床实际问题的能力以及实际操作方面均优于对照组。衡量学生满意度作为评估线上教育项目的一种有效方式，本研究通过课前线上虚拟实验操作，可以让学生更加自由地加入开放的线上课程当中。而线下实验课中的实际操作和分组讨论，及课后的强化练习，在促进教学方式多样化的同时，则可以充分地调动了学生的学习的主动性，帮助学生提高学习效率和实操效果，并有效提升学生在教学过程中的参与度，让学生真正成为教学的主体。学生只有积极参与到学习当中，信息才能真正被理解、保留并转化为知识，最终形成解决实际临床问题的综合能力和高级思维。

此外，有研究指出，基于网络的教学课程有利于学生操作技能的提高，相对于传统课堂授课模式，本研究的教学模式依托于网络的虚拟实验模块和线上微课的应用，打破时间和空间的限制，实现了实验室的随时随地开放，有利于学生尽早熟悉、掌握帮助学生理解实验原理、熟悉实验步骤以及实验注意事项，是对传统医学教学模式的改良和创新。导入案例教程的形式，则为学生提供了更多的知识运用和接收反馈的机会，形成一个互动的、真实的、自我导向的，支持认知学习的新的教学方法。另一方面，相对于传统教学，在无实验标本、无实验试剂和无实验仪器的情况下，利用计算机模拟临床输血实验的全部操作过程，可以让学生身临其境、反复多次地进行实验操作，节约了实验教学成本，在一定程度上弥补了传统实验课堂的缺点和不足。

值得肯定的是，当前虚拟仿真实验教学对学生学习效果的正向促进作用，已经得到多门学科实验教学改革研究的证实。Chao等采用虚拟仿真实验教学的方式探讨虚拟实验室对高中学生对物理气体定律的影响，发现通过虚拟技术动态呈现出来的气体定律分子机制可视化效果有助于学生对于某些气体动力学分子理论概念的理解。Moazami等对35名口腔专业的学生分别采用传统教学和虚拟仿真实验教学，并对两组学生平均知识得分比较显示，虚拟学习比传统学习更有效。由此可见，“互联网+”主导的实验教学与信息化的融合应用在未来教育科研领域中具有广阔的应用前景，是实验教学的一个新的发展方向，积极探讨和建设虚拟标准化案例式教学法必将促进教学观念与教学形式的变革。

然而我们还应看到，尽管虚拟仿真技术在实验教学中有其独特的优势，但虚拟实验并不能完全取代实际操作。信息化的教学策略不仅需要改变教师所教授的内容，还需要改变其学习方式，科学合理的教学设计和教师自身教学能力才是高效教学的根本。作为教师，我们应该学会在借助虚拟仿真技术，将理论知识变抽象为具体，做到“虚实结合、以虚补实”，才能助推学生开展创新性、设计性、实用性实验，充分展示学科知识之间的内在联系，持续提高教学效果和人才培养质量。

通讯作者：农艺

基金项目：2020年广西医科大学教育教学改革立项项目医学虚拟仿真实验在输血医学实验教学中的开发與应用（2020XJGA03）

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