基于PBL 的虚拟仿真技术在中医学实训教学的应用*

杨 成 樊文彬 马 翔 段 恒 王淑美 林文霞

（重庆医科大学中医药学院，重庆 400016）

1 中医学专业学生实践能力欠缺的问题

中医学本科教育处于改革发展的关键期，在“坚持学生中心，全面发展”的基本原则指导下，中医学专业学生的理论培养和实践教学同等重要。但目前中医学本科教育中普遍存在教学方法落后、重视理论而实践薄弱等问题。中医学专业学生实践能力欠缺，直接影响中医人才的质量，进而影响中医学的传承与发展。目前中医学教学中存在的严重问题表现在重理论，轻实践。当前中医教学普遍采用灌输理论的教学方法，现代技术融入很少，学生对授课内容不感兴趣，学习的积极主动性不高，基础医学知识掌握不牢，对于中医学的认识也仅仅停留在表面[1]。实践教学和考核方式单一，实训授课方式单调，没有贯彻临床思维，临床动手能力锻炼少，没有吸引力，学生缺乏“临床”的临场感，减弱了实践教学的培养效果。实践课程的考核过程又过于简单，无法真正检验学生“临床”能力，学生缺乏临床实践。传统教学中，医学生和低阶医生只能在患者身上直接操作来学习和掌握临床诊疗知识[2]。为了减少医疗事故，带教老师常常只让学生观看，而禁止学生动手操作，以防对患者造成非常巨大的损害，动手少导致学生动手能力差，不能真正掌握实践技术的精髓，学生即使踏上工作岗位，也难以适应岗位要求。

2 应对措施

面对这些问题，结合此次新型冠状病毒肺炎疫情在世界发展史上的深远影响，教育部高教司司长吴岩指出，特殊形势下，医学应谋大局、应变局、开新局，加快推进中国医学教育创新发展。作为医学的一部分，中国传统医学在抗击新型冠状病毒肺炎疫情中发挥了重要的作用，中医学的传承发展离不开教育的改革创新。作为中医学传承发展基石的中医学本科教育更需要改革创新。因此，针对中医学本科教育中教学方法落后和实践教学缺失的问题，宜加强中医学实训教学的改革，将先进的现代教育技术与教学方法相融合，在中医学实训教学中进行以问题式学习（Problem-based learning，PBL）为导向的虚拟仿真技术的应用非常必要。

2.1 PBL 教学模式为导向 PBL 教学模式，即以问题为基础的教学模式，具体为开展教学期间，引导学生学习，形成全新学习思路，发现、分析与解决问题则成为这一学习思路的重要体现。与传统教学模式相比，PBL 教学模式的区别在于教师以循序渐进的方式为主完成高效教学，促使学生表现出更高的积极性，使学生个体潜能得到有效激发，培养其创新意识，对高等医学教学改革起到了重要的促进作用。在高等教育事业中，医学教育属于十分关键的构成。随着经济、科学的高速发展，医学教育为医疗研究提供了重要推动力，也成为广受社会关注的焦点。学校应积极推进教学改革，促进高等医学教育的良好发展。随着高等医学教学的进一步深化改革，PBL 教学模式也被成功运用到医学教学。

2.2 虚拟仿真技术的应用 VR 虚拟仿真技术就是一种现代技术特色教学方式。VR 是Virtual reality 的缩写，意思就是虚拟现实（真实幻觉、灵境、幻真），也称为灵境技术，是借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段。利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者身临其境，可及时、没有限制地观察三度空间内的事件，具有沉浸性（immersion）、交互性（interaction）、构想性（imagination）等特点[3]。针对医学教育，虚拟仿真技术可以虚拟学习环境，为医学生提供生动、逼真的学习环境。亲身经历的“自主学习”环境比传统的说教学习方式更有说服力，可以充分弥补传统医学教育的不足[4]。虚拟仿真技术已在我国高等医学教育中大力开展，教师和学生通过虚拟仿真系统可以模仿临床环境，感受身临其境的氛围。PBL 联合虚拟仿真技术的教学模式在医学院校和其他领域已有较为成熟的应用，并取得了良好的教学效果[5]，且成为高等医学教育实践教学的趋势。

2.3 以PBL 为导向的虚拟仿真技术的应用 目前虚拟仿真技术在国内中医学教学中的应用尚处于起步阶段[6]，虚拟仿真技术已在中医学实训教学中开展应用研究，目前以PBL 为导向的虚拟仿真技术在中医学实训教学中应用较少，所以将先进的教学技术与先进的教学理念融入中医学的实训教学中非常重要。PBL 教学模式要求首先宜优化课程结构，医学高校需人体结构系统，以此作为基础学习模式，对基础理论知识加以重点关注，对理论课程、PBL 课程所占的学时做出科学、系统的规划，以此完成对学生的高效授课。对实验课程率先采取先期改革，以实践课为主，对综合性以及设计性的实验内容加以重点关注、有效融入，促使学生能够对实验技做到充分掌握，对基本实验操作流程做到全面了解。基于PBL 的虚拟仿真技术能够为学生提供真实病例，组织、引导学生对病例展开系统、全面的分析，并对自身想法做出积极表达，保证学习效率，为教学改革提供可靠保障[7]。其次要精心设计问题，问题质量、提问方式等方面对医学教学有着重要的影响和作用。所以，针对提问原则、方法的具体明确，教师应当基于学生的具体情况，基于PBL的虚拟仿真技术大量临床病例，遵循以学生认知、基础为主，充分满足学生；以问题难度、提问把握为主，基于循序渐进的基本原则；基于学生是否能够通过学习，独立自主提出相应的问题的原则，对问题难度做出合理控制，对问题做出精心设计，促使学生可以对问题做出积极主动的思考，同样可引导学生独立自主提出相应的问题。然后要实施小组讨论，针对PBL 教学模式，合作学习属于非常突出的一大特点。关于医学教学，教师可基于相应的基本原则，基于PBL 的虚拟仿真技术科学合理地将学生随机分为几个学习小组，每组设组长和记录员，组长负责主持PBL讨论过程，记录员负责记录小组成员发言及讨论内容。同时，VR 虚拟仿真实验为各小组提供真实病例诊断，引导学生对此做出小组讨论。小组讨论学习的方式可使学生自主学习能力、团结协作能力得到强化与提高。对课堂讲授时间做出适当的缩减，为学生提供更多的自学研讨时间，强化能力培养的同时，使教学更具启发性、创造性、主动性以及应用性。针对合作性学习，教师需积极参与其中，对学生做出正确引导。教师需对各小组学生的综合表现与能力等认真观察，并准确记录评分。最终陈述发言时，由组长代表，小组发言其他成员负责补充，且组员可提出不同观点，使小组的学习效率得以充分保证[8]。最后要重视学生考核，合理、有效运用PBL 教学模式，结合VR虚拟仿真技术开展考核。让每个学生能够在虚拟的“考场环境”中提高实际操作能力，顺利快速完成考试，同时真正提高临床综合能力，要求学生对医学临床技能操作进行多次反复考核，学生处在虚拟的医院、相关科室，借助跟踪球、头盔、感觉手套等现代技术不断练习。学生可以很容易地掌握中医相关基础及临床知识，还可以在显示器上重复模拟在患者身上进行医学临床操作，完成复杂的诊疗方案设计，寻找最佳诊疗方案。根据学生参与讨论次数、讨论质量、资料复习以及书面报告等，结合VR 虚拟仿真实验考核结果完成综合评估，对学生学习的综合情况做出系统考查。在保证学生学习质量的基础上，促进医学教学深化改革。

重庆医科大学中医药学院在国内中医学本科教学中率先引进以PBL 为导向的中医外科辨证换药治疗虚拟仿真实验和执业医师分段考试虚拟仿真实验。通过VR 建模表现换药实验室场景、常见的几种中医外科患者以及实验相关器材和设备，提供与真实换药相似的实验环境。实验包含以下3 个方面的内容：中医外科辨证换药的准备、中医外科辨证换药的药物选择、中医外科辨证换药的实际操作。在仿真换药实验室内，可进行中医外科辨证换药，学习几种常见病患者的不同外用药的选择，进行外用药物选择的实训教学。在结构认知学习环节中，通过三维动画的形式，呈现中医外科辨证换药操作手法的多媒体教学内容及操作步骤的VR 互动教学。本实验采用的虚拟仿真系统是重庆医科大学牵头开发的一套模拟中医外科辨证换药的软件，该软件通过图形界面的人机交互，使学生带着问题参与到中医外科辨证换药的学习过程，深化学生对中医外科辨证换药的理解，加强学生对中医外科辨证换药的动手操作能力。结合以问题为导向精心设计的临床案例，带教老师能够为中医学等专业学生演示不同阶段的中医外科辨证换药过程，并在演示过程中如临床真实情景般调整相关参数，学生亦能自己动手操作软件模拟整个中医外科辨证换药过程以加深理解。教学中选取110 名重庆医科大学中医药学院中医专业大三年级本科生，采用电脑编号随机分为实验组和对照组，对照组接受中医外科辨证换药传统实训课程，采用传统教学方法进行授课。教学方法如下：实训课前1 周由带教老师提供中医外科辨证换药的教辅材料，并要求学生预习。实训课时，带教老师首先讲授中医外科辨证换药的幻灯片及相关病例照片，演示实际操作流程。接下来学生按信封法随机分为3组，结合各自的观摩体会，讨论中医外科辨证换药的实施操作，总结相关问题并得出正确结论，由各小组组长主持，小组记录员记录。最后由带教老师依据学生讨论中出现的典型问题及关键知识点进行讲解及总结。实验组采用以PBL 为导向的虚拟仿真现代技术进行中医外科辨证换药实训教学，采用PBL联合虚拟仿真技术带教模式进行授课。教学方法如下：学生在实训课前1 周由带教老师提供虚拟仿真软件介绍等教辅材料，并要求学生预习。实训课分为5 个阶段：分组阶段：学生随机分为3 组，每组设组长和记录员，组长负责主持PBL 讨论过程，记录员负责记录小组成员发言及讨论内容。观摩及软件演示阶段：带教老师首先讲授中医外科辨证换药的幻灯片及相关病例照片，然后演示实际操作流程，再示范如何使用虚拟仿真软件。该软件能以动态图表及人机互动的形式描述中医外科辨证换药的整个过程。提出问题阶段：带教老师依据临床案例设计相关问题，供学生分组讨论，组长主持，记录员记录。头脑风暴阶段：各组学生在虚拟仿真软件上依据临床案例演练辨证换药的过程。总结知识阶段：带教老师依据学生讨论中出现的典型问题及关键知识点进行总结。整个过程，学生是PBL 教学的主体，虚拟仿真软件系统是教学的转化辅助形式，带教老师只发挥引导作用。实训课程完成后分别对对照组和实验组的教学效果和学生满意度进行多维度客观评价。PBL 教学法联合虚拟仿真技术既体现了中医学本科教学中教学方法的先进性，又体现了教育技术的先进性，老师和学生的满意度均较高。

3 结语

中医学教学中以PBL 为导向的虚拟仿真技术的应用，适应新医科、“中医+”等医学发展新趋势，其在中医学本科教育中的教学效果好，老师和学生满意度高，为中医学教学改革提供了可靠保障，对中医学教学有着重要的影响和作用，强化了能力培养，使教学更具启发性、创造性与主动性，促进了中医学教学的深化改革，指导中医学各学科实训方案的制订，以期提高中医学专业学生理论与实践的综合能力，推动我国中医药事业的稳定、健康发展。