基于VR的BOPPPS联合WPBL教学模式在《呼吸内科学》教学中的应用

王 苒，张彬彬，孙 莉，王 勇

（安徽医科大学第一附属医院呼吸与危重症医学科，安徽 合肥 230001）

呼吸系统疾病是严重危害人类健康的常见病和多发病，随着相关严重呼吸系统疾病的大规模流行，其诊断、治疗及预防越来越受到重视。《呼吸内科学》研究呼吸系统的健康和疾病问题，是临床医学专业的必修课之一［1］。呼吸系统疾病与其他各系统疾病紧密相连、交叉融合，呼吸内科学具有知识点丰富、重点难点多的特点。因此，教师在教学过程中不仅需要指导医学生熟练掌握基础理论知识，还需要培养医学生独立思考、自主学习、综合分析及思维创新能力。随着医学教学的发展，人们逐渐认识到传统的以授课为基础的学习（Lecture-based learning，LBL）模式的缺点与不足，教学进度不合理等导致学生学习效率低下，并逐渐失去学习兴趣［2］。于是，出现了以问题为导向的学习（Problem-based learning，PBL）模式［3］、在网络教学资源支持下的基于问题的教学法（Web problem-based learning，WPBL）［4］、BOPPPS教 学 模 式［5］等 新 的 医 学 教 学模式。

WPBL是将网络资源和PBL教学模式相结合的一种新型教学模式，涵盖多种现代化的教学思想和丰富的理论资源，利用网络平台，扩大教学资源的获取，以问题为基础，以师生之间和学生与学生之间交流讨论为主要形式［4，6］。BOPPPS教学模式起源于加拿大，是一种以学生为中心的新型教学模式。BOPPPS的名称来源于英语单词在教学模式的6个教学环节中的初始组合，包括：导言（Bridge，B），学习目标（Objective，O），前测（Pre-assessment，P），参与式学习（Participatory learning，P），后测（Post-assessment，P），总结（Summary，S）［7］。BOPPPS教学模式极其注重教学互动和反思，不仅可以让教师及时获取学生的学习效率和问题反馈，也为教师教学设计提供了新思路。

虚拟现实技术（Virtual reality，VR）又称虚拟环境或人工环境，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术，可以让使用者完全沉浸在虚拟环境中，并且使用者可以即时、无限制地观察三维空间内的事物。目前，VR技术已经应用于多个领域，包括教育、医学、游戏、旅游等，在医学领域主要应用于医学教学、技术培训、技能测试、手术模拟等多方面。通过VR技术将较为真实的场景和实物呈现在学生面前，不仅可以激发学习兴趣、提高学习效率，还可以从根本上解决常规教学模式中还原实景困难的问题［8］。

因此，本课题旨在探讨基于VR的BOPPPS联合WPBL教学模式用于医学院校《呼吸内科学》本科专业课教学的应用效果。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 研究对象选取我院2019级临床医学专业已完成基础医学课程的本科生参与研究，共80人，随机分为试验组和对照组。其中试验组40人，男24人，女16人；年龄19~24岁，平均（21.8±1.2）岁。对照组40人，男19人，女21人；年龄18~24岁，平均（21.6±1.6）岁。2组学生性别、年龄差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。所有参与本研究的学生均已了解上述教学模式，并同意参加该研究教学。

1.2 教学方法2组带教老师都具有丰富的呼吸内科学教学经验，均使用《内科学（第九版）》作为授课教材，且2组学生均接受同样学时的课程。

1.2.1 对照组采用传统带教模式。包括：呼吸系统疾病的易感因素、临床表现、诊断、治疗及预防等，由带教老师向学生进行讲解。教学过程中带教老师随时对学生进行提问，学生也可针对不解之处随时向带教老师提问。

1.2.2 试验组采用基于VR技术的BOPPPS联合WPBL教学模式，通过VR技术真实展示呼吸系统解剖、病理生理、疾病发生发展过程，以学生为中心，教师为引导，问题为基础，分多阶段按层次逐渐递进学习。教师提前1周以PPT的形式通过社交网络平台发布学习任务，并通过网络平台共享VR，提高学生的学习自主性和积极性。学生通过借助各种网络资源查找资料，再结合所学过的基础知识和实践经历，整合多学科知识，展开自由讨论，逐个解决问题。具体步骤如下：

⑴导言（B）：结合教学内容和大纲要求，教师提前1周通过社交网络平台微信、QQ等告知学生本次学习的背景知识，通过VR展示本次学习相关的内容，引起学生的兴趣，促使学生参与学习，最终引导学生进入教学内容。

⑵学习目标（O）：在VR环境下教师先展示相关教学内容，并在展示过程中向学生提出多个问题及本次学习的目标。

⑶前测（P）：在网络技术的支持下，选择与学习目标和学习能力相关的随堂小测验了解学生对目标知识的储备情况以及学生对授课的要求，根据测试的结果，教师对授课内容进行调整。

⑷参与式学习（P）：根据WPBL教学模式的核心思想，针对前期在VR环境下提出的问题及学习目标，学生参与式完成小组讨论学习。学生自由组成6人为单位的学习小组，针对VR环境下提出的问题进行深入讨论并且以小组为单位在VR教学库中进行深入模拟学习，结合模拟过程进一步总结讨论。此外，学生可充分利用网络支持技术通过查阅相关文献等方式丰富相关知识，可提出经讨论后仍无法解决的问题，并以PPT形式分享至社交网络平台供教师和其他学生一起讨论。教师全程引导，但不直接参与讨论。

⑸后测（P）：根据教学内容，借助网络平台随机选择测试题目进行测试并巩固知识点。

⑹总结（S）：教师在VR环境下，围绕提出的问题，从本次学习目标角度进行系统操作模拟，并通过绘制思维导图或知识树等方式总结整理所学的知识与技能，帮助学生理清思路、加深记忆，也可以延伸相关知识，指导后续学习，同时发布下一次学习任务。

1.3 观察指标在课时教学结束后，对学生是否在教学过程中存在互动及互动人群进行了问卷调查，结果显示2组学生并未存在学习互动，研究中不存在试验组与对照组交叉污染。随后，对学生进行以下检测：

⑴成绩考核：按教学大纲要求，以主要知识点为考点，进行闭卷理论考核，满分为100分，学生的考核成绩高低与对专业理论知识的掌握的程度成正比。

⑵教学效果评价：学生在授课结束后完成教学评价量表，以此评估教学实践效果，该教学评价量表的题目答案选项均为“是”或“否”。量表内容包括7个相关条目：有助于提高学习的积极性和主动性、教学导向清晰、学习内容凸显重难点、有助于提高学习效率、有助于培养团队合作和交流沟通能力、学习压力大、有助于提高创新能力。

⑶教学满意度：所有学生在授课结束后进行教学满意程度调查，分为不满意、一般、满意、非常满意，满意度=（满意+非常满意）人数/总人数×100%。

1.4 统计学处理数据采用SPSS 23.0软件进行统计分析。对计数资料以n（%）表示，组间比较采用卡方检验；计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用t检验。教学效果评价、教学满意度与理论考核成绩的相关性采用Spearman分析。教学分组、教学效果评价、教学满意度与理论考核成绩间的共变关系采用多元线性回归分析。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 2组学生理论考核成绩比较试验组学生理论考核成绩平均分（85.8±4.9）分高于对照组学生理论考核成绩平均分（77.2±5.3）分，差异有统计学意义（t=7.568，P=0.001）。

2.2 2组学生教学效果评价比较试验组中认为教学方式“有助于提高学习的积极性和主动性”“教学导向清晰”“学习内容凸显重难点”“有助于提高学习效率”“有助于培养团队合作和交流沟通能力”“有助于提高创新能力”的学生占比明显高于对照组（P＜0.05）。但试验组中有13人认为“学习压力大”（表1）。

表1 2组学生教学效果评价比较/n（%）

2.3 2组学生的教学满意度比较试验组满意度为90.0%，高于对照组满意度22.5%，差异有统计学意义（χ2=37.029，P＜0.01）。

2.4 教学效果评价、教学满意度与理论考核成绩间的相关性分析分别对教学效果评价和教学满意度与理论考核成绩进行Spearman相关性分析。对照组和试验组教学效果评价与理论考核成绩无显著相关性，但将对照组和试验组联合分析时，“教学导向清晰”“学习内容凸显重难点”“有助于培养团队合作和交流沟通能力”“学习压力大”“有助于提高创新能力”与理论考核成绩显著相关（P＜0.05）（表2）。对照组和试验组教学满意度和理论考核成绩相关（r=0.797，P＜0.001；r=0.381，P=0.015）。

表2 教学效果评价与理论考核成绩间的Spearman分析

2.5 教学分组、教学效果评价、教学满意度与理论考核成绩间的多元线性回归分析多元线性回归分析结果显示，回归方程显著（F=14.570，P＜0.001），调整后R2=0.607，这些变量解释了理论考核成绩60.7%的变异。其中，教学分组（β=0.237，P=0.038）、认为“教学导向清晰”的教学评价（β=0.406，P=0.034）和满意度（β=0.569，P＜0.001）显著正向预测理论考核成绩（表3）。

表3 教学分组、教学效果评价、教学满意度与理论考核成绩间的多元线性回归分析

3 讨论

医学教育是我国卫生健康事业发展的重要基石，但当前我国医学教育仍存在多方面的问题，导致部分医学生没有扎实的专业知识和临床技能，降低了我国医学生的综合水平和竞争力［9］。医学知识的迅速更新、延伸和交融，使医学教育更注重系统性和整体性，这对医学课程教学是巨大挑战。除外学生自身缺乏毅力等原因，教师授课质量不高、未将繁杂的知识进行有效衔接等问题也导致医学生在学习过程中不能得到正确引导，缺乏兴趣和积极性，在很大程度上限制了现代医学人才的培养［10］。

LBL教学模式以教师为主体，以授课为中心，采取全程灌输教学，学生始终处于消极被动地位，而PBL教学模式强调“以问题为基础，以教师为引导，以学生为中心”，让学生以小组合作的形式自主探究、共同解决复杂问题，不但提高了学生的参与度与积极性，而且可以更好地培养学生的创新能力、解决实际问题能力和自主学习能力［3，11］。WPBL教学模式则是将经典的PBL教学理念与网络技术相结合，使教学活动通过网络平台进行互动实现PBL教学目的，相较于PBL模式在信息获取、信息交流和信息传输方面具有非常明显的优势，不仅具有PBL教学模式在培养学生解决问题能力、自主学习能力、团结协作能力、培养临床思维以及创造性思维等方面的优点，而且解决了PBL教学模式在时间和空间利用上的问题。教师可以通过WPBL教学平台分享视频、音频、动画以及图像等资源，学生也可以通过这个平台分享自己学习成果、互相讨论交流，这种信息的交流和传输效率是传统的教学模式所不能比拟的［6，12］。BOPPPS教学模式提倡先分层制定教学目标，后续的教学活动均以教学目标为中心展开。例如：导言部分则是以提高学生学习兴趣为目标，包括采用分享典型案例等方法；主体部分则是以培养学生各项能力，实现教学与临床交互为目标，包括采用情景互动学习等；总结部分则是以总结巩固知识为目标，包括采用以学生为主体，以教师为引导的方式，对重难点进一步总结、补充和巩固。BOPPPS教学模式不仅实现了教学的模块化学习，也使学生充分参与教学学习过程，充分体现了学生主体、教师主导的现代教育理念［13］。BOPPPS教学模式无论是在提高学习效率、调动学生学习主动性与积极性方面，还是在培养学生综合分析能力、创新能力、沟通交流能力等方面均优于传统教学模式［14］。

随着VR技术在临床医学领域的发展迅猛、日渐成熟，将VR技术运用于教学后，学生的基础理论知识、临床应用能力、自主学习能力和探究学习水平等均得到大幅度提升［15］。本研究结果与既往研究结果一致，即相较于传统教学方式，采用基于VR的BOPPPS联合WPBL教学模式进行《呼吸内科学》教学，学生在理论考核成绩及综合能力方面得到了明显的提升，且试验组学生对此教学模式的评价明显高于对照组，也表明了学生对此教学模式的认可。虽然试验组中有13人认为学习压力过大，考虑与BOPPPS教学模式需要在短暂的课堂时间内完成全部6个部分的教学内容以及学生短期内难以适应新教学模式相关。试验组学生对新教学模式的满意度远高于传统教学方式也证实了即使感到学习压力大，但可从新教学模式中获取大量知识仍使学生感到满意。

此外，本研究分别对教学效果评价结果和教学满意度与理论考核成绩进行Spearman相关性分析，结果表明教学满意度和理论考核成绩显著相关（P＜0.05），提示当学生成绩获得提高时对教学模式甚至可能对授课教师的满意度大大提高，这与WEBER M等［16］研究结果一致。此外，将对照组和试验组联合分析时，结果显示“教学导向清晰”“学习内容凸显重难点”“有助于培养团队合作和交流沟通能力”“学习压力大”“有助于提高创新能力”与理论考核成绩显著相关（P＜0.05），而这在对试验组和对照组分别进行相关性分析时两者间并无显著相关性。因此进一步将教学分组、教学效果评价及教学满意度作为自变量，理论考核成绩作为因变量，进行多元线性回归分析。结果再次证明基于VR的BOPPPS联合WPBL教学模式可以促进理论考核成绩提高，且认为“教学导向清晰”的教学评价和教学满意度也可正向预测理论考核成绩。而“学习内容凸显重难点”等教学评价项目并不能预测理论考核成绩，提示了学生对教学模式的评价并不能作为评判该学生成绩的单一指标，这可能与个人主观性存在差异相关。

综上所述，将基于VR的BOPPPS联合WPBL教学模式应用于《呼吸内科学》教学中可有效提高教学效果和满意度，更好地激发学生的学习兴趣，提高学生综合能力，值得进一步研究和推广。