“虚拟仿真技术+翻转课堂”混合教学模式在临床技能培训中的应用

摘要：目的：初步探索虚拟仿真技术和翻转课堂混合设计的教学模式在临床技能教学中的应用效果。方法：以临床类专业本科生565人为研究对象，在穿刺术一教学中对照组采用传统教学法，实验组Ⅰ采用翻转课堂法，实验组Ⅱ采用“虚拟仿真技术+翻转课堂”的混合教学模式，课后进行问卷评价及操作考核。结果：混合教学模式提高课堂教学效率的同时，可提供更充足的时间给学生实际动手操作练习，考核成绩优于其他两组；可以帮助学生课前构建知识基础，学习时空灵活，促进学生主动学习，增强课堂自信，有利于对理论知识和操作要点的掌握。但是在学生课堂兴趣和专心度、对教学设计和总体感受评价方面，得分低于其他两组。结论：虚拟仿真技术与翻转课堂相结合的教学有助于培养学生自主学习能力、临床思维能力，有利于学生掌握知识和技能，可为临床技能教学改革提供借鉴。

关键词：虚拟仿真；翻转课堂；混合式教学；临床技能

中图分类号：G642文献标识码：A

Abstract：Objective：Toexploretheapplicationeffectoftheblendedteachingmodeofvirtualsimulationtechnologyandflippedclassroominclinicalskills’training.Methods：Differentteachingmodeswereappliedintheteachingofpunctureoperationfor565thirdyearstudents.Thecontrolgroupwastaughtwithtraditionalmethod，whilethetwoexperimentalgroupswereusedthesimpleflippedclassroommodeorthemixedmodeofvirtualsimulationtechnologyandflippedclassroom.Students'assessmentresultofoperationwasanalyzedandquestionnaireswereusedtoevaluatetheeffectsoftheblendedteaching.ResultsTheblendedteachingmodecannotonlyimprovetheteachingefficiencyintheclassroom，butalsoprovidemoretimeforstudentstopractice.Theassessmentresultsarebetterthanthoseoftheothertwogroups.The studentsagreethattheblendedteachingcouldbuildknowledgebaseforthembeforeclass，improvetheirlearninginitiativeandunderstandingandmasteryofclinicaloperation.However，thescoresofstudents'interestandconcentrationinclassandtheiroverallsenseofexperiencearelow.Conclusion：TheBlendedteachingmodeofvirtualsimulationandflippedclassroomcanhelptocultivatestudents'selflearningabilityandclinicalthinking，whichcanprovideexperienceforclinicalskillstraining.

Keywords：virtualsimulation；flippedclassroom；Blendedteaching；Clinicalskills

医学教育改革发展要求提出，临床技能是医生岗位胜任力要素之一，强化实践能力培养和加强临床技能培训是医疗人才培养的关键和基础。“临床技能课”是从临床技能实践教学的整体出发，有机融合临床各学科基本技能理论与实践，从基础过渡到临床的一门桥梁课程。近年来的临床技能教学中，学生毫无临床知识背景，前期解剖等基础知识有所遗忘，在课堂有限学时内，教师既要满堂灌技能相关理论知识，又要全面详细地示范操作动作，学生只能被动输入和照样模仿，学习积极性低，过度依赖课堂讲授，缺乏独立思考，缺乏师生互动，实践动手时间减少，不利于学生自主学习能力的培养，无法形成临床思维和批判性思维，技能掌握不牢固，教学效果欠佳。

翻转课堂是指通过优化课内外教学结构，由教师为主导变为以学生为中心的教学模式［1］，核心是学生在课前完成知识预习和学习，“先学后教”旨在促进学生自主学习技能，提高知识的吸收效率。目前该形式广泛运用于以理论知识为主的基础课，但在实践操作性强的专业技能课涉及较少［2］。虚拟仿真技术是采用计算机图形学、多媒体技术、人工智能、传感器技术以及高度并行的计算机技术为核心，生成逼真的视、听、触觉一体化虚实交互环境，应用于医学实践模拟仿真训练中，为学生提供生动逼真的学习情境，沉浸感强、交互性好，能够产生与实际操作基本一致的真实感受［34］。

针对传统实践技能教学中存在的不足，初步探索将虚拟仿真技术和翻转课堂混合设计的教学模式运用到临床技能操作教学中，取得良好效果。

1对象与方法

1.1研究对象

采用便利抽样法［5］，以授课小组为单位，分别选取2014级临床/全科专业学生，随机分为对照组192人和实验组Ⅰ187人，2017级临床专业186人作为实验组Ⅱ，年龄为20～22岁，开展研究时三组均为三年级上学期。

1.2教学设计

以常用穿刺术课程试行改革，教学内容包括穿刺术一（胸膜腔穿刺术、腹膜腔穿刺术）和穿刺术二（骨髓穿刺术和腰椎穿刺术），课时分别为5学时。

1.2.1对照组教学实施

对照组两次实验均采用传统教学模式，学生无课前学习要求，课堂教学第一步，首先由教师先讲解操作的适应证、禁忌证、必要的解剖知识回顾；其次按照操作流程依次示教完整动作，对于细节、难点和重点内容同步进行讲解；最后再强调注意事项，介绍操作过程各阶段可能出现的并发症及其处理方式。第二步，学生分组利用仿真模型轮流进行操作练习，教师巡回进行答疑、纠错和指导。第三步，抽查个别学生操作演示，教师点评并总结。课后需书写完整的实验报告，对所学操作流程及细节进一步整理和巩固记忆，实验室开放时可到实验室在模型上动手练习。

1.2.2实验组Ⅰ教学实施

实验组Ⅰ穿刺术一采用翻转课堂教学方式，穿刺术二采用传统教学模式。实施方法如下：（1）教学前移阶段（课前预习环节）：利用校园网课程平台提供学习资源，包括课程质量标准（包括学习目标、重点、难点）、实验指导、操作流程、OSCE考核评分标准、教学视频等，课前通过微信发送学习任务要求学生自主学习，并完成理论相关知识试卷。（2）教学实施阶段（课堂教学环节）：开课时先抽查个别学生操作进行前测，其余学生互相点评纠错；教师了解前期自学效果、共同存疑的知识点，以学定教，变教为导［6］，对于学生已普遍掌握的理论知识和基本操作动作不再重复讲授，统一系统归纳操作流程、强调重点和难点之后，针对性地对普遍未理解的知识点或未掌握的细节进行讲解与示范，个别问题进行个别指导。剩余时间留给学生动手实践练习，可设置1～2个临床案例开展互动交流，训练学生处理并发症并解决实际问题。（3）教学后延阶段（课后复习环节）：除传统模式学习要求外，课程平台资源及教学视频可供学生继续反复学习。

1.2.3实验组Ⅱ教学实施

实验组Ⅱ在穿刺术一中采用翻转课堂+虚拟仿真技术混合教学模式。课前：在校园网平台学习资源基础上，辅以对分易小程序，课程资源内同步提供全部学习资料，教师提前录制完整课堂录播视频，方便学生利用网络或手机学习，同时可在论坛提出问题，通过关联功能与教师实现一对一时时交流。初步完成知识接收后，通过线上虚拟操作平台模拟不同病例资料，考核学生对适应证、禁忌证的掌握运用情况，设置临床场景在虚拟病人上可反复试操作，进一步理解熟悉操作流程，后台记录每一个动作，既帮助学生检验其学习效果，发现自身问题，又能帮助教师统计分析出学生共性问题。课中：根据虚拟操作后台统计结果，较全面了解学生的薄弱环节，教师课堂讲解或示范更有针对性。虚拟操作的实体模块可在仿真模型操作的基础上，对三维解剖层次、落空感等方面给予更直观的操作体验感。课后：除可反复复习理论知识和视频外，在实验室开放之余，学生也可利用虚拟仿真平台时时处处进行模拟操作，并参与线上操作考核，后台评价纠错，帮助学生自行提高操作质量。

2评价方法

2.1考核

所有组学生在期末教学结束后均要参加OSCE临床技能操作考核。

2.2评价

课后填写调查问卷，内容包括课前学习目标达成（2条目）、课程环节评价（8条目）和教学效果评价（8条目），同时记录教师课堂讲授时间，对比学生可用于实验室动手练习的时长。

3统计学方法

采用SPSS25.0进行分析。考核成绩和教师讲授时间为定量资料，问卷得分参照李克特等级评分法，完全同意计4分、同意计3分、不同意计2分、无法判断计1分，均以（x±s）进行描述，三组组间数据比较采用方差分析，成绩与课堂授课时间采用pearson相关性分析，以p<0.05有统计学意义。

4结果

课后要求每人填写问卷，对照组192份，实验组187份，实验组186份，有效回收率100%。对照组采用传统教学模式，实验组Ⅰ采用翻转课堂教学模式，实验组Ⅱ采用“虚拟仿真技术+翻转课堂”混合教学模式。

4.1学生操作考核成绩比较（见表1）

操作考核成绩满分为100分，三组平均分均高于80分，其中实验组Ⅰ平均分低于对照组，p值大于0.05；实验组Ⅱ平均分高于其余两组，与对照组比较，p值大于0.05，与实验组Ⅰ比较，p值小于0.01，结果具有显著性差异。

4.2课堂上教师讲授时长（见表2）

每次课学时5学时（200分钟），对照组教师在课堂上讲授理论知识及动作演示所耗费时间最长，相对学生实际在课堂上动手实践练习的时间最短。通过教学方法改进，部分知识的学习过程前移到课前，教师在课堂上讲授所需时间逐渐缩短，留给学生动手练习的时间逐渐增加，其中实验组Ⅱ教师在课堂上讲授耗时最短，学生实际动手练习时间相对最长，三组间相互比较，p值均小于0.001，具有显著性差异。

4.3学生课前学习目标达成情况（见表3）

通过课前理论知识预习或虚拟操作试练习，两组实验组学生在开课前均已经熟悉学习目标和内容，课前相关知识基础的构建优于传统教学组，p值均小于0.001，结果具有显著性差异。但实验组Ⅱ在课前增加虚拟仿真试练习，与实验组Ⅰ只提供教学资料和视频，对提升开课前知识储备的效果p值大于0.05，不具有显著性差异。

4.4学生对课程环节的评价情况（见表4）

实验组Ⅱ课前同时为学生提供相关理论知识、教学视频和虚拟仿真试操作，学习不只局限在实验室课堂上进行，课后所有资料可反复学习，学生认为学习过程更加灵活，多种学习资源的提供使学生对课堂教师讲解或示范动作的依赖性降低，课堂讨论交流机会增加，和传统教学组、单纯翻转课堂教学组比较，结果均具有显著性差异（p值小于0.001），但对照组和实验组Ⅰ之间比较以上条目均不具有显著性差异。实验组Ⅱ学生认为课堂上实践动手练习机会增加，但和其他两组比较不具有显著性差异。学生认为单纯翻转课堂教学组的课堂教学设计和时间分配优于其他两组，其中“虚拟仿真技术+翻转课堂”教学组的设计最不合理，两两相互比较均具有显著性差异（p值小于0.01）。

4.5学生对教学效果的评价情况（见表5）

实验组Ⅱ课前已提供丰富的学习和仿真练习资源，学生进入课堂时学习兴趣最低（和对照组比较p值=0.011，有显著性差异），课堂上最不感到紧张，但也最不能集中精神听讲（和其他两组比较不具有显著性差异），学生对“虚拟仿真技术+翻转课堂”混合教学模式的总体满意度最低（和其他两组比较，p值均小于0.001，有显著性差异）。三种教学模式比较，随着教学过程前移，提供学习资源越多，学生越能主动去学习（两个实验组和传统组比较均有显著性差异），对理论和操作知识点的掌握越好（三组相互比较，p值均小于0.05，具有显著性差异）。

4.6操作考核成绩与课堂教师讲授时间的相关性。

根据上述结果显示，三种教学模式中，课堂上教师授课时间越短，学生操作考试成绩越好。对实验组Ⅱ的成绩和课堂授课时间进行相关性分析后，显示两者呈负相关关系（γ=-0.038），但不具有显著性差异（p值=0.725）。

5讨论

与传统教师为主导的教学方式相比，翻转课堂+虚拟仿真技术等混合教学模式对医学人才培养具有以下优势。

5.1有利于提高学生的自主学习能力

当代大学生接触网络信息资源丰富，个性化差异突出，采用统一的教师输出—学生接受为特征的注入式教学模式已不能满足对医学人才培养的需要。提供丰富的学习资源，打破时间空间的限制，让学生能够自主掌控学习，可以提高其学习积极性和主动性［5，7］，但是研究发现，提供的资源越丰富，课前学生对所学内容了解越多，有可能会失去新鲜事物的好奇感，降低课堂学习兴趣，在课堂教学中不容易集中精力听讲。

5.2有利于加深对知识和技能的理解和掌握，培养学生的临床思维和创新能力

学习前移使学生具备一定知识基础，增强自信感，提高课堂学习的效率，营造师生深层次的交流机会，实现知识内化应用［89］和教学相长。课前试错可发现问题，通过后台纠错不断去解决问题，带着问题走进课堂，学习更有针对性。虚拟平台能够模拟医疗场景，导入临床案例进行初步分析，有利于临床思维的培养。但是此类课堂教学中，教师针对课前掌握的学生共性问题、重点、难点精简化讲解，可能缺乏系统性和全面性，一些未完成课前学习任务或者接受能力欠缺的学生，会对课堂进度和内容设置产生不适应感。课外学习负担加重、学生既往自主学习习惯、对新教学模式的接受程度，均会影响教学改革的效果。

与理论课程不同，实践动手能力要求高的课程，要想提高教学效果，教师关注的不仅仅是课堂讲授的知识点或动作示范，更要保证学生有足够多的时间自己去动手练习。混合教学模式能节约课堂教师讲授理论的时间，提高实训教学的效率，给学生更充裕的动手练习机会。

虚拟仿真技术作为辅助教学手段，可以逼真地模拟场景和虚拟病人，供学生熟悉操作流程，但不能替代实训室仿真模型操作的真实体验感，更不能取代床旁临床实践。

混合教学模式对授课教师提出更高要求，需进一步优化教学能力，转变角色为学习的指导者和促进者，注重课堂活动设计；需要更强责任心，在全程教学环节中时时督促引导学生；需要更扎实的专业知识，以应对学生自学后提出的超范围问题。

结语

“虚拟仿真技术+翻转课堂”混合性教学模式应用于临床技能模拟教学中，能够激发学生的学习主动性和积极性，培养自主学习能力和临床思维，提高课堂教学效率的同时，给予学生更充足的实践动手机会，有利于对临床技能的掌握和运用。将课堂教学理论讲解深刻，虚拟仿真实践操作灵活自由，以及翻转课堂知识可外延三者有机融合，才能真正起到提升临床模拟操作教学效果的作用。

参考文献：

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［7］何朝阳，欧玉芳，曹祁.美国大学翻转课堂教学模式的启示［J］.高等工程教育研究，2014（2）：148161.

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［9］Della&nbsp;RattaCB.Flippingtheclassroomwithteambasedlearninginundergraduatenursingeducation［J］.NurseEduc，2015，40（2）：7174.

基金项目：昆明医科大学校级教研教改一般项目（2015JYY04）“翻转课堂在临床技能模拟教学中的探索研究”；云南省教育厅虚拟仿真实验教学项目（云教发〔2018〕139号）“综合性智能一体化临床技能虚拟仿真教学训练项目”

*通讯作者：杨晖（1980—），女，汉族，云南楚雄人，硕士，昆明医科大学临床技能中心讲师，主要从事模拟医学研究。（所有作者均申明不存在利益冲突。杨晖：提出课题构思及撰写论文；郭峰、姚璐：虚拟平台在课题中的使用指导；罗宁、杨蕴芝：数据资料及问卷收集整理；赵文兰：数据统计分析。）