虚拟实验教学与PBL教学法相结合在机能实验学中的应用*

周迎春 李树学 陈 磊 齐 彦 康天济

（黑龙江中医药大学·哈尔滨 150040）

机能实验学是医学院校的主干课程，是研究机体生命现象的发展、变化过程中的基本原理和机制的推理性学科[1]，教师在实践教学中应加强对学生的综合引用和操作能力的培养，以提高他们学习的积极性和主动性，从而激发他们的创造性。我校机能实验室在教学中进行 了“将虚拟实验教学与PBL教学法相结合”应用的尝试。

虚拟实验教学是随着虚拟现实在教育领域的应用而发展起来的，作为一种新型的教学媒体，因其强大的沉浸性、交互性等，可以帮助学生理解和掌握知识要点，有益于锻炼学生的实验技能，将成为医学教育的必要补充[2]。目前在医学教育中应用到了生理学、人体解剖学、分子生物学及生物化学等等学科。虚拟实验这一崭新的学习方式，极大地培养了学生的创新能力、科研思维能力、解决问题的应变能力；教师充分利用虚拟实验资源，可以开展多媒体教学实践，对提高办学实力、办学水平和教学质量起到了积极的推动作用。

PBL的全称是“Problem Based Learning”。1969年，PBL由美国神经病学教授Barrow在加拿大的麦克马斯特大学首创[3]，先后在60多所医科院校中推广，目前已成为国际上广为关注的一种教学模式，在我国医学教育中已被广泛使用。经典的PBL教学过程包括提出学习问题、建立假设、收集假设、论证假设、归纳总结5个阶段。PBL教学法将学习与问题挂钩，使学生投入到复杂的、有意义的问题情景中，通过学生的自主探究和合作来解决问题，从而学习隐含在问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力。

虚拟实验和PBL教学法都是提高、保证教学质量的重要方式，将两者相结合应用于实验教学中，能解决传统实验教学的不足，激发学生学习兴趣，提高综合素质，促进实验教学改革，具体情况如下。

1 一般资料

1.1 研究对象

选择本校在2014、2015学年度开设机能实验学的中医学、中西医结合和针灸推拿专业七年制学生，共计240人，随机分成虚拟实验教学组（虚拟组）、PBL教学组（PBL组）、虚拟实验教学与PBL教学相结合组（虚拟+PBL组），每组40人。

1.2 授课形式

（1）虚拟组：教师提前向学生公布实验项目，学生根据自己的时间安排进入虚拟实验系统进行课程的预习；实验进行过程中，教师对实验进行引导性的讲解后，学生采用人机交互的方式实施实验；实验结束后，教师利用虚拟实验平台进行实验小结，学生可以进入虚拟实验系统做课后复习。

（2）PBL组：在每一次实验结束后，根据下一实验的教学目标老师总结出几个符合实验内容，难易程度适中的问题并下发给学生；课后学生查阅相关资料；实验课上以学生为主体，带着这些问题做实验，密切关注实验现象和实验结果；实验结束后，组织学生讨论结果，教师归纳总结。

（3）虚拟+PBL组：实验前：围绕实验提出问题，引导学生带着问题进入虚拟实验系统预习、并查阅相关资料；实验进行过程中：教师引导学生在观看虚拟实验视频资料过程中发现问题、解决问题，在重点环节，教师进行详细的、扩展性的讲解；实验后：教师从不同学科的角度对实验结果进行分析和综合，布置与当节实验相关的思考题及下一次实验的预习内容，学生可以课后进入虚拟系统进行复习和预习。总之，虚拟实验与PBL教学法贯穿于整个实验教学过程中，循序渐进地完成实验。

机能实验学虚拟实验和PBL教学法相结合实验模块（表1）

1.3 评价方式

包括两部分：成绩考核和问卷调查。对学生进行统一成绩考核，包括实验开展过程中对学生实验技能的考核，占40%，实验结束后上交的实验报告进行评分，占60%。另外向学生发放问卷对学习效果进行评价。

1.4 统计方法

用SPSS17.0软件对各组成绩进行统计，用均数±标准差表示。

2 结果

2.1 成绩考核

对三个专业的平均成绩进行分析，结果如下（表2）

2.2 问卷调查

本次问卷3个专业共发放240份，收回240份，回收率100%。调查结果显示，绝大多数学生支持这种教学模式的改革，能更好地开阔学生的视野，激发学生自主学习的兴趣，有利于理解和掌握相关知识，达到提高实验教学质量的目的。

学生对三种教学方式效果的评价(人数%l（表3）

3 讨论

在我校开展机能实验学教学的10余年中，教师逐步将虚拟教学法和PBL教学法引入课程中，取得了一定成效。

虚拟实验教学是信息化教学的重要组成部分，通过仿真、数字建模和多媒体等技术，在计算机上创建一个可视化的三维环境，营造出模拟的仪器性能、实验对象、实验条件和环境闭[4]。在教学中，看到其有利于实验教学范围的扩展，丰富学生网上学习资源，打破传统实验教学模式在时间 、空间上的限制，极大激发学生学习的积极性，弥补传统实验教学的不足，对提高教学质量有很大帮助。但是单纯虚拟实验过程中学生对实验的重视程度不高，老师与学生之间缺乏必要的语言交流、感情沟通，学生的问题得不到及时解决，不利于教学质量的提高，也不符合现代以人为本的教育方向 。

PBL是对学生综合素质进行培养的一种学习方法，是根据已获得的知识和检索信息解决实际问题的一种教育体制[5]。有如下优势：有利于培养学生团队合作意识，充分调动学生的学习热情，发挥主观能动性，提高对相关知识的感性认识，培养自主科研能力，促进师生之间的交流 ，教学相长。但是，学生对实验内容缺乏直观、具体、全面的认知，缺少必要的关键的实验教学演示、操作环节，不宜单独应用于机能实验教学中，影响实验教学质量的提高。

因此，我校教师在机能实验学中将虚拟实验教学法与PBL教学法相结合应用，扬长避短，取得了一定成效，拓展了学生的视野，培养了学生的自主学习能力，丰富了学生网上学习资源，提高了学生综合素质，延伸了实验教学的范围 ，弥补了传统实验教学手段的不足，促进了师生间的相互学习交流，提高了机能实验教学质量，使机能实验教学改革发生了质的飞跃。但我们开展这一实验教学模式尚处于起步阶段，应用的班级范围尚小，亟待普及到各层次、各专业的学生中，在实践中摸索最优的教学方案。

[1] 白波.医学机能学实验教程[M ].人民卫生出版社. 2004，l-3.

[2] 李树学，康天济，韩宇博，等.虚拟实验室应用于机能实验教学的可行性分析[J].牡丹江医学院学报，2013,34（6),108-110.

[3] Rhemj.Problem based learning：An Introduction[J].The National Teaching and Learning Firum ,1998,8(1)l：10.

[4] 王宏宝，刘慧萍，喻荣，等.医学机能学实验教学中虚拟实验应用[J].中国中医药现代远程教育，2014，12(7 )：84-85.

[5] 张亚南，黄柳桓，梁宪红.日本PBL医学教育一览[J].中国高等医学教育，2012( 6)：6-7.