基于虚拟仿真实验平台的翻转课堂在机能综合实验教学中的应用

蒋淑君，潘　虹，刘红霞，王　华，马中女

（滨州医学院基础医学院，山东 烟台 264003）

机能实验学是将生理学、病理生理学和药理学实验内容有机整合后形成的一门综合性很强的基础医学课程，以探索和解释健康、疾病规律为目标，以研究实践和技能训练为主要形式。我校对机能实验学进行了以器官系统为中心的教学内容整合，保留生理学、药理学和病理生理学实验的核心内容，并增加综合性实验、设计性实验[1]。其中，综合性实验占课程内容的50%以上，以器官系统为中心，通过合理、巧妙的设计，将一个个单独的实验有机整合，形成涵盖正常生理状态、模拟病理状态以及临床治疗的完整实验，极大地激发了学生学习热情，培养了学生综合运用知识的能力。然而，综合性实验操作复杂、使用器械多、信息量大、疾病判断及干预必须果断，这些因素使得实验成功率较低，无法达到预期效果。为保证综合性实验教学质量，我们开展了基于虚拟仿真实验平台的翻转课堂实验教学研究。

1　对象与方法

1.1　对象

以滨州医学院2013级临床医学专业8个班482名学生为研究对象，4个班244名学生为实验组，采用基于虚拟仿真平台的翻转课堂实验教学模式；另外4个班238名学生为对照组，采用常规实验教学模式。两组年龄、性别比例、上学期综合测评成绩比较差异无显著性。

1.2　方法

对照组采用“教师讲解—分组实验—教师指导总结—课后完成实验报告”的常规实验教学模式。实验组提前一周布置学习任务，内容包括实验重点、难点、关键技术。学生以小组为单位完成任务，通过基于网络的机能实验虚拟仿真平台，了解实验原理、实验内容和实验步骤，对整个实验有一个初步认识。实验课上采用“学生讨论，教师指导—分组实验—实验总结—课后完成实验报告”的教学模式。

1.3　教学效果评价

通过问卷调查、期末考试了解教学效果，包括综合实验完成率和实验结果可行性分析。带教教师统计实验完成率，分析实验可行性。期末考试成绩包括技能操作成绩、理论考试成绩和实验设计成绩。通过问卷调查了解学生喜欢的资源类型、资源利用情况以及知识内化程度、学习兴趣等。

1.4　统计学方法

采用SPSS 18.0软件分析数据，组间比较采用t检验，P＜0.05表示差异有显著性。

2　结果

2.1　两组课堂教学效果和考试成绩比较

实验组实验完成率、技能操作成绩、理论考试成绩均明显高于对照组（P＜0.05）（见表 1）。

表1　两组课堂教学效果和考试成绩比较

2.2　实验组问卷调查结果

调查内容包括是否了解翻转课堂，翻转课堂能否促进理解和深化知识、激发学生学习兴趣、提高学生自主学习能力、减少实验操作错误次数及提高学生成绩等。发放问卷244份（实验组），回收有效问卷244份，有效回收率100%，调查结果见表2。

表2　实验组部分问卷调查结果

3　讨论

翻转课堂（Flipped Classroom）与传统教学模式不同，需要学生课前完成知识学习，而课堂则变成师生、生生互动的场所，包括答疑解惑、知识运用等。互联网的普及和实时通信技术在教育领域的应用，使翻转课堂教学变得可行[2]。虚拟仿真实验教学是高校信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容[3]，我校于2015年构建了基于网络的VBL-100机能实验学网络虚拟系统，该系统涵盖五十多个模拟仿真机能学实验。每个实验由仪器介绍、实验原理、手术操作、模拟仿真、试题自测及药物考核6部分组成，具有较强的仿真性和趣味性，针对机能实验学综合性实验操作复杂、使用器械多、信息量大、实验成功率不高的问题，将翻转课堂融入机能综合实验教学不失为一种有效方法。加强课前预习，把学习环节前移，可以在有限的课堂教学时间对学生进行引导。

3.1　重视课前预习

翻转课堂将认知层面的简单记忆、理解、运用放在课前，将高层次的综合运用和创新放在课上，因此，引导和监督学生课前充分利用虚拟实验系统预习是其重要环节。据调查，学生实验前自主预习的比例并不高，为了更好地引导学生课前自学，我们采取半自主式和自主式相结合的方式。实验前设置一些问题，包括实验具体操作、仪器使用注意事项等，要求学生利用虚拟实验系统进行学习。虚拟实验系统可记录学生在线学习情况，方便教师检查学生学习的项目和时间，了解学生课前预习情况。

翻转课堂的主旨是变“以教为中心”为“以学为中心”，仅仅监督学生在线学习情况是不够的，还要引导其主动学习。通过网络教学平台，提前一周发布实验任务单，要求学生结合案例思考，激发学生自主学习动力。例如，家兔急性失血性休克及其救治综合实验前，提出失血性休克不同时期的治疗策略、如何复制失血性休克动物模型等问题，要求学生结合这些问题书写实验报告。实验课上，学生根据任务单以小组为单位讨论实验重点、难点和注意事项，教师随机提问，根据学生答题情况给分，促使其实验前认真自学。

3.2　改革考核方式

翻转课堂对师生都提出了较高要求，要激发学生自主学习意识，除了必要的课前引导外，改革考核方式也十分必要。如果仅以期末操作或理论考试来评价教学效果和个人能力，那翻转课堂势必流于形式。应从基本技能、综合能力、团队协作、管理能力、学习态度等多个维度评价学生，即从课前学习的时间（通过网络教学平台统计）、效果（通过实验课开始阶段的汇报提问进行评价），到实验操作过程（通过学生实验操作情况评价），再到实验报告撰写（通过实验报告中数据处理、分析讨论）、期末考试成绩（期末实验操作和理论考试的情况）等多环节进行评价。

3.3　激发学习兴趣

翻转课堂的使用应循序渐进，我们最初主要在综合性实验中实施这一教学模式。从学生利用虚拟平台学习的情况来看，仅有16%的学生认真学习了系统提供的资源，47%的学生认为课前学习任务过重，63%的学生认为过多学习资源导致的倦怠感是没有完成预习的主要原因。因此，设置的学习任务应适量，视频内容要不断更新。虚拟平台提供的视频通常是一个完整的实验录像，时间较长，可将其剪辑成若干个5～15分钟的小视频，也可以上传学生自己录制的操作视频。

基于虚拟仿真实验平台的翻转课堂实验教学模式在机能综合实验教学中的应用，有助于激发学生学习兴趣，提高学生自主学习能力，促进师生交流，提高实验成功率。本研究还有很多不足之处，如未对虚拟仿真实验系统项目与利用率之间的关系及课前预习过程中的有效指导策略做更深入的研究。此外，我们仅以综合性实验为例研究了学生在基于虚拟仿真实验平台的翻转课堂教学模式下的学习效果，对于基础性实验和设计性实验的效果还需进一步探讨和研究[4]。

参考文献：

[1]王巧云，田伟，李娜.医学机能实验学教学模式的探索与实践[J].西北医学，2012，14（6）：719-720.

[2]李丽君，程哲坚，贺维.翻转课堂教学模式在医学院校中的应用研究[J].卫生职业教育，2016，34（1）：58-60.

[3]陈明亮，葛振英，白慧玲，等.基于医学虚拟仿真平台的翻转课堂在基础医学实验教学的应用[J].中国高等医学教育，2016（7）：95-96.

[4]杜鹃，尹艳艳，沈兵，等.虚拟仿真实验教学系统在机能实验学实验中的应用[J].基础医学教育，2015，17（2）：115-116.